tutkielma.pdf, 350 kB - Helsinki.fi

4 Virtapiiri-ilmiöitä esittävien suureiden syntyprosessiTässä luvussa analysoidaan virtapiiri-ilmiöitä esittävien suureiden syntyprosessia. Analyysiperustuu paljolti Kaarle ja Riitta Kurki-Suonion teoksiin Vuorovaikutuksista kenttiin[6] ja Fysiikan merkitykset ja rakenteet [5] sekä Kaarle Kurki-Suonion luentosarjaanKoulufysiikan tietorakenteet (dfcl2-koulutus Helsingin yliopistossa 1.1.1998 –31.12.1999). Asioita käsitellään kirjoittajan mielestä lukio-opintojen kannalta tarpeellisellalaajuudella.Virtapiiri-ilmiöiden perusominaisuudet, niitä esittävät suureet ja niiden noudattamatlait voitaneen tiivistää alla olevaan järjestimeen. Suureet syntyvät tasavirtapiirejä tutkimallaja yleistyvät kattamaan vaihtovirtailmiöt.TASAVIRTAPIIRIVAIHTOVIRTAPIIRILÄHDEVIRTAPIIRILÄHDEVIRTAPIIRIkyky ylläpitääsähkövirtaajännitekyky vastustaasähkövirtaavastuksenresistanssijännitteenhetkellinen jatehollinen arvopiirinimpedanssiSÄHKÖVIRTAkyky tunteamagneettista vuorovaikutustasähkövirtaSÄHKÖVIRTAsähkövirranhetkellinen ja tehollinen arvoKirchhoffin laitOhmin laki U = R IJoulen lakiHetkelliset Kirchhoffin laitOhmin lainhetkellinen muoto U (t) = R I (t)yleistys U eff = Z I effJoulen lain hetkellinen muoto4.1 SähkövirtaSähkövirta on ilmiö, joka voi esiintyä vain suljetussa virtapiirissä. Suljettu virtapiirion virtalähteen, johtimien ja komponenttien muodostama umpinainen kytkentä. Virtalähteessätapahtuva virtalähdeilmiö pitää piirissä yllä sähkövirtaa. Virtalähteitä ovatmm. paristo, akku, aurinkokenno, lämpöpari, dynamo ja generaattori.Sähkövirta havaitaan ja tunnistetaan vaikutuksistansa. Johtimessa kulkeva sähkövirtalämmittää johdinta. Sähkövirta aiheuttaa kahden virtajohtimen tai virtajohtimen jamagneetin välille magneettisen vuorovaikutuksen, joka ilmenee veto-, poisto- ja vääntövaikutuksina.Sähkövirran kemiallisia vaikutuksia ovat mm. elektrolyysi ja veden hajoaminen.Magneettinen vuorovaikutus ja elektrolyysi osoittavat, että sähkövirta on11