Sähkön historiaa
Ennen vanhaan sähköankeriasta ja – rauskua käytettiin reuman
hoitoon. Kalan päällä seistiin rantavedessä, kunnes jalat muuttuivat lähes
tunnottomiksi. Tämän uskottiin lievittävän reumaattisia kipuja.
Englantilainen fyysikko Joseph John Thomson löysi elektronin
vuonna 1897 ja protonin löysi englantilainen fyysikko Ernest Rutherford.
Sähkövirta
Jo 50mA:n sähkövirta kehossa on hengenvaarallinen ihmiselle.
Paristo on jännitelähde, jossa kemialliset reaktiot synnyttävät napojen välille
jännitteen. Kun virtapiiri avataan (esim toinen johdin irrotetaan paristosta),
siinä ei kulje sähkövirtaa. Virtapiiri on suljettu, kun siinä oleva
jännitelähde ylläpitää sähkövirtaa. Sähkövirta voi kulkea vain suljetussa
virtapiirissä.
Sähkövirran lämpövaikutusta käytetään hyväksi esim
vedenkeittimissä ja saunan kiukaan vastuksissa. Sähkövirralla on myös
magneettinen vaikutus. Kun sähkövirta kulkee johtimessa, sen ympärille syntyy
magneettikenttä.
Sähkövirta aiheuttaa elektrolyyseissä kemiallisia
reaktioita. Elektrolyytti on aine, joka johonkin liuottimeen liuenneena johtaa
sähköä. Galvanointi on menetelmä, jossa kappale pinnoitetaan sähkökemiallisen
prosessin avulla. Esim galvanointi sinkin avulla estää rautanaulan ruostumisen.
Sähkövirran avulla voidaan myös hajottaa vettä ja näin valmistaa happea ja
vetyä.
Metallit ja suolaliuokset johtavat hyvin sähköä. Tällaisia
aineita kutsutaan johteiksi. Esim posliini ja muovi ovat eristeitä, koska ne
eivät johda sähköä. Puolijohteiden sähkönjohtavuutta voidaan muuttaa esim valon
avulla. Sähkövirta on varauksisten hiukkasten liikettä.
Sähkövirralla on suunta ja suuruus. On sovittu, että
sähkövirran suunta on plusnavasta miinusnapaan. Sähkövirtaa sanotaan
tasavirraksi, jos sähkövirta kulkee virtapiirissä koko ajan samaan suuntaan ja
vaihtovirraksi, jos sähkövirran suunta muuttuu jaksollisesti.
Sähkövirran mittaaminen
Sähkövirran mittaamiseen käytetään ampeerimittaria.
Ampeerimittari kytketään virtapiirin osaksi aina siten, että mitattava virta
kulkee mittarin läpi sen plusnavasta miinusnapaan. Jos virtapiiri ei ole
haarautunut, kaikkialla piirissä kulkee sama sähkövirta. Kirchhoffin 1.lain
mukaan virtapiirissä haarautumispisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä
suuri kuin haarautumispisteestä lähtevien sähkövirtojen summa.
Sähkövirran mikromalli
Sähkövirta metallijohtimessa on sähkökentän aiheuttamaa
elektronien liikettä. Kun metallijohdin kytketään jännitelähteeseen, johtimen
sisälle syntyy sähkökenttä, jonka suunta on jännitelähteen positiivisesta
kohtiosta kohti jännitelähteen negatiivista kohtiota. Sähkökentän synnyn
seurauksena vapaat elektronit alkavat liikkua kohti jännitelähteen positiivista
napaa.
Johtimessa kulkeva sähkövirta on I = Q/t, jossa Q on ajassa
t johtimen poikkipinnan läpi siirtyneen varauksen suuruus. Sähkövirran yksikkö
on 1 C/s eli 1 A (ampeeri).
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti