FyKe 7-9 Fysik Arbetsbok 3

3 FyKe 7–9

Anne Kangaskorte • Jari Lavonen • Outi Pikkarainen • Heikki Saari • Jarmo Sirviö • Kirsi-Maria Vakkilainen • Jouni Viiri

FYSIK LABORATIONER OCH UPPGIFTER

Energi i samhället • Små och stora beståndsdelar i universum

Schildts & Söderströms

Innehåll ENERGI I SAMHÄLLET 31 Kompassnålen är en permanent magnet........ 4 1 Polerna i en permanent magnet och kraften mellan magneter........................ 4

2 Magnetiska ämnen....................................... 5

3 Modell av magnetfältet i en permanent magnet......................................................... 6

4 Magnetisering av en järnspik....................... 8 Lektionsuppgifter............................................ 10

SMÅ OCH STORA BESTÅNDSDELAR I UNIVERSUM 37 Materia och strålning kan observeras.......... 64

1 Modell av atomens storlek......................... 64

2 Ljus är elektromagnetisk strålning.............. 66

3 Ordna strålningskorten............................... 67 Lektionsuppgifter............................................ 68

32 Styrkan hos en elektromagnet...................... 14 1 En elström ger upphov till ett magnetfält... 14 2 En elledning i ett magnetfält....................... 16 3 Av en elektromagnet kan man tillverka en lyftkran................................................... 17

4 En elmotor innehåller en elektromagnet..... 20 Lektionsuppgifter............................................ 21

38 Atomkärnan kan vara radioaktiv................... 72 1 I atomkärnan finns det protoner och neutroner.............................................. 72

2 Undersökning av halveringstiden med häftstift............................................... 74

3 Undersökning av bakgrundsstrålningen och strålningen från en strålkälla................ 75

4 Dämpning av betastrålning........................ 76 Lektionsuppgifter............................................ 77

33 Från rörelseenergi till elektrisk energi........... 24

1 Elektromagnetisk induktion........................ 24

2 Induktionsspänningens storlek................... 27 Lektionsuppgifter............................................ 29

39 Kärnreaktionen frigör energi.......................... 80

1 Så här fungerar ett kärnkraftverk............... 80

2 Referat av en artikel om kärnenergi............ 82 Lektionsuppgifter............................................ 84

34 34 Det riksomfattande elnätet............................ 32

1 I en transformator finns det två spolar....... 32

2 Transformatorn omvandlar växelspänning .34

3 Elströmmen i primär- respektive sekundärspolen.......................................... 36 Lektionsuppgifter............................................ 39

40 Effekten av joniserande strålning på den levande naturen................................. 88

1 Skydd mot strålning – ASE vapen mot strålning............................................... 88 Lektionsuppgifter............................................ 91

35 Elektrisk energi produceras i kraftverk......... 44

1 Elmotorn som generator............................. 44

2 Ångan får turbinen att rotera och turbinen får generatorns spolar att rotera................ 46

3 Ett kraftverks delar och uppbyggnad......... 48 Lektionsuppgifter............................................ 51 36 Spara elektrisk energi.................................... 54 1 Vi tittar på en elräkning .............................. 54 2 Med en energimätare får du reda på hur mycket energi en apparat använder..... 56

3 Vi hittar på sätt att spara energi................. 58 Lektionsuppgifter ........................................... 59

Repetitionsuppgifter...................................... 63

41 Solsystemet.................................................... 94

1 Modell av solsystemet................................ 94

2 Undersökning av solfläckar........................ 96 Lektionsuppgifter ........................................... 97 42 Universum är stort och gammalt................. 100

1 Universums tidslinje ................................ 100

2 Vi undersöker stjärnbilder........................ 102 Lektionsuppgifter.......................................... 104

Repetitionsuppgifter.................................... 107

3

31

Kompassnålen är en permanent magnet • Varför visar kompassnålen mot norr?

• Varför fastnar en magnetknapp på dörren till kylskåpet men inte på dörren till kärlskåpet?

Laboration

1 Polerna i en permanent magnet och kraften mellan magneter

Utrustning • kork genom vilken ett hål har borrats • neodymmagnet • permanent magnet med kända poler • kompass • vattenkärl • vattenfast tusch

Undersök polerna i en permanent magnet och krafterna mellan magneter. permanent magnet kork

kompass

neodymmagnet

Magnetens poler

Den ända av magneten som vänder sig mot norr kallas nordpol N och den andra ändan sydpol S.

Stick in en (avlång) neodymagnet i hålet på korken.

vatten

Placera korken i ett kärl med vatten.

Vänta tills korken ligger stilla.

Placera en kompass på bordet bredvid kärlet med vatten.

Jämför kompassens och korkens ställning.

Lyft upp korken ur vattnet och rita en pil med tusch på korken som visar i kompassens nordriktning.

Skriv nordpolen N och sydpolen S på korken.

Undersök neodymmagnetens poler inne i korken med en permanent magnet.

För polerna av samma slag mot varandra.

För sedan polerna av olika slag mot varandra.

1 Namnge polerna i den permanenta magneten på bilden.

4

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

2 Vilket väderstreck visar den permanenta magnetens nordpol mot

när den får rotera fritt?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 3 Rita kraftpilar som beskriver krafterna mellan magneterna.

a)

b)

2 Magnetiska ämnen

Laboration

Undersök hur den permanenta magneten inverkar på föremål av olika material. järnspik plastkärl

kopparföremål

pappersbit

För magneten turvis mot föremålen.

gem

aluminiumföremål

suddgummi

blyertspenna

Utrustning • permanent magnet • föremål av olika material, till exempel: pappersbit, plastkärl, gem, suddgummi, blyertspenna, kopparbit, aluminiumbit, järnspik

1 Av vilka material är de föremål som fastnar på den permanenta

magneten?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 2 Vad kan du dra för slutsats av undersökningen om metallernas

magnetism?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Kopiering absolut förbjuden.

31 Kompassnålen är en permanent magnet

5

3 Modell av magnetfältet i en permanent magnet Demonstration Utrustning • permanent magnet • järnfilspån • pneumatisk vanna eller glasskiva • kompass

A Vi gör observationer av magnetfältet med hjälp av järnfilspån.

järnfilspån

Placera den permanenta magneten på arbetsprojektorns eller dokumentkamerans underlag.

Placera en glasskiva över den permanenta magneten.

Strö järnfilspån över glasskivan.

Knacka på glasskivan med en penna.

glas

permanent magnet

1 Vad märkte du? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 2 Rita en bild av hur järnfilspånen lade sig på glasskivan.

3 På vilket ställe fastnade det mest järnfilspån? Varför? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

6

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

B Vi gör observationer av magnetfältets form med hjälp av en kompass.

kompass

Magnetfältets riktning är enligt en överenskommelse den riktning som kompassens nordpol visar.

Placera den permanenta magneten på bordet. Lägg kompassen på bordet och iaktta i vilken riktning nålen pekar.

Flytta på kompassen och iaktta kompassnålens ställning.

4 Rita in kompassnålar i rätt riktning på bildens kompasser. kompass

5 Rita in fältlinjer i magnetfältet kring en permanent magnet enligt

försöksresultatet. Ange också fältlinjernas riktning.

Kopiering absolut förbjuden.

31 Kompassnålen är en permanent magnet

7

Laboration

4 Magnetisering av en järnspik A Undersök hur en järnspik magnetiseras.

Utrustning • en lång järnspik eller en bit järntråd • gem eller små järnspikar • permanent magnet • bunsenbrännare • degeltång • underlag för den heta järnspiken

elementarmagneter

järnspik

Placera ett antal gem på bordet.

Pröva om de fastnar på järnspiken.

Elementarmagneter

Magnetismen i en permanent magnet förklaras med hjälp av elementarmagneter. När elementarmagneterna är i oordning är järnspiken inte magnetisk.

När elementarmagneterna i genomsnitt pekar åt samma håll är järnspiken magnetisk.

permanent magnet

Stryk järnspiken med den permanenta magneten i samma riktning några gånger.

Pröva om gemen nu fastnar på järnspiken.

Stryk järnspiken i samma riktning några gånger på nytt.

Pröva igen om gemen fastnar.

1 Hur påverkades järnspikens magnetism när den ströks? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 2 Hur påverkades järnspikens magnetism när strykningen upprepades? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 3 Rita in elementarmagneter på bilden till instruktionen så att deras

ställning förklarar järnspikens magnetism.

8

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

B Undersök hur man avlägsnar magnetism, dvs. avmagnetiserar ett föremål. degeltång

Ta järnspiken som du magnetiserade.

Knacka den mot bordet. Pröva om gemen fastnar på järnspiken.

Ta i järnspiken med en degeltång.

Hetta upp järnspiken över en gaslåga.

Pröva järnspikens magnetism på gemen.

Var försiktig med lågan och med den heta järnspiken.

4 Hur påverkades järnspikens magnetism när du knackade spiken mot

bordet?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 5 Hur påverkades järnspikens magnetism när den hettades upp? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 6 Rita in elementarmagneter på bilden så att deras ställning förklarar

att järnspiken inte är magnetisk.

Kopiering absolut förbjuden.

31 Kompassnålen är en permanent magnet

9

Lektionsuppgifter

U31

U1. Välj ut de apparater på listan som innehåller magneter.

kompass

hörlur

elvisp

dammsugare

bil

dynamo

kylskåp

högtalare

skruvmejsel

korkskruv

U2. Vad kallas polerna i en permanent magnet?

Nyckelord • smida • magnetisk • olika stor • lika stor • permanent magnet • nord• elementarmagnet • syd• hetta upp

U3. Fyll i meningarna. Välj lämpliga ord från listan. Böj ordet

i rätt form.

a) När man bryter av en ______________________________ får man två nya magneter, som vardera har _________________ och ________________pol.

b) Järnspikar är inte naturligt _____________________________. En järnspik fastnar ändå på en permanent magnet eftersom de _____________________________ som finns i järnet orienterar sig i

närheten av den permanenta magneten så att järnspiken blir magnetisk.

c) Man kan avmagnetisera järnspiken genom att ________________________ eller ______________________ den.

d) Järnspiken och den permanenta magneten attraherar varandra med __________________ kraft.

U4. Dra linjer mellan de rätta alternativen.

Tecknet för den permanenta magnetens nordpol är

Tecknet för den permanenta magnetens sydpol är

•

• N • S • röd färg

•

• vit färg • ett litet hack

10

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

U5. Är påståendet sant eller falskt? Korrigera de felaktiga påståendena.

U31

Sant Falskt

a) En permanent magnet har en pol.

b) Kompassnålen är ett positivt laddat föremål.

c) Den ända av en permanent magnet som vänds mot norr är en nordpol.

d) Poler av samma slag i en permanent magnet attraherar varandra.

e) Ett föremåls magnetism och elektriska laddning är olika fenomen.

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

U6. a) Rita pilar på bilden som visar kompassnålarnas ställning.

N

Styrkan hos ett magnetfält

I ett område där det finns många fältlinjer är magnetfältet kraftigt. Ett område med få fältlinjer har ett svagt magnetfält.

S

S

N kompass

b) Var är magnetfältet kraftigast runt en permanent magnet? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

c) Var är magnetfältet svagast runt en permanent magnet? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

Kopiering absolut förbjuden.

31 Kompassnålen är en permanent magnet

11

U7. Var använder man permanenta magneter?

U31

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

U8. Eleverna diskuterar växelverkan mellan magneter.

Kryssa för om påståendet är sant eller falskt. Korrigera de felaktiga påståendena.

Magneter fastnar bara på järnföremål.

Evi

sant falskt

Magnetfält har ingen betydelse i en vanlig människas liv.

En stor och kraftig permanent magnet utövar en större kraft på en liten och svag permanent magnet än en liten på en stor.

Anna Ville

sant falskt

sant falskt

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

12

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

U9. Para ihop magneterna med de kraftpilar som beskriver

U31

växelverkan mellan dem.

Magneter

Kraftpilar som beskriver växelverkan

A

• • 1

B

• • 2

C

• • 3

D

• • 4

E

radergummi

F

järnföremål

• • 5

• • 6

ingen växelverkan

U10. Hur kan du skilja en permanent

magnet från en järnbit som ser likadan ut?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

Kopiering absolut förbjuden.

31 Kompassnålen är en permanent magnet

13

• Varifrån får man den energi som tv-apparaten behöver?

• Var har du sett en transformator?

Vrid reglaget till noll innan du kopplar på spänningen.

Visa kopplingen åt läraren innan du kopplar på spänningskällan.

Vrid alltid reglagen till noll innan du stänger av spänningskällan.

20

10

0

5

V

10 15

Från en spänningskälla för växelspänning kan man reglera spänningen med ett reglage.

Mätning av växelspänning

20

Användning av en spänningskälla för växelspänning.

0

34

Det riksomfattande elnätet 30 15 3 0

Analog mätare

Digital mätare

Välj området för mätning av växelspänning på mätaren.

1 En transformator innehåller två spolar Demonstration

Vi undersöker hur en transformator fungerar. likspänningskälla

Utrustning • spänningskälla för växelspänning • två voltmeter • spolar med 300 respektive 600 lindningsvarv • järnkärna • 6 ledningar

primärspole

sekundärspole

Vi bygger en transformator av två spolar enligt bilden. En transformator har en primärspole och en sekundärspole. Spolarna har en gemensam järnkärna.

Vi kopplar primärspolen med två ledningar till en spänningskälla för likspänning.

Den ena voltmetern kopplas så att den mäter spänningen över primärspolen U1 medan den andra mäter spänningen över sekundärspolen U2.

Koppla på spänningskällan.

Iaktta voltmetrarnas utslagU1 och U2.

32

Energi i samhället

en spänningskälla för växelspänning

Vi kopplar primärspolen med två ledningar till en spänningskälla för växelspänning.

Den ena voltmetern kopplas så att den mäter spänningen över primärspolen medan den andra mäter spänningen över sekundärspolen.

Vi kopplar på spänningskällan.

Iaktta voltmetrarnas utslagU1 och U2.

Kopiering absolut förbjuden.

1 Vilka var spänningarna med likspänning över primärspolen?

U1 = ______________________________________________________________ U2 = ______________________________________________________________ Spole utan järnkärna.

2 Vilka var spänningarna med växelspänning över primärspolen?

U1 = ______________________________________________________________ U2 = ______________________________________________________________ 3 Rita kopplingsscheman för kopplingarna. Märk ut primärspolen,

sekundärspolen och järnkärnan samt spänningskällan i schemana.

Spole med järnkärna.

En transformator har två spolar med en gemensam järnkärna.

4 Vilka slutsatser om transformatorns funktion kan du dra med hjälp av

mätningarna?

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

Kopiering absolut förbjuden.

34 Det riksomfattande elnätet

33

Laboration Utrustning • spänningskälla för växelspänning • 2 voltmetrar • spolar 60/90, 60/180 och 90/90 eller spolar med 300 respektive 600 varv • järnkärna (E- och I-kärna eller U- och I-kärna) • 6 ledningar

Olika järnkärnor

Transformatorn har två spolar med en gemensam järnkärna.

2 En transformatorn omvandlar växelspänning

Undersök på vilket sätt transformatorn omvandlar växelspänning.

primär- sekundärspole spole

N1

N2

Vrid spänningskällans reglage till noll och försäkra dig om att spänningskällan är avslagen.

Bygg en transformator av en primärspole (till exempel N1 = 60) och en sekundärspole (till exempel N2 = 90).

Lägg till en järnkärna.

Koppla primärspolen med två ledningar till en spänningskälla för växelspänning.

U1

N1

N2

Koppla en voltmeter så att den mäter spänningen över primärspolen U1.

U1

N1

N2

U2

Koppla en annan voltmeter så att den mäter spänningen över sekundärspolen U2.

Koppla på spänningskällan.

Ställ in spänningen med spänningskällans reglage först på 3 V och sedan på 6 V. Avläs spänningen över sekundärspolen U2 på mätaren.

Anteckna mätresultaten i tabellen.

Byt om spolarna i transformatorn och mät sekundärspänningen U2 på nytt med två olika spänningar över primärspolen.

Anteckna mätresultaten i tabellen.

Bygg en ny transformator med olika spolar och mät spänningen U2 med två olika spänningar över primärspolen.

Anteckna mätresultaten i tabellen.

Transformatorn kan ha två spolar med en gemensam E-kärna.

34

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

1 Anteckna mätresultaten i tabellen.

Primärspole

Sekundärspole

N1

N2

N1 : N2

Primärspole

Sekundärspole

U1 (V)

U2 (V)

Beteckningen för antalet lindningsvarv i en spole är N. U 1 : U2

U1 = primärspänning N1 = antal varv i primärspolen U2 = sekundärspänning N2 = antal varv i sekundärspolen

2 Räkna ut förhållandena N1 : N2 och U1 : U2 och för in resultaten i

tabellen.

3 Vad kan du säga om förhållandena N1 : N2 och U1 : U2? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 4 Vad förstår man med symbolerna till vänster? Skriv en ekvation för

transformatorn som utsäger hur transformatorn omvandlar spänning.

U1 =

Ekvationen för en transformator

U2 =

N1 =

N2 =

Kopiering absolut förbjuden.

34 Det riksomfattande elnätet

35

Demonstration Utrustning • spänningskälla för växelspänning • 2 amperemeter • spolar med 300 respektive 600 lindningsvarv • järnkärna (E- och I-kärna eller U- och I-kärna) • motor • 5 ledningar

Säkerhet • Låt inte

spänningen överstiga 2,0 V!

3 Elströmmen i primär- och sekundärspolen A Vi undersöker på vilket sätt en transformator omvandlar elström.

I1

primär- sekundärspole spole

primär- sekundärspole spole

N1

N1

N2

Vi nollställer spänningskällan för växelspänning och försäkrar oss om att spänningskällan är avslagen.

Vi bygger en transformator av primärspolen (N1 = 300) och sekundärspolen (N2 = 600) genom att placera en gemensam järnkärna i spolarna.

Vi kopplar primärspolen med två ledningar till en spänningskälla för växelspänning.

Vi kopplar en motor till sekundärspolens poler.

I2

N2

Sedan kopplar vi en amperemeter för att mäta elströmmen genom primärspolen och en annan för att mäta strömmen genom sekundärspolen.

Vi kopplar på spänningskällan, och ställer in en låg spänning (0,5 V).

Vi avläser strömmarna I1 och I2 på mätarna.

Anteckna mätresultatet i tabellen (mätning 1).

Vi ändrar lite på spänningen och mäter strömmarna I1 och I2.

Anteckna mätresultaten i tabellen. (mätning 2).

Låt inte spänningen överstiga 2,0 V!

I1

I2

Belasta motorns axel genom att beröra den med fingrarna och mät strömmarna I1 och I2.

Anteckna mätresultaten i tabellen.

Byt om spolarna i transformatorn. Ställ in en liten spänning och upprepa mätningarna.

Anteckna mätresultaten i tabellen.

36

Energi i samhället

primär- sekundärspole spole

N1

N2

Kopiering absolut förbjuden.

1 Anteckna mätresultaten i tabellen.

Primärspole

Sekundärspole

N1

N2

N1: N2

Primärspole

Sekundärspole

I1 (A)

I2 (A)

I1: I2

Mätning 1

Mätning 2

Belastning av axeln

Mätning 1

Mätning 2

Belastning av axeln

2 Räkna ut förhållandena N1 : N2 och I1 : I2 och för in resultaten i tabellen.

3 Vad kan du säga om förhållandena N1 : N2 och I1 : I2? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 4 Ge två praktiska exempel på när en motor belastas. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

Kopiering absolut förbjuden.

34 Det riksomfattande elnätet

37

B Vi undersöker på vilket sätt spänningen från spänningskällan och spänningen över motorns poler ändras när motorn belastas.

I1

Vi kopplar voltmetrar till föregående koppling för att mäta spänningen från spänningskällan och spänningen över motorns poler.

Vi kopplar på spänningskällan och ställer in spänningen.

Vi belastar motorn och iakttar voltmetrarna.

U1

I2

U2

primär- sekundärspole spole

N1

N2

5 Hur påverkades spänningarna U1 och U2 när motorn belastades? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

38

Energi i samhället

Kopiering absolut förbjuden.

Lektionsuppgifter

U34

U1. Skriv skyddsformen i respektive elapparat på strecken: skyddsjordning,

Skyddsspänning är under 24 volt, vilket inte är farligt för människan under torra förhållanden.

skyddsisolering eller skyddsspänning.

1

2

3

________________________ ________________________ ________________________

4

5

6

________________________ ________________________ ________________________

7

8

9

________________________ ________________________ ________________________

U2. Komplettera.

Den ___________ som behövs för att ser på tv förmedlas av ______________.

Energin kommer från _____________________. Spänningen mellan

Det finns två metallremsor i stickkontakten till en skyddsjordad apparat. Om det uppstår ett fel i apparaten leds elströmmen genom metallremsorna i stickkontakten in i vägguttaget och inte till exempel till den som använder apparaten.

I en apparat med skyddsisolering finns det förutom en grund­ isolering en tilläggs­ isolering som hindrar att elströmmen leds till ytterhöljet. Stickkontakten till en skyddsisolerad apparat är platt.

polerna till en ______________ i ett kraftverk kan vara 10 000 V. Den omvandlas med hjälp av en __________________ i en transformatorstation till __________________ på 200 000 V. Transformatorn kopplas till det riksomfattande _______________. Högspänningen omvandlas först till en lägre spänning i transformatorstationerna och vidare i __________________ __________________ till en __________________________ som är lämplig

för konsumenterna (230 V). Från den lokala transformatorn leds elströmmen med _____________________ till _______________________ i småhus och höghus. Från huvudelcentralen leds elströmmen till

Nyckelord • elnät • huvudelcentral • högspänning • vägguttag • jordkabel • energi • elström • lågspänning • kraftverk • transformator • generator • lokal transformator

______________________ i hemmet.

Kopiering absolut förbjuden.

34 Det riksomfattande elnätet

39

U3. Bilden visar energiöverföringen från ett kraftverk till konsumenten.

U34

Nyckelord • elnät • huvudelcentral • högspänning • vägguttag • jordkabel • kraftverk • transformator • generator • elapparat

Skriv namnen på de numrerade apparaterna eller systemen i de olika skedena av överföringen på strecken under bilden.

8 jakelumuuntaja

2 1

6

3 9 4 5 7

40

Energi i samhället

1 _____________________________________________________________________

2 _____________________________________________________________________

3 _____________________________________________________________________

4 _____________________________________________________________________

5 _____________________________________________________________________

6 _____________________________________________________________________

7 _____________________________________________________________________

8 _____________________________________________________________________

9 _____________________________________________________________________

Kopiering absolut förbjuden.

U4. Är påståendet sant eller falskt? Korrigera de felaktiga påståendena.

a) Man kan skölja elapparaterna i köket under rinnande vatten.

b) Elapparater är säkra när de används rätt.

c) Man kan tryggt placera en vas på en elapparat om apparaten är skyddsisolerad.

En transformator omvandlar växelspänning till likspänning. d)

e) Man får reparera en trasig elapparat själv.

f) Spänningen i elnätet är 230 V.

U34

Sant Falskt

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

U5. Vad har följande apparater för funktion?

a) En generator

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

b) En transformator _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

c) Elnätet _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

d) En säkring _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

Kopiering absolut förbjuden.

34 Det riksomfattande elnätet

41

U6.Ge två orsaker varför en säkring kan lösas ut.

U34

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

U7. Fyll i med hjälp av kopplingsschemat.

I transformatorns primärspole finns det ___________ lindningsvarv och i sekundärspolen ___________ varv.

U1 = 9,0 V

Primärspolen kopplas till _____________

primärspole N1 = 300

sekundärspole N2 = 600

U2 = ?

växelspänning. En transformator ändrar spänningen enligt förhållandet mellan antalet lindningsvarv i spolarna. I spolen på sekundärsidan är antalet lindningsvarv ____________________________ än på primärsidan. Då är också spänningen på sekundärsidan ________________________________ än spänningen på primärsidan. Spänningen på sekundärsidan är alltså __________________________.

U8. Under lektionen byggde vi en trans-

primärspole N1 U1 (V)

sekundärspole

N2

N2

300

600

4

600

300

4

600

300

4

300

1 200

4

300

12

4

4

8

300

4

8

4

1

1 200

Energi i samhället

U2

N1

300

42

U1

formator och mätte spänningen över primärspolen och över sekundärspolen med olika kombinationer av primär- och sekundärspolar.

Fyll i tabellen med mätresultat.

U2 (V)

Kopiering absolut förbjuden.

U9. En mobiltelefon fungerar med en spänning på 4,2 volt. Primärspolen i dess

transformator har 1 200 lindningsvarv. Hur många varv ska det finnas i transformatorns sekundärspole för att transformatorn ska kunna användas i en mobilladdare som kopplas till ett nätuttag?

Spänningen i transformatorns primärspole

U1 =

Spänningen i transformatorns sekundärspole

U2 =

Antalet lindningsvarv i primärspolen är

N1 =

U34

U N1 Vi beräknar N2 med hjälp av ekvationen: 1 = N2 U2

U10. En dator fungerar med en spänning på 14,8 volt. Sekundärspolen i dess

transformator har 150 lindningsvarv. Hur många lindningsvarv ska det finnas i transformatorns primärspole för att man ska kunna koppla transformatorn till ett nätuttag?

Kopiering absolut förbjuden.

34 Det riksomfattande elnätet

43

Repetitionsuppgifter Ringa in rätt alternativ.

1. Kompassnålen är a. en liten järnstång. b. en permanent magnet. c. en plaststång.

2. Poler av samma slag på permanenta magneter a. repellerar varandra. b. attraherar varandra. c. har laddningar med olika tecken.

3. Ett föremål med en permanent magnet är a. ett relä. b. ett gem. c. en skruvmejsel.

4. Elementarmagneter a. är små permanenta magneter. b. förklarar jordens magnetfält. c. är en enkel modell för magnetisering.

5. Elström a. ger upphov till ett magnetfält. b. ger upphov till ett elektriskt fält. c. kan inte ändra styrkan i ett magnetfält.

6. Det går en ström genom en spole. Varje slinga i spolen a. förstärker magnetfältet. b. försvagar magnetfältet. c. ändrar magnetfältets riktning.

7. En elektromagnet är kraftigare ju a. större yta spolens slinga har. b. flera slingor som lindats av den elledning som bildar spolen. c. spändare spolen är lindad.

8. En elektromagnet måste finnas i en... a. borrmaskin. b. burköppnare. c. plåtsax.

Kopiering absolut förbjuden.

9. En generator omvandlar a. värmeenergi till elektrisk energi. b. potentiell energi till elektrisk energi. c. rörelseenergi till elektrisk energi.

10. Elektromagnetisk induktion ger upphov till a. ett magnetfält. b. en elström. c. magnetisering.

11. Med en generator produceras a. värmeenergi b. små elektriska stötar. c. elektrisk energi.

12. Nätspänningen hemma är a. 230 V. b. 20 kV. c. 110 kV. 13. I den strömkrets där en lampa lyser i ditt hem finns a. ett kraftverk. b. grannens lampa. c. en kortslutning.

14. En transformator ändrar a. växelspänning i förhållande till spolens lindningsvarv. b. växelspänning till likspänning. c. likspänning i förhållande till spolens lindningsvarv.

15. Till de förnybara energikällorna hör bland annat a. stenkol. b. uran. c. vind.

16. I Finland produceras största delen av den elektriska energin a. i kärnkraftverk. b. med biomassa. c. med stenkol.

17. Det lönar sig att spara elektrisk energi eftersom a. elektricitet förbrukas av apparater. b. man sparar på energireserverna. c. det är moderiktigt.

63

41

Solsystemet • Ordna Finland, jorden, månen och solen i storleksordning.

• Om solen är lika stor som klassrummet, hur stor är då jorden?

Närmast: som ett knappnålshuvud, en pulpet, klassrumstavlan, skolhuset?

• Uppskatta hur många jordklot som skulle rymmas i solen.

Laboration Utrustning • sax • vattenfärger eller färgpennor • passare • linjal • måttband • häftstift eller häftmassa

Material • kartong • papper

94

1 Modell av solsystemet A Bygg en modell som beskriver planeternas relativa storlek.

Rita en modell av en planet i solsystemet på kartong/papper. I tabellen nedan hittar du uppgifter om modellernas diametrar.

Klipp ut modellen och färga den.

Häng upp planeterna på väggen i lassrummet.

Kropp i solsystemet

Verklig diameter (km)

Modellens diameter (cm)

solen

1 390 000

139,0

Merkurius

4 878

0,5

Venus

12 100

1,2

jorden

12 756

1,3

Mars

6 794

0,7

Jupiter

142 984

14,3

Saturnus

120 536

12,0

Uranus

51 118

5,1

Neptunus

49 528

4,9

månen

3 400

0,3

Små och stora beståndsdelar i universum

Kopiering absolut förbjuden.

B Vi föreställer oss en modell som beskriver avståndet mellan planeterna i solsystemet Studera med hjälp av en karta som du laddar ned från Google Maps eller Kartplatsen för alla (Kansalaisen Karttapaikka) var planeterna i modellen skulle placera sig om solen var på skolans plats. Använd uppgifterna om planeternas avstånd i tabellerna till höger.

Anteckna resultatet i tabellen.

1 a) Vilka planeter befinner sig mellan solen och jorden? _______________________________________________________________________

b) Vilka planeter befinner sig längre bort från solen än jorden?? _______________________________________________________________________

Planet

Verkligt medelavstånd från solen (106 km)

Merkurius

57,9

Venus

108,2

jorden

149,6

Mars

227,9

Jupiter

778,4

Saturnus

Uranus

2 870

Neptunus

4 501

Planet

Avstånd i modellen (m)

_______________________________________________________________________ 2 Ange planeternas lägen om solen är på skolans plats.

Planet

Position

Merkurius Venus

1 425,6

Merkurius

58

Venus

108

jorden

150

Mars

228

Jupiter

778

Saturnus

1 426

jorden

Uranus

2 870

Mars

Neptunus

4 501

Jupiter Saturnus Uranus Neptunus

3 Varför ser solen liten ut trots att den är så stor? _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 4 Var i den här modellen befinner sig den stjärna, Proxima Centauri,

som är närmast solen?

Dess verkliga avstånd är 4,2 ljusår (3,8 ∙ 1016 m) och avståndet i modellen är 41 000 kilometer.

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Kopiering absolut förbjuden.

41 Solsystemet

95

Demonstration

2 Undersökning av solfläckar

Utrustning • teleskop/kikare • papper

solen kikare

Säkerhet Se aldrig på solen genom en kikare, eftersom det kan leda till blindhet!

bild av solen Temperatur och färg

Ju högre temperatur en strålande kropp har, desto ljusare är det strålande ytan.

Du kan bekanta dig med förekomsten av solfläckar på internet (t.ex. http:// sohowww.nascom. nasa.gov/sunspots/).

Titta inte på solen genom kikaren.

Rikta kikaren mot solen.

Placera pappret så att en bild av solen syns på det.

Rita in solfläckarnas lägen på bilden.

1 Hur många solfläckar kan ni se? _______________________________________________________________________ 2 Jämför temperaturen i solfläckarna med solens yttemperatur. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

96

Små och stora beståndsdelar i universum

Kopiering absolut förbjuden.

Lektionsuppgifter

U41

U1. Ringa in planeterna:

komet

meteor

månen

solen

Karlavagnen

Mars

U2. Vilkendera befinner sig längre från jordens yta? Använd <, = eller >.

månen moln

a) norrsken

b) norrsken

c) radiomast

passagerarflygplan på flyghöjd

d) moln

sportflygplan på flyghöjd

U3. Kring solen kretsar planeterna Mars, jorden, Merkurius, Jupiter,

Neptunus, Venus, Uranus och Saturnus. a) Skriv planeterna i ordningsföljd från solen utåt.

_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

b) Skriv planeterna i ordningsföljd från minsta till största diametern. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

c) Skriv planeterna i ordningsföljd från minsta till största massan. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

U4. En kropp har massan 10 kg.

a) Vad är kroppens tyngd på jorden?

__________________________

b) Vad är kroppens massa på månen?

__________________________

c) Månens dragningskraft är 1/6 av jordens.

Vad är kroppens tyngd på månen?

__________________________

Kopiering absolut förbjuden.

41 Solsystemet

97

Repetitionsuppgifter Ringa in rätt alternativ.

1. En beståndsdel i ett pappersark är a. en pappersmolekyl. b. en cellulosamolekyl. c. ett pappersämne.

2. Den minsta beståndsdelen i ett ämne är a. en elektron. b. en atom. c. en smula av ämnet.

3. Människan kan se

a. röntgenstrålning.

b. violett ljus.

c. infraröd strålning.

4. Vad betyder radioaktivitet? a. Ett radioprogram där lyssnarna ringer in och diskuterar med programledaren i direktsändning.

b. Riksomfattande nödmeddelanden i radio som går över radiosändningen.

c. Joniserande partiklar som atomkärnan sänder ut.

5. När Henrik böjer sin skidstav hålls skidstaven ihop av

a. stavens böjningskraft.

b. den elektromagnetiska växelverkan mellan byggstenarna i staven.

c. gravitationsväxelverkan mellan staven och jorden.

6. Isotop kallas

7. I dagens kärnkraftverk producerar man elektrisk energi a. med fissionsreaktioner. b. med fusionsreaktioner. c. med kemiska reaktioner.

8. En kedjereaktion innebär att

a. de protoner som frigörs i en fusion kolliderar med kärnorna i uranatomer och ger upphov till en ny fusion. b. de neutroner som frigörs i en fission kolliderar med kärnorna i uranatomer och ger upphov till en ny fission. c. de protoner som frigörs i en fission kolliderar med kärnorna i uranatomer och ger upphov till en ny fission.

9. Ett fusionskraftverk är

a. ett sätt att producera elektrisk energi i framtiden. b. i användning sedan 20 år. c. ett alldeles omöjligt sätt att producera elektrisk energi.

10. Joniserande strålning

a. är ofarlig. b. är strålning som kan utnyttjas på många sätt. c. är strålning som inte har några tillämpningar.

11. En finländare utsätts för strålning i huvudsak

a. i naturen och vid röntgenundersökningar. b. från rymden. från nedfall på grund av olyckorna i c.

Fukushima i Japan och Tjernobyl i Ukraina.

12. Planeterna kretsar a. kring jorden. b. kring solen. c. kring månen.

a. en atom vars elektroner kan variera i antal.

b. en atom med varierande antal neutroner i kärnan.

13. Månen lyser eftersom den

c. en atom med varierande antal protoner i kärnan.

Kopiering absolut förbjuden.

a. reflekterar ljus från solen. b. är så het. c. reflekterar ljus från jorden.

107