• � 1751: Benjamin Franklin, electricity can magnetise needles�• � 1766: Joseph Priestley, inverse square law for electric charge�• � 1771: Luigi Galvani, electricity in animals�• � 1785: Charles Augustin de Coulomb, electric force�• � 1796: Alessandro Volta, chemical batteries and voltage�• � 1820: Hans Christian Oersted, an electric current deflects a magnetised needle�• � 1820: André Ampère, force on an electric current in a magnetic field�• � 1820: Biot and Savart, force law between an electric current and a magnetic field�• � 1821: Michael Faraday, first electric motor�• � 1822: André Ampère, two wires with electric currents attract�• � 1827: Georg Ohm, electrical resistance and Ohm's law�• � 1831: Michael Faraday, a moving magnet induces an electric current�• � 1831: Michael Faraday, magnetic lines of force�• � 1831: Michael Faraday, the electric dynamo�• � 1831: Michael Faraday, the electric transformer�• � 1834: Heinrich Lenz, Law of electromagnetic forces�• � 1840: Joule and Helmholtz electricity is a form of energy�• � 1855: James Clerk Maxwell, mathematics of Faraday's lines of force�• � 1858: Wallace and Darwin, natural selection of species �• � 1864: James Clerk Maxwell, equations of electromagnetic wave propagation in the ether

Varför blir historien om elektromagnetism rörig? Den är helt enkel mer abstrakt, fysiskt subtil och svårbegriplig än något annat man hade tidigare förstått sig på.

Repetition från förra föreläsningen

• Elektrostatisk induktion• Magnetostatisk induktion

Induktion är en avgörande egenskap hoselektricitet och magnetism.

8

sa polariseras ett moln, dvs

overkanten eller underkanten

far en nettoladdning. Detta sker

formodlingen av is eller vattendrop-

par som gnuggar mot luften medan

de faller och blir laddade, som da

leder till en laddningsfordelning i

molnet. Darefter uppstar ett starkt

elektriskt falt, som polariserar

jorden. Darefter kan en urladdning

ske, dar elektronerna fran botten av

molnet hoppar till jorden som da

ger en blixt.

Genom en van der Graaf generator kan man mekanisera detta, och enkelt

uppna laddningar pa flera tusen volt.

Elektriska faltet och Gauss lag

Det blir klumpigt att hela tiden tala om kraften mellan tva laddningar. Om man

har en fast laddningsfordelning, sa blir kraften var som helst proportionell till en

liten laddning man placerar dar. Man skriver; F = qE, dar E ar det elektriska

faltet. Man kan da rita en bild over det elektriska faltet genom att gora pilar at

vilket hal kraften pekar pa en plus laddning placerad vid denna punkt.

Molnet behöver inte bli helt laddat för att en blixt ska uppstå.

E

E

Elektrostatisk induktion

En bit järnmagnetiseras

Q. Varför attraherar en magnet en järnbitsom inte är magnetisk?A. Magnetostatisk induktion

En bit järnmagnetiseras

Magnet

Q. Varför attraherar en magnet en järnbitsom inte är magnetisk?A. Samma princip som induktion.

magnetiserasMagnet

Q. Varför attraherar en magnet en järnbitsom inte är magnetisk?A. Samma princip som induktion.

En bit järnmagnetiseras

Magnet

Q. Varför attraherar en magnet en järnbitsom inte är magnetisk?A. Samma princip som induktion.

En bit järnmagnetiseras

Magnet

Q. Varför attraherar en magnet en järnbitsom inte är magnetisk?A. Samma princip som induktion.

Elektromagentism

• Ørsted• Ampère, Coulomb, Biot-Savart• James Joule, Michael Faraday• Nikolai Tesla, Thomas A Edison • James Clerk Maxwell

1750 hade man börjat producera tillräckligt med ström för attbörja ge varandra ordentliga stötar.

Man började roa sig på fester genom att 140 män vid kungens hov höll hand och fick sig en stöt.

Genom att använda 26 ledarefunderade man på att skapaen telegraf med 26 personersom var och en hoppade tilloch sa sin bokstav när defick en stöt(!)

Man funderade hur man skulle använda denna nya kun-skap. Ett något märkligt förslag var att skapa en telegraf.

Kvacksalvare fanns det gott om. En mesmerist skulle tillföra “magnetisk vätska” som skulle stärka kroppen.

(Lasse Åberg skulle ha haft kul med detta)

In 1780 the Italian anatomist Luigi Galvani constructed a crude electric cell with two different metals and the natural fluids from a dissected frog. Benjamin Franklin in the USA and George Adams in England were also studying the possible medical benefits of electricity around this time. But the more immediately useful result of Galvani's experiment was the electric battery.

In 1800 Alessandro Volta modified Galvani's cell by substituting other metals and replacing the frog tissue with wet pasteboard, creating a stack of several cells; the result was an electrical battery capable of holding a significant charge of several 'volts' (named after Volta).

There was great hope of using the galvanic battery in medical cures, even of bringing the dead back to life - with some bizarre experiments on the bodies of recently hanged criminals. But what it really meant was that for the first time there was a source of electric current that could be stored - and turned on and off at will.

från “www.connected-earth.com”

Till slut hade man en tillförlitlig strömkälla och kunde göra elektriska experiment.

Genom att bygga batterier fick man en standard på spänning, som vi kan betecknasom 1 Volt.

Man upptäckte elektrodeposition, dvsatt i ett batteri flyttades massa frånden ena elektroden till den andra.

Genom att mäta hur mycket material somdeponerades på en elektrod, kunde man mätaöverförandet av en total laddning, som vi nu kanbeteckna som 1 Coulomb. Man kundealltså jämföra experiment olika forskare emellan.

Genom att mäta antal Coulomb per tidsintervalldefinierade man i praktiken strömstyrka:

1 Ampere = 1 Coulomb/sekund

Man hade nu en standard för total laddning och spänning och ström, även om de specifika enheter som vi nu använder inte utnyttjades. Vi spolar nu fram till 1820 när farmaceuten H.C. Ørsted gör en fantastisk upptäckt.

..Medan han i sin kurs demonstrerar experiment med starkström, upptäcker han att en närliggande kompass rör sig.

Han skrev till Ampère i Frankrike, som tidigare hade undersökt ström, och det blev genast en sensation.

Man gjorde mer noggranna experiment och upptäckte därigenom att ett magnetfält uppstod inte bara beroende på strömmen utan även på spolens lindningar.

Ørsted upptäcker alltså en koppling mellan ström och magnetism, och skrev till Ampère i Frankrike som tidigare hade undersökt ström. Denna upptäckt blir genast en sensation. 1821 presenterarBiot Savart och Ampère sin beskrivning av förhållandet mellan magnetiska fält och ström:

−7

2 amp

1amp

1amp

F=2 10 Newton

Ampère upptäcker att två parallella ledaremed ström attraherar varandra.

1 Ampere = 1 Coulomb/sek = den ström som krävs att för att två ledare 1 m långa och 1 m isär ska attraheras med en kraft på 10 Newton (motsv. 1/100 mg) Detta definierar Coulomb.

-7

B=magnetfält

i = ström

Greppa ledaren medhöger hand, tummen i strömmens riktning. Fingrarna sluter sig då som det magnetiska fältet.

Med hjälp av detta kan Biot-Savart förstå magnet-fältet runt en ström.

Ohm upptäcker 1827 det som kallas för Ohms lag; att antal överförda Coulomb står i proportion till den pålagda spänningen:

där V mäts i Volt, I i Ampere och R i Ohm.

V = I R

V

I

R

Även vår del av världen kan dras in i samman-hanget av dessa tungviktare då en ung Uppsala-professor lämnar sitt namn åt eftervärlden

Anders Celsius, 1701-1744, blev professor i astronomi 1730.

Han upptäckte Celsius temperaturskala (dock inverterad, vilket rättades till efter hans död). Celsius drog också den felaktiga slutsatsen att vattennivåns sänkning berodde på avdunstning och drog korrekt slutsatsen att norrsken var ett magnetiskt fenomen. Han dog i tuberkulos.

Åter till den verkliga historien, och en avde riktiga tungviktarna presenteras, nämligenJames Joule, bryggmästare och forskare.

Definition: 1 kalori är den mängd energi man måste tillföra ett gram vatten för att höja dess temperatur med en grad Celsius.

James Joule (1818-1889)

"Joule's law" in a paper, "On the Production of Heat by Voltaic Electricity" (1840), he stated that the amount of heat produced in a wire by an electrical current is proportional to the product of the resistance of the wire and the square of the current. This was one of the first of many reports establishing the linkage between heat and other forms of energy.

Genom att använda vad som idag kallas en doppvärmare, upptäcker Joule att det finns ett föhållande mellan ström och värme.

Joules professionella intresseav öl var förmodligen en källaför både inspiration och experimentell utrusting

Joule formulerade det kaloriska innehållet i värme genom att föra ström genom en ledare sänkt i vatten(d.v.s. en doppvärmare), vilket ledde till attman kunde definiera

1 volt =0.239 cal

Coulomb

0.239 cal = 1 Coulomb × 1 volt

Joule kopplar alltså värmelära till elektromagnetism

Joule undrade därefter om man kunde omvandla rörelseenergi direkt till värme.

Han hade ju rätt prylar i bryggeriets källare ...

Joules experiment: vattnets temperatur höjs beroende på mängden mekaniskt arbete som utförs.

m = tyngden (meter)g = gravitationenh = fallhöjden av tyngden

9.8m/s2

kalorier = mgh × 0.239

Joule upptäckte att

Arbetet (från “friktionen” mellan paddeln och vattnet ) leder till temperaturhöjningen.

Joule's Paddle-Wheel Apparatus, 1849, London Science Museum

1 volt =0.239 cal

Coulomb

= 1kg m2

s2 Coulomb

Joule kopplar nu också mekaniken till värmeläran och elektromagnetismen !

Joules elektriska mätningar

Joules mekaniska mätningar

Definition:

= 23.4 cal

Exempel: 10 kg vikt faller en meter; hur � många kalorier? � mycket värms vattnet?

Svar:

Alltså ger det en 0.234 grad temperaturhöjningpå 100 ml vatten

1 Joule = 1kg m2

s2= 0.239 cal

(10 kg)(9.8!!m

""s2)(1!!m) 0.239

cal

###Joule

Joule fann alltså att värme inte var en vätska,som man tidigare trodde, och att energi bevaradesnär man gjorde arbete, om man tar hänsyn till både arbete och värme i vattnet.

Hans insikt banade vägen för energikonserverings-principen och termodynamiken.

1840: Värme, elektromagnetism och mekanik varsammanvävda.

EnheterEnheter

s sekund tid

kg kilo massa

m meter langd

Coul Coulomb laddning

V V olt spanning Joule/Coul IR

I Ampere strom Coul/s V/R

R Ohm resistans V olt/Ampere V/I

N Newton kraft kg m/s2 mg

J Joule energi kg m2/s2 mgh

energi Coul × V IsV

energi .239 cal

cal kalori energi 4.184 J 1Co× 1 ml(vatten)

W effekt energi/tid J/s IV = V 2/R

. – p.2/2

Nu kommer vi till nästa huvudrubrik i elektro- magnetism. Faraday upptäcker ett förhållande mellan elektriska och magnetiska fält som förändras i tiden ....

�• � 1831: Michael Faraday, a moving magnet induces an electric current�• � 1831: Michael Faraday, magnetic lines of force�• � 1831: Michael Faraday, the electric dynamo�• � 1831: Michael Faraday, the electric transformer�• � 1834: Heinrich Lenz, Law of electromagnetic forces

Michael Faraday (1791-1867)

Som vi diskuterar härnäst, byggde Faraday vidare på Ampère och Biot-Savart och konstruerade en spole, en elektromagnet och en enkel elektrisk motor.This is not a cigar.

B=magnetfält

i = ström

För att förstå vad han gjorde, repeterar vi Ampere-Biot-Savart lagen.

I

Faraday förstärker denna effekt

I

B

Fö

rstä

rk d

en

na e

ffek

t

B

6

experiment. Han lade tva ledare bredvid varandra och forde strom igenom dessa.

Han observerade att de utokade en attraktiv kraft pa varandra. Ampere kvantifier-

ade detta, och ordet ampere, som ett matt av strom bestar. Definitionen ar

En ”Ampere” (amp) ar den strom som astadkommer en kraft av 2 ·10−7Newton mellan tva ledare en meter lang och en meter isar

2 amp

1amp

1amp

F=2 10 Newton!7

Faraday och Ampere inser nu att man kan forstarka denna effekt och i princip

bygga en liten ”elektromagnet” genom att istallet for en rak ledare, gora en slinga

genom att linda en storre mangd ledare runt och runt. Detta forstarker da den to-

tala strommen som gar runt, eftersom varje ledare bidrar med sin strom.N

S

Faraday insag nu att man kunde gora en enkel elektrisk motor med foljande

id

Genom att ändra geometrin gör Faraday således en “induktionsspole” genom att linda koppartråd runten cylinder

och bygger därigenom upp ett rejält magnetfälti mitten

6 experiment.Hanladetvaledarebredvidvarandraochfordestromigenomdessa.

Hanobserveradeattdeutokadeenattraktivkraftpavarandra.Amperekvantifier-

adedetta,ochordetampere,somettmattavstrombestar.Definitionenar

En”Ampere”

(amp)arden

strom

som

astadkommer

enkraftav

2·

10−7

New

tonmellantvaledareenmeterlangochenmeterisar

2 a

mp1am

p

1am

p

F=

2 1

0

New

ton

!7

FaradayochAmpereinsernuattmankanforstarkadennaeffektochiprincip

byggaenliten”elektromagnet”genomattistalletforenrakledare,goraenslinga

genomattlindaenstorremangdledareruntochrunt.Dettaforstarkerdadento-

talastrommensomgarrunt,eftersomvarjeledarebidrarmedsinstrom.

N

S

Faradayinsagnuattmankundegoraenenkelelektriskmotormedfoljande

id

Gen

om

att

än

dra

geo

met

rin

gö

r F

arad

ay s

åld

edes

en

“in

du

kti

on

ssp

ole

”

Och

by

gg

er d

ärig

eno

m u

pp

ett

rej

ält

mag

net

fält

i m

itte

n

6 experiment.Hanladetvaledarebredvidvarandraochfordestromigenomdessa.

Hanobserveradeattdeutokadeenattraktivkraftpavarandra.Amperekvantifier-

adedetta,ochordetampere,somettmattavstrombestar.Definitionenar

En”Ampere”

(amp)arden

strom

som

astadkommer

enkraftav

2·

10−7

New

tonmellantvaledareenmeterlangochenmeterisar

2 a

mp1am

p

1am

p

F=

2 1

0 N

ewto

n!

7

FaradayochAmpereinsernuattmankanforstarkadennaeffektochiprincip

byggaenliten”elektromagnet”genomattistalletforenrakledare,goraenslinga

genomattlindaenstorremangdledareruntochrunt.Dettaforstarkerdadento-

talastrommensomgarrunt,eftersomvarjeledarebidrarmedsinstrom.

N

S

Faradayinsagnuattmankundegoraenenkelelektriskmotormedfoljande

id

Gen

om

att

än

dra

geo

met

rin

gö

r F

arad

ay s

åld

edes

en

“in

du

kti

on

ssp

ole

”

Och

by

gg

er d

ärig

eno

m u

pp

ett

rej

ält

mag

net

fält

i m

itte

n

I

I

Härnäst funderar Faraday lite på magnetiskinduktion. Om en extern magnet kan skapa ett starkt fält inuti järn, kan då inte ett magnetfält skapat genom ström göra detsamma ?

En bit järnMagnetiseras

Magnet

Jag påminner åter om magnetiskinduktion: hur ett förhållandevis litetexternt magnetfält kan leda till en stormagnetisering.

Genom att linda runt en järnkärna fårhan en ännu kraftigare elektromagnetisk spole

Genom att linda runt en järnkärna fårhan en ännu kraftigare elektromagnetisk spole

Genom att låta ledarna växla kontakternakan han växla magnetfältet i spolen

Faraday bygger en elektrisk motor

7

Tank dig tva magneter, den nedre

fast och den over fri att rotera runt

en axel sasom i vidstaende figur.

Nar man slapper den ovre mag-

neten fri, roterar den till laget dar

N och S ar narmast. Om man nu

satter pa strommen och later slin-

gan rotera ner som i bilden ovan,

med sedan stanger av strommen kan

den fortsatta av rotera av den egna

farten till det forsta laget igen, varpa

strommen satts pa och proceduren

repeteras

N

N

N

N

S

S

S

S

Genom dessa principer bygger man en latt motor sasom diagrammet nedanfor.

Slingan ar gjord av en lackad koppartrad. Hela konstruktionen borde vara uppen-

bar, forutom att man maste notera att man maste skrapa bort lacken pa undersidan

av ledaren som sticker ut och som skapar axeln pa motorn. Detta for att strommen

ska passera nar magneten pekar sasom i bilden, men att ingen strom passerar nar

den har roterat 180 grader.

Att rita magnet falt

Vi kan anvanda liknande ider som gjordes nar man ritade elektrostatiska falt for

att rita magnetiska falt, och faktiskt ocksa fa fram Amperes lag genom diagram.

For att forenkla diskussionen haller vi oss till strommar som motsvarar ledare som

for strom antingen upp genom pappret, varvid vi ritar⊙eller ner genom pappret,

dar vi ritar⊗. Dessa representerar pilar, som antingen kommer upp ur pappret

Med detta kunde han bygga en fungerande elektrisk motor.

Faraday visar alltså att man med elektrisk kraftkan utföra arbete. Han resonerar nu så här: Mekaniskt och elektriskt arbete är därför utbytbart enligt Joules upptäckt. Man borde därför kunna utföra elektriskt arbete med mekaniska medel.

1831 gjorde Faraday detta experiment

En växelströmsgenerator

Genom att likrikta denna ström, görhan en likströmsgenerator, (vilket ärexakt en likströmsmotor)

Att detta fungerar är inte en tillfällighet.

När vi lyssnar skapas induktions-fältet av en varierande ström, somrycker i magneten i trattens botten(Ampères lag)

När vi talar, skakar tratten så att en elektrisk potential uppstår via Faradays lag

Faraday resonerar sedan vidare. Om mankan skapa magnetiskt fält med ström, borde man kunna skapa elektrisk ström med ett magnetfält.

Han kan därigenom bygga en elektrisktransformator.

Gauss lag: Det elektriska fältet omkring en laddning� bestämmer den inneslutna laddningenAmpères lag: Magnetfältet i en ring runt en ledare � � � � � � bestämmer strömmen igenom ringenFaradays lag: Variationen i det totala magnetiska� fluxet genom en krets bestämmer den inducerade spänningen

Med dessa observationer har man hittat en mängd förhållanden mellan laddning, magnetim och elektricitet:

Tillämpningar

• Elektrisk motor, kraftöverföring• Strömmarnas krig• Tesla

Tillämpningar: Hur transporterar vi ström

Alltså, ju högre spänning, desto mindreförluster i ledningarna.

Kraft

Hur transporterar vi kraft? Totala kraftöverföringWtot

Wtot = IV

Totala förluster

Wloss = I2R = W 2

totR/V 2

. – p.2/2

(Ohms lag)

HVDC

HVDC

HVDC

HVDC

(220

kV)

(220

kV)

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Polen

Krajnik

GdanskRostock

LübeckKiel

Hamburg

Flensburg

Ringhals

Danmark

Helsing-borg

Köpen-hamn

Göteborg

MalmöKarlshamn

Norrköping

Oskars-hamn

Kalinin-grad

Biastystok

Tyskland

HasleStavanger

BergenRjukan

Oslo

Stockholm

Enköping

Nea

Trondheim

Tunnsjødal

Umeå

Sundsvall

Røssåga Rana

MelfjordSvartisen

Salten

Ofoten

Kobbelv

Narvik

Sverige

Norge

Finland

RysslandEstland

Rovaniemi

HelsingforsLoviisa

Olkiluoto

Viborg

Tallin

Tartu

LettlandRiga

Klaipeda

Ignalina

Litauen

Kaunas

Vilnius

Brest

HVDC

Vitryssland

Vattenkraftstation

Värmekraftstation

Transf. el kopplingsstation

750 kV ledning

400 kV ledning

275 kV ledning

Kristiansand

Det svenska stamnätet omfattar huvudsakligenkraftledningar för 400 och 220 kV, ställverk,transformatorstationer m.m. samt utlandsför-bindelser för växel- och likström.

Omfattning 2002 KabelFriledning

400 kV växelström 4 km10643 km

220 kV växelström 4295 km

Samkörningsförbindelse förlägre spänning än 220 kV

Paide

Kraftnätet i Nordvästeuropa

Planerad/under byggnad

220 kV ledning

Rauma

Forsmark

Kassø

0 100 200 km

N

Luleå

275 kV växelström 75 km –

Högspänd likström (HVDC) 459 km115 km

Vasa

Tammerfors

Kemi

Uleåborg

Rovaniemi

HelsingforsÅbo

Vasa

Tammerfors

Kemi

Uleåborg

Liepaja

Slupsk

Tekn

ikre

daktö

rern

a A

B A

B 2

003

HVDC

HVDC

HVDC

HVDC

(220

kV)

(220

kV)

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Polen

Krajnik

GdanskRostock

LübeckKiel

Hamburg

Flensburg

Ringhals

Danmark

Helsing-borg

Köpen-hamn

Göteborg

MalmöKarlshamn

Norrköping

Oskars-hamn

Kalinin-grad

Biastystok

Tyskland

HasleStavanger

BergenRjukan

Oslo

Stockholm

Enköping

Nea

Trondheim

Tunnsjødal

Umeå

Sundsvall

Røssåga Rana

MelfjordSvartisen

Salten

Ofoten

Kobbelv

Narvik

Sverige

Norge

Finland

RysslandEstland

Rovaniemi

HelsingforsLoviisa

Olkiluoto

Viborg

Tallin

Tartu

LettlandRiga

Klaipeda

Ignalina

Litauen

Kaunas

Vilnius

Brest

HVDC

Vitryssland

Vattenkraftstation

Värmekraftstation

Transf. el kopplingsstation

750 kV ledning

400 kV ledning

275 kV ledning

Kristiansand

Det svenska stamnätet omfattar huvudsakligenkraftledningar för 400 och 220 kV, ställverk,transformatorstationer m.m. samt utlandsför-bindelser för växel- och likström.

Omfattning 2002 KabelFriledning

400 kV växelström 4 km10643 km

220 kV växelström 4295 km

Samkörningsförbindelse förlägre spänning än 220 kV

Paide

Kraftnätet i Nordvästeuropa

Planerad/under byggnad

220 kV ledning

Rauma

Forsmark

Kassø

0 100 200 km

N

Luleå

275 kV växelström 75 km –

Högspänd likström (HVDC) 459 km115 km

Vasa

Tammerfors

Kemi

Uleåborg

Rovaniemi

HelsingforsÅbo

Vasa

Tammerfors

Kemi

Uleåborg

Liepaja

Slupsk

Tekn

ikre

daktö

rern

a A

B A

B 2

003

HVDC

HVDC

HVDC

HVDC

(220

kV)

(220

kV)

N

N

N

N

N

N

N

N

N

Polen

Krajnik

GdanskRostock

LübeckKiel

Hamburg

Flensburg

Ringhals

Danmark

Helsing-borg

Köpen-hamn

Göteborg

MalmöKarlshamn

Norrköping

Oskars-hamn

Kalinin-grad

Biastystok

Tyskland

HasleStavanger

BergenRjukan

Oslo

Stockholm

Enköping

Nea

Trondheim

Tunnsjødal

Umeå

Sundsvall

Røssåga Rana

MelfjordSvartisen

Salten

Ofoten

Kobbelv

Narvik

Sverige

Norge

Finland

RysslandEstland

Rovaniemi

HelsingforsLoviisa

Olkiluoto

Viborg

Tallin

Tartu

LettlandRiga

Klaipeda

Ignalina

Litauen

Kaunas

Vilnius

Brest

HVDC

Vitryssland

Vattenkraftstation

Värmekraftstation

Transf. el kopplingsstation

750 kV ledning

400 kV ledning

275 kV ledning

Kristiansand

Det svenska stamnätet omfattar huvudsakligenkraftledningar för 400 och 220 kV, ställverk,transformatorstationer m.m. samt utlandsför-bindelser för växel- och likström.

Omfattning 2002 KabelFriledning

400 kV växelström 4 km10643 km

220 kV växelström 4295 km

Samkörningsförbindelse förlägre spänning än 220 kV

Paide

Kraftnätet i Nordvästeuropa

Planerad/under byggnad

220 kV ledning

Rauma

Forsmark

Kassø

0 100 200 km

N

Luleå

275 kV växelström 75 km –

Högspänd likström (HVDC) 459 km115 km

Vasa

Tammerfors

Kemi

Uleåborg

Rovaniemi

HelsingforsÅbo

Vasa

Tammerfors

Kemi

Uleåborg

Liepaja

Slupsk

Tekn

ikre

daktö

rern

a A

B A

B 2

003

220-380V

Där spänningen växlas finns ställverk,(transformatorer)

Hur fungerar glödlampan? Tillsammans meddoppvärmaren, var det den första och enklaste tillämpningen.

Varför lyser glödlampan?

Elektronerna tar sig från plus till minus och studsar mot jonerna och avger energi.Det är den mikroskopiska tolkningen av Ohms lag.Alla varma kroppar avger strålning. Ju varmare desto ljusare. Lampan är 3000 grader!

strömAmpere

respons 1000 Ohm 5000 Ohm

.001 känns inte 1 v 5v

.005 obehagligt 5v 25v

.010 muskler påverkas

10v 50v

.015 skadligt 15v 75v

>.070 dödligt 70v 350v

Elektricitens påverkan på kroppen

Ström genom kroppen påverkar på olika sätt:

• stör nervsignalerna så de frivilliga musklerna sätts ur funktion

• stör hjärtats och andningens rytm via nerverna

• värmer blodet till så hög temperatur att det stelnar

• brännskador vid väldigt hög spänning

Mot denna bakgrund kommer vi nu analysera “strömmarnas krig”

Edison, entreprenör c:a 1880, insåg möjligheterna för belysning, men satsade på likström. Det fanns nämligen inget bra sätt att omvandla växelström till likström då detta skulle kräva en växelströmsmotor och inget sätt att förändra strömspänningen. Därtill ville Edison kunna sälja en generatorstation till varje kvarter, eftersom han inte kunde transportera lågspänning långa sträckor utan förluster.

För att få ner “Ohm”-förlusterna använde man jättekablar.

Nu började en kamp med Westinghouse, som insåg fördelarna med växelström och köpte patentet för transformatorn. För att bemöta denna utmaning tillgrep Edison de mest hänsynslösa och skandalösa metoder, inklusive att få igenom att dödsstraffet i vissa delar av USA skulle utföras med växelström.

Dock, när sedermera Tesla uppfann växelströmsmotorn, var växelströmmens fördelar så uppenbara att enbart dödsstraffet i vissa delar av USA påminner om strömmarnas krig.

Chicagoutställningen, 1893, innebar att segern för elektriciteten och växelströmmen var ett faktum.

De nya elektromagnetiska och elektromekaniskauppfinningarna hittar ni som skulpturer invid taketi Fürstenbergska galleriet i Göteborgs Konstmuseum. (byggt c:a 1920)

Nyckeln till användbarheten av elektriciteten var Nikolai Teslas uppfinning av växelströmsmotorn.

Den är faktiskt mekaniskt enklare än likströmsmotorn, men bygger intimt på elektrisk induktion, vilket gjorde den mer svårförståelig.