naturfag

Strøm, spenning og motstand

KORT FORKLART BEGREPENE:

• Strøm (I): er bevegelsen av elektriske ladninger (elektroner) i en krets. Måles iampere (A).

• Spenning (U): er kraften som driver elektroner gjennom kretsen. Måles i volt (V).

• Motstand (R): er hvor mye en komponent hindrer strømmen. Måles i ohm (Ω).

Ohms lov

Sammenhengen mellom disse størrelsene kan beskrives med Ohms lov:

U=R⋅IU = R \cdot IU=R⋅I

• Hvis du kjenner to av verdiene, kan du regne ut den tredje:

  • I=URI = \frac{U}{R}I=RU​(for å finne strøm)

  • R=UIR = \frac{U}{I}R=IU​(for å finne motstand)

Eksempel: Hvis en lyspære har en motstand på 5 Ω, og spenningen over den er 10 V, kan vi finne strømmen:

Sluttet og brutt krets

• Sluttet krets: En komplett krets der strømmen kan flyte.

• Brutt krets: En krets som er avbrutt, for eksempel ved at en bryter er åpen, eller en ledning er ødelagt.

Eksempel: En lyspære lyser i en sluttet krets, men hvis bryteren er åpen (brutt krets), slukker lyset.

Kjente kretssymboler

Kunne tegne og gjenkjenne disse symbolene:

• Bryter: (åpen eller lukket)

• Lyspære: (en sirkel med kryss inni)

• Batteri: (lange og korte streker for + og - pol)

• Amperemeter (A): (En sirkel med "A" inni)

• Voltmeter (V): (En sirkel med "V" inni)

Hvordan bruke amperemeter og voltmeter

• Amperemeter måler strøm og kobles i serie med komponenten.

• Voltmeter måler spenning og kobles parallelt over komponenten.

Eksempel: For å måle strømmen gjennom en lyspære, må amperemeteret plasseres i samme vei som strømmen, mens voltmeteret kobles over lyspæren.

Seriekobling vs. parallellkobling

• Seriekobling: Komponentene er koblet etter hverandre.

-Strømmen er den samme i hele kretsen.

-Spenningen fordeles mellom komponentene.

-Hvis én pære ryker, slutter hele kretsen å virke.

• Parallellkobling: Komponentene er koblet i flere grener.

-Spenningen er den samme over alle komponentene.

-Strømmen fordeles mellom grenene.

-Hvis én pære ryker, fortsetter de andre å lyse.

Eksempel: I et hus er lyspærer parallellkoblet slik at én pære kan slukke uten å påvirke de andre.

Elektrisitet og magnetisme

• Elektrisk strøm skaper et magnetfelt rundt en leder.

• En elektromagnet lages ved å sende strøm gjennom en spole med en jernkjerne inni.

• Magnetfelt kan også skape strøm (induksjon), som brukes i dynamoer og generatorer.

Eksempel: En høyttaler fungerer ved at en elektrisk strøm skaper et magnetfelt som får en membran til å bevege seg og lage lyd.

Elektrisitet og magnetisme henger sammen fordi elektrisk strøm skaper et magnetfelt, ogmagnetfelt kan indusere elektrisk strøm. Dette brukes i elektromagneter, motorer og generatorer.

Elektromagnetiske bølger vs. akustiske bølger

• Elektromagnetiske bølger trenger ikke et medium og kan gå gjennom vakuum (f.eks. lys, radiobølger).

• Akustiske bølger (lydbølger) trenger et medium (luft, vann eller fast stoff) for å bevege seg.

 Eksempel: Sollys kan reise gjennom verdensrommet, mens lyd ikke kan, fordi det ikke er luft der.

Det elektromagnetiske spekteret

• Består av ulike typer bølger med forskjellig bølgelengde:

-Radiobølger – Lengst bølgelengde (lav frekvens, lite energi)

-Mikrobølger – Brukes i mikrobølgeovner

-Infrarødt lys – Varme (f.eks. fjernkontroller)

-Synlig lys – Det vi kan se

-Ultrafiolett lys (UV) – Kan gi solbrenthet

-Røntgenstråler – Brukes til medisinsk bildediagnostikk

-Gammastråler – Kortest bølgelengde (høy frekvens, mye energi)

Eksempel: Røntgenstråler går gjennom hud, men stoppes av bein, slik at vi kan ta røntgenbilder.

Bølgelengde og frekvens

• Bølgelengde (λ): Avstanden mellom to bølgetopper.

• Frekvens (f): Hvor mange bølgetopper som passerer et punkt per sekund (måles i hertz, Hz).

Sammenheng:

f=cλf = \frac{c}{\lambda}f=λc​

der c er lysets hastighet i vakuum.

• Korte bølgelengder = høy frekvens = høy energi.

• Lange bølgelengder = lav frekvens = lav energi.

Eksempel: Røntgenstråler har kort bølgelengde og høy energi, mens radiobølger har lang bølgelengde og lav energi.

Analoge vs. digitale signaler

• Analoge signaler er kontinuerlige og kan ha uendelig mange verdier.

  • Eksempel: Lyden fra en vinylplate eller en gammeldags radio.

• Digitale signaler er diskrete og består av 0 og 1 (binære verdier).

  • Eksempel: En MP3-fil eller en YouTube-video.

Forskjell: Digitale signaler er mer motstandsdyktige mot støy og forstyrrelser enn analoge signaler.

Oppsummeringstips til prøven

• Husk Ohms lov: U=R⋅IU = R \cdot IU=R⋅I

• Øv på symbolene for bryter, lyspære, batteri, amperemeter og voltmeter.

• Husk forskjellen mellom serie- og parallellkobling.

• Vær klar over hvordan strøm og magnetisme henger sammen.

• Kjenn forskjellen mellom elektromagnetiske bølger og lydbølger.

• Husk at korte bølgelengder = høy energi (f.eks. røntgen), lange bølgelengder = lav energi (f.eks. radiobølger).

• Forstå forskjellen på analoge og digitale signaler.