314 elektriska system

Repetition av fysik

beteckning	storhet	enhet	beteckning	formel
t	tid	sekund	[s]
I	ström	ampere	A
Q	laddning	coulomb	[C] = [As]	Q = I t
ϱ	resistivitet	ohm-meter	[ohm m]
L	ledarens längd	meter	[m]
A	tvärsnittsarea	kvadratmeter	[m²]
R	resistans, motstånd	ohm	[Ω]	R = ϱ L / A
U	spänning	volt	[V]	U = R I
V	potential	volt	[V]	V = U_A - U _B
P	effekt	watt	[W]	P = U I
E	energi	joule	[J] = [Nm] = [Ws]	E=P t, E = QU

U = R I och P = UI ger tillsammans

P = RI² Ska vi använda för att beräkna effektförlusten i en kraftledning.

P = U² / R

Energiöverföring

0. energiöverföring

A. Hur "skapas" elenergi? Berätta om många sätt.

B. Hur kommer elenergin från producent till konsument (till exempel din mobiltelefon)?

C. Berätta om generatorn.

D. Varför blir det varmt i elledningarna? Förklara även med hjälp av P = R I².

E. Berätta om transformatorn. Varför används de? Mer fakta i filmen nedan. Förklara även med hjälp av P = R I².

F. Varför måste elen produceras just när den konsumeras?

F. Var finns det säkringar? Varför finns de?

Likströmsmotor

DC-motor.

1. Hur fungerar en likströmsmotor? Delfrågor följer.

2. Magnet

A. Rita två magneter som trycker bort från varandra. Var noga med syd- och nordändans orientering.

B. Rita två magneter som dras mot varandra.

C. Hur kan man få en magnet att rotera?

3. Elektromagnet

Elektromagnet

Elektromagnet med en spik, koppartråd och ett batteri. Du behöver inte se filmen nedan om du kan svara på frågorna med hjälp av filmen ovan.

A. Rita hur du kan koppla för att få en elektromagnet.

B. Varför blir batteriet och elektromagneten varma?

C. Hur kan man få en elektromagnet att rotera? Rita och förklara.

D. Varför behöver man byta på strömmens riktning?

E. Hur byter man på strömmens riktning?

F. Hur kan motorn ändras för att bli bättre? (Mer effektiv, snabbare, ...) Rita och förklara varför motorn blir bättre med den föreslagna förändringen.

Generator

Byt batteriet mot en glödlampa, samt sätt en vev på den delen av motorn som roterar. Rotera motorn med hjälp av veven. Nu bildas ström och lampan lyser.

4. Elektroner i rörelse

Hur påverkas elektroner som rör sig av magnetfält? Se bara filmen nedan fram till 2 minuter.

Alternativa filmer på svenska, men inte lika bra.

5. Generator

A. Rita en figur som visar hur man kan få en lampa att lysa med hjälp av en magnet och en sladd.

B. Förbättra din generator så att en roterande rörelse kan användas. Den roterande rörelsen kan till exempel komma från roterande blad i ett vindkraftverk, roterande propeller i ett vattenkraftverk, eller roterande turbin som drivs av ånga. Facit i filmen nedan.

Växel- och likström

6.

A. Vad är det för skillnad på växelström och likström?

B. Varför har vi både och?

Växelström i hemmet

7. växelström i hemmet

Rita elens väg från 3 faser in i transformatorstation till en 12-volts AC-motor in en apparat. Berätta varför de olika stegen finns.

A. 10 kV transformeras ner till 400 V i en transformatorstation.

Förklara varför man vill undvika att ha fler än tre ledare i 10 kV-ledningen.

B.

Varför är det fyra ledningar som lämnar transformatorstationen?

C. Hur skapas jordning i transformatorstationen?

D. Mätarskåp

Vad finns i mätarskåpet.

E. elcentral

E1. Hur kopplas skyddsjorden i elcentralen?

E2. Vad finns det mer i elcentralen?

E3. Varför finns det säkringar i elcentralen?

F. diskmaskin

F1. Hur är diskmaskinen kopplad till elnätet?

F2. Vad kan hända om den inte har skyddsjord? Rita strömmens väg och förklara.

F3. Hur kan skyddsjord skydda från personskador? Rita strömmens väg och förklara.

G. jordfelsbrytare

Jordfelsbrytare kan finnas i elcentralen eller som en separat enhet som kopplas mellan eluttag och apparat.

På vilket sätt ger jordfelsbrytare ett extra skydd? Rita strömmens väg och förklara.

H. Trefasmotor

H1. Rita spänningens variation med tiden i de tre ledningarna i en trefasledning.

H2. Hur fungerar en trefasmotor?

H3. På vilket sätt kan den sägas vara enklare än likströmsmotor?

I. Säkringar i apparater

En apparat ser ut som följer:

(positiv) 230 V in
genom säkring 100 mA
transformator till 12V
genom säkring 1A
till motor
(negativ) 0V ut

I1. Rita kretsen.

I2. Varför finns säkringen på 2A?

I3. Varför finns säkringen på 100 mA?

I4. Hur kan den andra säkringen på 1A göra någon nytta när den första säkringen är på 100 mA?

Mer fakta i filmen nedan.

8 gamla uppgift 7

Läs:

Svenska elsystemet, Byggahus.se

så att du kan svara på frågorna nedan.

A. Hur varierar spänningen i de tre ledningarna (i förhållande till nollan)?

Läs: Svenska elsystemet systemjordning skyddsjordning, Byggahus.se

så att du kan svara på frågorna nedan.

B. Rita och förklara hur jordning fungerar samt varför det finns skyddsjord i till exempel en tvättmaskin.

C. Berätta om varför det är bra att ha jordfelsbrytare. Rita och förklara hur jordfelsbrytare kan rädda liv.

Läs: Svenska elsystemet inne i bostaden, Byggahus.se

så att du kan svara på följande frågor.

D. Rita elens väg från serviceledning till lampa. Berätta om de olika stegen.

E. Varför finns det säkringar? Mer fakta i filmen nedan.