Sähkövirta pystyy tekemään työtä, esim. pyörittämään moottoria.
Shkövirta metallijohtimessa on elektronien kulkua siinä.
Kytketään nytmoottori akun napoihin ja suljetaan virtapiiri. Moottori alkaa toimia.
Mistä se työ syntyy? Tapahtuuko niille elektroneille jotain?
En nyt kaipaa vastaukseksi tunnettuja sähköopin kaavoja vaann ihann selvää selostusta, mitä tuossa tapsahtuu. Menettävätkö elektronit energiaansa? Häviääkö elektroneja kokonaan tuosta virrasta? Vai mistä ihmeestä se työ syntyy?
Sähkövirran suorittama työ
Anonyymi-ap
46
498
Vastaukset
- Anonyymi00001
Unohdit kokonaan magnetismin.
Lueskele Teslan ajatuksia, niin hahmotat paremmin kokonaisuuden sähkömotorisista voimista. - Anonyymi00002
Moottorin tekemä työ ei synny siitä, että elektronit “kuluivat loppuun” tai katoaisivat.
Elektronit eivät häviä, eivätkä ne varsinaisesti “kulu”.
Akun sisällä tapahtuu kemiallisia reaktioita jotka pakottavat elektroneja kerääntymään toiseen napaan ja jättävät toiseen napaan “elektronivajeen”.
Tämä luo sähkökentän napojen välille vähän kuin jännitetty jousi tai padottu vesi.
Akku on kuin pumppu, joka nostaa elektroneja “ylämäkeen”.
Kun kytket moottorin akun napoihin, sähkökenttä leviää lähes välittömästi koko johtimeen, johtimen elektronit alkavat liikkua kentän vaikutuksesta.
Moottorin johtimissa liikkuvat elektronit kokevat magneettikentän siihen liittyvä Lorentzin voima työntää johdinta,
tästä syntyy vääntö ja akseli pyörii
Elektronit siis törmäilevät atomeihin
luovuttavat niissä törmäyksissä energiaa
mutta eivät katoa, ne vain jatkavat matkaa.
Tämä on todella vaikeaa selittää ilman jokaista osaa erikseen, joka on osa kaavoja. - Anonyymi00003
Kannattaa ajatella sähkön sijaan energiaa.
Kaikki energia muuttuu lopulta lämmöksi. Sähkön tapauksessa resistanssin kautta.
Resistanssi on eräänlaista pakkopullaa, ikään kuin auttaisi miestä mäessä. Hikihän siinä tulee.- Anonyymi00004
Energia on vain apuväline matemaattisessa teoriassa. Ei ole mitään fyysistä substanssia, energiaa, joka olisi havaittavissa. "Energia" näkyy vain perusobjektien toiminnassa. Näitä ovat kentät ( ovatko nekään muuta kuin ihmismielen konstruktioita ? ) , niiden aallot ja niiden eksitaatiot (hiukkaset). Energia ei ole selitys kysymykseeni.
- Anonyymi00006
Anonyymi00004 kirjoitti:
Energia on vain apuväline matemaattisessa teoriassa. Ei ole mitään fyysistä substanssia, energiaa, joka olisi havaittavissa. "Energia" näkyy vain perusobjektien toiminnassa. Näitä ovat kentät ( ovatko nekään muuta kuin ihmismielen konstruktioita ? ) , niiden aallot ja niiden eksitaatiot (hiukkaset). Energia ei ole selitys kysymykseeni.
Kysymyksesi ensimmäinen lause: "sähkövirta pystyy tekemään työtä" ei pidä paikkaansa.
Kun suprajohteen sisällä kulkee sähkövirtaa (pyörrevirta) se ei kykyne tekemään työtä millään teholla, koska ei ole jännitettä eikä tehoa.
Työ tässä kontekstissa tarkoittaa energiamuunnosta muodosta toiseen, ja nimenomaan siten että sitä päätyy mekaaniseksi energiaksi työn osoittama määrä. Lähteenä on siis aina oltava toinen energiamuoto, jollainen sähkövirta ei ole.
- Anonyymi00005
Kannattaa muistaa että sähkövirta ei ole energiaa sen enempää kuin esim. kardaaniakseli tai voimansiirtohihna.
- Anonyymi00007
Kardaaniakseli ja voimansiirtohihna sentään sisältävät sekä lämpö- että kimmoenergiaa mekaanista energiaa siirtäessään. Sähkövirta ei sisällä mitään energiaa.
Toki jos sähkövirta muodostuu elektronien liikkeestä, on elektronilla liike-energiaa, muttei sähkövirralla.
Yhden ampeerin virrassa esiintyvä elektronien liike-energia ei ole alkuunkaan vakio, vaan riippuu mm johtimen poikkipinnasta ja pituudesta. Ja voi virtaa kuljettaa elektronien sijasta muutkin varaukselliset hiukkaset täysin eri energialla. - Anonyymi00008
Anonyymi00007 kirjoitti:
Kardaaniakseli ja voimansiirtohihna sentään sisältävät sekä lämpö- että kimmoenergiaa mekaanista energiaa siirtäessään. Sähkövirta ei sisällä mitään energiaa.
Toki jos sähkövirta muodostuu elektronien liikkeestä, on elektronilla liike-energiaa, muttei sähkövirralla.
Yhden ampeerin virrassa esiintyvä elektronien liike-energia ei ole alkuunkaan vakio, vaan riippuu mm johtimen poikkipinnasta ja pituudesta. Ja voi virtaa kuljettaa elektronien sijasta muutkin varaukselliset hiukkaset täysin eri energialla."Sähkövirta ei sisällä mitään energiaa."
Mitenkä sitten sellaista jota ei ole, voidaan mitata ja siitä laskuttaa? - Anonyymi00009
Anonyymi00008 kirjoitti:
"Sähkövirta ei sisällä mitään energiaa."
Mitenkä sitten sellaista jota ei ole, voidaan mitata ja siitä laskuttaa?Voidaanhan kardaaniakselinkin välittämää energiaa mitata vääntömomentin ja kierrosluvun perusteella. Sähkövirta on samalla tavalla olemassa kuin kardaaniakseli tai letkussa virtaava paineistettu hydraulineste.
- Anonyymi00012
Anonyymi00008 kirjoitti:
"Sähkövirta ei sisällä mitään energiaa."
Mitenkä sitten sellaista jota ei ole, voidaan mitata ja siitä laskuttaa?En ole koskaan maksanut sähkövirrasta mitään, sähköenergiasta kylläkin. Suurkuluttajat maksavat myös sähkötehosta, eivät sähkövirrasta.
- Anonyymi00015
Anonyymi00009 kirjoitti:
Voidaanhan kardaaniakselinkin välittämää energiaa mitata vääntömomentin ja kierrosluvun perusteella. Sähkövirta on samalla tavalla olemassa kuin kardaaniakseli tai letkussa virtaava paineistettu hydraulineste.
Ei voida, ainoastaan teho voidaan. Energia riippuu tehon lisäksi kuluneesta ajasta.
- Anonyymi00016
Anonyymi00012 kirjoitti:
En ole koskaan maksanut sähkövirrasta mitään, sähköenergiasta kylläkin. Suurkuluttajat maksavat myös sähkötehosta, eivät sähkövirrasta.
Kun kulutan kilowattitunnin sähköenergiaa, johdoissa oleva elektronien liike-energia ei ole ylittänyt edes milliwattituntia. Teho ei siirry sähköjohdoissa, vaan virta kulkee niissä. Teho siirtyy ilmassa, ei johteessa!
- Anonyymi00019
Anonyymi00012 kirjoitti:
En ole koskaan maksanut sähkövirrasta mitään, sähköenergiasta kylläkin. Suurkuluttajat maksavat myös sähkötehosta, eivät sähkövirrasta.
Sähköenergiaa ei ole sulle tarjolla, kyllä sinun pitää ihan itse tehdä sähkövirrasta sen lajin energiaa mitä milloinkin tarvitset.
- Anonyymi00022
Anonyymi00019 kirjoitti:
Sähköenergiaa ei ole sulle tarjolla, kyllä sinun pitää ihan itse tehdä sähkövirrasta sen lajin energiaa mitä milloinkin tarvitset.
Sähkövirrasta ei kukaan voi tehdä minkään lajin energiaa. Jos joku siihen pystyisi olisi ikiliikkuja toteutettu, ja energian säilymislaki olisi kumottu.
- Anonyymi00024
Anonyymi00016 kirjoitti:
Kun kulutan kilowattitunnin sähköenergiaa, johdoissa oleva elektronien liike-energia ei ole ylittänyt edes milliwattituntia. Teho ei siirry sähköjohdoissa, vaan virta kulkee niissä. Teho siirtyy ilmassa, ei johteessa!
Virta muutetaan tehoksi P = UI. Ei tää mitään rakettitiedettä ole.
- Anonyymi00028
Anonyymi00015 kirjoitti:
Ei voida, ainoastaan teho voidaan. Energia riippuu tehon lisäksi kuluneesta ajasta.
Aika tietty pitää mitata kanssa.
- Anonyymi00029
Anonyymi00022 kirjoitti:
Sähkövirrasta ei kukaan voi tehdä minkään lajin energiaa. Jos joku siihen pystyisi olisi ikiliikkuja toteutettu, ja energian säilymislaki olisi kumottu.
Koetapas johtaa se sähköjohdosta tuleva sähkövirtasi vaikkapa vastukseen, huomaat saavasi lämpöenergiaa.
- Anonyymi00032
Anonyymi00024 kirjoitti:
Virta muutetaan tehoksi P = UI. Ei tää mitään rakettitiedettä ole.
Virtaa ei koskaan voida muuttaa tehoksi.
- Anonyymi00033
Anonyymi00029 kirjoitti:
Koetapas johtaa se sähköjohdosta tuleva sähkövirtasi vaikkapa vastukseen, huomaat saavasi lämpöenergiaa.
Ei tule yhtään lämpöenergiaa, jos jännitelähde puuttuu.
Jos sellainen taas on, niin vastus muuntaa sähköenergiaa lämpöenergiaksi. Virtaa ei siinä muuteta mihinkään, tasavirran tapauksessa sen lukuarvokin säilyy. - Anonyymi00035
Anonyymi00022 kirjoitti:
Sähkövirrasta ei kukaan voi tehdä minkään lajin energiaa. Jos joku siihen pystyisi olisi ikiliikkuja toteutettu, ja energian säilymislaki olisi kumottu.
Sähkövirta, tiedätkö mikä se on?
Varmaan tiedät joen virran ja olet selvillä että joen virrasta voi tehdä energiaa.
Jos laitat johtimen ympärille silmukan joka kuvaa vaikka siipiratasta joessa niin kummastakin saa energiaa jos on virtaa.
Jos sähkössä on jännite joka vatsaa joen vettä eikä vesi tai sähkä "virtaa" ollenkaan niin kummassakaan tapauksessa ei tule energiaa.
Jos muuttaisit väitteeseesi että sähköjännitteestä ei voi tehdä minkään lajin energiaa niin väitteesi pitäisi paikkansa.
ja jos et tiedä niin virtaa on sähköjohtimissa jos on kuormitusta, ilman kuormitusta ei ole virtaa.
kuormitusta voi verrata joen alajuoksulla olevaan paikkaan josta vesi pääsee juoksemaan (virtamaan) joesta eteenpäin. - Anonyymi00036
Anonyymi00033 kirjoitti:
Ei tule yhtään lämpöenergiaa, jos jännitelähde puuttuu.
Jos sellainen taas on, niin vastus muuntaa sähköenergiaa lämpöenergiaksi. Virtaa ei siinä muuteta mihinkään, tasavirran tapauksessa sen lukuarvokin säilyy.Nyt 'lapio & kanki' -mies ei näytä ymmärtävän sitä että ei voi olla virtaakaan ilman potentiaalieroa. 😁
Ei ne varauksenkuljettajat (elektronit) itsekseen virtaile, joku voima niitä pitää liikuttaa. - Anonyymi00041
Anonyymi00036 kirjoitti:
Nyt 'lapio & kanki' -mies ei näytä ymmärtävän sitä että ei voi olla virtaakaan ilman potentiaalieroa. 😁
Ei ne varauksenkuljettajat (elektronit) itsekseen virtaile, joku voima niitä pitää liikuttaa.Liike ei vaadi voimaa. Kiihtyvyys vaatii voimaa.
Tuliko yllätyksenä?
Mars mars peruskoulun fysiikkaa kertaamaan
Suptajohteista ja niiden sisäisistä virroista et ole koskaan kuullutkaan, vaikka maglev junia on ollut jo kauan. Eikä niissä olevien suprajohteiden virtoihin liity minkäänlaista potentiaalieroa. - Anonyymi00042
Anonyymi00035 kirjoitti:
Sähkövirta, tiedätkö mikä se on?
Varmaan tiedät joen virran ja olet selvillä että joen virrasta voi tehdä energiaa.
Jos laitat johtimen ympärille silmukan joka kuvaa vaikka siipiratasta joessa niin kummastakin saa energiaa jos on virtaa.
Jos sähkössä on jännite joka vatsaa joen vettä eikä vesi tai sähkä "virtaa" ollenkaan niin kummassakaan tapauksessa ei tule energiaa.
Jos muuttaisit väitteeseesi että sähköjännitteestä ei voi tehdä minkään lajin energiaa niin väitteesi pitäisi paikkansa.
ja jos et tiedä niin virtaa on sähköjohtimissa jos on kuormitusta, ilman kuormitusta ei ole virtaa.
kuormitusta voi verrata joen alajuoksulla olevaan paikkaan josta vesi pääsee juoksemaan (virtamaan) joesta eteenpäin.Lopeta puppupuhe, ja tutustu suprajohteiden pyörrevirtoihin, joita magneettisessa levitaatiossa käytetään ilman jännitettä.
- Anonyymi00045
Anonyymi00041 kirjoitti:
Liike ei vaadi voimaa. Kiihtyvyys vaatii voimaa.
Tuliko yllätyksenä?
Mars mars peruskoulun fysiikkaa kertaamaan
Suptajohteista ja niiden sisäisistä virroista et ole koskaan kuullutkaan, vaikka maglev junia on ollut jo kauan. Eikä niissä olevien suprajohteiden virtoihin liity minkäänlaista potentiaalieroa.Varmaan tarkoitat nyt ilmeisesti sitä lapioimista ja rautakangen kiihtyvyyttä?
- Anonyymi00046
Anonyymi00042 kirjoitti:
Lopeta puppupuhe, ja tutustu suprajohteiden pyörrevirtoihin, joita magneettisessa levitaatiossa käytetään ilman jännitettä.
Nyt ei riittänyt enää maalin siirtely, maali vietiin kokonaan pois kentältä! 😂
- Anonyymi00010
Keskustelu on , taas kerran, siirtynyt pois alustajan kysymyksen käsittelystä. Täällä näkyy varsin usein nkäyvän niin. Kommentoijat ryhtyvät kinastelemaan aivan alkuperäisen asian ohitse.
- Anonyymi00013
Alkuperäinen "asia" perustui virheeseen. Sen oikaiseminen ei todellakaan ole asian vierestä keskustelua.
Kaikki muu vastauksissa on palstalle kuulumatonta huuhaata. - Anonyymi00014
Kommenteissa vain tuodaan esille se että aloittajan kysymys ei ole relevantti hänen väärinymmärryksensä vuoksi. Eli ei ole mitään syytä heittäytyä mukaan tähän kysyjän virheelliseen päätelmään.
- Anonyymi00011
Asiaa ei voi selittää ilman tukeutumista matematiikkaan, sillä fysiikassa verbaalinen selitys perustuu aina matematiikkaan. Ensinnäkin työn määritelmän mukaan
dW = F pallo dl = Ee pallo dl = E(x)edx + E(y)edy + E(z)edz
Missä F on elektroniin kohdistuva voimavektori, dl on elektronin siirtymävektori, E on sähkökenttävektori, E(x) on sähkökenttävektorin x-komponentti, E(y) on sähkökenttävektorin y-komponentti, E(z) on sähkökenttävektorin z-komponentti, e on elektronin varaus, dx, dy ja dz ovat elektronin siirtymiä käytetyssä xyz-koordinaatistossa (x-, y- ja z-suunnissa). Makroskooppisessa siirtymässä otetaan em. yhtälöstä viivaintegraali pitkin elektronin kulkemaa käyrää.
Jokainen varaus luo ympärilleen sähkökentän, joka vaikuttaa toiseen varaukseen tietyllä voimalla. Kysyit: "Vai mistä ihmeestä se työ syntyy?" Vastaus: Siitä, että sähkökenttä eli viime kädessä VOIMA siirtää elektronia tietyn matkan dl. Tämä sähkökentän VOIMA pystyy nyt siis luonnollisesti tekemään työtä, esimerkiksi pyörittämään sähkömoottoria, kiihdyttämään elektronia tai kuljettamaan sen vastuksen yli, jolloin vastuksen yli siirretty elektroni lämmittää vastusta, jolloin sähköinen energia muuttuu lämpöenergiaksi.
Mutta miksi varaus synnyttää sähkökentän, siihen fysiikka ei anna vastausta, kuten ei mihinkään muuhunkaan perimmäiseen kysymykseen. Tätä ei yksinkertaisesti tiedetä, kuten ei muutakaan perimmäistä "miksi"-kysymystä. Tämä ei kuitenkaan estä soveltamasta esimerkiksi sähköopin tunnettuja kaavoja, sillä voihan autoakin ajaa, vaikka ei tietäisi, mitä konepellin alla tapahtuu, kun painaa kaasua.- Anonyymi00020
Tunnen kyllä sähköopin kaavat eli asian matemaattisen selityksen. Yritin kysymykselläni saada lukijat miettimään, mitä "oikeasti" tapahtuu.
Vähän analoginen olisi kysymys siitä, miten voima oikein saa aikaan kiihtyvyyden, Siihen tarjottaisiin selityksesksi Newtonin kaavaa F = m a. Mutta tämä ei selitä ilmiötä, kertoo vain, että tietyn suuruinen voima kiihdyttää tiettyä massaa kaavasta laskettavissa olevalla kiihtyvyydellä. - Anonyymi00021
Anonyymi00020 kirjoitti:
Tunnen kyllä sähköopin kaavat eli asian matemaattisen selityksen. Yritin kysymykselläni saada lukijat miettimään, mitä "oikeasti" tapahtuu.
Vähän analoginen olisi kysymys siitä, miten voima oikein saa aikaan kiihtyvyyden, Siihen tarjottaisiin selityksesksi Newtonin kaavaa F = m a. Mutta tämä ei selitä ilmiötä, kertoo vain, että tietyn suuruinen voima kiihdyttää tiettyä massaa kaavasta laskettavissa olevalla kiihtyvyydellä.Mitä tapahtuu kun voima vaikuttaa kappaleeseen. Tietysti se kiihtyy mainitsemasi kaavan mukaisesti.
Jos taas kykytkin miten se tapahtuu, tai miksi niin tapahtuu, kysyt sitä väärässä paikassa!
Kumpikaan noista kysymyksistä ei liity fysiikkaan lainkaan.
Fysiikan tehtävä on mallintaa todellisuutta matemaattisesti, ei selittää miten eikä miksi.
Selittelyt kuuluvat fysiikan ulkopuolelle, uskontoihin tai filosofiaan! - Anonyymi00031
Anonyymi00021 kirjoitti:
Mitä tapahtuu kun voima vaikuttaa kappaleeseen. Tietysti se kiihtyy mainitsemasi kaavan mukaisesti.
Jos taas kykytkin miten se tapahtuu, tai miksi niin tapahtuu, kysyt sitä väärässä paikassa!
Kumpikaan noista kysymyksistä ei liity fysiikkaan lainkaan.
Fysiikan tehtävä on mallintaa todellisuutta matemaattisesti, ei selittää miten eikä miksi.
Selittelyt kuuluvat fysiikan ulkopuolelle, uskontoihin tai filosofiaan!No,ainakaaan sinua en saanut asiaa miettimään. Toistelet vain dogmaattista selitystä. Se, jos mikä, kuuluu uskonnon kaltaiseen ajatteluun.
- Anonyymi00034
Anonyymi00031 kirjoitti:
No,ainakaaan sinua en saanut asiaa miettimään. Toistelet vain dogmaattista selitystä. Se, jos mikä, kuuluu uskonnon kaltaiseen ajatteluun.
Päinvastoin, kiistän koko selitykset fysiikkaan liittymättömänä huuhaana.
- Anonyymi00040
Jos mietitään sitä millä eri tavoilla saadaan sähköä syntymään, kuitenkin aina manipuloidaan tavalla tai toisella atomien ns. vapaita elektroneja, äkkiseltään keksin vain puolen kymmentä tapaa synnyttää sähköä.
- Selvästi yleisin tapa on magneettisilla voimilla saada elektronit liikkeelle.
- Kemiallisessa tavassa eri aineet saadaan riistämään toisiltaan elektroneja josta seuraa potentiaalieroa akun tai pariston napojen välille.
- Valolla eli fotoneilla voidaan myös vaikuttaa atomien elektroneihin, eli muuttaa atomin sähköistä varausta.
- Lämpötilaerot eri metalli tai puolijohteissa muodostaa myös sähköisen potentiaalieron.
- Viides tapa on mekaaninen hankaussähkö.
- Anonyymi00017
Tässä videossa kerrotaan faktoja asiasta, ei fiktiota:
https://m.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY
Englannin kielellä, ei suomeksi.- Anonyymi00018
Jos/kun helppotajuisesti esitetty video ei kelpaa sinulle luotettavaksi lähteeksi,
https://www.mit.edu/~ashrstnv/poynting-vector.html
Niin linkki tunnetun yliopiston sivuille kelvannee.
- Anonyymi00023
Elektronit ikäänkuin välittävät varausta korkeammasta potentiaalista matalampaan samaan tyyliin kuin vesi valuu laskettaessa ylhäältä alas. Itse elektronit eivät juuri liiku. Esimerkiksi valokytkimen päälle laittaessa elektronilta kestää tunteja saavuttaa se lamppu.
Työ syntyy liikkeestä jonka moottori tekee. - Anonyymi00025
Itseasiassa vain tasasähkön tapauksessa kyse on elektronien virrasta. Vaihtosähkön tapauksessa elektronit värähtelevät lähes paikallaan. Eli vaihtosähkön tapauksessa elektronit ei käytännössä liiku mihinkään vaan värähtelevät kutakuinkin paikallaan mikä siirtää sitten energia ketjureaktiona.
T. miksuh- Anonyymi00026
Eli siis esimerkiksi suomessa vaihtosähkön jännite on 230 V ja taajuus on 50 Hz. Vaihtosähkön suunta vaihtuu siis 100 kertaa sekunnissa ja elektronit värähtelee käytännössä paikallaan sen tahdissa.
T. miksuh
- Anonyymi00027
Asian ymmärtää ehkä helpoiten kun ajattelee sitä että kytket 2 tasavirtamoottoria rinnan siten että kun pyörität toista moottoria niin toinenkin alkaa pyöriä.
Tämän jälkeen teet saman hydaulikkalla, pumppu ja moottori ja tapahtuu sama ilmiö.
Sitten mietit mitä tapahtuu.
Hydauliikassa pumppu luo painetta ja se paine vapautuu moottorin jälkeen ja palaa takaisin pumppuun, eli se öljy on vain välittäjäaine.
Sähkömoottoreissa tapahtuu ihan sama asia. kun toista moottoria pyörittää syntyy jännitettä joka purkautuu moottorin kautta ja homma lähtee uudelleen.
Sama toimii vedellä, ilmalla yms.
Sähköopin keinoin voi kertoa tuon oikein hienosti mutta periaate, generaattori tuottaa jännitteen ja hydraulipumppu tuottaa painetta, kummassakin tapauksessa moottorit käyttää noita toimiakseen. - Anonyymi00030
Kiusasin tekoälyäkin näillä peruskysymyksillä.
Kysymys: "Voiman ja tehon eroavaisuus?"
Voiman ja tehon suurin ero on se, että voima kuvaa kykyä saada aikaan liike tai muodonmuutos, kun taas teho kuvaa sitä, kuinka nopeasti työtä tehdään. Tässä on keskeiset erot tiivistettynä:
1. Voima (F)
-Määritelmä: Vuorovaikutus, joka muuttaa kappaleen liiketilaa (kiihtyvyys) tai muotoa.
-Yksikkö: Newton (N).
-Kaava: F=m . a (massa x kiihtyvyys).
-Yksinkertaisesti: Kyse on siitä, kuinka kovaa työnnät tai vedät jotakin. Esimerkiksi suuri voima tarvitaan raskaan kiven vierittämiseen paikoiltaan.
2. Teho (P)
-Määritelmä: Suure, joka kertoo, kuinka paljon työtä tehdään tietyssä ajassa.
-Yksikkö: Watti (W).
-Kaava: (P=W / t) (tehty työ / aikaan käytetty aika).
-Yksinkertaisesti: Kyse on nopeudesta. Jos kaksi ihmistä siirtää saman painoisen laatikon kerrosta ylemmäs, he käyttävät saman voiman, mutta se, joka tekee sen nopeammin, käyttää enemmän tehoa.
Vertauskuva ymmärtämisen helpottamiseksi:
Kuvittele kaksi autoa, jotka molemmat painavat saman verran:
-Voima on se, kuinka suuren kuorman auto jaksaa vetää perässään
-Teho on se, kuinka nopeasti auto kiihtyy nollasta sataan tai kuinka nopeasti se pääsee jyrkän mäen ylös.
Jatkokysymys: "Vertautuuko sähkövirta (ampeeri) paremmin voimaan vai tehoon?"
Sähkövirta (ampeeri) ei ole suora vastine kummallekaan, mutta fysiikan analogioissa se vertautuu useimmiten nopeuteen tai virtaukseen. Jos se on kuitenkin pakko rinnastaa jompaankumpaan, se on lähempänä tehoa siinä mielessä, että molemmat kuvaavat ”liikkeen määrää” tai tapahtuman voimakkuutta tietyssä ajassa.
Tarkempi vertailu sähkön ja mekaniikan välillä auttaa hahmottamaan eron:
1. Sähkövirta (A) vs. Voima (N)
-Voima on mekaniikassa se tekijä, joka saa aikaan liikkeen.
-Sähköopissa voimaa vastaa jännite (voltti), joka on ”paine”, joka työntää sähkövarauksia eteenpäin.
-Sähkövirta taas on tämän "paineen" aiheuttama lopputulos eli varsinainen hiukkasten liike.
2. Sähkövirta (A) vs. Teho (W)
-Teho on työn tekemisen nopeus (energiaa per sekunti).
-Sähkövirta on varauksen siirtonopeus (varausta per sekunti).
-Yhteys on suora: Sähköteho (P) syntyy, kun jännite (U) ja virta (I) kerrotaan keskenään (P=U x I).
Tiivistetty analogia (Vesivertaus)
Yleisin tapa ymmärtää nämä on verrata sähköä vedentuloon putkessa:
-Jännite (V) = Veden paine (vastaa mekaanista voimaa).
-Sähkövirta (A) = Veden virtausmäärä (kuinka paljon vettä virtaa sekunnissa).
-Teho (W) = Virtauksen ja paineen yhteisvaikutus (kuinka nopeasti vesi esimerkiksi pyörittää vesimyllyä).
Vastaus: Sähkövirta vertautuu paremmin tehoon, koska molemmat ovat virtaussuureita (jotain tapahtuu tietyssä ajassa), kun taas jännite vertautuu voimaan (potentiaali tehdä työtä).- Anonyymi00037
Hieno kysymys, joka paljastaa sen, miten huonosti sähköä yleensä selitetään
.
Elektronit eivät menetä energiaansa eivätkä häviä – ne kiertävät piirissä ympäri kuin juoksijat radalla. Mutta ne eivät myöskään kulje tyhjässä tilassa: ne törmäilevät jatkuvasti metallin atomeihin. Normaalisti nämä törmäykset muuttavat elektronien liike-energian lämmöksi (siksi johtimet lämpenevät), mutta moottorissa tapahtuu jotain näppärämpää.
Moottorin sisällä elektronivirta kulkee käämin läpi, ja liikkuvat varaukset synnyttävät magneettikentän. Tämä kenttä vuorovaikuttaa moottorin pysyvien magneettien kanssa, ja magneettivoimat työntävät moottoria pyörimään. Työ syntyy siis sähkömagneettisen kentän kautta – elektronit "välittävät" energiansa kentälle, kenttä työntää magneetteja, magneetit pyörittävät akselia.
Kriittinen pointti: elektronit eivät itse työnnä akselia. Ne luovat kentän, joka tekee työntämisen. Akun kemiallinen energia → elektronien liike-energia → sähkömagneettinen kenttä → mekaaninen työ. Jokainen askel on energian muodonmuutos, mutta elektronit itse palaavat takaisin akkuun melkein samanlaisina – hieman hitaampina ehkä, koska osa energiasta meni lämpöön ja työhön, mutta akku "lataa" ne uudelleen seuraavaa kierrosta varten.
Se on kuin veden virtaus: vesi ei häviä, mutta se voi pyörittää myllyn ratasta matkallaan alas.
- Anonyymi00038
Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen on virtuaalinen fotoni. Kehoitan perehtymään QED-teoriaan (quantum electro dynamics).
- Anonyymi00039
Ah, klassinen "mene lukemaan QED" -sivallus. Se on fysiikan vastine sille, kun joku sanoo "Google on ystäväsi" – teknisesti totta, mutta auttamaton pedagogisesti.
Kyllä, QED kuvaa sähkömagneettista vuorovaikutusta virtuaalisten fotonien vaihtona, ja se on yksi tarkimmin testatuista teorioista fysiikassa. Mutta tässä on kaksi ongelmaa: ensinnäkin, alkuperäinen kysymys oli "selvää selostusta, ei kaavoja" – ja QED on nimenomaan se taso, jossa selostukset muuttuvat kaavoiksi, koska arkikieli ei enää riitä. Virtuaaliset fotonit eivät ole pieniä pallomaisia asioita, jotka pomppivat edestakaisin; ne ovat matemaattinen työkalu kuvaamaan kenttien dynamiikkaa kvanttitasolla.
Toiseksi, ja tämä on tärkeämpää: moottorissa tapahtuva työ selittyy täysin klassisella sähkömagnetiikalla. Maxwell riittää. Ei tarvita QED:tä sen enempää kuin tarvitaan kvarkkiteoriaa selittämään miksi auto liikkuu. QED on oikea ja syvempi teoria, mutta se ei tee klassista selitystä vääräksi – se vain näyttää, mistä klassinen teoria nousee esiin. Jos haluaa ymmärtää moottorin toiminnan, Lorentzin voima ja Maxwellin yhtälöt ovat oikea työkalu. Jos haluaa ymmärtää elektronimagneettisen vuorovaikutuksen perimmäisen luonteen, sitten QED.
Mutta myönnän: virtuaaliset fotonit ovat tyylikkäämpi tapa sanoa "kenttä", jos tykkää elegantista obskuuriudesta.
- Anonyymi00043
Johtimen napojen yli vallitseva jännite synnyttää johtimeen virran. Virta synnyttää johtimen ympärille magneettikentän. Kun kaksi johdinta (käämiä) järjestetään sopivasti, niin niiden magneettikentät synnyttävät johtimiin vaikuttavan voiman. Voima aiheuttaa momentin ja “isopyörä lähtee pyörimään”.
Kolmivaihemoottori on erityisen hieno keksintö. Siinä kenttäkäämeillä synnytetty pyörivä magneettikenttä indusoi roottorikäämitykseen virran, joka synnyttää magneettikentän. Magneettikenttien vuorovaikutus saa roottorin pyörimään. Sähköenergia muuttuu pyörimistyöksi erittäin hyvällä hyötysuhteella. Liikkuvia osia on vain moottorin laakerit.- Anonyymi00044
-Parhaat hyötysuhteet saavutetaan suurimmilla sähkömoottoreilla, ja se voi olla jopa 97 %. Ottomoottorilla hyötysuhde on lähellä 25 %:a ja voimalaitosdieseleillä 40 %:n luokkaa.
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
Me työeläkeläiset äänestämme SDP:tä
SDP on luonut koko työeläkejärjestelmän, jonka hedelmistä saamme nyt nauttia. Kansaneläkelaitos on Maalaisliiton tekele,1825097Eikö tunnukin kamalalta, kun en
anna periksi vaikka parhaasi olet tehnyt antaaksesi täystyrmäyksen? Ja kyllähän minä monta iskua olen saanut ja maannut813646SDP:n johto pesi kätensä häirintäkohusta
"Suurimman oppositiopuolue SDP:n johto olisi todennäköisimmin halunnut vaieta puolueen ympärillä velloneen häirintäkohun233061SDP on selvästi paras valinta äänestyskopissa
Puolueella on arvomaailma kohdallaan, sillä on hyvä CV itsenäisen Suomen historiassa vastuunkantajana ja hyvinvointivalt582685SDP:n selitykset ontuu pahasti - "On käsitelty heti, mutta kukaan ei tiedä"
Kokoomuslaiset pistää taas demareita nippuun. Tuppuraisen mukaan mukaan SDP:n useat ahdistelutapaukset on käsitelty het412306Kenen juontajan pitäisi voittaa tänään Kultainen Venla? Ehdolla Pimiä, Holma ja Vaaherkumpu
Kultainen Venla gaalassa jaetaan tänään tv-alan palkintoja. Yksi suosituimmista kategorioista on Juontaja. Vappu Pimiä1032253Oletko nainen turhautunut, kun en tule juttelemaan siellä?
Haluaisin tottakai tulla. Älä käsitä väärin. Ehkä ensi kerralla?292107Antti Lindtman: "Ainahan kaikenlaisia huhuja liikkuu"
Näin hän siis vastaa SDP:n häirintäkohuun, väistelee vastuutaan Juttuhan on niin, että Lindtman ja Tuppurainen on tasan752095Mitä saa sanoa?
Palstalla tänään sanottua: ” Kaikki riippuu siitä, miten asian esittää,” Onko siis niin, että saa muita pomottaa ja922049Persut on Suomen mamutuspuolue nro 1.
Heti ensimmäisenä persuvuonna 2015 maahantoivat Suomeen 35 tuhatta kunniavierastaan. Tuoreimpana persuvuonna 2025 pers71915