Sähkää

Seuraa 
Viestejä4922
Liittynyt31.3.2005

Tämän aamun pähkäilyt:

Otin digikameranakkuja pois latauksesta kun huomasin laturin olleen pistorasiaan kytkettynä kuukausia yhtä soittoon. Puhelimen lataajat ovat myös aina kiinni kaikilla. Konkreettisen haitan, minkä oletan koituvan, on niiden sisäisen elektroniikan kuluminen. Transistoreista ja diodeista siirtyy nähdäkseni partikkeleita hiljalleen sisäisten elementtien toisille pinnoille ja alkuperäinen teho laskee vuosien saatossa. Korjatkaa tuota.

Sähkäverkosta irrottamattomuuteen on laiskuuden lisäksi toinenkin syy: Laitteet pysyvät tallessa, johtoa seuraamalla löytää, kun muistaa, mihin töpselirasian töpselirasiaan sen viimeksi kytki. Pahimmassa tapauksessa voi seurata vuoronperään kaikkia kytkentöjä seinästä asti. Löytyy kone kuitenkin helpommin kuin hyllyjä, laatikoita, kaappeja, ovientakusia ja nurkkia penkomalla.

Jos elektronisessa laitteessa on sähköosana pelkkä käämi, niin kuin perinteisessä releessä tai muuntajassa, kuluuko sekin kun virta on vain johtimeen asetettu? Jos, niin silloinhan sähkänsiirtoverkonkin pitäisi kulua pelkästä siirrosta. Johtokiepillä toimiva rele onkin ainoa järkeenkäypä komponentti, minkä jotenkin vielä tajuaa, jos se on tarpeeksi iso, että näkee miten virtapiiri kytkeytyy. Rakensinkin sellaisen nuorempana tutkijana osaksi suunnittelemaani ovisummerin prototyyppiin. Harmi että sekin on viety kaatopaikalle siivoojien toimesta.

Transistorin toimintaa olen joskus kokeeseen pystynyt selittämään, mutta enpä väitä sitä ymmärtäväni sen kummemmin oikeasti, koska siitä ei mitään näe. Miksi diodi päästää virtaa vain yhteen suuntaan? Mikä on suodatin. Mihin sähkä jää talteen sellaisessa kondensaattorissa jossa on vain päällystettyä alumiinifoliota kääritty rullalle? Sellaisenhan pitäisi pystyä rakentamaan tupakka-askin sisuksistakin. Ei jäisi auton kanssa tielle, jos konkka menisi rikki. Pitäisihän sen toimia vaikkei rullalla olisikaan tilan säästämisen vuoksi. Aski on tietenkin niin suuri että tehot riittää. Entäs sellainen jossa on jotain nestettä sisällä, ja voi vaikkapa räjähtää, niin kuin salamavalon virranlähteessä, joka vinkuu? Mistä ääni tulee? Eikä ole sähkäkemiallinen akku. Puhelimen akutkin ovat räjähtäneet omia aikojaan, tieten virtaa on purkautunut oikosulussa niin nopeasti etteivät paikat kestä?

Mihin tarvitaan suodattimia oikeasti? Sellaiseksi näyttää riittävän vaikka summassa piirtelin kokeessa käämin ja muita härppäkkeitä johtimilla yhteen. Minulla on muistona tehdasvierailulta sellainen suodatin, joka silloin oli viimeistä huutoa. Siinä on keramiikkapala ympäröity alumiinilevyllä, joihin viritettäessä porailivat koloja hammaslääkärin poralla, jollei heti toiminut. Näitä tehtiin miljoonia koneautomaatiolla. Monenneko asteen suodatin sellainen on, kelpaisiko kokeessa jos tällaisen sokeripalan esittäisi?

Lierikki Riikonen

Sivut

Kommentit (103)

o_turunen
Seuraa 
Viestejä8006
Liittynyt16.3.2005

Transistoreista ja diodeista tuskin partikkeleita ulos lentelee. Komponenttien
sisäistä liikennettä todistetusti esiintyy. Monet komponentit, jotka käyvät kuumina,
menettävät ajan mittaan suorituskykyään materiaalin vaeltamisen vuoksi.
Yksiatominen rakenne, kuten kupari, ei muuta ominaisuuksiaan.
Tietysti timantti muuttuu korkeassa lämpötilassa, mutta se lienee ulkopuolella
keskustelun.
Kameran salamassa vinkuu putken suurjännitemuuntaja, jonka käämit
pitävät meteliä.
Suodattimen asteluvun saa selville laskemalla reaktiivisten komponenttien
lukumäärän.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.

Vierailija

Elektroniisten komponenttien muuntumisessa ajanoloon on valokuvaustekniikalla valmistetut mikropiirit erikoisasemassa: niiden 'kehittyminen' jatkuu edelleen, ja sitä nopeampana, mitä korkeampi on piirin lämpötila.

Valmiustila-(stand by-)tekniikka on mennyt mielettömyyksiin, esimerkiksi kahvinkeittimiin. Ostin mikroaaltouunin, jossa ei ole kelloa eikä muutakaan digitaalista hömpötystä - vain luotettava ja energiaa säästävä mekaaninen ajastin + tehovalitsin on tarpeellisia.

Monet laitteet kuluttavat enemmän sähköä valmiustilassa, eli silloin kun niitä ei käytetä!

salai
Seuraa 
Viestejä7095
Liittynyt17.3.2005
Vastaaja_s24fi
Monet laitteet kuluttavat enemmän sähköä valmiustilassa, eli silloin kun niitä ei käytetä!

Mitä tuo tarkoittaa? Valmiustilassa enemmän sähköä kuin missä tilassa?

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä23104
Liittynyt16.3.2005

Komponenttien kuluminen on harvoin ongelma. Lähinnä sitä esiintyy korkeissa lämpötiloissa, joita tyhjäkäytöllä olevissa laitteissa ei esiinny. Yleensä vikaantumimekanismi on juotosten vioittuminen tai sitten komponentin hajoaminen virtapiikin (esim. staattinen sähkö) takia. Kuumana käyvät tehopuolijohteet joskus kyllästyvät työtaakkaansa ja päästävät savut pihalle, jos laitteet on väärin mitoitettu (kaikki kuluttajaelektroniikka on nykyään väärin suunniteltua).

Normaalitilanteessa virta ei aiheuta massan siirtymistä. Hyvin suurilla virrantiheyksillä, joita esiintyy lähinnä mikropiirien sisäisillä metalloinneilla, tilanne on toinen. Komponentit suunnitellaan siten, että toimittaessa sallituissa rajoissa tuota migraatioksi kutsuttua ilmiötä ei esiinny. Toinen asia on seostusten diffuusio korkeassa lämpötilassa, jonka joku mainitsi. Siinä puolijohteeseen seostetut lisäaineatomit vaeltavat kiteessä heikentäen aineen ominaisuuksia.

Suurin tappio tuollaisessa toiminnassa aiheutuu laitteiden kuluttamasta sähköstä. Vaikka kulutus on pieni, useat laitteet tekevät vuosien mittaan ihan kohtuullisen laskun.

Nyt en ehdi selittää komponenttien toimintaa. Yritän muistaa palata asiaan.

Vierailija
salai
Vastaaja_s24fi
Monet laitteet kuluttavat enemmän sähköä valmiustilassa, eli silloin kun niitä ei käytetä!

Mitä tuo tarkoittaa? Valmiustilassa enemmän sähköä kuin missä tilassa?

Voisi ajatella, että laitteella on kaksi tilaa: käyttötila, jolloin käyttäjä sitä aktiivisesti käyttää, ja valmiustila, jossa laite on valmis ottamaan vastaan käyttäjän toimenpiteitä. Käyttötilan ja valmiustilan välissä voidaan ajatella olevan esimerkikis ajastustoiminnot.

Valmiustilassa useat laitteet tekevät myös taustaprosesseja, kuten esimerkiksi pitävät kelloaikaa yllä ja odottavat jonkun käyttäjän asettaman ajastintoiminnan toteuttamishetkeä.

Jostain luin, että Suomessa valmiustilassa olevat laitteet kuluttavat sähköä noin yhden ydinvoimalan tuoton verran. Se täytynee tulkita noin 500MW:n tehoiseksi, jolloin tuntikulutus 500 MWh/h = 500 000 kWh/h = 500 000 000 Wh. Olettan, että valmiustilassa olevien laitteiden keskimääräinen kulutus on 10Wh, tuon kulutuksen saavuttamiseksi vaadittaisiin 50 000 000 valmiustilassa olevaa laitetta, 10 jokaista suomalaista kohti. Arvio "yksi ydinvoimala valmiustilassa olevia laitteita varten" taitaa olla ihan oikea, sillä teollisuudessa ja palvelualoilla on myös paljon laitteita valmiustilassa; arkisimmat esimerkit löytyy erilaisista automaateista.

Ennenkuin ostat elektronisen laitteen, sen sähkönkulutus valmiustilassa kannattaa selvittää.

Vierailija
Vastaaja_s24fi
Voisi ajatella, että laitteella on kaksi tilaa: käyttötila, jolloin käyttäjä sitä aktiivisesti käyttää, ja valmiustila, jossa laite on valmis ottamaan vastaan käyttäjän toimenpiteitä. Käyttötilan ja valmiustilan välissä voidaan ajatella olevan esimerkikis ajastustoiminnot.

Valmiustilassa useat laitteet tekevät myös taustaprosesseja, kuten esimerkiksi pitävät kelloaikaa yllä ja odottavat jonkun käyttäjän asettaman ajastintoiminnan toteuttamishetkeä.


Millä ihmeellä sen laitteen saa käyttämään enempi virtaa valmiustilassa kuin käyttötilassa, ei mene jakelutilaan kyllä tuo.

Vierailija
Vastaaja_s24fi
salai
Vastaaja_s24fi
Monet laitteet kuluttavat enemmän sähköä valmiustilassa, eli silloin kun niitä ei käytetä!

Mitä tuo tarkoittaa? Valmiustilassa enemmän sähköä kuin missä tilassa?



Voisi ajatella, että laitteella on kaksi tilaa: käyttötila, jolloin käyttäjä sitä aktiivisesti käyttää, ja valmiustila, jossa laite on valmis ottamaan vastaan käyttäjän toimenpiteitä. Käyttötilan ja valmiustilan välissä voidaan ajatella olevan esimerkikis ajastustoiminnot.

Valmiustilassa useat laitteet tekevät myös taustaprosesseja, kuten esimerkiksi pitävät kelloaikaa yllä ja odottavat jonkun käyttäjän asettaman ajastintoiminnan toteuttamishetkeä.

Jostain luin, että Suomessa valmiustilassa olevat laitteet kuluttavat sähköä noin yhden ydinvoimalan tuoton verran. Se täytynee tulkita noin 500MW:n tehoiseksi, jolloin tuntikulutus 500 MWh/h = 500 000 kWh/h = 500 000 000 Wh. Olettan, että valmiustilassa olevien laitteiden keskimääräinen kulutus on 10Wh, tuon kulutuksen saavuttamiseksi vaadittaisiin 50 000 000 valmiustilassa olevaa laitetta, 10 jokaista suomalaista kohti. Arvio "yksi ydinvoimala valmiustilassa olevia laitteita varten" taitaa olla ihan oikea, sillä teollisuudessa ja palvelualoilla on myös paljon laitteita valmiustilassa; arkisimmat esimerkit löytyy erilaisista automaateista.

Ennenkuin ostat elektronisen laitteen, sen sähkönkulutus valmiustilassa kannattaa selvittää.

Älä ole huolissasi. Jos ydinsähköä käyttää niin on vain hyvä asia että laitteet lämmittävät. Kaikki se lämpö on pois fossiilisilla tuotetusta lämmöstä. Valitettavasti ydinvoimaa ei kuitenkaan ole tarpeeksi. Osa sähköstä joudutaan tuottamaan fossiilisilla.

Päälläolo ei kuluta elektroniikkaa. Korkea lämpötila kuluttaa joitakin komponentteja. Lähinnä lyyttejä ja akkuja. Näytöt kuluvat ihan päälläolosta. Lämpötilamuutokset rikkovat rakenteita.

Tässä olivat yleisperiaatteet.

salai
Seuraa 
Viestejä7095
Liittynyt17.3.2005

Puuttuu enää Vastaaja_s24fi:n klassinen kysymyt: Mutta missä on sähköoinas.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

salai
Seuraa 
Viestejä7095
Liittynyt17.3.2005

Kaipa minua edelleenkin naurattaa Vastaajan haikailema Vesioinas

Perimmiltään kysyn paljon yksinkertaisempaa - samaa kuin jossain noiden linkkien sivuilla: Minne hävisi vesioinas?

Analogisesti sähköoinas voitaisiin sijoittaa sähkövirran viereen lataamaan vaikkapa akkua (ilmaiseksi tietysti).

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Vierailija
lierik
Tämän aamun pähkäilyt:

Transistorin toimintaa olen joskus kokeeseen pystynyt selittämään, mutta enpä väitä sitä ymmärtäväni sen kummemmin oikeasti, koska siitä ei mitään näe. Miksi diodi päästää virtaa vain yhteen suuntaan?

No en minäkään ymmärrä. Ja tosi käsittämätön esine on patteri.

Jospa diodin toinen puoli on tehty aineesta jossa liikkuvat varaukset on aika isoina möykkyinä,
toinen puoli taas aineesta jossa varaukset on aika pieninä möykkyinä.

No niin nythän on olemassa semmoinen ilmiö että hiekka valuu soran läpi, vaan sora ei valu
hiekan läpi.

Eiköhän tästä jonkunlaisen diodin saa rakennettua.

i

Vierailija
Hebokatti
Vastaaja_s24fi
Voisi ajatella, että laitteella on kaksi tilaa: käyttötila, jolloin käyttäjä sitä aktiivisesti käyttää, ja valmiustila, jossa laite on valmis ottamaan vastaan käyttäjän toimenpiteitä. Käyttötilan ja valmiustilan välissä voidaan ajatella olevan esimerkikis ajastustoiminnot.

Valmiustilassa useat laitteet tekevät myös taustaprosesseja, kuten esimerkiksi pitävät kelloaikaa yllä ja odottavat jonkun käyttäjän asettaman ajastintoiminnan toteuttamishetkeä.


Millä ihmeellä sen laitteen saa käyttämään enempi virtaa valmiustilassa kuin käyttötilassa, ei mene jakelutilaan kyllä tuo.

Se onkin sitä ydinvoiman vastustajien aukotonta logiikkaa.

Vierailija
Mummo
Tota, tossa on nyt varmaan joku vitsi, mutta voisko joku selittää siis niiku ton sähköoinashommelin?

Mummo
pihalla, taas

Joku tarkoituksellisesti vie sinua pihalle.

Sähköoinasta ei tietääkseni ole olemassakaan. Pihalle viejä tarkoittanee tätä aivan toisen keskustelun yhteydessä esitettyä vanhaa keksintöä
http://www.tiede.net/keskustelut/viewto ... fab7#67322

Voitko kertoa meille ihan meidän iloksi, montako valmiustilassa olevaa laitetta sinulla on kotonasi? Voitais vaikka laskea valmiustilassa oleviksi kaikki sähkötösseliin liitetyt laitteet, jotka eivät ole käytössä varsinaiseen tehtäväänsä (esimerkiksi mikroaaltouuni ei ole kello).

Iselläni on näköjään vain 3. Mutta nettiyhteyden laitteet + pc + monitori ovat vähän väliä valmiustilassa, harvoin irroitettu sähköverkosta.

Ovipuhelimessa palaa vihreä LED. Se saa sähkönsä kiinteistön laitteista.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä23104
Liittynyt16.3.2005

Niin, niistä komponenteista. Diodissa yhdistetään kaksi eri tavalla seostettua puolijohdekerrosta. Seostukset aiheutavat muutoksia puolijohteen elektronirakenteessa, ja tuohon kahden puolijohteen rajalle muodostuu sähkökenttä. Tuo sähkäkenttä toimii esteenä varauksenkuljettajien kululle puolelta toiselle, ainoa reitti on sellainen, jossa elektroni rekombinoituu välialueella elektronivyöltä toiselle. Yhdessä ulkoisen sähkökentän kanssa tuo sisäinen kenttä sitten aikaansaa (en osaa selittää sitä ilman matematiikkaa) diodille tyypillisen eksponentiaalisen virta-jänniteriipuvuuden.

Transistorissa noita kerroksia on kolme, tavallaan kaksi diodia samat päät vastakkain. Nyt keskimmäisen (kanta) ja toisen laidan (emitteri) välistä jännitettä muuttamalla koko rakenteen sisäinen kenttä muuttuu. Koska kanta on hyvin ohut, suurin osa varauksista jatkaakin kannan yli kollektorille ja vain pieni osa poistuu kannalta. Saadaan aikaan virtavahvistusta.

Kondensaattorissa on kaksi eristettyä metalliosaa. Laite varautuu, kun toiselle tuodaan ylimääräisiä elektroneja ja toiselta imetään pois. Jotta kondensaattoriin varautuisi merkittävä varaus ilman, että jännite kohoaa suunnattomaksi, metallien pitää olla mahdollisimman laajoja pinta-alaltaan ja mahdollisimman lähellä toisiaan. Jotta komponnetista tulisi helposti käsiteltävä, kannattaa rullata ohutta kalvoa.

Elektrolyyttikondensaattorissa toinen elektrodi on johtava nesteja toinen alumiini (myös muita metalleja, kuten tantaalia käytetään). Eriste on kemiallisesti muodostuva oksidikerros. Koska oksidi voi olla hyvin ohut verrattuna mekaanisiin eristeisiin, kondensaattorin kapasitanssi on kokoon nähden suuri. Tietyissä oloissa elektrolyytti voi kuumentua liikaa ja alkaa kiehua. Sitten konkka voi räjähtää. Kondensaattorissa energia on kuitenkin sähkökentän energiana eikä kemiallisessa muosdossa niin kuin akuissa. Siinä on niiden ero. Akkuun menee tilavuutta kohti kertaluokkia enemmän energiaa, mutta toisaalta kondensaattori voidaan ladata ja purkaa useita kertaluokkia nopeintakaan akkua nopeammin.

Suodattimilla estetään ei-toivottujen signaalien (vääräntaajuisten) pääsy paikkaan, jossa se voi aiheuttaa haittaa. Suodattimia taitaa olla liki kaikessa elektroniikassa. Nykyään on usein tapana tehdä suodatinta vastaava toiminto laskemalla digitaalisella prosessorilla.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat