Project Number: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042
YKSIKKÖ 1: Magneettikenttä ja Virta
Funded by the European Union. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Education and Culture Executive Agency (EACEA). Neither the European Union nor EACEA can be held responsible for them.
Johdanto
Tässä aktiviteetissa opimme sähköön ja magneetteihin liittyvät perusasiat ja yhdistämme ne ymmärtääksemme sähkömoottorin toimintaperiaatteen.
Source: freepik.com
Oppimistulokset
Oppilas: Tunnistaa magneetin ja tunnistaa, että siinä on navat. Antaa esimerkkejä magneettien käytöstä jokapäiväisessä elämässä. Ymmärtää magneettikentän ja sähkövirran välisen suhteen.
Source: freepik.com
Mikä on magneettikentän ja virran välinen suhde?
Magneettien ympärille muodostuva näkymätön voimakenttä, joka voi vaikuttaa sähköisesti varautuneisiin hiukkasiin, tunnetaan nimellä magneettikenttä. Tämä kenttä, joka selittää magneettien vetovoiman tai hylkivän voiman, on yksi sähkö- ja magneettisuuden peruskonsepteista.
Source: freepik.com
Katsotaanpa näitä tarkemmin.
Magneetti
- Materiaaleja, jotka luovat ympärilleen magneettikentän ja houkuttelevat magneettisia aineita, kuten rautaa, nikkeliä ja kobolttia, kutsutaan magneeteiksi. Magneetilla on kaksi napaa, joita kutsutaan pohjois- ja etelänavaksi. Kun kahden magneetin samat navat tuodaan lähelle toisiaan, ne hylkivät toisiaan, mutta eri navat vetävät toisiaan puoleensa.
Magneettikenttä
- Magneetin ympärillä on näkymätön kenttä, mutta sen vaikutus on havaittavissa. Tätä kenttää kutsutaan ”magneettikentäksi”. Magneettikenttä osoittaa, kuinka kauas magneetin voima ulottuu. Kenttä on voimakkaampi magneetin lähellä ja heikentyy sitä mukaa, mitä kauemmas siitä mennään. Jos asetat paperin magneetin päälle ja kaadat rautajauhetta paperille, voit havaita magneettikentän linjat paperin tasossa.
Mitä tapahtuu, jos otamme magneetin ja leikkaamme sen kahteen osaan?
Jos leikkaat magneetin kahtia, kummassakin osassa on edelleen pohjois- ja etelänapa. Magneetin sisällä olevat atomit toimivat kuin pienet magneetit ja ovat kaikki samansuuntaisia. Tämä suuntaus aiheuttaa sen, että magneetin toisella puolella on pohjoisnapa ja toisella puolella etelänapa. Tämä on magneettien perusominaisuus. Magneetin sisällä olevat magneettiset voimaviivat lähtevät siis aina pohjoisnavalta ja kulkevat etelänavalle. Voimme siis sanoa, että magneetti koostuu monien pienten magneettisten alueiden yhdistelmästä atomitasolla, koska jokainen magneetin puolittamalla saatu osa osoittaa magneettisia ominaisuuksia. Voimme käyttää tätä myös selittämään magneettien ja magneettisten materiaalien välistä vuorovaikutusta.
Ei-magneettien muuttaminen magneeteiksi
- Kuten kuvasta voidaan nähdä, magneettisilla materiaaleilla, joilla ei ole spontaaneja magneettisia ominaisuuksia, on myös pieniä magneettisia alueita atomitasolla. Koska näitä materiaaleja muodostavat magneettikentät kuitenkin vaimentavat toisiaan, ne eivät osoita magneettisia ominaisuuksia sellaisina kuin ne esiintyvät luonnossa.
Ei-magneettien muuttaminen magneeteiksi
Niitä on kuitenkin mahdollista muuttaa magneeteiksi ulkoisella vaikutuksella. Yksinkertaisin tapa on hieroa näitä materiaaleja magneettia vasten. Olet havainnut, että kun hierot magneettia rautaa vasten, rauta muuttuu magneeksi ja vetää puoleensa magneettisia materiaaleja, kuten paperiliittimiä ja neuloja. Tällä tavalla annamme raudalle magneettisen ominaisuuden, vaikkakin väliaikaisesti.
Sähkö voi luoda magnetismia
Toinen tapa magnetoida magneettisia materiaaleja, joilla ei ole magneettisia ominaisuuksia, on johtaa virta niiden läpi.Tämä on itse asiassa tilanne, jonka tutkijat ovat löytäneet sattumalta. Tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted jatkoi tutkimuksiaan sähköpiiristä ja huomasi vahingossa, että kompassin neula piirin lähellä poikkesi, kun sähkövirta kulki piirin läpi. Tutkimustensa tuloksena Oersted havaitsi, että kun virta kulkee johtavassa langassa, se luo magneettikentän langan ympärille ja kaksi virtaa johtavaa lankaa vetävät toisiaan puoleensa tai hylkivät toisiaan virran suunnan mukaan.
Source: freepik.com
Löydöstä keksintöön
Orstedin havainnot vaikuttivat Michael Faradayn ja Joseph Henryn kaltaisten tiedemiesten työhön sähkömagnetismin alalla. Näin ymmärrettiin, että sähkö ja magnetismi ovat yhteydessä toisiinsa.Tässä näkyvä magnetointiominaisuus on itse asiassa sähkömoottoreiden ja generaattoreiden toimintaperiaatteen perusta. Tehdään oppimistehtävä, jotta ymmärrämme tämän paremmin.Skannaa QR-koodi, niin saat lisätietoja siitä, miten tämä periaate toimii jokapäiväisissä koneissa!
Skannaa alla oleva QR-koodi saadaksesi lisätietoja siitä, miten tämä periaate toimii jokapäiväisissä koneissa!
Oppimistehtävä: Tiedot opettajalle
Tässä tehtävässä tutkit magneettien rooliasähkömoottoreiden toiminnassa yksinkertaisen sähkömoottorimallin avulla. Ohjeet: Skannaa QR-koodi, jotta pääset yksinkertaisen sähkömoottorin simulaatioon. Tarkkaile, mitä tapahtuu, kun sähkövirta kulkee magneetin lähellä olevan kelan läpi. Kirjoita muistiin ja selitä havainnot Mitä havaitsit? Miksi luulet tämän tapahtuneen? Mitä johtopäätöksiä teit havaintojesi perusteella? Mikä on mielestäsi magneettikentän ja virran välinen suhde?
Copy - UNIT 1
Eco-Smart Schools
Created on November 1, 2025
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Essential Business Proposal
View
Project Roadmap Timeline
View
Step-by-Step Timeline: How to Develop an Idea
View
Artificial Intelligence History Timeline
View
Mind Map: The 4 Pillars of Success
View
Big Data: The Data That Drives the World
View
Momentum: Onboarding Presentation
Explore all templates
Transcript
Project Number: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042
YKSIKKÖ 1: Magneettikenttä ja Virta
Funded by the European Union. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Education and Culture Executive Agency (EACEA). Neither the European Union nor EACEA can be held responsible for them.
Johdanto
Tässä aktiviteetissa opimme sähköön ja magneetteihin liittyvät perusasiat ja yhdistämme ne ymmärtääksemme sähkömoottorin toimintaperiaatteen.
Source: freepik.com
Oppimistulokset
Oppilas: Tunnistaa magneetin ja tunnistaa, että siinä on navat. Antaa esimerkkejä magneettien käytöstä jokapäiväisessä elämässä. Ymmärtää magneettikentän ja sähkövirran välisen suhteen.
Source: freepik.com
Mikä on magneettikentän ja virran välinen suhde?
Magneettien ympärille muodostuva näkymätön voimakenttä, joka voi vaikuttaa sähköisesti varautuneisiin hiukkasiin, tunnetaan nimellä magneettikenttä. Tämä kenttä, joka selittää magneettien vetovoiman tai hylkivän voiman, on yksi sähkö- ja magneettisuuden peruskonsepteista.
Source: freepik.com
Katsotaanpa näitä tarkemmin.
Magneetti
Magneettikenttä
Mitä tapahtuu, jos otamme magneetin ja leikkaamme sen kahteen osaan?
Jos leikkaat magneetin kahtia, kummassakin osassa on edelleen pohjois- ja etelänapa. Magneetin sisällä olevat atomit toimivat kuin pienet magneetit ja ovat kaikki samansuuntaisia. Tämä suuntaus aiheuttaa sen, että magneetin toisella puolella on pohjoisnapa ja toisella puolella etelänapa. Tämä on magneettien perusominaisuus. Magneetin sisällä olevat magneettiset voimaviivat lähtevät siis aina pohjoisnavalta ja kulkevat etelänavalle. Voimme siis sanoa, että magneetti koostuu monien pienten magneettisten alueiden yhdistelmästä atomitasolla, koska jokainen magneetin puolittamalla saatu osa osoittaa magneettisia ominaisuuksia. Voimme käyttää tätä myös selittämään magneettien ja magneettisten materiaalien välistä vuorovaikutusta.
Ei-magneettien muuttaminen magneeteiksi
Ei-magneettien muuttaminen magneeteiksi
Niitä on kuitenkin mahdollista muuttaa magneeteiksi ulkoisella vaikutuksella. Yksinkertaisin tapa on hieroa näitä materiaaleja magneettia vasten. Olet havainnut, että kun hierot magneettia rautaa vasten, rauta muuttuu magneeksi ja vetää puoleensa magneettisia materiaaleja, kuten paperiliittimiä ja neuloja. Tällä tavalla annamme raudalle magneettisen ominaisuuden, vaikkakin väliaikaisesti.
Sähkö voi luoda magnetismia
Toinen tapa magnetoida magneettisia materiaaleja, joilla ei ole magneettisia ominaisuuksia, on johtaa virta niiden läpi.Tämä on itse asiassa tilanne, jonka tutkijat ovat löytäneet sattumalta. Tanskalainen fyysikko Hans Christian Oersted jatkoi tutkimuksiaan sähköpiiristä ja huomasi vahingossa, että kompassin neula piirin lähellä poikkesi, kun sähkövirta kulki piirin läpi. Tutkimustensa tuloksena Oersted havaitsi, että kun virta kulkee johtavassa langassa, se luo magneettikentän langan ympärille ja kaksi virtaa johtavaa lankaa vetävät toisiaan puoleensa tai hylkivät toisiaan virran suunnan mukaan.
Source: freepik.com
Löydöstä keksintöön
Orstedin havainnot vaikuttivat Michael Faradayn ja Joseph Henryn kaltaisten tiedemiesten työhön sähkömagnetismin alalla. Näin ymmärrettiin, että sähkö ja magnetismi ovat yhteydessä toisiinsa.Tässä näkyvä magnetointiominaisuus on itse asiassa sähkömoottoreiden ja generaattoreiden toimintaperiaatteen perusta. Tehdään oppimistehtävä, jotta ymmärrämme tämän paremmin.Skannaa QR-koodi, niin saat lisätietoja siitä, miten tämä periaate toimii jokapäiväisissä koneissa!
Skannaa alla oleva QR-koodi saadaksesi lisätietoja siitä, miten tämä periaate toimii jokapäiväisissä koneissa!
Oppimistehtävä: Tiedot opettajalle
Tässä tehtävässä tutkit magneettien rooliasähkömoottoreiden toiminnassa yksinkertaisen sähkömoottorimallin avulla. Ohjeet: Skannaa QR-koodi, jotta pääset yksinkertaisen sähkömoottorin simulaatioon. Tarkkaile, mitä tapahtuu, kun sähkövirta kulkee magneetin lähellä olevan kelan läpi. Kirjoita muistiin ja selitä havainnot Mitä havaitsit? Miksi luulet tämän tapahtuneen? Mitä johtopäätöksiä teit havaintojesi perusteella? Mikä on mielestäsi magneettikentän ja virran välinen suhde?