Del 4 Electricitet och elektromagnetism

FörberedandeFysik

Versionen från 15 januari 2010 kl. 13.05

Inledning

Elektricitet förekommer i två former:

• Statisk elektricitet
• Elektricitet som vi till vardags använder antingen från ett elektrisk nätverk, batterier eller liknande.

Historiskt sett är statisk elektricitet den typ av elektricitet som är längst känd. Under 1700-talet upptäcktes att elektrisk ström kunde påverka levande varelser. På 1800-talet kunde man göra strömkällor och började utforska sambandet mellan elektrisk ström och magnetism. Snart upptäcktes också växelströmmen och elektromagnetismens egenskaper.

De verkligt stora genombrotten för hur elektricitet och elektromangentism kunde användas i det vardagliga livet med tillgång för alla, kom under 1900-talet. Idag är det svårt att tänka sig ett liv utan radio, TV, mikrovågsugnar, elvärme, elektriskt ljus, mobiltelefoner, datorer mm.

De Elektromagnetiska vågorna som omger oss dagligen sedan tidernas begynnelse. Det finns elektromagnetiska vågor som beror på att material skickar ut vågor beroende på vilken temperatur de har, från urladdningar av statiskt elektrisk laddade föremål och elektromagnetiska vågor vi ger upphov till för kommunikation, uppvärmning, belysning mm.

Den mest långvågiga strålningen hör samman med radiosändningar. För ca 70 år sedan fanns det sändare som skickade ut radiovågor som var åtskilliga km långa. Frekvensen hos dessa vågor var i något eller några tiotal kHz. Dessa vågor användes för kommunikation på mycket långa avstånd. Vågorna följde jordens krökning och kunde nå över Atlanten. Numera sker alltmer av kommunikation på långa avstånd med hjälp av sateliter.

För TV, radio, mobiltelefoni, mikrovågsugnar och radar är våglängden från några meter ner till cm-vågor. Värmestrålning har vågor som är mellan mm till µm långa. Därefter kommer elektromagnetisk strålning i det synliga området. Vågorna till UV-ljus och gammastrålning som härrör från processer hos atomkärnor är mycket kortare. Hur biologisk materia påverkas av strålning hänger samman med vilken våglängd vågorna har och hur stor intensiteten är.

För statisk elektricitet har vi laddningar som kan vara både positiva och negativa. De negativa är då ett materials atomer som tillförts en eller flera elektroner eller att ledningselektroner är tillförd en metall genom uppladdning. För ett material som är positivt laddat är en eller flera elektroner bortförda. Uppladdning kan ske genom gnidning eller beröring med en ledare ansluten till en spänningskälla.

I denna kurs har elektricitet och elektromagnetism delats in i fem olika avsnitt.

1. Laddningar i rörelse, ledare och isolatorer 2. Elektriska kretsar, Ohms lag 3. Elektrisk energi och effekt 4. Växelström, induktans och kapacitans 5. Elektromagnetiska vågor och optik

HUR DU LYCKAS MED ELLÄRAN I KURSEN

• Läs igenom teoridelen i varje avsnitt.
• Följ läsanvisningarna. Har du inte just de böcker som nämns kan du läsa motsvarande avsnitt i andra fysikböcker, eller söka på Internet (men tänk då på att kritiskt granska de källor du använder).
• Gå igenom övningarna och deras lösningar till varje avsnitt, innan du gör grundproven.
• Ställ frågor i kursens forum (med samma namn som det avsnitt du vill fråga om), när du fastnar någonstans, eller undrar över något. Våra mentorer och lärare finns där för att hjälpa dig. För oss finns inga dumma frågor, bara dom som aldrig ställs!
• Efter varje avsnitt får du ett kort grundprov att öva på, som testar att du förstått viktiga basfakta. Du måste svara rätt på 75% av frågorna för att bli godkänd, men kan göra om provet hur många gånger som helst.
• När du klarat alla grundprov går du vidare och gör slutprovet i Värmelära, som dyker upp i vänstermenyn så fort du blivit godkänd på samtliga grundprov.
• Slutprovet består av tre slumpvis valda frågor, som testar din förståelse för ämnet på ett djupare plan, att du uppnått målen som beskrivs i början av varje avsnitt.
• Du måste svara rätt på minst två av de tre frågorna för att bli godkänd. Alla uträkningar görs separat på papper och därefter matar du in svaret i datorn. Du får direkt veta om du svarat rätt eller fel på någon av de tre frågorna.

Hur många gånger kan jag göra om ett prov? Skulle du ha svarat fel på någon uppgift så är det bara att börja om igen och då får du tre nya slumpvis valda frågor. Du kan göra om slutprovet hur många gånger som helst, men det är det senaste resultatet som sparas i statistiken. (Så har du blivit godkänd på ett slutprov ska du inte göra om det, för då sparas dina nya resultat, över de gamla).

Lär dig själv genom att lära andra! Vi vill uppmuntra dig att hjälpa andra, genom att svara på frågor och ge dem ledtrådar, när du kan och ser att det behövs. Varför inte öppna ett chatrum i PING PONG och studera tillsammans med andra som läser kursen samtidigt med dig? Det är ett bra sätt att lära känna blivande kurskamrater och att skaffa nya vänner under studietiden. Du kan även skicka personliga meddelanden (PIM - fungerar som MSN) till dem som är online i kursen, och diskutera med dem direkt, om du vill.

PS. Tycker du att innehållet i ett avsnitt känns väldigt bekant, så kan du testa att gå direkt till grundproven och sedan slutprovet. Du måste få 75% rätt på ett prov, men kan göra om proven flera gånger, om du inte lyckas på första försöket. Det är ditt senaste resultat som visas i statistiken.

Grattis nu är du 1 högskolepoäng rikare! När du har klarat samtliga grundprov och slutprov i denna kursdel så har du även tagit en högskolepoäng i ellära. Detta registreras i LADOK (=högskolans databas över studieresultat) som bland annat är underlag för CSN).