Seuraa 
Viestejä45973

Yhdellä kaverilla on käsitys että kappaleen läpi kulkeva virta ja jännite voidaan valita mielivaltaisesti. Pitääkö tämä paikkansa? Olen lukenut lukion fysiikassa jonkun verran elektroniikasta ja minulle jäi käsitys siitä, että vain toinen voidaan valita, jolloin jäljellejäävä suure määräytyy vääjämättä kappaleen resistanssin mukaan. U=RI eikö vain? Kaverini ei teoriaa hallitse, mutta on työnsä puolesta ollut käytännön tasolla sähkön kanssa tekemisissä toistuvasti. En ryhtynyt kinaamaan asiasta, vaikka olisi kai pitänyt; olihan väite teorian kanssa selvästi ristiriidassa.

Onko sitten olemassa joku fiksu kapistus jolla esim. kuparitangon läpi voidaan pakottaa menemään... noh heitetään nyt vaikka 50 A ja 50 V? Tietääkseni sen ei pitäisi olla mahdollista.

Sivut

Kommentit (130)

ei ole mahdollista ellei kuparitangon resistanssi ole yksi ohmi. Kuparitangon resistanssi on varmaan 0.0001 ohmia jolloin siitä menee 50 voltin jännitteellä 500 000 ampeeria. Ajatellaan tietysti ettei teholähteen tehosyötöllä ole rajaa.

Ensin pitää määritellä että mitä käsitetään kappaleen "läpi" kulkevaksi jännitteeksi.

Jos ajatellaan tavallista sähköjohtoa joka tulee voimalaitokselta, niin siihen voidaan valita ihan mielivaltaisesti mikä tahansa jännite ja laittaa kulkemaan läpi minkä verran virtaa halutaan jännitteestä riippumatta - kohtuuden rajoissa.

Itse kaapelihan ei määrää näitä seikkoja, vaan generaattori ja kuorma. Kaapelissa esiintyy vain jännitehäviötä joka riippuu sähkövastuksesta ja virran suuruudesta.

Sitten jos kaapeli oikosuljetaan, se muuttuu itse kuormaksi ja tällöin kaapelissa kulkevan virran määrää kaapelin päiden välillä vaikuttava jännite, tai päinvastoin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Virta halutaan niin pieneksi kuin sovellus vain sallii. Komponenteilla on toisaalta omat tarpeensa jännitteen suhteen ja rajoitukset virran suhteen. Tehoa siirrellessä korkea jännite auttaa vähentäen häviöitä, joita vastuksen ja virran mittelö aiheuttaa. Se taas kysyy eristeitä ja suojaetäisyyksiä.

Tarkoittaako tämä siis sitä, että mikäli johdinta ei oikosuljeta, voi siinä olla mikä jännite ja virta hyvänsä? Tuntuu jotnekin oudolta, että johdin, joka ei johda minnekään, sisältäisi kuitenkin virran. Virrallahan on suunta, mutta minne se virta menee, jollei johdin ole oikosulussa taikka muodosta piiriä minkään laitteen kanssa?

Vierailija
Tetrafuran
Tarkoittaako tämä siis sitä, että mikäli johdinta ei oikosuljeta, voi siinä olla mikä jännite ja virta hyvänsä? Tuntuu jotnekin oudolta, että johdin, joka ei johda minnekään, sisältäisi kuitenkin virran. Virrallahan on suunta, mutta minne se virta menee, jollei johdin ole oikosulussa taikka muodosta piiriä minkään laitteen kanssa?



Ei tietenkään tarkoita sitä. Jos piiri on avoin, virtaa ei kulje. Mutta johtimen resistanssi lisätään kuorman resistanssiin ja tämä kokonaisresistanssi ja jännite määrää piirissä kulkevan virran.

Asiat on helpompi mieltää, jos otetaan vesijohtoanalogia. Vesijohdossa paine vastaa jännitettä. Johdon jännitehäviöt = putkiston painehäviöt ja kuormassa kulkeva virta vastaa veden virtausta. Jos laitat hanan kiinni, vesi ei virtaa.

Piirin vastus määräytyy putkiston virtausvastuksesta ja ja itse työkoneen (vesiturbiinin) virtausvastuksesta. Eli mitä paksummat vesijohtoputket, sitä pienempi painehäviö putkistossa ja vesiturbiinille jää enemmän painetta.

Eli tämä analogia selvittää, ettei jännitettä (painetta) ja virtaa (veden virtausta) voi valita mielivaltaisesti, vaan kuten Ohmin laki sanoo U = I×R tai I = U/R...

Tetrafuran
Tarkoittaako tämä siis sitä, että mikäli johdinta ei oikosuljeta, voi siinä olla mikä jännite ja virta hyvänsä? Tuntuu jotnekin oudolta, että johdin, joka ei johda minnekään, sisältäisi kuitenkin virran. Virrallahan on suunta, mutta minne se virta menee, jollei johdin ole oikosulussa taikka muodosta piiriä minkään laitteen kanssa?



Katkaistussakin johtimessa voi esiintyä vaihtovirtaa. Johtimella on kuitenkin jonkinlainen induktanssi ja kapasitanssi olemassa, jonka takia siinä elektronit pääsevät hytkymään edestakaisin. Piiri on tavallaan suljettu magneetti- ja sähkökentän kautta, vaikka johtimen päät eivät kosketa toisiaan.

Yleensähän johtimen sähkövastusta ei edes mallinneta, koska se on niin marginaalisen pieni verrattuna kuorman sähkövastukseen. Ideaalisessa johtimessa vallitsee sama jännite joka pisteessä riippumatta siitä minkä suuruinen virta siinä kulkee, ja suurimmassa osassa käytännön sovelluksia tarpeeksi paksu johto on yhtä hyvä kuin ideaalinen johdin.

Tetrafuran
Yhdellä kaverilla on käsitys että kappaleen läpi kulkeva virta ja jännite voidaan valita mielivaltaisesti. Pitääkö tämä paikkansa?



Kaverisi on oikeassa siinä tapauksessa, että myös kappaleen resistanssi eli kuorma voidaan valita mielivaltaisesti. Tai voidaan valita mielivaltaisesti tietyn resistanssin yli vaikuttava jännite, mutta tässä tapauksessa virta riippuu jännitteestä, jolloin sen suuruutta ei voida valita.

Vakiokuorman läpi kulkevaa virtaa ja sen yli vaikuttavaa jännitettä ei todellakaan voida valita mielivaltaisesti, koska se on vastoin fysiikan lakia. Siirtojohdot taas ovat kuorman kanssa sarjaankytkettyjä resistansseja ja yhteisresistanssille pätee edellämainittu. Siis tässäkin tapauksessa kuorman resistanssi pitäisi voida valita mielivaltaisesti.

Luulenpa, että kaverisi on väärässä siinä mitä tarkoitti.

Siis vielä selvennys; Virta ja resistanssi, tai jännite ja resistanssi voidaan valita mielivaltaisesti, mutta ei virtaa ja jännitettä resistanssin ollessa vakio.

Tetrafuran
Yhdellä kaverilla on käsitys että kappaleen läpi kulkeva virta ja jännite voidaan valita mielivaltaisesti. Pitääkö tämä paikkansa?



Ei pidä

Tetrafuran
Onko sitten olemassa joku fiksu kapistus jolla esim. kuparitangon läpi voidaan pakottaa menemään... noh heitetään nyt vaikka 50 A ja 50 V?



Ei ole. Tulee mieleen ihan ohmin laki -ketju. Asia ei muutu, vaikka piiriin lisäisi mitä elementtejä.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä14900

Lainaus:
"Onko sitten olemassa joku fiksu kapistus jolla esim. kuparitangon läpi voidaan pakottaa menemään... noh heitetään nyt vaikka 50 A ja 50 V?"

On. Porakone. Makita. Bosch. Porataan kuparitankoon pitkittäin reikä, jonka halkaisija on suurempi kuin aallonpituus, ja niin menee energia sujuvasti reiässä eteenpäin.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Kiitoksia hienoista vastauksista. Selvensi asiaa kivasti.

Electric shadow
Vakiokuorman läpi kulkevaa virtaa ja sen yli vaikuttavaa jännitettä ei todellakaan voida valita mielivaltaisesti, koska se on vastoin fysiikan lakia.

Tämä tiivistää asian.

Electric shadow
Tai voidaan valita mielivaltaisesti tietyn resistanssin yli vaikuttava jännite, mutta tässä tapauksessa virta riippuu jännitteestä, jolloin sen suuruutta ei voida valita.

Voisitko täsmentää. Ymmärsin kyllä sen että kaverini on oikeassa, mikäli resistanssi voidaan valita vapaasti, mutta siitä selvästikään ei ollu kyse. Ideana oli lähinnä että piuhoihin kytketään joku vakiokuorma, kuten lamppu, moottori, kännykkä tai mitä nyt vaan.

Mitä tarkoittaa kun "valitaan resistanssin yli vaikuttava jännite"? Eikö silloin virta määräydy ohmin lain pakottamana?

Edelleen sotkeudutaan semantiikkaan.

Mitä tarkoittaa että laitetaan jonkun kappaleen läpi joku jännite?

Jos otetaan metrin kuparitanko, niin siihen voidaan laittaa mikä tahansa jännite ja melkein mikä tahansa virta niin, että toisessa päässä mittari näyttää jännitettä ja virtaa. Se kuparitanko ei määrää kumpaakaan, vaan se mihin se sähkö sen kuparitangon kautta johdetaan.

Vasta sitten kun kuorman R alkaa olla tarpeeksi pieni suhteessa johtimen R:ään, voidaan alkaa ottamaan ohmin laki huomioon huomioon johtimen osalta. Muulloin johtimen resistanssilla ei ole käytännön vaikutusta sille mikä jännite ja virta siinä vaikuttaa.

Vakiokuormakin on epätarkka ilmaisu. Puhutaanko vakioresistanssista, vai vakiotehosta? Jos puhutaan jälkimmäisestä, niin P=UI riippumatta siitä mikä on kuormaan johtavan johtimen R.

Esimerkiksi kun akkulaturi lataa akkua 60 Watin teholla, se ottaa verkkovirrasta 260 mA virtaa. Tällä ei ole käytännön kannalta mitään vaikutusta siihen mikä jännite pistorasiassa vaikuttaa. Jännite pysyy samassa 230 voltissa vaikka sieltä otettaisiin 2 ampeeria, koska johtimen resistanssi on niin mitättömän pieni että ohmin lain tuottama ero voidaan jättää huomiotta.

Käytännössä voidaan sanoa, että pistorasiasta saa mielivaltaista jännitettä mielivaltaisella virralla.

Paul M
Seuraa 
Viestejä8643

Eikö kukaan osaa piirtää virtapiiriä jota tämä spekulointi koskee.

Hiirimeluexpertti. Majoneesitehtailija. Luonnontieteet: Maailman suurin uskonto. Avatar on halkaistu tykin kuula

Veikko
Se kuparitanko ei määrää kumpaakaan, vaan se mihin se sähkö sen kuparitangon kautta johdetaan.



Määrääpäs. Ihan sama mihin se sähkö johdetaan tai mistä se otetaan, kuparitanko käyttäytyy ohmin lain mukaisesti. Jos siinä on vaikka 1 µohm vastusta, niin 1 voltin jännite sen yli aiheuttaa 1 mega-ampeerin virran. Tai ampeerin virta sen läpi aiheuttaa 1 mikrovoltin jännitteen. Ihan miten päin vaan. Nähämän ovat ihan helppoja laskuja.

Veikko
Käytännössä voidaan sanoa, että pistorasiasta saa mielivaltaista jännitettä mielivaltaisella virralla.



No käytännössä sähkönsiirtoverkossa tapahtuu monenlaisia asioita, joita on turha sotkea tähän. Pistorasiasta ei saa mielivaltaista jännitettä ja itse asiassa, kun pistorasiasta otetaan paljon virtaa, niin jänniteen laskeminen on ihan selvästi mitattavissa.

bena

Määrääpäs. Ihan sama mihin se sähkö johdetaan tai mistä se otetaan, kuparitanko käyttäytyy ohmin lain mukaisesti. Jos siinä on vaikka 1 µohm vastusta, niin 1 voltin jännite sen yli aiheuttaa 1 mega-ampeerin virran.



Missä vaiheessa on määritelty, että sen tangon yli vaikuttaa voltin jännite? Tässä puhutaan jännitteen laittamisesta kappaleen "läpi" ja minä ihmettelen että mitä tällä läpilaittamisella oikein tahdotaan tarkoittaa.

Yleensä kun jonkin johtimen läpi johdetaan sähköä, niin se käsitetään niin että se johdin itse ei ole se pääasiallinen kuorma.

Jos kuparitangon toisessa päässä on kännykän laturi, niin eiköhän se kännykän laturi määrää sen kuinka suuri virta siinä tangossa kulkee, ja jännite määräytyy sillä kuinka suuri jännite siihen halutaan laittaa.

Veikko
bena

Määrääpäs. Ihan sama mihin se sähkö johdetaan tai mistä se otetaan, kuparitanko käyttäytyy ohmin lain mukaisesti. Jos siinä on vaikka 1 µohm vastusta, niin 1 voltin jännite sen yli aiheuttaa 1 mega-ampeerin virran.



Missä vaiheessa on määritelty, että sen tangon yli vaikuttaa voltin jännite? Tässä puhutaan jännitteen laittamisesta kappaleen "läpi" ja minä ihmettelen että mitä tällä läpilaittamisella oikein tahdotaan tarkoittaa.

Yleensä kun jonkin johtimen läpi johdetaan sähköä, niin se käsitetään niin että se johdin itse ei ole se pääasiallinen kuorma.




Noh... tämä menee taas samaan kategoriaan, kuin surullisen kuuluisa "ohmin lain mukaan" ja "ohmin lailla". Yli tai läpi... en näe mitään eroa. Ei kai asiasta muuta erimielisyyttä sitten olekaan.

Tetrafuran
Yhdellä kaverilla on käsitys että kappaleen läpi kulkeva virta ja jännite voidaan valita mielivaltaisesti. Pitääkö tämä paikkansa?

Kappaletta vaihtaen tai kappaleen ominaisuuksia muuttaen, kyllä.

Minä käsitän olettaman niin, että juuri kyseessä oleva kappale saadaan valita vapaasti, jossa tapauksessa mahdollisuudet valita jännite ja virta ovat lähes rajattomat eli mielivaltaisesti valittavissa, koska kappaleen resistanssi voidaan valita ja melkein mikä tahansa U - I pari saadaan valituksi.

Tietenkin käytettävissä oleva virtalähde/jännitelähde luo omat rajoituksensa.

Tetrafuran
Voisitko täsmentää. Ymmärsin kyllä sen että kaverini on oikeassa, mikäli resistanssi voidaan valita vapaasti, mutta siitä selvästikään ei ollu kyse. Ideana oli lähinnä että piuhoihin kytketään joku vakiokuorma, kuten lamppu, moottori, kännykkä tai mitä nyt vaan.

Mitä tarkoittaa kun "valitaan resistanssin yli vaikuttava jännite"? Eikö silloin virta määräydy ohmin lain pakottamana?




Kyllä, aina virta määräytyy ohmin lain mukaan.

Kuten huomaat, kun asia on esitetty vähänkään tulkinnanvaraisesti syntyy tosiaan mahdollisuus saivarrella loputtomiin pelkästä semantiikasta, niin kuin nytkin on tapahtunut.

Tässä se "virhe" oli se jännitteen läpi johtaminen, joka voidaan tulkita siten, että se kuparitanko onkin siirtojohdin, eikä varsinainen kuorma.

Periaatteessahan se kuparinpätkä voisi olla missä tahansa potentiaalissa vaikkapa maahan nähden, mutta sen yli vaikuttava jännite voisi olla mitä muuta tahansa virrasta riippuvaa ja sitten tätä voikin vääntää vaikka miten.

Jos nyt kuitenkin pidetään asia simppelinä; tarkoitus siis oli, että meillä on säädettävä teholähde ja siitä johtimet resistiiviseen kuormaan, eikä mitään muuta ja puhutaan ainoastaan resistanssin yli vaikuttavasta jännitteestä ja sen läpi kulkevasta virrasta ja vielä selvyyden vuoksi (suodatetusta)tasavirrasta - ettei sotketa mukaan reaktanssia, elektromagneettisia ilmiöitä tai mitään muutakaan sellaista, josta vielä voi saivarrella - kaverisi on todellakin väärässä.

Esitän vielä villin arvauksen, joka voisi olla syynä kaverisi käsitykseen: Hän on jossain törmännyt säädettävään teholähteeseen, jossa on säätö jännitteelle ja virralle. Mutta se virran säätö on virran rajoitus. Kun siinä jännite nousee sellaiseen arvoon, että säädetty virta on saavutettu, se ei enää nosta jännitettä vaikka jännitteensäätönuppia kiertäisi lisää myötäpäivään. Ja jos ollaan säädetyssä virrassa ja resistanssi laskee, teholähde pitää virran säädetyssä maksimiarvossa, jolloin ohmin lain mukaisesti jännite laskee vastaavasti. Tästä vaan asiaa ymmärtämättömälle saattaa syntyä käsitys, että molemmat ovat vapaasti säädettävissä, mutta näinhän se ei toki ole.

Electric shadow
Ideana oli lähinnä että piuhoihin kytketään joku vakiokuorma, kuten lamppu, moottori, kännykkä tai mitä nyt vaan.
Esitän vielä villin arvauksen, joka voisi olla syynä kaverisi käsitykseen: Hän on jossain törmännyt säädettävään teholähteeseen, jossa on säätö jännitteelle ja virralle. Mutta se virran säätö on virran rajoitus.

Vakiokuorma pitää todellakin virran ja jännitteen suhteen aina vakiona, silloin kun mikään muu ei muutu, kuten vaikka lämpötila. Jos sekä virtaa että jännitettä halutaan muuttaa, pitää pystyä säätelemään kuormaa.

Aikoinaan opettelin pari tärkeätä kaavaa ja kuvittelin mielessäni Gellerin riiheen ... u-ri p-ui, josta sai helposti muistettavan fraasin.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä14900

Lainaus:
"Hän on jossain törmännyt säädettävään teholähteeseen, jossa on säätö jännitteelle ja virralle. Mutta se virran säätö on virran rajoitus."

Miksi virran rajoitus? Miksei säätö? Miksi jännitteen säätö? Miksei jännitteen rajoitus?

Uusimmassa lähteessäni on virran säätö. Tai rajoitus. Hakkurilähde, joka antaa jännitettä maks. 85 V ja virtaa 0...130 A sen mukaan kuinka potikasta säädetään. Jännite sitten riippuu kuormasta. Oikosulussa jännite on tietysti nolla, ja jollain muulla resistanssin arvolla jotain, mutta korkeintaan 85 V.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

o_turunen
Miksi virran rajoitus? Miksei säätö? Miksi jännitteen säätö? Miksei jännitteen rajoitus?

Uusimmassa lähteessäni on virran säätö. Tai rajoitus. Hakkurilähde, joka antaa jännitettä maks. 85 V ja virtaa 0...130 A sen mukaan kuinka potikasta säädetään. Jännite sitten riippuu kuormasta. Oikosulussa jännite on tietysti nolla, ja jollain muulla resistanssin arvolla jotain, mutta korkeintaan 85 V.




Johtuen ohmin laista, sitä ei ole kumottu, eikä kumotakaan.

Ei se jännite riipu kuormasta, vaan virta. Mutta kun se virta on rajoitettu tiettyyn maksimiarvoon, tottahan se jännite sitten seuraa.

Laitapa siihen hakkuriisi nyt 85 ohmin vastus, jonka tehonkesto on riittävä (85W riittää). Säädä virta johonkin pieneen arvoon ja aloita jännitearvolla 0. Ala nostaa jännitettä ja seuraa virtamittaria. Kun pääset 85 Volttiin, virta on 1 Ampeeri. Säädä sitten sitä virta-arvoa suuremmaksi ja huomaat, ettei virta lisäänny. Ei se voi. Ohmin laki.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat