Nova10 blabok

NATURFAG FOR UNGDOMSTRINNET ★ ERIK STEINEGER ★ ANDREAS WAHL

NATURFAG FOR UNGDOMSTRINNET På hvert trinn består Nova av: ★ Nova elevbok ★ Nova Digital: nova.cdu.no • For elevene: oppgaver og tilleggsressurser • For læreren: digital lærerveiledning, tavlebok (digital versjon av elevboka) og andre lærerressurser Elevbøkene er alt-i-ett-bøker som inneholder både fagstoff, oppgaver og forsøk.

ISBN 978-82-02-47590-1

9 788202 475901

BOKMÅL

ISBN 978-82-02-47590-1

NATURFAG FOR UNGDOMSTRINNET ★ ERIK STEINEGER ★ ANDREAS WAHL

BOKMÅL

www.cdu.no

o-Nova-10-omslag.indd 1

27.02.15 14:39

10

NATURFAG FOR UNGDOMSTRINNET

ERIK STEINEGER ★ ANDREAS WAHL

BOKMÅL

Book 1-Nova10.indb 1

02.03.15 12:49

© CAPPELEN DAMM AS, 2015 Materialet i denne publikasjonen er omfattet av åndsverkslovens bestemmelser. Uten særskilt avtale med Cappelen Damm AS er enhver eksemplarframstilling og tilgjengeliggjøring bare tillatt i den utstrekning det er hjemlet i lov eller tillatt gjennom avtale med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Nova dekker alle målene i Kunnskapsløftet etter revidert plan 2013, i faget naturfag, og er lagd til bruk på grunnskolens ungdomstrinn.

Forfatterne Erik Steineger og Andreas Wahl har mottatt støtte fra Det faglitterære fond.

Omslagsfoto: Tom Schandy Omslagsdesign: 07 Media — 07.no / Kristine Steen Grafisk formgiving: 07 Media — 07.no / Kristine Steen Forlagsredaktør: Bjørn Eidissen Bilderedaktør: Guro K. Barstad

Illustrasjoner: Se egen liste bakerst i boka på side 235.

Trykking/innbinding: Livonia Print SIA, Latvia 2015 Utgave 1 Opplag 1 ISBN 978-82-02-47590-1 cdu.no nova.cdu.no

Book 1-Nova10.indb 2

02.03.15 12:49

Innhold 1 Vitenskap — hvordan kan vi vite? 5 Hva er vitenskap? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Hjernen din lar seg lure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2 Miljø — mennesket og naturen . . 27 Plyndrer vi vårt eget skattkammer? . . . . . . . . 28 De største truslene mot naturmangfoldet . . . 39 Kampen for miljøet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3 Organisk kjemi — livets kjemi . . . . 69 Hva er organisk kjemi? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Hydrokarboner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Alkoholer — mye mer enn vin og sprit . . . . . . . 80 Organiske syrer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 Karbohydrater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Hvor kommer olja og g ­ assen fra? . . . . . . . . . . . 87 Miljøproblemer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96 Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Forsøk og aktiviteter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

4 Elektrisitet ­— og spenning i hverdagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Statisk elektrisitet — når elektrisiteten er i ro . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Elektrisk strøm — når elektroner beveger på seg . . . . . . . . . . 126 Spenning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Book 1-Nova10.indb 3

Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Forsøk og aktiviteter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

145 147 150 155

5 Teknologi og design — å skape et produkt . . . . . . . . . . . . . . . 161 Hva er teknologi? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Skisser og modeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Materialer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Elektronikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Mekanikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kommunikasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Forsøk og aktiviteter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

162 166 167 173 177 179 182 183 185 189

6 Arvestoffet — livets oppskrift . . 197 Arvestoffet i cellene — DNA og kromosomer­ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Celledeling — fra én til to til mange celler . .

Nedarving av egenskaper — født sånn eller blitt sånn? . . . . . . . . . . . . . .

Mutasjoner — endring i genene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oppsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Forsøk og aktiviteter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

198 207 211 215 219 220 222 227

Stikkordregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Illustrasjonsliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

02.03.15 12:49

120 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 120

02.03.15 12:52

Kapittel 4

Elektrisitet ­— og spenning i hverdagen Det er vanskelig å se for seg et liv uten elektrisitet.

Elektronene som farer gjennom ledningene i huset ditt, gir deg lys, varme, kunnskap, kommunikasjon og underholdning. Elektrisk energi er på mange måter grunnmuren i det moderne samfunnet.

Men elektrisitet er mer enn stikkontakten i veggen.

Lynet som slår ned og splintrer et tre, ballongen som blir hengende på veggen i barnebursdagen, hjernen som tenker, og hjertet som slår – alt er et resultat av elektrisitet.

På de neste sidene kan du lese om hvor fantastisk vakker, dødelig og hverdagslig elektrisitet kan være.

DETTE SKAL DU LÆRE OM ★ Hvordan vi kan kople sammen elektrisk utstyr så vi får en sluttet strømkrets. ★ Hva vi mener med begrepene strøm, spenning, resistans, effekt og induksjon. ★ Hvor du møter elektrisitet i hverdagen, når det er nyttig, og når det er farlig.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 121

121

02.03.15 12:52

Van der Graaf-genera­ toren gir håret et overskudd av elektroner.

Når alle hårene har samme negative ladning, frastøter de hverandre.

Atomer består av protoner, nøytroner og elektroner.

Protonene er positivt ladd, og elektronene er negativt ladd.

Statisk elektrisitet — når elektrisiteten er i ro De fleste har opplevd å få et elektrisk støt. Det kan være når du tar på et dørhåndtak etter å ha gått på teppegulv, eller når du har hoppet lenge på trampolinen og griper stålrøret for å hoppe ned. Kanskje har du til og med fått et lite støt av et annet menneske?

Grunnen til at du får et støt, er at du eller det du tar på, har ekstra mange elektroner, som hopper over til den andre siden i en bitte liten gnist.

I Nova 8 lærte du at alle stoffer er bygd opp av atomer, og at atomene består av protoner, nøytroner og elektroner. Da lærte du også at elektroner har negativ ladning og protoner positiv ladning. Når du har fått ekstra mange elektroner, sier vi derfor at du er negativt ladd.

122 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 122

02.03.15 12:52

Elektroner har negativ ladning.

Derfor sier vi at ting som har overskudd av elektroner, er negativt ladd. Ting som har underskudd av elektroner, sier vi at er positivt ladd. De har et overskudd av protoner, som har positiv ladning.

Når noe blir elektrisk ladd på grunn av et overskudd eller underskudd av elektroner, kaller vi det statisk elektrisitet. Det betyr elektrisitet som er i ro.

En ting som har mistet mange elektroner, har flere protoner enn elektroner. Siden protoner har positiv ladning, sier vi at du er positivt ladd. Du kan også få støt hvis du eller tingen du berører, er positivt ladd fordi den har mistet mange elektroner.

Når du får støt av et dørhåndtak eller en trampoline, er det ikke mulig å kjenne om det er fordi du er negativt eller positivt ladd. Det kjennes helt likt. Vi kaller det statisk elektrisitet når noe er elektrisk ladd på grunn av overskudd eller underskudd av elektroner.

Hvis du er positivt ladd, får du støt fordi elektronene hopper til deg.

Hvis du er negativ, skyldes det at elektronene hopper fra deg. Hvis det er helt mørkt og du ser nøye etter, er det mulig å se en liten gnist.

Tiltrekning og frastøting

Når vi gnir en ballong mot en ullgenser, hopper noen av elektronene over slik at både ballong og genser får hver sin elektriske ladning.

Hvis du gnir en ballong mot en ullgenser, kan du feste ballongen på genseren. Det er fordi ballongen river løs elektroner av genseren og blir negativt ladd. Og genseren som overfører negativ ladning til ballongen, får selv et lite overskudd av positiv ladning. Ballongen blir sittende fast på genseren fordi ulike typer ladninger tiltrekker hverandre. Om du gnir ballongen mot hodet ditt, vil den feste seg til håret av samme grunn — ulike ladninger tiltrekker hverandre.

Gjenstander som har like ladninger, frastøter hverandre.

Gjenstander som har ulike ladninger, tiltrekker hverandre.

Ulike typer ladninger tiltrekker hverandre. Like ladninger frastøter hverandre.

Like ladninger frastøter hverandre. To ting som begge er negative, har ikke «lyst til» å være i nærheten av hverandre. Det samme skjer med to ting som er positive. Dette fenomenet kan du lett se hvis du gnir to ballonger mot den samme genseren, holder dem i tuten og prøver å føre dem sammen.

En sjelden gang kan du kjenne noe helt spesielt når du drar av deg en syntetisk genser. Det kiler litt, og hårene står til alle kanter. Det er fordi alle hårstråene dine har fått samme type ladning, enten positiv eller negativ. Da vil ikke hårstråene være i nærheten av hverandre lenger, og derfor reiser håret ditt seg.

De to ballongene har like ladninger, og de frastøter derfor hverandre.

Book 1-Nova10.indb 123

123

02.03.15 12:52

Gnister og lyn Lyn er store elektriske gnister mellom ulike skylag, eller mellom lave skyer og bakken.

Støtet du kan få når du har gått på teppegulv eller hoppet på en trampoline, er egentlig en liten gnist. Det er litt ubehagelig, men ikke farlig. Kraftigere gnister bør du derimot passe deg for. I tordenvær blir det skapt statisk elektrisitet i skyene. Ladningene er mye, mye større enn de du kan få med ballonger, og det er gnistene også. De store gnistene kaller vi lyn. De er kjempeutgaver av gnisten du får etter å ha gått på teppegulv.

Lyn på jorda sett fra Den internasjonale romstasjonen

124 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 124

02.03.15 12:52

Når en gjenstand mister sin elektriske ladning raskt, kaller vi det en utladning.

I tordenvær er det mye turbulens (uro) i skyene. Varme luftmasser stiger oppover, mens de kalde synker nedover, og på veien «gnir» de mot hverandre og skaper store ladningsforskjeller. Når ladningene blir for store til at skyen klarer å holde på dem, hopper elektronene over til en annen sky i en kjempegnist. Vi kaller det en utladning når noe mister ladningen sin i en sånn gnist.

Noen ganger hopper gnisten ned til jorda fra de laveste skyene. Det er disse lynene vi ser best og er mest bekymret for. De kan gjøre stor skade. Hvis du er ute i tordenvær, bør du derfor passe på ikke å være det høyeste punktet på et stort, åpent område. Hvis du er ute på vannet i en liten båt, bør du komme deg raskest mulig til land.

I bilen er du trygg fordi du sitter inni en metallboks, og metall leder strøm veldig godt. Hvis lynet skulle slå ned i bilen, vil strømmen ledes langs utsiden og ned i bakken. De fleste hus har i dag lynavleder, en ledning som går fra det høyeste punktet og ned i jorda. Da vil strømmen alltid følge denne istedenfor å passere gjennom mur og treverk, som har mye høyere motstand.

Lynet slår ned over 100 000 ganger i Norge hvert år. Men det er andre steder på kloden som er mer plaget med lyn.

Hvert sekund slår 100 lyn ned et sted på kloden! 20 av disse slår ned i bakken, mens de resterende 80 lynene hopper mellom skyer lenger opp i atmosfæren.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 125

125

02.03.15 12:52

Elektrisk strøm — når elektroner beveger på seg Når elektroner beveger seg, kaller vi det elektrisk strøm.

På de foregående sidene har du lest om statisk elektrisitet. Det er elektroner som stort sett står stille, men som kan hoppe videre i en gnist hvis ladningene blir store. Nå skal vi se på elektroner i bevegelse, det vi kaller elektrisk strøm.

126 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 126

02.03.15 12:52

Strømkrets Strøm går alltid i ring, i en elektrisk krets.

Veldig mange mennesker tror strømmen går fra stikkontakten gjennom en ledning til lampa, og blir brukt opp der. Det er feil. Strømmen går alltid i ring! Vi kaller dette en elektrisk krets eller en strømkrets.

Hvis du klipper opp ledningen til lampa (husk å ta ut støpselet fra stikkontakten først!), vil du se at den består av flere elektriske ledere. Det er flere ledninger inni ledningen. Litt forenklet kan vi si at strømmen går fra det ene hullet i stikkontakten, gjennom én av lederne i ledningen, til lyspæra, og tilbake gjennom en annen leder, fram til det andre hullet i stikk­ kontakten. Da er kretsen sluttet.

Pilene viser hvordan strømmen går i en sluttet krets fra stikkontakten, til lampa, og tilbake igjen.

For at du lettere skal forstå hvordan elektrisitet fungerer, starter vi i naturfaget gjerne med ledninger som bare inneholder én elektrisk leder, og ­bygger en krets som viser tydeligere hvor strømmen går. Det første du trenger i en elektrisk krets, er en strømkilde. Det kan være et batteri, eller det kan være en solcelle som gir strøm til stikkontakten i veggen. Felles for alle strømkilder er at de har to poler.

I tillegg er det vanlig å ha en bryter og en lyspære som viser om kretsen er sluttet eller ikke. Vi sier at kretsen er sluttet når elektronene kan få strømme fritt fra den ene polen på batteriet til den andre, gjennom kretsen. Hvis bryteren står «av» eller en ledning ikke er koplet til, kommer ikke elektronene rundt, og da lyser ikke pæra.

Når du skrur av lyset i et rom, har du brutt strømkretsen. Da går ikke strømmen rundt, og da kan ikke elektronene strømme gjennom lampa og skape lys. Straks du trykker på bryteren, begynner elektronene å strømme gjennom kretsen, og lampa lyser opp rommet.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 127

127

02.03.15 12:52

En enkel strømkrets.

Klesklypa fungerer som en bryter som slutter kretsen når den presses ned.

–

Alle elektriske komponenter har minst to tilkoplingspunkter.

+

Alle komponenter (enkeltdeler) i en elektrisk krets har minst to tilkoplingspunkter. Batteriet har en plusspol og en minuspol, bryteren har en inngang og en utgang, og lyspæra har en hylse og en bunnknapp. Hvis du ser på mobilladeren din, har den også to tilkoplingspunkter – de to pinnene på støpselet – for å lage en sluttet krets.

Kart over strømkretser I naturfaget og i forskning er det viktig å kunne skrive ned eksakt hvordan en gjør forsøk, og hva en ser. Det gjør det nemlig mulig for andre å gjenta forsøket for å se om de kommer til samme resultat.

Det går an å tegne strømkretser med pærer, ledninger, batterier og brytere omtrent som de ser ut, men det tar tid. Og ikke alle er så flinke til å tegne. Derfor har vi funnet opp en enkel måte å tegne strømkretser på, som folk i alle land er enige om og forstår. Her ser du noen av symbolene du kan få bruk for:

Pære

Batteri

Bryter

Ledning

128 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 128

02.03.15 12:52

Du kommer til å møte flere symboler i dette kapitlet, men med symbolene på forrige side kan du tegne en enkel krets som dette:

–

Til venstre ser du koplingsskjemaet til strømkretsen som er tegnet til høyre.

Et koplingsskjema er et kart over en strømkrets med bestemte symboler for de forskjellige komponentene i kretsen.

+

Tegningen med symboler blir et slags kart over hvordan kretsen skal se ut.

Hvis du sammenlikner den med tegningen til høyre, kan du se om de er likt koplet opp. Vi kaller tegningen til venstre et koplingsskjema. Det er nyttig for å beskrive hvordan en krets skal se ut. Det gjør at elektrikeren monterer som avtalt i huset ditt, at designeren av telefonen din kan sende tegninger til produsenten i Kina, og at du kan gjøre forsøkene bak i dette kapitlet helt likt som tusenvis av andre tiendeklassinger.

Treige elektroner, rask strøm Hvor lang tid tar det fra du skrur på lysbryteren til det er lys i lampa? Hvis du ikke har tenkt over det før: Prøv, da vel!

Lyset kommer på umiddelbart, uten noen som helst forsinkelse. Det må vel bety at elektronene er utrolig raske, fra lysbryteren og til lampa? Det er bare nesten riktig. Strømmen er rask, men elektronene er ganske treige.

For å forstå hvorfor lyset kommer på med en gang du har trykt på bryteren, kan det hjelpe å se for seg den elektriske lederen og elektronene i den som et rør fullt av bordtennisballer.

Elektroner flytter seg bare noen millimeter i sekundet, men likevel lyser lampa umiddelbart etter at vi har trykt på bryteren.

Hvis du dytter inn en ny ball i den ene enden, faller det en ball ut av den andre enden med en gang. Det er ikke den samme ballen som du putta inn, men det skjer med en gang! Ingen ventetid.

Sånn er det med elektroner i en elektrisk leder også. Når du trykker på lysbryteren, er det ikke elektroner som starter ved bryteren og rekker fram til lyspæra. Elektronene flytter seg bare noen millimeter i sekundet. Men elektronene ved bryteren dytter på alle elektronene foran seg, helt fram til lyspæra.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 129

129

02.03.15 12:52

Metaller er gode elektriske ledere fordi de har mange frie elektroner som kan bevege seg gjennom metallet.

Plast, gummi, glass og porselen er eksempler på elektriske isolatorer fordi de leder strøm dårlig.

I metaller ligger atomene fast i et mønster, men de ytterste elektronene i atomene er frie og kan bevege seg videre til neste atom. Det er når disse frie elektronene beveger seg at vi kaller det elektrisk strøm. Vi kaller slike metaller elektriske ledere. Metaller med mange frie elektroner, som sølv og aluminium, er gode til å lede strøm. Metaller med færre frie elektroner, som bly og kobber, er ikke like gode elektriske ledere. Det er metaller som er mest kjent for å lede strøm, men det fins også andre materialer som er gode elektriske ledere, for eksempel batterisyre og sjøvann.

Plast, porselen, gummi, glass, papir, bomull, olje og lakk er eksempler på stoffer som ikke leder elektrisk strøm særlig godt. De har veldig få frie elektroner som kan bevege seg gjennom materialet. Vi kaller disse stoffene elektriske isolatorer.

Elektronenes retning

Elektronene strømmer gjennom ledningen fra batteriets minuspol til plusspol. Vi sier likevel at strømretninger er fra plusspolen til minuspolen.

Strømretning Batteri

Elektron Ledning

Vi sier at strømmen går fra plusspol til minuspol, selv om vi nå vet at elektronene går fra minus til pluss.

Da de første batteriene ble lagd, visste en ikke helt hva elektrisitet var.

Derfor endte en opp med å bestemme at strømmen går fra pluss til minus.

I dag vet vi at de frie elektronene går den andre veien, fra minus til pluss, men vi sier likevel at «strømmen går fra pluss til minus». Hvis vi skulle endret på dette, kunne det oppstått mye forvirring med gamle koplingsskjemaer som viser en annen strømretning.

Likestrøm og vekselstrøm Strøm som går samme vei i kretsen hele tiden, kalles likestrøm. Batterier leverer likestrøm.

Strøm som skifter retning i kretsen hele tiden, kalles vekselstrøm. I stikkontakten er det vekselstrøm.

Strømmen fra et batteri går samme vei i kretsen hele tiden: fra plusspolen til minuspolen på batteriet. Vi kaller denne strømmen likestrøm. Likestrøm har symbolet =.

Strømmen fra stikkontaktene hjemme går ikke samme vei hele tiden.

Den skifter retning i ledningene hele 50 ganger i sekundet! Vi kaller den vekselstrøm. Vekselstrøm har symbolet ~.

På baksiden av elektriske apparater kan du lese om de går på likestrøm eller vekselstrøm. Og i rammen på neste side kan du lese om hvordan to vitenskapsmenn kjempet med nebb og klør for sin oppfinnelse, og hvorfor vi bruker vekselstrøm i dag.

130 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 130

02.03.15 12:52

★ Tesla og Edison

Nikola Tesla (1856–1943)

Thomas Alva Edison (1847– 1931)

For over hundre år siden, i en tid da verden fortsatt var avhengig av lyset fra stearinlys og oljelamper, ble det oppfunnet en teknologi som i dag lyser opp en hel verden.

Mange takker Thomas Edison for dette, som oppfinneren av glødelampa — den første lyspæra. Men historien er ikke så enkel. Glødelampa ble egentlig funnet opp av urmakeren Heinrich Göbel fra ­ New York 25 år tidligere. Edison har fått æren fordi det var han som gjorde oppfinnelsen kjent og satte den i produksjon. Edison var en dyktig businessmann. All hans teknologi var bygd på likestrøm, altså at elektronene hele tiden går samme vei i lederen.

På samme tid vokste det opp en gutt i det som i dag heter Kroatia.

Han var nysgjerrig, elsket matematikk og begynte tidlig å teste ting rundt seg. Da han var 24 år gammel, hadde han funnet opp en elektromotor som drives rundt av vekselstrøm. Nesten alt som går rundt i hverdagen din har en elektromotor: blenderen på kjøkkenet, hårføneren og barbermaskinen på badet, vifta i taket, leketøy og elektriske biler. Denne unge mannen het Nikola Tesla – en av de største vitenskapsmennene verden har sett, men som få har hørt om.

Spania og Portugal sett fra verdensrommet om natta.

Nikola hadde hørt om Thomas Edisons eventyr med lyspærer og strøm i USA. Han bestemte seg for å reise til New York for å søke jobb hos ham. Jobbintervjuet gikk veldig dårlig, men til sin overraskelse fikk Nikola likevel jobben.

Historien forteller at Edison lovte Tesla «one million dollar» hvis han kunne finne løsningen på hans oppfinnelse: en elektromotor på likestrøm. Tesla fikset problemet og gikk til sin sjef Edison – som lo av ham og sa: «You don’t understand American humor.»

Det ble ingen million dollar på ­Tesla.

Ikke lenge etter sier Tesla opp jobben hos Edison og starter for seg selv, med vekselstrøm som grunnlag. Det gjør Edison rasende.

Han ber barn samle dyr i nabolaget og inviterer publikum til demonstrasjoner der han griller dyra levende – med vekselstrøm – for å vise hvor farlig teknologien til ­Tesla er.

Tesla lar seg ikke forstyrre.

Han bygger sitt eget laboratorium, Wardencliffe, der han låser seg

inne alene i lange perioder av ­gangen for å forske på elektrisitet.

De fl ­ este er enige om at Nikola var en kjekk mann, og vi vet at han hadde mange beundrere, men slikt tok han seg ikke tid til. Han mente det forstyrret fokuset på oppfinnelsene. Nikola Tesla døde derfor som ugift 86 år gammel.

Men før den tid rakk han virkelig mye. Du kan takke Nikola Tesla når du tar røntgenbilde, for strømmen du får fra vannenergiverk, når du skifter kanal med en fjernkontroll, og hvis du blir tatt i politiets radarkontroll. Teslas arbeid danner grunnlaget for trådløs kommunikasjon og for transistoren, som er den viktigste byggesteinen i alle datamaskiner. Han lagde innendørs kulelyn, de første neonlysene og en jordskjelvmaskin så kraftig at den nesten rev hele New York City under de første testene.

Og ikke minst: I dag bruker hele verden Teslas vekselstrøm, som er overlegen til å transportere strøm over store avstander, istedenfor Edisons likestrøm der mye av strømmen går tapt underveis.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 131

131

02.03.15 12:52

Strømstyrke måles i ampere Vi måler elektrisk strøm i ampere (A). Det gjør vi med et amperemeter hvor som helst i kretsen.

Vi måler elektrisk strøm i ampere (A). Det gjør vi med et amperemeter. Et amperemeter er et måleapparat som teller hvor mange elektroner som passerer gjennom ledningen per sekund, akkurat sånn som tellemaskinene ved inngangen til fornøyelsesparker eller fotballstadion teller hvor mange mennesker som passerer hvert minutt.

Hvis du kopler et amperemeter til forsøksutstyret på skolen, vil det stort sett vise mindre enn én ampere. I sikringsskapet hjemme er det sikringer som skal tåle 10 til 60 ampere. Strømmen i et lyn er mye kraftigere, helt opp til 300 000 ampere!

Bildet viser en strømkrets der det er koplet inn et amperemeter. Til høyre ser du koplingsskjemaet for denne kretsen.

Elektriske apparater bruker ikke opp strøm. Strømmen er den samme før og etter en komponent.

På koplingsskjemaet kan du se hvilket symbol et amperemeter har, og at det er koplet inn etter lyspæra. Men strømmen er like stor overalt i en enkel krets, så det spiller ingen rolle hvor vi kopler inn amperemeteret.

Mange tenker at pæra bruker opp strøm, men det er ikke riktig. Den bruker energien til elektronene, og vi trenger strømkilden for å «fylle på» med energi. Det strømmer nøyaktig like mange elektroner forbi i ledningen før og etter lyspæra. Igjen kan det være lurt å se for seg kretsen som et langt rør fullt av bordtennisballer. Det kan ikke løpe mange flere bordtennisballer forbi ett punkt enn et annet – de følger jo etter hverandre hele tiden.

132 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 132

02.03.15 12:52

Spenning Elektrisk spenning «dytter» elektronene rundt i kretsen.

Bordtennisballene i røret beveger seg ikke hvis ikke noe dytter på dem. På samme måte vil ikke elektroner i en elektrisk leder flytte på seg hvis det ikke er en kraft som dytter på dem. Vi kaller det som dytter elektronene rundt i kretsen for elektrisk spenning.

Tidligere i kapitlet lærte du at like ladninger frastøter hverandre, og ulike ladninger tiltrekker hverandre. Elektroner har negativ ladning. Hvis du kopler ledninger til et batteri, vil elektronene i ledningen derfor fra­ støtes av den negative polen og tiltrekkes av den positive. Elektronene «dyttes» gjennom ledningen av den elektriske spenningen i batteriet.

Spennende batterier

I de fleste batterier skjer det kjemiske reaksjoner som skaper et overskudd av elektroner på minuspolen og et underskudd av elektroner på plusspolen. Derfor vandrer elektronene gjennom kretsen fra minus til pluss.

Vi har slått fast at lyspærer og andre elektriske apparater ikke «bruker opp» strømmen. Det må bety at batteriet i telefonen din ikke fylles opp med elektroner når du lader den. De går jo bare i en krets fra stikkontakten, inn i telefonen, og tilbake igjen til stikkontakten gjennom laderen. Så hva er egentlig forskjellen på et tomt og et fullt batteri?

Batterier er kjemi. Det skjer en kjemisk reaksjon der inne. Den ene siden av batteriet er koplet til minuspolen og består av negative ioner — atomer med ekstra elektroner. Kan du gjette hva den andre siden av batteriet gjør? Den er koplet til den positive polen og består av positive ioner — atomer som mangler elektroner.

Når batteriet ikke er i bruk, skjer det ingen ting. Men når det skapes en kopling mellom minuspol og plusspol, begynner elektronene å bevege seg gjennom kretsen. På vei fra den negative polen på mobilbatteriet ditt passerer elektronene kameraet, blitsen, knappene, skjermen og mye annet, før de ender opp i batteriets plusspol.

Plusspol

+

Batteriet har et overskudd av elektroner ved minuspolen, og et underskudd av elektroner ved plusspolen. Elektronene strømmer derfor gjennom ledningen fra minuspolen til pluss­ polen.

Strøm av elektroner i ledning

–

Minuspol

Til slutt er det ikke flere ekstra elektroner igjen på minussiden av batteriet. Da er batteriet tomt og må lades. Når du kopler mobiltelefonen til laderen, dyttes elektronene tilbake fra plusspolen til minuspolen. Alle mobiltele­foner har oppladbare batterier. Andre typer batterier kan bare brukes én gang. Da er den kjemiske reaksjonen slik at den ikke er mulig å skru tilbake.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 133

133

02.03.15 12:52

Spenning måles i volt Vi måler spenning i volt (V).

Det gjør vi med et voltmeter over én eller flere komponenter i kretsen.

Vi måler elektrisk spenning i volt (V). Det gjør vi med et voltmeter. Du kan se på koplingsskjemaet nedenfor hvordan figuren for et voltmeter ser ut, og hvordan det er koplet inn.

Her måles spenningen over pæra.

Her måles spenningen over batteriet.

På side 132 kunne du lese at amperemeteret kunne koples inn hvor som helst i kretsen for å måle hvor mye strøm som går. Sånn er det ikke med volt­meteret. Det kan ikke settes inn som en del av kretsen, men må koples «over» en komponent, for eksempel lyspæra eller batteriet.

På den måten kan vi bruke voltmeteret til å måle spenningen over et batteri. Da bør det vise omtrent like mange volt som det står på batteriet at det skal levere, for eksempel 9 V eller 1,5 V.

Hvis vi måler spenningen over de to hullene i en stikkontakt, bør voltmeteret vise rundt 230 V. Spenningen over ladningene som lager lyn, kan være på flere hundre millioner volt. På bildet på neste side utsettes Andreas, en av forfatterne av denne boka, for rundt én million volt. Du kan bruke det du har lært tidligere i kapitlet til å gjette hvorfor han overlever.

Som vi tidligere har nevnt, er det spenningen som dytter elektronene gjennom kretsen. Vi kan litt forenklet si at voltmeteret måler hvor stor kraft elektronene dyttes med. Hvis vi vil bruke bordtennisball-modellen igjen, kan vi si at spenningen forteller oss med hvilken kraft bordtennisballene i røret dytter på hverandre, og det kommer jo an på hvor stor kraft den første bordtennisballen dyttes med.

134 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 134

02.03.15 12:52

Andreas, en av forfatterne av denne boka, mottar én million volt «lyn» fra en Tesla Coil. Hvorfor over­ lever han?

Komponenter i en krets kan koples i serie eller i parallell.

Serie og parallell Hvis du skrur ut den ene lyspæra på et juletre, slokner ofte alle sammen.

Skrur du ut én pære i et rom hjemme, slokner ikke de andre pærene. Hva er forskjellen?

I en seriekopling er alle pærene koplet inn etter hverandre i kretsen.

Da sier vi at de er koplet i serie. Hvis vi skrur ut én av pærene, blir kretsen brutt, og strømmen stopper opp. Det er det som skjer på juletreet.

Tre pærer koplet i serie

Tre pærer koplet ­parallelt

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 135

135

02.03.15 12:52

I en parallellkopling er alle lyspærene koplet «ved siden av hverandre» i hver sin grein, slik at kretsen ikke blir brutt dersom en av pærene skrus ut.

Vi sier at pærene er koplet i parallell. Det er sånn vi har det hjemme, fordi det er praktisk at ikke alt som går på strøm slokner hvis du napper ut mobilladeren.

Batterier kan også koples i parallell eller serie, som du kan se i figurene nedenfor. Når batteriene er koplet etter hverandre i serie, kan du summere spenningen over dem. En lommelykt med tre 1,5 V batterier etter hverandre leverer altså 4,5 V til sammen.

Batterier som koples i parallell, gir ikke høyere spenning enn hvert enkelt batteri, men varer til gjengjeld lenger fordi batteriene deler på å levere elektroner til kretsen.

Tre batterier koplet i serie

–

+

Tre batterier koplet ­parallelt

Motstand måles i ohm Se på strømkretsene som er vist under. Tror du pærene lyser like sterkt i begge kretsene?

Kopling 1

Kopling 1

Kopling 2

Hvis du kopler som vist på figurene, vil du se at de to seriekoplete pærene (kopling 2) lyser svakere enn pæra som er alene (kopling 1). Og på amperemeteret vil du se at strømmen er mindre i kretsen med to pærer enn i kretsen med Kopling 2 én pære. Det er fordi det er større motstand i kretsen med to pærer.

136 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 136

02.03.15 12:52

Materialer med lav motstand leder strøm godt og kalles ledere. Materialer med høy motstand leder strøm dårlig og kalles isolatorer.

Motstand måles i ohm (Ω).

Alle materialer har litt motstand, men det er store forskjeller. Metallet kobber har liten motstand, og derfor brukes det ofte i elektriske ledere. Plast og gummi har stor motstand. De leder strøm dårlig, kalles elektriske isolatorer og brukes rundt kobberet i ledninger og i håndtak til skrutrekkere for å beskytte oss mot strømmen.

Når du skrur på volumknappen på et musikkanlegg, varierer du vanligvis motstanden i en krets på innsiden.

Enheten for motstand er ohm. I stedet for ohm skriver vi vanligvis den greske bokstaven omega (Ω). Motstand kalles også resistans, og vi kan måle den med et måleinstrument som vi kaller et multimeter eller universal­ instrument. Et multimeter kan også brukes til måling av strøm og spenning.

«Multi» betyr mange, og «meter» betyr måling.

Et multimeter kan vi bruke til å måle motstand (resistans). Vi kan også bruke det til å måle strøm og spenning. Det er vanlig at et multimeter har tre hull for tilkopling: en felles inngang merket COM, en for strøm, og en for spenning og resistans.

Med en bryter kan vi stille inn på hva vi vil måle.

Strømmen er størst der det er minst motstand.

En vanlig huskeregel innenfor elektrisitet er at strøm alltid følger minste motstands vei. Det er bare nesten sant. Det riktige er at strømmen er størst der det er minst motstand.

Selv om du har en lynavleder på taket, kan elektriske apparater ødelegges dersom lynet slår ned i huset. Det aller meste av strømmen følger lynavlederen til bakken, men noe av strømmen vil også gå andre veier. Det er som regel ikke nok til å starte en brann, men det kan være nok til å sette tv-en ut av spill.

Det samme er grunnen til at du er ganske trygg i en bil når det lyner.

Nesten all strømmen fra lynet følger metallet i bilen istedenfor å gå gjennom deg, fordi du har mye større motstand enn metallet i bilen.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 137

137

02.03.15 12:52

Elektrisk effekt måles i watt

Elektrisk effekt måles i watt (W).

Elektrisk energi måler vi gjerne i kWh.

På lyspærer står det hvor mange watt de bruker, for eksempel 20 watt. Det samme gjør det på varmeovner. En kraftig panelovn kan bruke 1000 watt.

Watt (W) er enheten for elektrisk effekt. Det er et mål på hvor mye elektrisk energi som blir produsert eller brukt per sekund. En panelovn på 1000 W bruker altså like mye strøm hvert sekund som 50 lyspærer med 20 W.

Et vannenergiverk kan produsere mange milliarder watt. Vi bruker kilowatt om tusen watt, megawatt om én million watt, gigawatt om én milliard watt, og terrawatt om tusen milliarder watt.

Men watt forteller deg bare hvor mye elektrisk strøm som brukes eller produseres i øyeblikket. Hvor mye strøm du bruker, avhenger av hvor lenge ovnen eller lyspæra står på. Derfor får du antakelig mer bruk for uttrykket kWh, eller kilowattimer, i hverdagen.

En panelovn som bruker én kilowatt (1000 W), og står på et helt døgn, bruker 24 kWh. En lyspære på 20 W som lyser i én time, bruker 20 Wh, eller 0,02 kWh.

Et menneske tilsvarer en varmeovn på rundt 100 W. Det er derfor det blir så varmt i rom med veldig mange mennesker.

Sikringer Noen ganger oppstår det feil i det elektriske anlegget i hus, hytter og andre bygninger. For å unngå at slike feil skader mennesker og hus, er det viktig at elektriske anlegg blir montert av godkjent fagperson. Hvis du åpner en bryter, stikkontakt eller ledning uten å kople ut strømmen først, risikerer du å få et kraftig støt. Det kan gi brannsår eller enda verre skader.

Sikringsskap med strømmåler og automatsikringer som kan slås på igjen etter at du har funnet ut hvorfor strømmen gikk.

138 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 138

02.03.15 12:53

Når ledere i en elektrisk krets kommer i kontakt med hverandre, er motstanden veldig liten. Da blir strømmen veldig stor, og vi får en kortslutning.

Hvis du gjør endringer i det elektriske anlegget selv, kan du risikere at strømmen hopper som en gnist og starter en brann når du minst venter det.

Hvis ledninger blir skadd slik at lederne inni kommer i kontakt med hverandre, får vi en kortslutning. Strømmen tar en snarvei. Da er motstanden i kretsen veldig liten, og strømmen blir veldig stor. Når strømmen er stor, blir ledningen varm. Isolasjonen rundt kan smelte, og det kan oppstå brann.

Den store strømmen som kan oppstå ved en kortslutning, har ført til mange ulykker. Kortslutning i elektriske anlegg er en av de vanligste brannårsakene i Norge. Derfor har vi sikringer! I sikringsskapet finner du en rekke sikringer. Det skal du være glad for. De sørger for å kople ut hvis strømmen blir for stor i en krets i huset, før ledningene blir så varme at det kan begynne å brenne.

Denne brannen oppsto på grunn av feil ved det elektriske anlegget.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 139

139

02.03.15 12:53

Sikringer hindrer at det går for stor strøm i ledninger.

Gamle sikringer har en tynn metalltråd som smelter når det går mye strøm.

Da må man bytte den ut. Moderne sikringer har en bryter som slår ut, men som enkelt kan settes tilbake når problemet er løst.

På innsiden av døra til sikringsskapet henger det en oversikt som viser hvor stor strøm de ulike kretsene i huset tåler. (Krets kalles også kurs i sikringsskapet.) Det er vanlig med 10 A, 16 A eller 20 A, avhengig av hva kretsen skal drive. Hvis en sikring går når du kopler til et elektrisk apparat, trenger det ikke være en kortslutning. Det kan være at du har overbelastet kursen, at det er for mange apparater som til sammen trekker for mye strøm.

For å finne ut hva som har gått galt, kan du kople ut alle elektriske apparater i kretsen, slå på bryterne i sikringsskapet igjen, og sette inn ett og ett apparat av gangen til du finner ut hvilket det eventuelt er noe galt med, eller som gir overbelastning på kursen.

Jording Jording er en ekstra leder som går fra apparatets deksel eller ytterside og til bakken. Den hindrer at strømmen går gjennom oss når vi tar på apparatet og yttersiden er strømførende.

Hvis et apparat ikke er i orden, kan vi få strøm gjennom kroppen når vi tar på det. Derfor er mange apparater i dag jordet. Som du skal se har det litt med jorda å gjøre.

Til nå har vi snakket om at ledninger har to elektriske ledere. Det må de ha for å lage en sluttet krets. Mobilladeren din har for eksempel et støpsel med bare to ledere. Men du har kanskje lagt merke til at det kan være mer i stikkontakten enn to hull? Det er noen metallspenner på sidene også.

Det er jordingen.

Hvis du kopler til en brødrister eller en datamaskin, vil du se at støpselet ser annerledes ut. I tillegg til de to lederne som mobilladeren har, vil disse støpslene ha to spor på siden.

I jordete apparater går det nemlig tre ledere i ledningen. Den tredje lederen skaper en forbindelse mellom apparatets ytterside og jord.

Og med jord menes faktisk jorda utenfor huset, eller et vannrør av metall som leder ned til jorda.

Skjematisk tegning som viser at elektriske apparater kan være jordet til vannrør eller et metallspyd i bakken.

140 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 140

02.03.15 12:53

Tidligere i kapitlet lærte du at strøm alltid går minste motstands vei, og det er det som skjer her. Kroppen din har stor motstand, så hvis apparatet er jordet, går strømmen heller den veien enn gjennom deg.

Jordlederen i en ledning er alltid farget gul og grønn, og symbolet i koplingsskjemaet ser slik ut:

Skjøteledning med støpsel og stikkontakt som er jordet

Hans Christian Ørsted (1777—1851)

Elektrisk induksjon Det er ikke bare amerikanere og kroater som har æren for det moderne elektriske samfunnet. Vi bør også ta av oss hatten for dansken Hans Christian Ørsted. I 1820, før både Tesla og Edison var født, gjorde Hans Christian en overraskende oppdagelse.

Ørsted var lærer på universitetet, og i en av timene om elektrisitet oppdaget han tilfeldigvis at et kompass beveget på seg når han skrudde av og på strømmen i nærheten. Det var overraskende, for fram til da trodde folk at elektrisitet og magnetisme var to helt forskjellige ting.

Kunne de henge sammen? undret Ørsted seg. Han fant svaret selv.

Elektrisitet og magnetisme henger tett sammen. Du kan bruke elektrisk strøm til å lage en magnet, en elektromagnet. Og du kan bruke en magnet til å lage strøm! At det er mulig å lage strøm med en magnet var det engelskmannen Michael Faraday som fant ut noen år senere.

Du kan enkelt teste ut dette selv også. Alt du trenger, er en krets med en spole, et amperemeter og en magnet. En spole er en ledning som er viklet mange ganger rundt et rør, som vist på bildet. Hvis du beveger magneten gjennom eller i nærheten av spolen, vil du se at amperemeteret viser strøm, selv om det ikke er noe batteri i kretsen.

Du kan bruke elektrisk strøm til å lage en magnet, og en magnet til å lage strøm.

Du kan lage strøm ved hjelp av en spole og en magnet.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 141

141

02.03.15 12:53

Hvis du holder magneten stille, vil ikke amperemeteret gi noe utslag. Det er altså bare når magneten er i bevegelse i forhold til spolen at det går strøm. Du vil også oppdage at strømmen skifter retning. Når du dytter magneten inn i spolen, går strømmen den ene veien, og når du trekker den ut, går strømmen den andre veien.

Les først hva som skjer i 1. Bruk så dette til å svare på spørsmålene i 2—6.

1

Når vi stikker magneten raskt inn i spolen, vil pila på amperemeteret slå ut mot venstre.

Vi har lagd strøm!

4

Hva skjer når vi holder magneten i ro, men drar spolen raskt til side?

Hva viser amperemeteret?

2

Hva skjer når vi drar magneten ut igjen?

Hva viser amperemeteret?

5

Hva skjer når vi beveger magneten ut og inn hele tiden?

Hva viser amperemeteret?

3

Hva skjer når vi holder magneten i ro inni spolen?

Hva viser a ­ mperemeteret?

6

Hva skjer når vi flytter magneten veldig fort?

Hva viser ampere­meteret?

Hvis du har en kraftig nok magnet og en spole med mange nok viklinger kan du klare å lage nok strøm i kretsen til at en lyspære lyser. Kanskje er det aller første gang du har lagd strøm med hendene?

142 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 142

02.03.15 12:53

Generator

Spoler Aksel

Magneter

Turbin Vannet strømmer inn

Rotorblader

En vannturbin sett ovenfra, med generatoren øverst. Menneskene som jobber med den, blir små sammenliknet med turbinen.

Hvis vi beveger en magnet fram og tilbake i nærheten av en spole, lages det vekselstrøm i spolen. Vi kaller det induksjon.

Skjematisk tegning av en turbin med en generator over.

Vi kan altså lage strøm av bevegelse. Vi kaller det induksjon. Og det er nettopp slik vi produserer strøm i et vannenergiverk også. Men det er tungvint å bevege magneter inn og ut av spoler. Isteden kan vi la magneten snurre rundt i nærheten av en spole.

I energiverkene faller vannet ned fra store høyder og treffer en turbin, et moderne vannhjul. Det fallende vannet setter turbinen i bevegelse og dytter den rundt i stor fart. Til turbinen er det koplet en generator. Den består av mange sterke magneter som roterer, og rundt dem er det spoler med mange viklinger. Når de kraftige magnetene passerer de store spolene, blir det vekselstrøm.

Slike generatorer er den vanligste måten å produsere energi på. I tillegg til vannenergiverk finner du generatorer i vindmøller, og i kull-, olje-, gassog atomenergiverk. I vindmøllene dreies generatoren rundt av bladene på propellen. I de andre energiverkene varmes en væske opp til den koker, og dampen driver en turbin som er koplet til generatoren.

Den strømmen som produseres i generatorene, sendes hjem til deg, slik at du for eksempel kan steke deg et speilegg på komfyren.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 143

143

02.03.15 12:53

★ Induksjonskomfyr På side 139 kunne du lese at ledninger kan bli varme hvis det går for mye strøm i dem. Det samme skjer med gryter på en komfyr som bruker induksjon, en såkalt induksjonstopp.

Under den keramiske toppen sitter en kraftig spole som fungerer som en elektromagnet. Når du vrir på bryteren, sendes det vekselstrøm gjennom spolen.

Det betyr at strømmen skifter retning veldig raskt

fram og tilbake. Det skaper et magnetisk felt gjennom spolen, som igjen skaper en vekselstrøm i bunnen på kjelen. Og når det går strøm i bunnen av kjelen, blir den varm.

På andre typer komfyrer blir selve kokeplata varm og overfører varmen til kjelen. På en induksjonskomfyr blir kokeplata bare varm fordi kjelen blir det. Uten en kjele blir det ingen varme.

144 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 144

02.03.15 12:53

Oppsummering ★★ Atomer består av protoner, nøytroner og elektroner. Protonene er positivt

ladd, og elektronene er negativt ladd. ★★ Når noe blir elektrisk ladd på grunn av et overskudd eller underskudd av

elektroner, kaller vi det statisk elektrisitet. Det betyr elektrisitet som er i ro. ★★ Elektroner har negativ ladning. Derfor sier vi at ting som har overskudd av

elektroner, er negativt ladd. Ting som har underskudd av elektroner, sier vi at er positivt ladd. De har et overskudd av protoner, som har positiv ladning. ★★ Når vi gnir en ballong mot en ullgenser, hopper noen av elektronene over

slik at både ballong og genser får hver sin elektriske ladning. ★★ Ulike typer ladninger tiltrekker hverandre. Like ladninger frastøter hverandre. ★★ Lyn er store elektriske gnister mellom ulike skylag, eller mellom lave skyer

og bakken. ★★ Når en gjenstand mister sin elektriske ladning raskt, kaller vi det en utladning. ★★ Når elektroner beveger seg, kaller vi det elektrisk strøm. ★★ Strøm går alltid i ring, i en elektrisk krets. ★★ Alle elektriske komponenter har minst to tilkoplingspunkter. ★★ Et koplingsskjema er et kart over en strømkrets med bestemte symboler for

de forskjellige komponentene i kretsen. ★★ Elektroner flytter seg bare noen millimeter i sekundet, men likevel lyser

lampa umiddelbart etter at vi har trykt på bryteren. ★★ Metaller er gode elektriske ledere fordi de har mange frie elektroner som

kan bevege seg gjennom metallet. ★★ Plast, gummi, glass og porselen er eksempler på elektriske isolatorer fordi

de leder strøm dårlig. ★★ Vi sier at strømmen går fra plusspol til minuspol, selv om vi nå vet at

­elektronene går fra minus til pluss. ★★ Strøm som går samme vei i kretsen hele tiden, kalles likestrøm.

Batterier leverer likestrøm. ★★ Strøm som skifter retning i kretsen hele tiden, kalles vekselstrøm.

I stikkontakten er det vekselstrøm. ★★ Vi måler elektrisk strøm i ampere (A). Det gjør vi med et amperemeter hvor

som helst i kretsen. ★★ Elektriske apparater bruker ikke opp strøm. Strømmen er den samme før og

etter en komponent. ★★ Elektrisk spenning «dytter» elektronene rundt i kretsen.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 145

145

02.03.15 12:53

★★ I de fleste batterier skjer det kjemiske reaksjoner som skaper et overskudd

av elektroner på minuspolen og et underskudd av elektroner på plusspolen.

Derfor vandrer elektronene gjennom kretsen fra minus til pluss. ★★ Vi måler spenning i volt (V). Det gjør vi med et voltmeter over én eller flere

komponenter i kretsen. ★★ Komponenter i en krets kan koples i serie eller i parallell. ★★ Materialer med lav motstand leder strøm godt og kalles ledere.

Materialer med høy motstand leder strøm dårlig og kalles isolatorer. ★★ Motstand måles i ohm (Ω). ★★ Strømmen er størst der det er minst motstand. ★★ Elektrisk effekt måles i watt (W). Elektrisk energi måler vi gjerne i kWh. ★★ Når ledere i en elektrisk krets kommer i kontakt med hverandre, er mot­

standen veldig liten. Da blir strømmen veldig stor, og vi får en kortslutning. ★★ Sikringer hindrer at det går for stor strøm i ledninger. ★★ Jording er en ekstra leder som går fra apparatets deksel eller ytterside og til

bakken. Den hindrer at strømmen går gjennom oss når vi tar på apparatet og yttersiden er strømførende. ★★ Du kan bruke elektrisk strøm til å lage en magnet, og en magnet til å lage

strøm. ★★ Hvis vi beveger en magnet fram og tilbake i nærheten av en spole, lages det

vekselstrøm i spolen. Vi kaller det induksjon.

146 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 146

02.03.15 12:53

Ordforklaringer ampere (A): målenhet for elektrisk strøm. Måles gjerne med et amperemeter. batteri: elektrisk komponent som fungerer som strømkilde i en krets.

Ofte bygd på en kjemisk reaksjon som skaper et overskudd av elektroner på den ene polen. effekt: se elektrisk effekt. elektrisk effekt: mål på hvor mye elektrisk energi som brukes eller lages per sekund. Elektrisk effekt måles i watt (W). elektrisk energi: hvor mye elektrisk energi vi produserer eller bruker, måles gjerne i kWt (engelsk kWh) og forteller hvor mange tusen watt vi bruker eller lager hver time. elektrisk induksjon: å bruke en magnet til å lage strøm, eller strøm til å lage en magnet. elektrisk isolator: materiale som leder strøm dårlig. Eksempler er glass, plast, porselen og gummi. elektrisk komponent: en enkeltdel i en elektrisk krets. For eksempel batteri, bryter, lyspære og motstand. elektrisk krets: sammenkopling av elektriske ledere som leder strømmen i en krets, i en sirkel. En krets er sluttet når elektronene kan strømme fritt fra den ene polen på strømkilden til den andre. elektrisk leder: et materiale som leder strøm. Metall og materialer med mange frie elektroner er gode elektriske ledere. elektrisk motstand: komponent i en krets som regulerer strømmen og sørger for at kretsen ikke kortsluttes. Motstand måles gjerne med et ­multimeter. Målenheten for motstand er ohm (Ω). elektrisk strøm: elektriske ladninger i bevegelse, for eksempel elektroner i en ledning. Når de elektriske ladningene ikke er i bevegelse, kaller vi det statisk elektrisitet. elektrisk støt: når elektroner hopper til eller fra et menneske, slik at du kjenner det. Små støt er helt ufarlige, større støt kan medføre risiko for skader og død. elektrisk spenning: den kraften elektronene «dyttes» rundt med i den elektriske kretsen. elektron: partikkel med negativ elektrisk ladning. generator: innretning som lager elektrisk strøm av roterende bevegelse, gjerne fra en turbin.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 147

147

02.03.15 12:53

gnist: når elektroner hopper gjennom lufta, kaller vi det en gnist. Når du får støt av å gå på teppegulv, er det en liten gnist. Lyn fra himmelen er en stor gnist. induksjon: se elektrisk induksjon. induksjonskomfyr/-topp: komfyr som varmer opp kjelen ved hjelp av en spole, som lager et magnetfelt, som får det til å gå strøm i bunnen på kjelen. jording: en elektrisk kopling mellom utsiden av en komponent eller apparat, til jord. Ved en feil på apparatet sørger jordingen for at strømmen alltid går ned i jord, istedenfor gjennom deg. komponent: se elektrisk komponent. koplingsskjema: et kart over en elektrisk krets med bestemte symboler for de forskjellige komponentene i kretsen. kortslutning: når det skapes kontakt som slutter en krets med så liten motstand at strømmen blir stor. Sikringer er lagd for å kople ut kretsen når det skjer en kortslutning. krets: se elektrisk krets. likestrøm: strøm som går den samme veien gjennom lederen hele tiden.

Batterier leverer ofte likestrøm. Alternativet til likestrøm er vekselstrøm. lyn: store elektriske gnister mellom ulike skylag, eller mellom lave skyer og bakken. lynavleder: elektrisk leder fra det høyeste punktet på et bygg og ned i jorda. motstand: se elektrisk motstand. multimeter: måleinstrument som kan måle ulike verdier som motstand, spenning og strøm. negativ ladning: når et materiale har et overskudd av elektroner, sier vi at det er negativt ladd. ohm: målenhet for elektrisk motstand. Skrives ofte som den greske ­bokstaven omega (Ω). parallellkopling: når komponentene er koplet parallelt med hverandre («ved siden av hverandre») i en elektrisk krets. positiv ladning: når et materiale har et underskudd av elektroner, sier vi at det er positivt ladd. seriekopling: når komponentene er koplet etter hverandre i en elektrisk krets.

148 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 148

02.03.15 12:53

sikring: elektrisk komponent som sørger for at det ikke går for høy strøm i en krets, og at kretsen brytes hvis den kortsluttes. På den måten hindrer sikringen at det blir varmt og begynner å brenne. spenning: se elektrisk spenning. spole: en elektrisk leder (ledning) viklet rundt en gjenstand flere ganger. statisk elektrisitet: elektrisitet som er i ro, i motsetning til elektrisk strøm som er elektrisitet i bevegelse. strømkilde: en kilde til strøm, for eksempel batteri eller stikkontakt.

Har alltid minst to poler. strømkrets: se elektrisk krets. støt: se elektrisk støt. turbin: moderne vannhjul som drives rundt av vind eller vann. I energiverk er det turbinen som driver generatoren, som lager strøm. utladning: når en gjenstand mister sin elektriske ladning raskt. vekselstrøm: strøm som skifter retning i kretsen hele tiden. Strømmen i norske hjem skifter retning 50 ganger i sekundet. Alternativet til vekselstrøm er likestrøm. volt (V): målenhet for elektrisk spenning. Måles gjerne med et voltmeter. voltmeter: måleapparat for å måle elektrisk spenning i en krets. watt (W): målenhet for elektrisk effekt.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 149

149

02.03.15 12:53

Oppgaver Statisk elektrisitet — når elektrisiteten er i ro

?

LES OG SVAR 4.1 Hva er et elektrisk støt?

4.2 Hva er statisk elektrisitet?

4.3 Hvilken ladning har et stoff som har fått et overskudd av elektroner?

4.4 Hva kjennetegner et stoff som er positivt ladd?

4.5 Er det mulig å se et elektrisk støt?

Hvordan ser det i så fall ut?

4.6 Hva skjer med en ballong når du gnir den mot håret ditt eller en ullgenser, og holder den mot veggen? Forklar.

4.7 Er det positive eller negative ladninger som frastøter hverandre?

4.8 Hva er en gnist?

4.9 Kan gnister være farlige? Begrunn svaret.

4.10 Hvorfor er du ganske trygg i en bil når det lyner?

4.11 Hva er en elektrisk utladning?

4.12 Hvordan virker en lynavleder?

4.13 Er det mulig å kjenne forskjell på et støt som kommer av at du er negativt ladd, og støt som kommer av at du er positivt ladd? Forklar med egne ord hva det er som skjer.

4.14 Omtrent hvor mange prosent av lynene treffer jorda?

4.15 Omtrent hvor mange ganger slår lynet ned i Norge hvert år?

GJØR OG LÆR 4.16 Legg en tom brusboks på bordet foran deg. Gni en plastpenn, kam eller ballong mot håret ditt i 10 sekunder, og beveg den mot brusboksen. Prøv å forklare hva du ser, og hva du tror skjer med elektronene.

4.17 Heng et puffet riskorn (eller annen lett frokostblanding) i en sytråd. Fest sytråden til bordkanten sånn at kornet henger fritt. Gni en linjal av plast hardt mot en ullgenser i 10 sekunder, og beveg den mot riskornet som henger i tråden. Kornet vil tiltrekkes av linjalen helt til det berører. Hva skjer da? Forklar.

4.18 Hopp på en trampoline og prøv å komme deg av trampolinen uten å få støt. Prøv ut ulike metoder, og skriv noen setninger om hver metode.

4.19 Et vannmolekyl (H2O) har like mange elektroner som protoner og er elektrisk nøytralt. Men elektronene i molekylet er «skjevt» fordelt. Den ene enden av molekylet er derfor negativ, mens den andre enden er positiv. Hvis vi holder en negativt ladd gjenstand inntil en vannstråle, vil den tiltrekke de positive endene av vannmolekylene. Dette er lett å teste. La vann renne i en tynn, jevn stråle fra springen i vasken. Gni en oppblåst ballong mot ulltøy og beveg den langsomt mot vannstrålen. Pass på at den ikke kommer helt borti vannet. Strålen bøyer seg mot ballongen. Test det samme med et gnidd plastsugerør i stedet for en ballong.

4.20 Riv et papirark i bitte små biter og legg dem på et bord. Legg en plan for hvordan du kan flytte dem over på et annet bord uten å ta på dem, bare ved hjelp av en ballong. Beskriv hvordan du gikk fram, og om du klarte det.

150 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 150

02.03.15 12:53

DISKUTER 4.21 Gå sammen og finn fram til minst 10 situasjoner der du kan få støt.

4.22 Beskriv hva som skjer med elektronene når du gnir en ballong mot håret eller en ullgenser, og så fester den på veggen.

4.23 To negativt ladde ballonger vil frastøte hverandre. Diskuter om dere tror det er mulig å holde en negativt ladd ballong i lufta (få den til å sveve) ved å holde en annen negativt ladd ballong rett under den.

4.24 Diskuter hvorfor ballonger som blir festet i taket med statisk elektrisitet i barnebursdager, etter hvert faller ned igjen.

4.25 Tenk deg at du fikk beskjed om at huset ditt var brent ned, men ingen var blitt skadd. Skriv ned de fem ting­ ene du ville savnet mest, og fem steder i det elektriske anlegget hjemme du gjetter på at brannen kunne ha startet.

GÅ VIDERE 4.26 Det fins maskiner som kan lage statisk elektrisitet. Én type har en stor stålkule på toppen, og hvis du tar på den, reiser hårene på hodet ditt seg.

Hva heter denne typen maskiner, og hvordan virker de?

4.27 Prøv å finne ut hvorfor noen typer plagg gjør håret ditt statisk, mens andre plagg ikke gjør det.

4.28 Ved fylling av drivstoff på fly eller frakting av brannfarlige væsker i tankbiler, må det sikres mot statisk elektrisitet. Forklar hvorfor.

4.29 Bruk internett til å finne ut om sist gang et lynnedslag gjorde skade i din kommune eller ditt fylke. Skriv ned hvilken skade lynet gjorde.

4.30 Bruk internett til å finne en nyhetssak om brann som startet på grunn av feil i det elektriske anlegget. Skriv noen setninger om hva som kunne vært gjort for å unngå brannen.

4.31 Finn ut i hvilken årstid det er flest ­lynnedslag, og hvorfor.

Elektrisk strøm — når elektroner beveger seg

?

LES OG SVAR 4.32 Hva er elektrisk strøm?

4.33 Hva menes med en strømkrets?

4.34 Hvorfor er det feil å si at strømmen går fra stikkontakten til lampa og blir brukt opp der?

4.35 Hvorfor bruker vi ofte ledninger med bare én elektrisk leder i naturfaget?

4.36 Hva er et koplingsskjema?

4.37 Hvor fort beveger elektronene seg i en ledning der det går strøm?

4.38 Hvor lang tid tar det fra du skrur på bryteren til en lampe begynner å lyse?

4.39 Hva mener vi med «treige elektroner, rask strøm»?

4.40 Hva er forskjellen på en elektrisk leder og en elektrisk isolator?

4.41 Hvorfor sier vi at strømmen går fra pluss til minus?

4.42 Hva er forskjellen på vekselstrøm og likestrøm?

4.43 Har vi likestrøm eller vekselstrøm i stikkontakten?

4.44 Hva er ampere?

4.45 Bruker et elektrisk apparat opp strømmen når det er i bruk?

Begrunn svaret.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 151

151

02.03.15 12:53

GJØR OG LÆR 4.46 Vi kan bruke kunnskap vi har til å «gjette» hva som kommer til å skje. En slik gjetning kaller vi en hypotese. Nedenfor ser du mange forskjellige koplinger med pære, ledninger og batteri. I hvilke av koplingene lyser pæra? Noter først ned en hypotese for hver kopling. Deretter gjør du forsøkene selv og finner ut om hypotesene dine stemmer. Finn ut hva som er feil der hypotesen din ikke stemmer.

152 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 152

02.03.15 12:53

4.47 Prøv å tegne en enkel skisse over strømkretsene på rommet ditt.

Prøv å få med alle stikkontakter, lyskilder og duppedingser.

4.48 Tegn symbolet for en strømkilde, slik vi tegner det i et koplingsskjema.

4.49 Tegn symbolet for en lyspære, slik vi tegner det i et koplingsskjema.

4.50 Tegn symbolet for en bryter, slik vi tegner det i et koplingsskjema.

4.51 Tegn en krets med én strømkilde, to lyspærer og en bryter, først slik du selv ville tegnet det, og deretter som et koplingsskjema.

4.52 Tegn symbolet for et amperemeter, slik vi tegner det i et koplingsskjema.

4.58 Studer koplingsskjemaene på bildet.

Ikke alle pærene vil lyse når bryteren koples til. Beskriv hvilke pærer som vil lyse og hvordan, før og etter at bryteren er koplet til.

1

2

3

4

5

DISKUTER 4.53 Lyset slokner når strømkretsen er brutt. Hvordan bryter du strømkretsen hjemme hos deg?

4.54 Fins det en bryter som slokker strømmen i hele huset ditt? Har du sett den noen gang?

4.55 Dere får i oppgave å designe en ny app som skal gjøre det lettere for arkitekter og byggledere å fortelle elektrikerne nøyaktig hvordan strømmen i huset skal monteres. Bli enige og skriv ned en punktliste over hvordan dere ville løst denne oppgaven.

4.56 Gå sammen i grupper og forsøk å telle hvor mange elektriske kretser som fins i klasserommet.

GÅ VIDERE 4.57 På sykehus kan det få dødelige konsekvenser hvis strømmen går. Finn ut hvilke løsninger de har på sykehus dersom strømmen går.

4.59 I lysrør er det ikke en glødetråd, men en gass som lyser når strømmen slås på. Finn ut mer om hvordan lysrør virker. Lag en beskrivelse av virkemåten.

Spenning

?

LES OG SVAR 4.60 Hvordan måler vi elektrisk spenning?

4.61 Hva er elektrisk spenning?

4.62 Hvordan virker et batteri?

4.63 Viser et voltmeter like mange volt uansett hvor i kretsen vi kopler det inn?

4.64 Hva er forskjellen på hvordan et amperemeter og et voltmeter koples inn i en krets?

4.65 Hva er elektrisk motstand? Hva er et annet ord for det?

4.66 Hva måler vi elektrisk effekt i?

4.67 Hvorfor har vi elektriske sikringer i sikringsskapet?

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 153

153

02.03.15 12:53

4.68 Hvis en sikring går i huset ditt, hva kan det skyldes?

4.69 Hva er induksjon?

GJØR OG LÆR 4.70 Tegn symbolet for et voltmeter, slik vi tegner det i et koplingsskjema.

4.71 Lag en liste med minst 10 eksempler på materialer som er elektriske isolatorer.

4.72 Bruk internett til å finne ut hvor mange volt batteriet i telefonen din eller datamaskinen din leverer.

4.73 Prøv å forklare med egne ord hvordan laderen som lader telefonen din, ikke bruker opp strømmen. Hvordan kan det komme like mange elektroner ut av ladekabelen som inn?

4.74 Tegn og forklar med egne ord hvordan et batteri fungerer. Bruk gjerne YouTube og Google til hjelp.

4.75 Tegn og vis forskjellen på en seriekopling og en parallellkopling med tre lyspærer.

DISKUTER 4.76 Diskuter hva dere tror er forskjellen på batterier som bare kan brukes én gang, og de som kan brukes mange ganger.

4.77 Bruk koplingsskjemaer til å prøve å finne ut hvorfor de fleste juletrelys er seriekoplet. Hvorfor er det vanskelig med parallellkopling?

4.78 Tid for konkurranse: Gå sammen i grupper som skal konkurrere om hvem som raskest klarer å finne skolens hovedsikringsskap, og hvor mange ampere skolen tåler (hvor mange ampere hovedsikringene er på).

4.79 Alle i gruppa får fem minutter til å gjette hvor mange kWh skolen bruker i løpet av en måned. (Tenk på hvor mange varmeovner, lamper, pc-er og andre elektriske apparater som fins, og gjør et grovt overslag.) Alle skriver ned sitt forslag på et felles ark.

Så oppsøker dere vaktmester på ­skolen for å finne fasiten. Hvem kom nærmest?

GÅ VIDERE 4.80 I Norge har vi 230 V vekselspenning i stikkontakten. Har alle land det samme, eller fins det land som har en annen løsning?

4.81 Finn ut mer om Nikola Tesla, og skriv en fortelling om hans liv på cirka én side.

4.82 Finn ut hvordan musikkanlegg bruker motstander til å justere volumet.

4.83 Enheten for motstand er ohm.

Finn ut mer om personen denne ­enheten er oppkalt etter. Skriv ned det mest interessante du finner ut om personen.

4.84 Noen mener at også vi mennesker trenger jording, at vi må ha direkte kontakt med jord. Bruk internett til å finne fem argumenter for at de har rett, og fem argumenter for at vi ­mennesker ikke trenger jording.

Skriv ned de fem argumentene for og imot.

4.85 Hvem er enheten watt oppkalt etter, hva drev han med, og hvorfor er en­heten oppkalt etter ham?

154 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 154

02.03.15 12:53

Forsøk og aktiviteter 4—A Elektrisk sugerør I dette forsøket skal du få leke med statisk elektrisitet.

★ DU TRENGER

DETTE GJØR DU

· Glass- eller plastflaske med kork · To sugerør · Ullplagg · Glass

1 Hold i enden og gni sugerøret mot ullplagget i fem sekunder.

2 Balanser sugerøret så det ligger oppå flaskekorken.

3 Prøv å bevege fingrene i nærheten av sugerøret uten å berøre det.

Flytter det på seg? Klarer du å få det til å snurre helt rundt?

4 Gni det andre sugerøret mot ullplagget og beveg det i nærheten av det første. Hvordan oppfører sugerøret på flaska seg? Virker det like bra med begge endene av sugerørene?

5 Gni glasset mot ullplagget, og se hvordan sugerøret oppfører seg når det kommer i nærheten.

OBSERVASJONER

Noter underveis det du observerer.

FORKLARINGER

1 Hvorfor oppførte sugerørene seg som de gjorde?

2 Hvordan forklarer du sugerørets oppførsel i nærheten av hånda, annet sugerør og et glass?

3 Hvis du ikke fikk forsøket til å fungere på et tidspunkt — hva kan være årsaken til det?

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 155

155

02.03.15 12:53

4—B Bruker pærene opp strøm?

1 A

2 A

3

A

★ DU TRENGER

DETTE GJØR DU

· Amperemeter · To pærer i pæreholdere · 4,5 V-batteri eller annen spenningskilde · Ledninger

1 Lag kopling 1 som er vist ovenfor.

2 Les av strømmen på amperemeteret og noter.

3 Skriv en hypotese for hva du tror du vil lese av på amperemeteret hvis du flytter det på andre siden, som i kopling 2.

4 Lag kopling 2 og noter strømmen.

5 Skriv en hypotese for hva du kommer til å lese av hvis du flytter ­amperemeteret mellom pærene som i kopling 3.

6 Flytt amperemeteret og noter strømmen.

OBSERVASJONER

1 Tegn de tre koplingene. Merk av strømretningen i hver kopling.

2 Noter strømmen du leste av i de tre tilfellene på koplingsskjemaene du har tegnet.

FORKLARINGER

1 Hva fant du ut om strømmen i kretsen med de to pærene?

2 Bruk «bordtennisball-modellen» til å forklare det du observerte.

156 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 156

02.03.15 12:53

4—C Spenning i en krets Her skal du måle og sammenlikne spenningene på ulike steder i en krets som er koplet i serie. Hvilke sammenhenger finner du?

B

A

V

V

C

V

D

V

★ DU TRENGER

DETTE GJØR DU

· To pærer · Ett 4,5 V-batteri eller annen spenningskilde · Voltmeter · Ledninger

1 Kople sammen pærene og batteriet i serie. Under alle målingene skal det gå strøm i kretsen, slik at pærene lyser.

2 Mål spenningen over den ene pæra og noter resultatet (kopling A).

3 Mål spenningen over den andre pæra og noter resultatet (kopling B).

4 Mål spenningen over polene på batteriet og noter resultatet (kopling C).

5 Mål spenningen over begge pærene og noter resultatet (kopling D).

OBSERVASJONER

1 Tegn kopling A uten voltmeter. Kall pærene nr. 1 og nr. 2.

2 Adder spenningene du målte for pære 1 og pære 2.

3 Lag et skjema der du noterer spenningen over pære 1, spenningen over pære 2, summen av spenningene, spenningen du målte over begge pærene samtidig, og til slutt spenningen du målte over batteriet.

FORKLARINGER

1 Sammenlikn summen av de to pærespenningene med spenningen du målte over begge. Hva ser du?

2 Sammenlikn så med spenningen du målte over polene på batteriet (polspenningen). Hva ser du?

3 Lag en regel for hvor stor summen av spenningene over komponentene i en krets er, sammenliknet med polspenningen til spenningskilden.

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 157

157

02.03.15 12:53

4—D Serie og parallell I disse forsøkene skal du se på noen ulikheter mellom en seriekopling og en parallellkopling.

1

2

★ DU TRENGER

DETTE GJØR DU

· Fire like pærer · To 4,5 V-batterier eller annen spenningskilde · Amperemeter · Ledninger

1 Lag kopling 1.

2 Hva skjer hvis du skrur ut en av pærene? Noter hypotesen din.

3 Skru ut en pære og sjekk hypotesen. Noter resultatet.

4 Skru pæra inn igjen, kople inn et amperemeter i kretsen og noter strømmen.

5 Hvordan tror du de to pærene i kopling 2 vil lyse sammenliknet med pærene i 1? Sterkere, svakere eller like sterkt? Skriv hypotese.

6 Lag kopling 2 og noter hvordan pærene lyste sammenliknet med ­kopling 1.

7 Hva tror du om strømmen i kretsen i kopling 2? Er den større, mindre eller like stor som i kopling 1? Noter hypotese.

8 Kople inn et amperemeter i hovedkretsen i kopling 2 og sjekk. Noter strømmen.

9 Hva tror du skjer med lysstyrken til en pære i kopling 2, hvis du skrur ut den andre? Skriv hypotese.

10 Skru ut en av pærene og sjekk. Noter resultatet. Noter også strømmen etter at du har skrudd ut pæra.

OBSERVASJONER 1 Tegn koplingene med amperemeter innkoplet. Marker positiv ­strøm­retning.

2 Lag en oversiktlig framstilling av det du observerte i punktene 3, 4, 6, 8 og 10 over.

FORKLARINGER 1 I hvilken av de to koplingene er resistansen størst når begge pærene er innkoplet? Begrunn svaret ut fra forsøket.

2 Hva forteller forsøket om strømmen i en krets, hvis vi kopler inn flere komponenter parallelt?

158 Nova 10 ★

Book 1-Nova10.indb 158

02.03.15 12:53

4—E Verdens enkleste elektromotor?

Du visste neppe at en motor kan være så enkel å lage! ★ DU TRENGER

DETTE GJØR DU

· 1,5 V AA-batteri · Tykk og uisolert kobbertråd · Et par kraftige neodyme magneter med omtrent samme diameter som batteriet.

1 Fest magnetene til minuspolen på batteriet.

2 Kapp og bøy kobbertråden som på bildet. Det er viktig at den balan­ serer på toppen av batteriet, og at endene så vidt berører magnetene nederst.

3 Slipp kobbertråden slik at den henger fritt og berører magnetene.

Hvis kobbertråden ikke snurrer av seg selv, må du forsøke å endre litt på konstruksjonen eller bytte batteri. Kobbertråden bør for eksempel ikke klemme for hardt på magnetene. Hvis kobbertråden spinner, men faller av, kan du prøve å presse inn en liten «dal» i plusspolen på batteriet.

4 Prøv gjerne å bøye kobbertråden til andre former. Du kan lage et hjerte, en spiral eller trekant.

OBSERVASJONER

Noter underveis det du observerer. Hvordan snurrer kobbertråden?

Hva er galt når den ikke snurrer? Blir noen av delene varme underveis?

Går batteriet tomt, eller kan du fortsette så lenge du vil?

FORKLARINGER

1 Prøv å bruke det du har lært i dette kapitlet til å forklare hvordan ­elektromotoren du har bygd, fungerer.

2 Forklar hva du tror skjer med batteriet i dette forsøket.

3 Hvorfor fungerte eller fungerte ikke de andre designene på kobber­ tråden?

ELEKTRISITET — OG SPENNING I HVERDAGEN

Book 1-Nova10.indb 159

159

02.03.15 12:53