FIZIKA 8. Munkafüzet Megoldás
OKTAT OKTATÁSKUTA ÁSKUTATÓ TÓ ÉS FEJLESZTŐ INTÉZET
A munkafüzet megfelel az 51/2012. (XII. 21.) EMMI-rendelet 2. sz. melléklete: Kerettanterv Kerettanterv az általános iskolák 7–8. évfolyama számára 2.2.09.1 Fizika A megnevezésű kerettanterv kerettanterv előírásainak. előírásainak. Tananyagfejlesztők: ananyagfejl esztők: DÉGEN DÉGEN CSABA, KARTALY KARTALY ISTVÁN, SZTANÓ SZTANÓ PÉTERNÉ, PÉTERNÉ, TIBÉLY ANDRÁS, UR URBÁN BÁN JÁNOS Alkotószerkesztő: SZTANÓ PÉTERNÉ Vezetőszerkesztő: ezetőszerkesz tő: TÓTHNÉ TÓTHN É SZALONTA SZAL ONTAY Y ANNA Tudományos szakmai szakértő: DR. FÜLÖP FERENC Pedagógiai szakértő: GULYÁS JÁNOS Olvasószerkesztő: GILÁNYI MAGDOLNA Fedélterv: MARCZISNÉ REGŐS GABRIELLA Látvány- és tipográfiai terv: JARECSNI ZOLTÁN, OROSZ ADÉL Illusztráció: MEGYERI KATALIN, NAGY ZSÓFIA Fotók: Cultiris, Wikipedia, Pixabay, Archív és a projekt keretében készült fotók A munkafüzet szerkesztői ezúton is köszönetet mondanak mindazoknak a tudós és tanár szerzőknek, akik az elmúlt évtizedek során olyan módszertani kultúrát teremtettek, amely a kísérleti munkafüzetek készítőinek is ösztönzést és példát adott. Ugyancsak Ugyancsa k köszönetet mondunk azoknak az íróknak, költőknek, képzőművészeknek, akiknek alkotásai munkafüzeteinket gazdagítják. Köszönjük Medgyes Sándorné szakmai segítségét. ISBN 978-963-682-917-9 © Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet A kiadásért felel: DR. KAPOSI JÓZSEF főigazgató Raktári szám: FI-505040802 Műszaki szerkesztő: MARCZISNÉ REGŐS GABRIELLA Grafikai szerkesztő: szerkesztő: DR. MEDGYES MEDGY ES TAMÁS, MOLNÁR LORÁND Nyomdai Nyomdai előkészítés: előkészítés: FEHÉR ANGÉLA Terjedelem: 10,3 (A/5 ív), tömeg: 207,74 gramm 1. kiadás, 2015 A kísérleti tankönyvek az Új Széchenyi Terv Társadalmi Megújulás Operatív Program 3.1.2-B/13-2013-0001 számú, „A Nemzeti Nemzeti Alaptantervhez Alaptanterv hez illeszkedő Tankönyv, Tankönyv, Taneszköz és Nemzeti Nemzeti Köznevelési Portál fejlesztése” című projektje keretében készült. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. Nyomta és kötötte: Felelős vezető: A nyomdai megrendelés törzsszáma:
Európai Szociális Alap
Üdvözlünk a 8. osztályban! A 8.-os fizikatankönyvhöz tartozó munkafüzetet munkafüzetet tartod a kezedben. A munkafüzet pontosan követi a tankönyv szerkezetét. A leckék címe megegyezik a tankönyv leckéinek címével. .
................................................................................................................................. −
−
. .................................................................................................................................................................................
V. Környezetünk és a fizika
c) Miért jó vezetők a fémek?
9. Kísérlet:
Készíts otthon házilag iránytűt! Hozzávalók: egy nagyobb méretű, egyenes varrótű, egy mágnes, 60-70 cm cérna. Elkészítés: Egyik kezedbe fogd a varrótűt, másik kezedbe a mágnest. A mágnes egyik végét többször húzd végig a tűn. Ügyelj arra, hogy ne oda-vissza, hanem mindig csak egy irányba húzd! Majd kösd rá a cérnát a tű közepére úgy, hogy lógatva a tű vízszintesen álljon! Ezután emeldfel a cérnát, hogy a tű szabadon elfordulhasson! Mi történik? ........................................................................................................................................................................................ Mi történik, ha kimozdítod a tűt a nyugalmi helyzetéből? ........................................................................................................................................................................................ Magyarázd meg a jelenséget!
.................................................................................................................................
A kísérleteket zöld színnel jelezzük.
Érdekesség
2.
Az anyagok osztályozása során sokáig csak kétféle kategória létezett. Valami vagy vezető volt, vagy szigetelő. A XX. század nagy felfedezése volt az ún. „félvezetők” megismerése, majd tömeges gyártása és elterjedése. . Ma már szinte minden elektromos eszközünkben (telefonban, tabletben, laptopban, távirányítóban) találkozhatunk félvezetőkkel. 1 A félvezetők tömeges elterjedése segítette a digitális forradalmat. 1 1 1 Keresd meg a periódusos rendszerben a félvezetőket! Írd le a fémvezetőkre jellemző három tulajdonságot!
A munkafüzetben is találsz a feladatokhoz feladatokhoz kapcsolódó érdekességeket.
3. Írd be a hiányzó szavakat úgy, hogy a mondatok igaz állítást jelentsenek! Minden testben megtalálható parányi részecske az .................................., melyben a protonok és elektronok . száma .........................................., ezért az atom .......................................... semleges. Az elektronok töltése ................................................ A ............................................... töltése pedig ................................................ ............................................... töltése
..............
........................................................................................................................................................................................
. Az atommag ................................................. töltésű töltésű ................................................ és ............................................ töltésű ............................................... áll. (Kivéve a hidrogént.)
..............
.
..............
Hogyan tudnád megszüntetni a tű mágnesességét? ........................................................................................................................................................................................
A feladatok száma melletti négyzetben jelölheted j elölheted,, hogy hol tartasz.
.
..............
.
. 6. .............. Vannak olyan csillárok, amelyben az izzók 2 áramkörön vannak, amint azt a kapcsolási rajzon is láthatod. . .............. a) Hogyan van megosztva a 4. izzó? ................. .................. ................... .................. .................. ................... .............
..............
10. 2015. április 25-én a Richter-skála szerinti 7,9 erősségű, május 12-én 7,3 erősségű földrengés pusztított Nepálban.
.
.
..............
........................................................................................................................................................................................
.
......................................................
........................................................................................................................................................................................
.............. b) Írd a vonalra, mely izzók világítanak a kapcsoló egyes. helyzeteiben!
.
1
1
1
1
. 2
3
4
2
3
4
2
3
4
2
3
4
..........................................................................................................................................................................................
a) Olvasd le a tankönyvedben található térképről, mely kőzetlemezek találkozásánál történt a földrengés!
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
.
A piros szín a nehezebb feladatokat jelöli.
69
................. .................. .
........ .................. .............
........... ................... ............
............ ................... ..........
7. Az elektromos eszközöket védeni kell a megengedettnél nagyobb áramerősségtől, ami bajt okozhat. Ezért építenek a gyártók a z elektromos készülékekbe biztosítékokat. a) Hogyan kötikezt az alkatrészt azelektromos eszközbe? .......................... .................. ................... .................. . b) Válaszodat indokold! .................. .................. .................. ................... .................. .................. ................... .............
..........................................................................................................................................................................................
7. Vizsgáld meg az ábrát! Mit tudsz elmondani róla? Helyes vagy helytelen megoldás? Mi az előnye, mi a veszélye?
A könnyebb érthetőség kedvéért a feladatokat fotókkal vagy ábrákkal szemléltetjük. szemléltetjük.
..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................
IV. Naprendszer
8. Helyes vagy helytelen? Mit látsz látsz a képeken? Melyik Melyik a helyes, melyik a helytelen megoldás, ha a csatlakozót ki akarjuk húzni a konnektorból? Miért?
5. A Rio de Janeiróban Janeiróban rendezett rendezett karneválon nem látható a Sarkcsillag. Lehet-e ennek oka a fényszennyezés?
......................................................................................
.....................................................................................
......................................................................................
.....................................................................................
......................................................................................
.....................................................................................
......................................................................................
.....................................................................................
......................................................................................
. . V. Környezetünk és a fizika ..........................................................................................................................................................................................
A „Nézz utána!” feladatok önálló kutatómunkára ösztönöznek. A válaszokat megtalálhatod a környezetedben vagy az interneten. interneten.
.......................................................................................................................................................................................... 1. A FÖLD FIZIKAI TULAJDONSÁGAI .......................................................................................................................................................................................... Nézz utána!
1. Nézz utána, milyen kutatási területei vannak a geofizikának!
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................ ..........................................................................................................................................................................................
V. Környezetünk és a fizika
TUDÁSPRÓBA 1. Egészítsd ki az alábbimondatot! A Föld belseje felé haladva a hőmérséklet átlagosan ................................ növekszik. Ezt az értéket .....................................................................
............A ....A Föld belső szerkezetének megismerését a földrengéshullámok vizsgálata segíti. ............A .....A Föld középpontja felé haladva a sűrűség egyenletesen változik. ............A ....A Föld átmérője közelítőleg 12 750 km.
.......................................................................................................................................................................................... Nézz utána!
............A ..A Földgömbhéjasszerkezetű.
2. a) Járj utána, hogy milyen világhírű geofizikai kutatásokat végzettEötvös Eötvös Loránd! .......................................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................
.
........................................................................................................................................................
.
........................................................................................................................................................
b) Mi a neveaz Eötvös Loránd által kifejlesztett műszernek?
............A ..A Föld magját több millió °C-os olvadék alkotja. 3. Rajzold be az ábrába a Föld földrajzi déli pólusát és a mágneses déli pólusát! 4. Írd le, hogyan magyarázza meg a lemeztektonika a földrengések okát!
..........................................
..........................................................................................................................
..........................................
..........................................................................................................................
................................................................................................................................
.......................................... .
b) Válaszodat indokold!
A fejezet végén található Tudáspróba egy-egy dolgozatírás előtt a tanultak összefoglalását, ellenőrzését ellenőrzését segíti.
................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................
................................................................................................................................
.........................................................................................................................
......................................................................................................................... .........................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
a) 5km-es légrétegben található;
b) 10km-es légrétegben található;
c) 15km-es légrétegben található.
7. Határozd meg az üvegházhatás fogalmát és szerepét a földfelszín hőmérsékletének alakulásában!
..........................................................................................................................................................................................
5. A Földön a 8. legnagyobb kitermelésű aranybánya a dél-afrikai Mpomeng, amely 4000 méter mély. Ebben a mélységben a kőzetek hőmérséklet 66 °C. Mennyi itt a geotermikus gradiens értéke, ha a felszíni ......................................................................................................................... kőzethőmérséklet 15 °C?
..........................................................................................................................................................................................
6. Karikázd be ahelyes állítást! A légkör tömegének 50%-a a Földtől
4. Milyen mélyre kell ásni a Föld mélye felé Budapesten ahhoz, hogy a felszíni 15 °C hőmérsékletnél 50 °C -kal magasabb hőmérsékletet mérjünk? (A tankönyv adatait használd!) ..........................................................................................................................................................................................
.
5. Egymeteorológiaimérőállomásonakövetkezőtolvashatjuk:A uk:A PM10 koncentrációa riasztásiküszöbérték55%-a. Értelmezd ezt az adatot!
..........................................
3. a) Hol nagyobb a geotermikus gradiens értéke: Pécsett vagy Dél-Afrikában? (A tankönyv adatait használd!)
méterenként ......................... °C-kal
nevezzük.
2. Döntsd el a következő állításokról, hogy igazak-e vagy hamisak! Írd a megfelelő betűjelet az állítás elé!
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
8. a) Sorold fel a fosszilis energiahordozókat! .......................................................................................................................................................................................... b) Miért tartoznak ezek az energiahordozók anem megújuló uló energiaforrások közé? .......................................................................................................................................................................................... 9.
Ma avilág legnagyobbenergiafelhasználójaKína. Milehet ennek azoka?
80
EREDMÉNYES GYAKORLÁST GYAKORLÁST KÍV KÍ VÁNUNK!
..........................................................................................................................................................................................
TARTALOMJEGYZÉK I. ELEKTROMOS ALAP A LAPJELENSÉGEK JELENSÉGEK 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Elektrosztatikai jelenségek ............................ Elektrosztatikai ........................................ ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ........... 5 Atomok, Ato mok, elektronok, elektronok, vezetők, vezetők, szigetelők szigetelők .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ................ ..... 7 Mozgó töltések, töltések, az elektromos elektromos áram ............ ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... ........... 9 Áramkörök Áramkör ök ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... .................... ......... 12 Feszültség, Feszültsé g, feszültségmér feszültségmérés és ........... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ................ ..... 15 Ellenállás, Ohm törvénye ........... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ................... ........ 17 Az áram hatásai .......... ..................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ................ 19 Tudáspró udáspróba ba ............ ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ................... ........ 21
II. AZ ELEKTROMOS ÁRAM 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Az elektromos áram és az emberi szervezet ........... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ........... 22 Fogyasztók soros és párhuzamos párhuzamos kapcsolása ........... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... .................... ......... 25 Áramforrásokk .......... Áramforráso ...................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ................ ..... 28 Az elektro elektromos mos munka és teljesítmén teljesítményy........... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ...................... .......... 31 A lakás elektromos hálózata ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... .............. ... 33 Napjaink Nap jaink elektr elektromos omos eszközei .......... ..................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............. 37 Tudáspró udáspróba ba ........... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ................... ........ 40
III. ELEKTROMÁGNESES INDUKCIÓ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Állandó mágnesek, mágneses mező ............ ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ............ 41 Az elektro elektromos mos áram mágneses hatása ........... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ..................... .......... 43 Mozgásii indukció, váltakozó feszültség létrehozása ............................. Mozgás ........................................ ...................... ....................... ....................... ...................... ............... 45 Váltakozó feszültség, váltakozó áram .......... ..................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ........... 48 Nyugalmi indukció, transzformá transzformátor tor .......... ...................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............... 51 Elektromos Elektro mos fogyasztók .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ............... 53 Tudásprób udáspróbaa ........... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... .................... ......... 55 A
IV. NAPRENDSZER 1. 2. 3. 4. 5.
15
A Nap és a Hold .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ............. 56 A csillagok ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ...................... .......... 59 Bolygók ........... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... .............. ... 61 A Világ Világegyetem egyetem ............ ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............. 64 Tudáspró udáspróba ba ........... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ................... ........ 66
V. KÖRNYEZETÜNK ÉS A FIZIKA 1. 2. 3. 4. 5.
4
A Föld fizikai tulajdonságai tulajdonságai ............ ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ................ 67 Ami éltet és véd – a Föld légköre légköre ........... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ................. ...... 71 Meddig bírjuk energiával energiával?? ........... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ................. ...... 74 Energiatakarékos Energiataka rékosság ság a háztartásban .......... ..................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ............... 77 Tudáspró udáspróba ba .......... ...................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... .................... ......... 80
I. Elektromos alapjelenségek
1. ELEKTROSZTATIKAI JELENSÉGEK 1. Gondolkodj és válaszolj! a) Mikor töltődik fel jobban sztatikus elektromossággal a száraz hajunk: ha hosszabb, vagy ha rövidebb
h�sz��b�� ideig dörzsöljük? .................................................................. b) Mire szolgál a bevásárlóközpontokban bevásárlóközp ontokban a bevásárlókocsik bevásárlókoc sik alá szerelt lánc?
� ��rld��t�� k�lk��e t��t��� l�v����r� .......................................................................................................................................................................................... ��� c) Feltöltődhet-e sztatikusan egy vasdarab? ......................... ............ .......................... ................. .... ��� d) Feltöltődhet-e sztatikusan egy jó vezető? ......................... ............ .......................... ................. .... ����� t�zt� -erő 2. Milyen erő léphet fel sztatikusan feltöltött testek között? .................................. -erő és ................................. k��fl� Hányféle elektromos állapot létezik? ........................................ Egészítsd ki a hiányos mondatokat!
A��n� ��l����� elektromos állapotú testek között taszítóerő, ........................................ elektromos ........................................ állapotú testek között vonzóerő lép fel. 3. Milyen összefüggés lehet a töltés nagysága és az általa kifejtett erő között? Adottak az A és B testek. Töltéseik ellentétesek. Ha A test töltését a kétszeresére növeljük, akkor
k�t��r távolságból. ........................................ nagyobb erővel vonzza B testet ugyanakkora távolságból. ��l� Adottak az A és B testek. Töltéseik azonosak. Ha A test töltését a felére csökkentjük, akkor ............................. akkora erővel taszítja B testet ugyanakkora távolságból. távolságból. 4.
Igaz (I) vagy hamis (H)? A megoldást a meghatározás előtti vonalra írd!
H .. Két azonos töltésű test vonzza egymást. ............ .......... I .. Azonos távolságból a nagyobb töltés nagyobb erőt fejt ki, mint a kisebb. ............ .......... kisebb. H Minél közelebb van két elektromosan ............ elektromosan töltött test egymáshoz, annál kisebb a közöttük ható erő nagysága. H .. Két azonosan feltöltött ............ .......... feltöltött test közül a nagyobbik fejt ki nagyobb erőt. H .. Az elektromos ............ .......... elektromos töltés mértékegysége az amper. amper. H Az elektromos töltés háromféle lehet: pozitív, negatív és semleges. ............ H .. Az elektrosztatikus ............ .......... elektrosztatikus kísérletek során dörzsöléssel dörzsöléssel töltéseket töltéseket hozunk létre. I .. Az elektrosztatikus kísérletek során a már meglévő töltéseket ............ .......... töltéseket választjuk szét. H .. A zivatarok idején keletkező villámokat a Föld mágneses tere okozza. ............ .......... I Minél közelebb van két elektromosan töltött ............ t öltött test egymáshoz, egy máshoz, annál nagyobb nag yobb a közöttük ható erő nagysága.
5
I. Elektromos alapjelenségek 5. Használd ki jól a felsorolt szavakat! Melyik(ek)re nem volt szükség? Írd külön! dörzsöléssel – elektron – érintéssel – negatív – pozitív – proton – semleges – többlet
d�rz��l��� A(z) ........................................... az egyik testen keletkezett elektron�g��� t���l okozza a test ....................................... töltését, ....................................... �l�k�r�� illetve a másikon létrejövő .............................. hiány okozza annak �oz��� � �oz�� töltését. ..................................... ����t���,.......................... �r��, .......................... ���lg .......................... Fel nem használt kifejezés(ek): kifejezé s(ek): ............................... .................. ......................... ......................... .......................... .......................... ........................ ........... 6.
Válaszolj a következő kérdésekre! a) Mi történik az elektromos szikra megjelenésekor a felhalmozott töltések mennyiségével?
t��t��igy���tőd
.......................................................................................................................................................................................... b) Létrejöhet-e több több szikra egymás után, után, ha nagyon megdörzsöljük megdörzsöljük a műanyag műanyag rudat? rudat?
l�� �� z��r���roz��
.......................................................................................................................................................................................... c) Mire szolgál a védőföldelés?
�g��ad�lyo�z� � z�r��, ��z, l�v��� � t��t��k („���t��tőd („���t��tőd k�v� ��l���g�� ��l��� �d�k��”)
.......................................................................................................................................................................................... 7. Katinak és Julinak is többször volt már kellemetlen élménye, amikor műanyag padlón gyalogolva egy fémajtóhoz értek. Mindketten kitaláltak valamilyen „praktikát”. Kati újabban mindig megnyálazza az egyik ujját, és azzal ér először a fémajtóhoz. A nyál ugyanis – szerinte – hűti a kezét, így kevésbé lesz kellemetlen élménye. Juli ugyanakkor újabban egy kulcsot fog a kezébe, és először azzal ér a fémajtóhoz. Melyiküknek van igaza, és miért?
A ���l� �jj ��� ��sz��b, ��r� ��v�j� � ����k�pg, gy�r��b�� ��� �� � z��r�. A ��l� ���b ����r, ��r� �gy
..........................................................................................................................................................................................
� ��l� �� �jt� k�ö z��r� k�l�z��, k�l�z��, ����n�� ��ig � �ig �� ��� �ko� ��jd��m��.
.......................................................................................................................................................................................... 8.
Húzd alá a megfelelő szavakat, hogy igaz mondatokat kapjunk! a) Egyes testek dörzsölés hatására kisülnek – feltöltődnek . feltöltődött – kisült kisült testek magukhoz vonzzák a kisebb papírdarabokat. b) A feltöltődött
c) Az elektromos állapotot töltések – elektronok okozzák. okozzák. d) Az azonos – ellentétes előjelű töltések között taszítóerő lép fel. e) Az elektromos töltés jele – mértékegysége a coulomb. f ) A töltések körül elektromos elektromos mező – rét alakul alakul ki.
6
I. Elektromos alapjelenségek
2. ATOMOK, ELEKTRONOK, VEZETŐK, SZIGETELŐK Nézz utána! 1. a) Mi a „konnektor” szakmailag korrekt, magyar elnevezése? �u����l��jz�� ................................................................................................................................. b) Magyarországon − a hivatalos szabvány szerint − a villásdugó két érintkezője szimmetrikusan szimmetr ikusan helyezkedik el. Mi lehet a harmadik, szintén fémből készült érintkező? Mire szolgál?
�d��ld�l, ����t�vd�l��r� ��lg�� ................................................................................................................................................................................. c) Miért jó vezetők a fémek?
��r� ��� z�ba� �l�k�r��j�� ���
.................................................................................................................................
2.
Érdekesség
Az anyagok osztályozása során sokáig csak kétféle kategória létezett. Valami vagy vezető volt, vagy szigetelő. A XX. század nagy felfedezése volt az ún. „félvezetők” megismerése, majd tömeges gyártása és elterjedése. Ma már szinte minden elektromos eszközünkben (telefonban, tabletben, laptopban, távirányítóban) találkozhatunk félvezetőkkel. A félvezetők tömeges elterjedése segítette a digitális forradalmat. Keresd meg a periódusos rendszerben a félvezetőket! Írd le a fémvezetőkre jellemző három tulajdonságot! 3. Írd be a hiányzó szavakat úgy, hogy a mondatok igaz állítást jelentsenek!
�t� , melyben a protonok és elektronok Minden testben megtalálható parányi részecske az .................................. gy��l� �l�k�rm��� száma .......................................... , ezért az atom .......................................... semleges. �g��� Az elektronok töltése ............................................... . �r�n�� �oz��� � �oz�� A ............................................... töltése pedig ............................................... . �oz��� �oz�� � �r�n����� ���lg Az atommag ................................................. töltésű ................................................ és ............................................ ����r�n����� töltésű ............................................... áll. (Kivéve a hidrogént.) ��� �oz���n�� A szigetelőanyagok elektronjai ...................................................... el könnyen. 4. Igaz (I) vagy hamis (H)? A megoldást a meghatározás előtti vonalra írd!
I ... A villanyszerelő .............. ........... villanyszerelő szerszámok nyele általában műanyaggal borított. H ... A villanyszereléshez .............. ........... villanyszereléshez használt fogó nyelét jobb lenne alufóliával borítani. H ... Az alufólia jó szigetelő. .............. ........... I
.............. .............. Az áram továbbításához továbbításához jó vezetőkre van szükség.
7
I. Elektromos alapjelenségek
I .... Az életvédelem szempontjából elsődleges a megfelelő szigetelés. .............. .......... H .... Az életvédelem szempontjából fontos a jó vezetők alkalmazása. .............. .......... I .... Villanyszerelés .............. .......... Villanyszerelés közben a gumitalpú cipő is életet menthet. I .... Vizes padlón állva tilos elektromos berendezést működtetni vagy szerelni. .............. .......... H .... Elektromos .............. .......... Elektromos megosztás során többlet-elektro többlet-elektronok nok keletkeznek. keletkeznek. 5.
Tudod–e?
A konnekto konnektorr és a villásdugó villásdugó úgy van kialakítva, hogy összekapcsolódás összekapcsolódás (bedugás) esetén a dugó dugó először először a földelő hálózathoz kapcsolódik, és viszont: az áramkör bontásánál („konnektorból kihúzás”) a földelés szakad meg utoljára. Vajon miért van ez így?
lvd���� �k�����, � �d�l�� ��ra�j�� �g lgt����b
.......................................................................................................................................................................................... 6. Csoportosítsd az alábbi anyagokat vezetőképességük szerint! alumínium, arany, arany, ezüst, fa, f a, gipsz, műanyag fésű, porcelán, réz, szőrmegallér, üveg, vas, vizes vize s beton Vezetők
Szigetelők
��������, �r�ny, �z���, ���,, ��, �z ���
��, g��, �ű�n�ag ���, ��rc�l��, �rmg��l�r, �r mg��l�r, �vg
7. Vizsgáld meg az ábrát! Mit tudsz elmondani róla? Helyes vagy helytelen megoldás? Mi az előnye, mi a veszélye?
H�lyt�l�� �agy�� �zly �g�ld�, ��v�� � �agy-
.....................................................................................
�z��t�g zvl���� zvl���� ��tl��oz�� ��tl��oz�� � ������ �i��l� �i��l�
.....................................................................................
k��p�ho�, �gy ���r � ��� � �z��t�g �l� k�����.
..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... 8. Helyes vagy helytelen? Mit látsz a képeken? Melyik a helyes, melyik a helytelen megoldás, ha a csatlakozót ki akarjuk húzni a konnektorból? Miért?
A b�� �ld��� � ��ly ����m���nd� �g�ld�, ��v��
......................................................................................
� �u����l��jz�t „����t�r�j�” � ���b��, � ����z��k�r
......................................................................................
���l�p� �r� �gy ��� � k��n�t�r� k��n�t�r � ��ng��j� �� � ������.
......................................................................................
V��l��u�� ����z����r t�h�� ��l�� k��� t�rt���.
...................................................................................... ......................................................................................
8
I. Elektromos alapjelenségek
3. MOZGÓ TÖLTÉSEK, ELEKTROMOS ÁRAM 1. Gondolkozz és válaszolj! „Ha áram van, minden van.” – Mit jelenthet szerinted ez a mondás?
��nd�� t���l�� ��l�� ��� �� �l�k�rm�ság, Él��� ..................................................................................... ������, �lág����, �őz��� kzl�k���� �lág����, kzl�k���� ��l�. ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... 2. Írj össze 15 olyan eszközt, amelyet szinte mindennap használsz, és működése az elektromos áramon alapul!
3.
��l�ny�jl�r,
��tm�t� ���g�, CD-l�j�t��, ........................................................
��r����l��� ��t�, ........................................................
........................................................
����l�r, ��l�t�r, h�j��t��, ........................................................
�á�i�, �i�zt�, z��tg�, ........................................................
........................................................
h�j���t�, ��tz�r�ny, ........................................................
t�v�r�nyt�, t�l�f��, ........................................................
........................................................
t��l, ���t�l�f��, ........................................................
�r������, TV, ���l�, ........................................................
........................................................
l�pto, �����t�l�f��, ........................................................
id�k�m�r�, ��l�m�, ........................................................
........................................................
��l�ny��r�� z���l��p�
Igaz (I) vagy hamis (H)? A megoldást a meghatározás előtti vonalra írd!
H
............. ............ . Az áramerősség jele az „A” „A”.
H
............. ............. Az áram iránya megállapodás szerint megegyezik az elektronok elektronok áramlási irányával.
I
............. ............. A megállapodás szerint az elektromos áram a feszültségforrás feszültségforrás pozitív pólusa felől folyik a negatív pólus felé.
H . Az áramforrás negatív pólusán elektronhiány ............. ............ elektronh iány van, ezért így jelöljük: j elöljük: „−”. „−”. I .. A fémekben az áram iránya és az elektronok ............. ........... elektronok áramlási iránya ellentétes. I .. Azonos keresztmetszetnél ............. ........... keresztmetszetnél nagyobb áramerősség áramerősség esetén a töltések gyorsabba g yorsabban n áramlanak. I . Kisebb áramerősség ............. ............ áramerősség esetén az áramkör azonos pontján pontján ugyanannyi idő alatt kevesebb töltés áramlik át. H .. Az átáramlott töltésmennyiség ............. ........... töltésmennyiség és az áramerősség áramerősség között fordított arányosság arányosság áll fenn. H .. A méréshatárnál nagyobb áram a műszert nem károsítja, csak nem tudja megmérni. ............. ........... I .. Az áramerősség-mérőn ............. ........... áramerősség-mérőn a mérendő áramnak át kell folynia. I .. Ha egy adott töltésmennyiség ............. ........... töltésmennyiség feleannyi idő alatt halad át a vezetőn, akkor az áramerősség áramerősség kétszeres.
9
I. Elektromos alapjelenségek 4. Oldd meg az alábbi feladatokat! feladatokat! a) Mekkora erősségű áram áram folyik abban a vezetékben, amelyen percenként 120 C töltés áramlik át? b) Ha egy zseblámpaizzóban 10 mA erősségű áram folyik, akkor mennyi töltés halad át rajta 10 perc alatt?
Q 120 C → = 2A �rg� �� �r�� 60 t Q = I • → 0,01 • 10 • 60 = 0,01 • 600= 6 C hla jt I=
5.
Gondolkozz, és válaszolj a következő kérdésekre! a) Mi történik a zsebteleppel, ha pólusait fogyasztó fogya sztó (pl. izzó) nélkül összekötjük, tehát „rövidre zárjuk”?
���m�lgz��, t��r�mgy
.......................................................................................................................................................................................... b) Mit tudunk mondani ilyenkor a töltések áramlási sebességéről?
��lgy�r���n��, �gn� .......................................................................................................................................................................................... c) Lehet-e még használni a zsebtelepet hosszantartó rövidzárlat után? után?
��� .......................................................................................................................................................................................... d) Mit tudunk mondani az így kisütött elem töltéseiről? �igy���tő�t�� .......................................................................................................................................................................................... 6. Töltsd ki az alábbi táblázatot! (Tudjuk, (Tudjuk, hogy I =
Q .) t
Ismert mennyiség
Keresett mennyiség
Felhasznált összefüggés
Eltelt idő, áramerősség
t��t
Q = I •
E�t��� d�, �t�r��l t��t
áramerősség
I =
Q t
Át�r��l t��t, �r�m�rg
d�
t=
Q I
7. Alkoss értelmes, igaz állításokat az alábbi félmondatokból! Kösd össze őket! Az áram erősségét
ampermérővel mérjük.
Az áramerősség jele: I ,
átáramlott elektronok számától függ.
Fémekben az áram erőssége az egységnyi egys égnyi idő alatt
elektromos áramnak nevezzük.
A tö töltések egyirányú, rendezett mozgását
mértékegysége az amper, jele: A.
Az áram iránya az áramforrások
pozitív pólusától a negatív felé mutat.
10
I. Elektromos alapjelenségek 8. Határozd meg a szükséges méréshatárokat, majd karikázd be az alábbi kérdésekre adott helyes válaszok betűjelét! Egy ampermérőn a következő méréshatárokat lehet beállítani: 2 mA, 200 mA, 2 A, 20 A. Milyen méréshatárt alkalmazzunk, ha a mérendő áramkörben semmilyen támpontunk nincs a várható áramerősségről? a) Biztonsági okokból 20 A-es méréshatárt kell választani. választan i. b) A 200 mA-es méréshatár már megfelelően nagy, és elég pontos értéket is mutat. Milyen méréshatárt alkalmazzunk, ha az áramkörben körülbelül 0,5 amper áram folyik? a) 200 mA-es méréshatár kell, mert az pontosabb értéket mutat, mint a 2 A-es. b) 2 A-es kell, mert 200 mA választása választás a esetén a mutató kiakad. Szabad-e 0,12-0,15 A várható áramerősségnél 2 A-es méréshatárt választani? a) Szabad, legfeljebb nem lesz optimálisan pontos a mérés. b) Nem szabad, mert a műszer tönkremehet. Szabad-e 0,02 A erősségű áram méréséhez 2 mA-es méréshatárt választani? a) Nemcsak szabad, de a pontos méréshez szükséges is. b) Nem szabad, mert a műszer kiakad, és tönkre is mehet. 9. Péteréknek az izzón átfolyó áramerősséget kell meghatározniuk. Milyen kapcsolási hibát követtek el a kísérlet közben?
�� �r��m�r ��� z�ba� ��r��z�m��� k��
......................................................................................................... 10. Mit mér a digitális digitá lis multiméter? Válaszd ki a helyes választ! a) áramerősséget, feszültséget, feszültséget , ellenállást ellenállá st b) hosszúságot, hőmérsékletet, hőmérsékletet , színmélységet színmélys éget 11. Olvasd le, mekkora értéket mutat az árammérő műszer! 2
3
1
2 4
1
5
0 + 0,5 A 5 A
0,2 A I = .........................................
3
2 4
1
5
0 + 0,5 A 2,5 A
0,32 A I= ......................................
3 4
5
0 0,5 A 2,5 2,5 A + 0,5
0,45 A I =.......................................
11
I. Elektromos alapjelenségek
4. ÁRAMKÖRÖK 1. Mi a szerepe az áramforrásnak az áramkörben?
Egy �l��� ��r�nd��, �m�ly ��zt���j�, hogy gy �r���r��� t�rt��� �l�k�rm� �r�� ��lyj��.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 2. Írj 3 példát arra, hogy a mindennapi mindennapi életben milyen áramforrásokkal áramforrásokkal találkozhatunk! találkozhatunk!
N�p�l�� � z�m�lg����, ������l�t�r � �����t�l�f��b��, k��n�t�r � ��l�� (�z� ���� �oga�j�� ��, �z�j�� �g!)
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 3. Írd az állítások állítások melletti melletti rovatba rovatba az I vagy a H betűt, betűt, annak annak megfelelően, megfelelően, hogy igaz (I) vagy hamis hamis (H) (H) az adott állítás!
I .........Az egyenáramú áramforrást áramforrást tartalmazó áramkörben az áram tartósan egy irányba folyik. I lakásokban .........A lakásokban váltakozó áramú az áramforrás. áramforrás. H .........Az áramkörben a vezetékek anyaga színes műanyag. H ceruzaelem váltakozó áramú áramforrás. .........A H .........Kapcsoló nélkül egy áramkör nem működhet. 4. Írd az áramköri jel mellé a nevét! –
+
l�p���l��
.................. ............................. ....................... .................... ........
�l�k�rm� ����
.................. ............................. ...................... .................... .........
A
�r�m�rgm�r� ����r
....................... .................................. ...................... ................... ........
��l�n��l�
....................... .................................. ...................... ................... ........
5. Rajzolj egy áramkört, amelyben 1 rúdelem, 1 zárt kapcsoló, és 1 izzólámpa található, melyeket vezeték köt össze!
12
I. Elektromos alapjelenségek 6. Miért veszélyes a rövidzárlat?
A� �r���r��� � �g�ngden� �r���b �r�� ��ly��, ��� ��z �ozh��. A ��zt��tk�� e�� e�� � �d�n�� ���k.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 7. a) Írd az áramkörbe az áramköri jelek mellé a nevüket! b) Jelöld az ábrán nyíllal az áram útját! c) Hány útja van az áramnak a rajzon látható
1 kapcsolás szerint? ..................... A
d) Megváltozna-e mérőműszerünk által mutatott érték, ha a két ellenállás közé kötnénk? kötnénk?
N��
..................................................................................... e) Miért?
S�r� k�����l��n�� �� �r��n�� 1 ��j� ���, t�h�� ��nd�� ����j�� �� �r���rn�� ��y�n�z� �� �rtk ��r�j��. .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 8. a) Írd az áramkörbe az áramköri jelek mellé a nevüket! 1.
b) Jelöld az ábrán nyilakkal az áram útját! c) Jelöld be az ábrába ábrába a csomópontokat (A betűvel és B betűvel), ahol az áram útja elágazik! d) Húzd át barna színnel az áramkörben a főágat! e) Húzd át zöld színnel az áramkörben a mellékágat!
2. A
B
3.
f ) Ha a 2. számú számú izzó kiégne, világítana-e világítana-e tovább a másik kettő?
Ig��
..................................................................................... g) Miért?
P�r��z�m� k�����l��n�� �� �r��n�� t��b ��j� ���, ��� , �� ����� gym��t�� �ül���� �lágt�n��.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... h) Rajzolj egy kapcsolót kapcsolót az áramkörbe áramkörbe úgy, hogy hogy azzal csak a 3. izzót tudjuk ki-be kapcsolni!
13
I. Elektromos alapjelenségek 1.
A
9. A kapcsolásnak kapcsolásna k megfelelő áramkörben a kapcsolókat vagy nyitjuk (NY), vagy zárjuk (Z). Döntsd el, hogy melyik esetben melyik izzó világít, és töltsd töltsd ki a táblázatot! táblázatot!
2.
B
C
3.
1. Z Z NY NY Z
Kapcsoló 2. Z Z NY Z NY
3. Z NY Z Z Z
A
�lág� ��� �lág� ��� �lág� ��� �lág� �lág�
Izzólámpa B
�lág� ��� �lág� ��� �lág� �lág� ��� �lág�
C
�lág� ��� �lág� ��� �lág� �lág� �lág�
10. Rajzold be a lehetséges áram-útvonalakat (hurkokat) és csomópontokat az alábbi ábrákba! Írd az ábrák alá, hogy hány hurkot és hány csomópontot találtál!
1. áramkör
2. áramkör
3. áramkör
hurkok száma: .................. ..................
hurkok hurkok száma:................. .................
hurkok hurkok száma:.................. ..................
csomópontok csomópontok száma: ................ ................
csomópontok csomópontok száma: ................ ................
csomópontok csomópontok száma: ............. .............
14
I. Elektromos alapjelenségek
5. FESZÜLTSÉG, FESZÜLTSÉGMÉRÉS 1. Miért mozognak az elektronok az áramkörben?
M�r� �� �r��f�� �g��� ����� t�zt��r, �oz��� ����� ��ig ��ig ������r ��j� �� ��j��. � �j��.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 2. Fejezd be a mondatokat!
�� �r��f�� �z��t�g� a) Az áramforrás töltéseket mozgató képessége, ................... .......................... ............. .......................... .......................... .......................... ............... U ....... b) A feszültség feszültség jele: jele: ................... ............ V���
V
c) Mértékegysége Mértékegys ége a ......................... ............ ............... , melynek jele: .............. . ................. ....
3. Végezd el az átváltásokat!
0,2 200 mV = ........................ V
5000 5 V = ........................ mV
30 300 V 30 kV + 300 V = ........................
200 000 200 kV = ....................... V
0,005 5 V = ........................ kV
1,015 15 mV + 1 V = ........................ V
20 0,02 kV = ........................ V
5 5000 V = ........................ kV
1,1 100 mV + 0,001 kV = ........................ V
4. Mekkora méréshatárt érdemes választanunk, választanunk , ha várhatóan a következő értékeket fogjuk mérni? Kösd össze vonallal a megfelelő értékeket! 2,4 V 60 V 0,4 V 235 V 4,5 V 0,03V 10 000 V 5,5 V
0,5 V 5V 50 V 500 V
5. Írd be a műszerek betűjelét az áramkör megfelelő karikájába! Jelöld a rajzon a műszerek pozitív (+) és negatív (−) kivezetéseit! kivezetéseit! V
-
A + +
A -
V
15
I. Elektromos alapjelenségek 6. Olvasd le a műszerekről a méréshatárt és a mért értékeket! 3
2
5
1
6V
4 5
1
6 30 V
3
2
4
0
6 30 V
+
6V
+
30 V Feszültség: 19 V 6 V Feszültség: ..................... 2,1 V Méréshatár: .................... Méréshatár: ...................... ........................ 2
3
1
2 4
1
5
0 500 V 50 V 5 V 0,5 V
3
+
4
5
0 500 V
50 V 5 V 0,5 0,5 V
+
50 V Feszültség: ........................ 47 V 0,5 V Feszültség: ..................... 0,14 V Méréshatár: .................... Méréshatár: ...................... 7. Írd az állítások állítások elé a pontozott pontozott vonalra az I vagy vagy a H betűt, annak megfelelően, megfelelően, hogy igaz (I) (I) vagy hamis hamis (H) az adott állítás!
I A voltmérőt fogyasztó nélkül is az áramkörbe köthetjük. 1. .......... I Ha a voltmérő méréshatára 25 V, akkor ennél nagyobb értéket nem mérhetünk vele. 2. .......... I Az áramforrás 3. .......... áramforrás pozitív kivezetését a zsebizzó bármely kivezetéséhez köthetjük. köthetjük. H Az ampermérőt 4. .......... ampermérőt elágazással kell a fogyasztóhoz kötni. I Akár feszültséget mérünk, akár áramerősséget, a műszer + kivezetését mindenképpen használnunk 5. .......... kell a mérés során. H Az ampermérőt fogyasztó nélkül is beköthetjük az áramkörbe. 6. .......... A hamis állításokat tedd igazzá!
��p�rm�r �lág��� ����� k��� � �ogy�zt�ho� �og y�zt�ho� k��. 4. A� .......................................................................................................................................................................................... ��p�rm�r �ogy�zt� �og y�zt� ����� ��� k�j�� �� �� �r���r��. 6. A� .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 8. A digitális digitá lis fényképezőgép működéséhez 2 db 1,5 V-os elem szükséges. a) Hogyan vannak az elemek összekötve?
��r��� ...................................................................................... b) Mekkora feszültségről feszültség ről működik a fényképezőgép? fényképezőg ép?
V-��� 3......................................................................................
16
I. Elektromos alapjelenségek
6. ELLENÁLLÁS, OHM TÖRVÉNYE 1. Írd a mennyiségek alá a nevét, majd a betűjelét! 4,5 V
�z��t�g U
20 mA
1 kΩ
�r�m�rg I
��l�n��l� R
0,5 C
1 perc
t��t Q
d� �
2. Végezd el a következő átváltásokat!
0,4 400 V = ............................... kV
1300 1,3 kΩ = ............................... Ω
250 0,25 A = ............................... mA
680 0,68 A = ............................... mA
0,5 500 Ω = ............................... kΩ
120 2 perc = ............................... sec
3. Mit nevezünk egy fogyasztó elektromos elektromos ellenállásának? ellenállásának?
�ogy�ztn�� �� � ��l�jd��ág�, �m�ly �g��t��j�, hogy ad �z��t�g �� ���k�r� l� � ��jt� ��f�ly� �r�� A.......................................................................................................................................................................................... �rg�. .......................................................................................................................................................................................... 4. Írd le Ohm törvényét szavakkal!
Egy �ogy�zt� ��r�� �z��t�g �r�m�rg k�ö gy�n �r�ny�ság ���.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... U I Írd le Ohm törvényét betűjelekkel is! ...................................... R=
5. Egy fogyasztó fogyasztó ellenállása 500 Ω. Ennek ismeretében ismeretében egészítsd ki a következő következő mondatokat! mondatokat!
1 A ..... erősségű áram fog Ha egy fogyasztó fog yasztó ellenállása 500 Ω, akkor ha 500 V-ra kapcsoljuk, ............... .......... fog átfolyni rajta. 250 V-�� kapcsoljuk, 0,5A erősségű Ha egy fogyasztó ellenállása ellenál lása 500 Ω, akkor ha ......................... erősségű áram fog átfolyni rajta. 100 V-�� kapcsoljuk, 0,2A erősségű Ha egy fogyasztó ellenállása 500 Ω, akkor ha ........................ erősségű áram fog átfolyni rajta. 6. Tedd ki a megfelelő relációs jelet! U 1 > U 2
U 1 = U 2
U 1 · 2 > U 2
R1 = R2
I 1 = I 2
I 1 = I 2
I 1 < I 2
I 1 · 2 > I 2
U 1 < U 2
R1 < R2
R1 > R2
R1 > R2
R1 = R2
I 1 < I 2
U 1 < U 2
7. Töltsd ki a táblázatot! U (V)
230
1,5
18
230
120
4,5
0,48
220
I (A )
2
0,3
0,5
1
2
0,1
0,01
10
R (Ω)
115
5
36
230
60
45
48
22
17
I. Elektromos alapjelenségek 8.
A grafikonok közül melyik felel meg Ohm törvényének? (Jelöld a karikában!)
I
I
I
U
9.
I
U
U
U
Írj I vagy H betűt az egyes állítások éle aszerint, hogy igaz vagy hamis állítást tartalmaznak!
I . Adott feszültség mellett az ellenállás határozza meg az átfolyó áram nagyságát. ............. ............ I Az ellenállás és a rajta átfolyó áram között állandó feszültség mellett fordított aranyosság áll fenn. ............. I . Egy berendezés (fogyasztó) ellenállása egy rá jellemző állandó. ............. ............ H . 2 Ω ellenállású az a vezető, amelyen a rákapcsolt 2 V feszültség hátasára 2 A áram folyik át. ............. ............ I . A jó feszültségmérő ellenállása közel végtelen. ............. ............ 10. A grafikon különböző feszültségértékekhez feszültségér tékekhez tartozó áramerősség-értékeket áramerősség-ért ékeket ábrázol egy adott fogyasztón. fogyas ztón. Olvasd le a grafikonról a hiányzó adatokat! V 14
1
2
3
4
5
(V)
U
5
6
9
10
12
I
20
24
36
40
48
13 12 11 10 9
(mA)
8 7
250 Ω
6
Mekkora Mekkora a fogyasztó ellenállása?....................... ...........................
5 4 3 2 1 0
10
20
30
40
50
60
mA
11. Egy hajszárító hajszárító ellenállása 100 Ω. Mekkora Mekkora erősségű áram folyik át rajta 230 V hálózati feszültség hatására?
R = 30 Ω U = 230 V I
18
U
230 V
R
30 Ω
= 7,6A
I. Elektromos alapjelenségek
7. AZ ÁRAM HATÁSAI 1. Az alábbi felsorolás hibás. Keresd meg, majd húzd alá azokat, amelyek nem tartoznak tartozna k az elektromos áram hatásai közé! fénytani, hő, földrajzi, mágneses hatás
2. Milyen hatása van még a fent felsoroltakon kívül az elektromos áramnak?
�gy� le��� .......................................................................................................................................................................................... 3. Helyesek-e így az alábbi megállapítások? megállapítás ok? Kösd össze a megfelelő félmondatokat úgy, hogy helyes és igaz állításokat kapjunk! Az elektromos áram
felmelegíti felmelegít i a szomszédos meneteket is.
Feltekert ellenálláshuzal meneteiből érkező hősugárzás
felmelegíti a vezetőt, amelyen átfolyik.
Az áram bekapcsolását követően
a vezeték idővel kihűl.
A vez vezet eték éksz szak akas aszz fes feszü zült ltsé ségm gmen ente tesí síté tése se után tán
a vez vezet etőő hő hőmérs mérsék ékle lete te egy egy ide ideig ig emel emelkkedik edik..
4. Írd be a kipontozott helyre annak a berendezésnek a nevét, amelyik nem illik a felsoroltak közé! Válaszodat álaszod at indokold! villanybojler, villanybojler, villanyvasaló, elektromos elektromos tűzhely, tűzhely, villanyborotva, mosógép, mosógép, hősugárzó
��l�ny��r�� �� �l�k�rm� �r�m NEM A .................................................... nem illik a többi közé, mert ................................................................................ ��lgt�r� h�zn��j�
........................................................................................................... .
�ágn Az elektromos áram mely hatását használja ki a fenti kakukktojás? A(z) ............................................. hatását. 5. Írd a képek alá, hogy működésük az elektromos áram mely hatásán alapul?
�gy�
.......................................................
�ágn
.....................................................
h�- �ágn
.......................................................
19
I. Elektromos alapjelenségek 6. Mi történik galvanizáláskor? galvanizá láskor? Alkoss helyes és igaz mondatokat!
��v���� A galvanizálás során vékony fémréteggel tudunk tárgyakat .................................................... . �l�k�r���z�
A galvanizálás tulajdonképpen tulajdonképpen .................................................... , amelynek során az elektrolitban áramló ionok
���lgtő�n�� az elektródákon .................................................... és kiválnak. Galvanizáláskor a bevonandó anyag az elektróda, az adott fémet
�l�k�r���� tartalmazó oldat pedig a(z) .................................................... . 7. Melyik állítás hamis az alábbiak közül? Válaszodat álaszod at indokold! 1. A folyadékba merülő vezetők neve elektróda. 2. Tiszta vízben nincsenek mozgó töltéshordozók. 3. A konyhasó nem vezeti az elektromos áramot. 4. Az áramforrás negatív pólusára kapcsolt elektróda a katód. 5. Az áramforrás pozitív pólusára kapcsolt elektróda az anód. 6. A melegítő eszközökben lévő ellenálláshuzal ellenálláshuza l az áram hatására felmelegszik. felmelegszi k. 7. Az áramforrás által mozgatott elektronok a fém atomjainak ütköznek. 8. A feszültség alá helyezett ellenálláshuzal ellenálláshuzal megfeszül. 9. Szabadon mozgó, töltött részecskéket tartalmazó tartal mazó folyadékok vezetőként viselkednek. 10. Az elektrolitban áramló ionok az elektródákon semlegesítődnek semlegesítő dnek és kiválnak.
� ��z�� � hág�l� k�v�zt��� �gny���� 8. Hamis állítás a(z)....................... számú, mert ............................................................................................................
8. Gondolatkísérlet Kati és Juli fizikaszakkörön kísérleteznek. kísérleteznek. A feladatuk az, hogy egy ellenálláshuzalt ellenálláshuzalt minél gyorsabban felmelegítsenek. Az ellenálláshuzalon kívül rendelkezésükre áll két rövid vezeték, az áramforrás és egy ceruza. Kati az ellenálláshuzalt közvetlenül az áramforráshoz köti, mert szerinte nagyon fontos, hogy az áram közvetlenül és minél gyorsabban jusson el a felmelegítendő helyre. Juli először feltekerte a ceruzára az ellenálláshuzalt, majd a két rövid vezeték segítségével az elem sarkaihoz kapcsolta, mert szerinte az a rövid vezeték úgysem melegszik föl, és nem is akadályozza az áramot. Melyiküknek van igaza? Miért?
J���n�� ��� g���, g���, ��r� ��r � � ����r� ��tz�� h�m�r��b ���m�lgz��, ��v�� � ��n�� gym��� � ��lg���.
................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
20
.
I. Elektromos alapjelenségek
TUDÁSPRÓBA 1. Vizes padlón elektromos berendezést szerelése miért veszélyesebb, mint száraz padlon?
M�r�, ���n��� �� �r���t �zl��
.......................................................................................................................................................................................... 2. Húzd alá a hibákat az alábbi mondatokban, és írd le helyesen a mondatokat! A töltés jele: T, mértékegysége a coulomb (ejtsd: kulomb) A kulomb jele: K
t��t ��l�: Q , ��r tkgy�g� � c��l�b (�jt�: ��l�b) ��l�b) A ��l�b ��l�: C A.......................................................................................................................................................................................... A fizikának a mozgó elektromos töltésekkel foglakozó fejezete az elektrosztatika.
A �z�k�n�� � �yu�v� �l�k�rm� t��t���k�� �ogl��o�� ��j��� �� �l�k�r�zt���k�.
.......................................................................................................................................................................................... Porcelánból készült alkatrészek vezetnek az elektromos távvezetékek és tartóoszlopuk között.
P�rc�l����� z��� ����rz�� zig��n�� �� �l�k�rm� t�vv��k�� t�r t��zl��� k�ö.
........................................................................................................................................................................................... 3. Az elektromos áram, a töltés és az idő közötti összefüggést összefüggé st írd le a megfelelő jelek ( Q, I, t ) felhasználásával! Q I= t ...................................................................................... 4. Írd le Ohm törvényét az „ellenállás”, „ellenállás”, „feszültség” „feszült ség” és „áramerősség” szavakkal!
A �ogy�ztr� k������� U �z��t�g gy�n�� �r�ny� � �ogy�zt� ��f�ly� I �r�� �rg�v��. .......................................................................................................................................................................................... U
�agy: A� I h�n�ad� – ad �ogy�zt� �� – ��l�nd�, �z� ��v��z�� ��l�n��l��n��. .......................................................................................................................................................................................... 5. Végezd el a kijelölt átváltásokat!
1000 ..................... 1 kV = ...................... ........... .......... V
0,22 220 mV= ...................... .......... ....................... ........... V
100 0,1 A = ...................... ........... ..................... .......... mA
13 000 .............. 13 A = ................................ ..................... ... mA
6. Húzd alá a megfelelő szavakat! Egy áramkörben állandó nagyságú feszültség mellett, esetén kétszer akkora ellenállás esetén kétszer – fele akkora áram folyik. 7. Egy 100 V méréshatárra beállított beállított műszer mutatója a legnagyobb kitérés egyharmadánál áll.
33,3 V Mekkora a mért feszültség? ....................................... 8. Igaz–hamis. Írj I vagy H betűt a meghatározás előtti vonalra!
I ............... Az elektromos töltés két féle lehet: pozitív és negatív. H A profi villanyszerelő szerszámok nyele ötvözött alumínium. ............... I A vezetőben az átáramlott töltésmennyiség és az áramerősség között egyenes arányosság áll fenn. ............... H ..... Az ellenállás az áramerősség és a feszültség szorzata. ............... .......... I ..... Az áramerősség ............... .......... áramerősség a feszültség és az ellenállás hányadosa.
21
II. Az elektromos áram
1. AZ ELEKTROMOS ÁRAM ÉS AZ EMBERI SZERVEZET 1. Írd le, miért veszélyesek az alábbi rajzokon látható cselekvések!
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
..........................................
2. Írj I vagy H betűt az egyes mondatok mondatok elé aszerint, hogy igaz vagy hamis hamis állítást tartalmaznak!
I
............ ............ A sós víz jobban vezeti az áramot, mint a tiszta víz.
H
............ ............ A sós víznek nagyobb az ellenállása, mint a tiszta víznek.
H
............ ............ Az áramvezetés mindig veszélyes az emberi szervezet számára.
I
............ ............ Az áramvezetés természetes élettani folyamat folyamat az emberi szervezet számára.
I
............ ............ Az emberi test jó elektromos elektromos vezető.
I
............ ............ A nedves bőrfelület jobb vezető, mint a száraz.
I
............ ............ Az emberi testben néhány millivolt feszültség mindig jelen van.
H
............ ............ Az áramütés jótékony jótékony hatású is lehet: felgyorsítja a sejtek közti információáramlást. információáramlást.
I
............ ............ Az áramütés miatt a test nedveiben kémiai változások is bekövetkezhetnek. bekövetkezhetnek.
I
............ ............ Az áramütést követően még nem múlik el az életveszély életveszély a vérben kialakuló légbuborékok légbuborékok miatt.
I
............ ............ Az egytized egyt ized milliamper erősségű áram még nem veszélyes.
H
............ ............ Az emberi szervezet szer vezet számára 50 V feszültség még teljesen veszélytelen. veszélytelen.
22
II. Az elektromos áram
3. Gondolkodj és válaszolj! Baleseti statisztikák alapján tudható, hogy bár áramütés nagyjából egyformán ér fiatal és idős embereket, halálos áramütést inkább a fiatalok szenvednek. Más szóval: az idősebbek számára kevésbé veszélyes, ritkábban halálos az áramütés. Mi lehet ennek az oka? Gondolj a test nedvességtartalmára és az ellenállásra!
�� d t� ��r „��r����b”, �agy��b �� ��l�n��l��, �gy ad a d �z��t�g ���le
Azért kevésbé veszélyes, mert ......................................................................................................................................
�����b �r�� ��ly�� �� ��jt�
......................................................................................................................................................................................... . 4. A mellékelt ábrán mindenből kettő van: amivel lehet és amivel nem szabad villanyt szerelni. Kösd össze, hogy melyik szerszámot vagy eszközt választanád, illetve melyik használatát kerülnéd el! villanyszerelésre alkalmas
villanyszereléshez veszélyes
5. Kinek van igaza? Az osztályban arról vitatkoznak, hogy mi a helyes teendő, milyen eszközöket kell és szabad használni áramütés esetén. Pisti szerint a gyorsaság a legfontosabb. Azonnal oda kell ugrani, és elrángatni az áramütöttet ezzel megszakítva az áramkört. Kati szerint a segítségnyújtó védelme is a fontos, ezért az áramütést okozó áramkört úgy kell megszakítani, hogy közben a segítségnyújtót ne érhesse baleset. Valamilyen szigetelő anyaggal: fakanállal, műanyag nyelű szerszámmal kell ellökni a sebesültet az áramforrástól. Melyiküknek van igaza, és miért?
K���n�� ��� g���, ��r� �� r� h� ��zt� ��z�� �gfog��� �gfo g��� �� �r���tö, �� � �� �r��k�r �z��v� ���h����� ���k .......................................................................................................................................................................................... �r���t �r�. � .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 6. Írd be a hiányzó szavakat úgy, hogy a mondat igaz állítást tartalmazzon! tarta lmazzon! Miért kell áramütés esetén mindenképpen orvost hívni?
lg����rk�� Áramütés esetén mindenképpen orvost kell hívni, mert az áram hatására ...................................................... ��r��� z�� keletkezhetnek a(z) .......................................................... , melyek a(z) ........................................................... jutva h�l��� okozhatnak. ....................................................
23
II. Az elektromos áram
7. Írd a képek mellé, hogy veszélyes veszélyes vagy veszélytelen veszélytelen jelenetet ábrázolnak-e, ábrázolnak-e, indokold a választ! választ!
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
...................... .................................. ....................... .............. ...
...................... ................................. ...................... .................. .......
8. Egészítsd ki a mondatokat mondatokat a felsorolt felsorolt szavakkal! Vigyázz, nincs szükség mindegyikre! csökkenti, gyorsaság, lassúság, leállítja, növeli, órák, újraindítja, percek, túlélés, veszély
gy�r�ág A hirtelen szívhalál bekövetkeztekor legfontosabb a(z) ...................................................... . A defibrillátor egy l����j� �jr��n��j� pillanatra ............................................... a szívműködést, majd egy újabb lökéssel ............................................. . ��rc�� ��ll Életmentésre sokszor csak ........................................... állnak rendelkezésünkre. A(z) .............................................. ����k���� esélyeit a késlekedés gyorsan .................................................... . 9. Jelöld be a helyes választ! a) Mit vizsgál az EKG?
A szív elektromos jelenségeit. Az Elektromos Közegek Gyakoriságát.
b) Ki fedezte fel a defibrillálást?
Egy német fizikus. Egy dán állatorvos.
c) Mit vizsgál az EEG?
Az Emberi Elme Gépesíthetőségét. Gépesíthetőségét. Az agy ag y elektromos működését
d) Mit szabályoz a pacemaker?
Az agyhullámok agyhull ámok intenzitását. A szívritmust szívritmust
e) Hogyan működik a szívritmus-szabályozó? szívritmus-s zabályozó?
Impulzusaival vezérli az izmok összehúzódását összehúzódás át Metronómként mutatja a helyes ritmust
24
II. Az elektromos áram
2. FOGYASZTÓK SOROS ÉS PÁRHUZAMOS KAPCSOLÁSA 1. Az ábrán látható kapcsolást megrajzoltuk áramköri jelekkel is. Állapítsd meg, hogy melyik számnak melyik betű felel meg! 1 A F
3 2
1
F
2
D
3
A
4
B
4 E 6
D
B C
5
5 6
C E
2. Egy csillárban 5 izzó található egy áramkörön. áramkörön. a) Ha az egyik izzó kiég, akkor a többi még világít. Hogyan kötötték be őket? ��r��z�m��� ...................................................................................................................................... b) Mekkora az egyes izzókra eső feszültség?
230 V ...................................................................................................................................... c) Mit tudhatunk az egyes izzókon átfolyó áram erősségéről?
H� �� ����� ����� gyf�rm��, gyf �rm��, �� ��f�ly� �r�� �rg� � ���n�.
.......................................................................................................................................................................................... 3. Az ábrán látható kapcsolások közül melyik soros, melyik párhuzamos? Írd az ábra alá a kapcsolás nevét!
��r�...................... ..................... ................................. ....................... ...................... ....................... ................... .......
��r��....................... z�m�....................... ...................... ....................... .................................. ...................... ...................... ...............
25
II. Az elektromos áram
4. Írd be a táblázat megfelelő helyre az alábbi összefüggéseket! összefügg éseket! I fő = I 1 + I 2 U fő = U 1 + U 2
I = = állandó Re < R1, Re < R2
U = = állandó Re = R1 + R2
Soros kapcsolás
Párhuzamos kapcsolás
U �� = U 1 + U 2 I = ��l�nd� R � = R 1 + R 2
Feszültség Áramerősség Ellenállás
U = ��l�nd� I �� = I 1 + I 2 R � < R 1 , R � < R 2
5. Készíts egy soros és egy párhuzamos kapcsolási rajzot! Az áramkörben legyen 1 zsebtelep, 2 izzó, 1 kapcsoló, amely megszakítja az áram útját mind a két izzóban, illetve 2 feszültségmérő műszer, amely az egyes fogyasztókon mérhető feszültséget méri! Soros kapcsolás
Párhuzamos kapcsolás
6. Vannak olyan csillárok, amelyben az izzók 2 áramkörön vannak, amint azt a kapcsolási rajzon is láthatod.
3+1 ....................... a) Hogyan van megosztva a 4 izzó? ....................... ........... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ..................... .......... b) Írd a vonalra, vonalra, mely izzók világítanak világítanak a kapcsoló kapcsoló egyes helyzeteiben! helyzeteiben!
1
1
2
3
2, 3, 4 ............... ..................... ................................. ...
4
1
2
3
1, 2, 3................. , 4 ...... ...................... .................................
4
1
2
3
1 ........ ....................... .................................. ...................
4
2
3
4
gy�................... ��� ........ ...................... .................................
7. Az elektromos eszközöket védeni kell a megengedettnél nagyobb áramerősségtől, ami bajt okozhat. Ezért építenek a gyártók az elektromos készülékekbe biztosítékokat.
��r��� ......................... a) Hogyan kötik ezt az alkatrészt az elektromos eszközbe? .......................... ............. ......................... .......................... .......................... .................. ..... A ��zt��tk�� ��r� k�����l� �� ��y�n��k�r� �r�� h�la� ��, ���� � t���� ����r���. b) Válaszod Válaszodat at indokold! ........................ ........... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ......................... .............. E��r� h� �gn�v�k��� �� �r�m�rg �rtk�, �� �og lg�l��r t��r�m����. ..........................................................................................................................................................................................
26
II. Az elektromos áram
8. Egy áramkörbe áramkörbe egy 50 Ω és egy 100 Ω ellenállású ellenállású fogyasztót kötünk egymással párhuzamosa párhuzamosan. n. Melyik Melyik állítás igaz? A helyes állítás betűjelét betűjelét karikázd be, a hamis állításét húzd át! a) Az áramkörben áramkörben az áramerősség áramerősség az az 50 Ω-os fogyasztón fogyasztón nagyobb, nagyobb, mint a 100 Ω ellenállásún. ellenállásún. b) Az áramkörben áramkörben a feszültség feszültség az ellenállások ellenállások arányában arányában oszlik meg. c) Az áramkörben áramkörben az eredő ellenállás 50 Ω-nál nagyobb, nagyobb, de 100 Ω-nál kisebb kisebb lesz. A hamis állítások helyett írd le úgy a mondatot, mondatot, hogy IGAZ legyen!
b ) ��ly��: A� �r���r��� � �z��t�g ��nd�� ���t�� ��y�n��k�r� �� y�n��k�r� .......................................................................................................................................................................................... � ) ��ly��: A� �r���r��� �r���r ��� �� �rd� ��l�n��l� ��l� n��l� 50 Ω-��� �����b l�. l� . .......................................................................................................................................................................................... 9. Párhuzamosan kapcsoltunk 2 ellenállást! ellenállá st! Számold ki a hiányzó értékeket! U 0 = 50 V I 1 = 1 A R2 = 25 Ω I 2 = I = = R1 = Re =
U
50 V
R
≅ 2 A 25 Ω
2
50 V
I
3 A
ö
U
2
2
R 2
I
= 16 16,6 ,6 Ω
U0
50 V = 50 Ω
I
R1
I
I 1 + I 2 = 1 A + 2 A = 3 A U
I 1
1 A
10. A karácsonyfák díszítésére használt világítófüzérek világítófüzérek régebben 18 darab 65 Ω ellenállású színes izzóból álltak, amelyeket sorosan kapcsoltak a 230 V-os halózatra.
A��r�, hogy 1-1 ���r� �����b �z��t�g ��s��.
a) Mit gondolsz, miért voltak sorosan kapcsolva? ...................................................................................................
��� b) Ha az egyik égő kiégett, tudott-e világítani a többi? ................................. c) Számold ki, mekkora volt az izzók eredő ellenállása!
R = 65 Ω, ��k�r R = 65 Ω • 18 = 1170 Ω
1 � ..........................................................................................................................................................................................
d) Számold ki, mekkora feszültség jutott 1 darab izzóra!
U = 230 V : 18 = 12,7 V
.......................................................................................................................................................................................... e) Mekkora az áramerősség az áramkörben?
I=
U
230 V
≅ 0,2
A
R 1170 Ω ..........................................................................................................................................................................................
11. Egy 2,4 V feszültségű feszültségű áramforrásra áramforrásra egy 40 Ω ellenállású fogyasztót kapcsoltunk kapcsoltunk.. Mekkora Mekkora ellenállású fogyasztót kell ezzel párhuzamosan kapcsolni kapcsolni a körbe, hogy a főág áramerőssége áramerőssége 100 mA legyen? U 2,4 V = 60 mA mA = R 40 Ω A 40 Ω-os ellenálláson átfolyó áram: I = .................................................................... . Ahhoz, hogy a főág
40 �A áramerőssége áramerőssége 100 mA legyen, a másik mellékágban .......................................................... erősségű áramnak kell 2,4 V folynia. Ezt az áramot is .............................................................. feszültség hajtja át a fogyasztón, így a szükséges R=
U
=
2,4 V
= 60
I 0,04 A ellenállás .............................................................. .
27
II. Az elektromos áram
3. ÁRAMFORRÁSOK 1. Sorolj fel néhány – a háztartásotokban, háztart ásotokban, környezetedben – használatos áramforrást! Gondolj arra, milyen áramforrásról működnek a szórakoztató elektronikai eszközök, a háztartási gépek, a kerékpárod világítása!
c���za�l��, z���z�m�lg� z�� �z�m�lg� ��p�l�m�, t�l�f�� t�l� f�� ������l�t�r, �l�k�rm� h�lz�� (k��n�t�r) (k��n�t�r)
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 2. Mit nevezünk áramforrásnak?
�r���rn�� �z� �� �� �l�m��, �l�m�� , �m�ly �� �l�k�r�n� �r�m ����t�r�j�. ����t�r �j�. A�.......................................................................................................................................................................................... 3. A képen egy citromelemet citromelemet tartalmazó áramkört áramkört látsz! Sorold fel, milyen alkatrészekből áll ez a galvánelem!
I�n�k�� t�rt��m��� �ld��, �l�k�r����
1. .....................................................................................................................
k�� ��l����� ���
2. .....................................................................................................................
���k��
3. ..................................................................................................................... 4. Kösd össze az áramforrás nevét a megfelelő működési elvvel! elemek
a fény energiáját alakítja elektromos energiává
generátor
kémiai folyamatok energiája alakul elektromos energiává
napelemek
mozgási energia alakul elektromos energiává
5. A tankönyved tankönyved segítségével írd a használatban használatban lévő elemfajták alá a nevüket!
c�....................... ��za�l�................ � ..... ...................... ..........
9 ...................... V-� �l�................ � ..... ...................... ...........
���r................... ��l�� ........ ...................... .................................
l�p���..................... l�� .......... ..................... ................................
Nézz utána! 6. Nézz utána, hogy a fenti elemeket milyen elektromos eszközökben szokták használni!
t�v�r�nyt� ��t�, �ig�t��� ��nyk�p���, �l��l��p� c���za�l��: ................................................................................................................................................................................ �l��: gy�r����tk��, t�v�r�nyt�� 9 V-� ................................................................................................................................................................................ t�v�r�nyt�, �ig�t��� ��nyk�p��őg�, ��rnym��m�r�, �l��l��p�, ���r��l��: ................................................................................................................................................................................ ���rá�i�, z���l��p� l�p���l��: ................................................................................................................................................................................
28
II. Az elektromos áram
7. Hasonlítsd össze az elemeket az akkumulátorral! Azonos tulajdonságok:
K��i�� ��l��m�t�� �r�m�n��k��� ��lg��t��n�� �r�m 1. .......................................................................................................................................................................................... Poz��� �g��� ����� ���, ���� ������tn�� �� �r��f����� 2. .......................................................................................................................................................................................... M�n� � ke� dv�� l�m���� 3. .......................................................................................................................................................................................... Különböző tulajdonság:
�l�� gy��r h�zn�l�t�, �� ������l�t�r� ��� l�� t��t���. A�.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 8. A köznapi szóhasználatban a képen látható eszközt elemtöltőnek nevezzük. Miért helytelen a fizikai szaknyelv szempontjából ez a kifejezés?
��lyt�l��, ��r� �� �l�m�� gy��r h�zn�l�t���, ���� t��t��� l�� �z� A��r� ............................................................................................................................................... ��v��z��. ������l�t�rn�� ............................................................................................................................................... 9. Egy fényképezőgép fényképezőgép működéséhez működéséhez 2 darab AAA elem elem szükséges. szükséges. Szerinted mit érdemes venni 2 darab darab AAA elemet néhány 100 Ft-ért, vagy 2 darab AAA akkumulátort, ami 4-5-ször többe kerül? Válaszodat indokold!
H�sz� t�v�� g�nd��o��� �� ������l�t�r ������l�t�r ��� �g ���b��, ���b�� , d� h� ��n� ���z� �� ����rn��, ��ra� �� ra� � �����b,
..........................................................................................................................................................................................
gy���� �iad�.
..........................................................................................................................................................................................
��r��� 10. a) Hogyan vannak kapcsolva a zseblámpa elemei? .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... A� �.......................... c�j�, hogy hog.......................... y �� �l�m�� �z��t�g� szad�j��. b) Mi a célja az ilyen kapcsolásnak? ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .................. ..... 11. Válaszolj a következő kérdésekre a „növekszik”, „növekszik”, „csökken”, „csökken”, „nem változik” kifejezésekkel! kifejezés ekkel!
��v��z�� a) Mi történik az elem belső ellenállásával használat használat közben? ....................... ............ ...................... ...................... ...................... ....................... ..................... ......... ��v��z�� b) Mi történik a zsebtelepre kapcsolt áramkor eredő ellenállásával? ellenállás ával? ......................... ............ .......................... .......................... .......................... ................ ... ����k�� c) Mi történik a zsebtelep feszültségével feszültségé vel használat közben? .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .......................... ................ ... ����k�� d) Mi történik az áramerősséggel a zsebtelepre kapcsolt áramkörben? ........................ ............ ......................... .......................... ......................... ............ 12. Félresikerült kísérlet Katiék egy 9 V-os izzót két 4,5 V-os laposelem felhasználásával akartak működtetni. Sajnos a sorbakötés nem sikerült jól, ugyanis az elemek negatív sarkait kötötték össze, majd a szabadon maradó pozitív sarkok közé kötötték az izzót. Mi történt? Jelöld a helyes válasz(oka)t! Nem történt nagy baj. Az izzó kevésbé, de hosszabban világított, az elemek lassabban merültek ki. Az elemek elemek rövidzárba kerültek, így azonnal tönkrementek. tönkrementek. Az izzó csak felvillant. felvillant. Az elemek elemek párhuzamosan párhuzamosan lettek kötve, az izzó gyengén és csak egy rövid rövid ideig világított. Az izzó sarkai sarkai között között nem nem volt feszültség, ezért nem világított. Az elemek elemek nem merültek merültek le. le.
29
II. Az elektromos áram
13. Hogyan lehet meghosszabbítani az elem élettartamát? élettartam át? 1. Az elemeket megfelelően helyezzük be az elektromos eszközbe, követve a jelzéseket, amelyek az elem pozitív (+) és negatív (−) végének helyes behelyezési irányát mutatják! 2. Tartsuk tisztán az elem érintkezési felületeit! 3. A kimerült elemeket azonnal távolítsuk el az eszközből! 4. Óvjuk az elem élettartamát úgy, úgy, hogy kikapcsoljuk az eszközt, mikor nem használjuk! 5. Amikor az eszköz feltehetően hosszú ideig használaton kívül lesz, távolítsuk el belőle az elemeket! 6. Az elemeket hűvös, száraz helyen, szobahőmérsékleten szobahőmérsék leten tároljuk. A fenti szöveg alapján válaszolj a következő kérdésekre! a) Amikor hazaérünk a nyaralásból, azonnal letöltöttük a képeket képeket a fényképezőgépünkről. fényképezőgé pünkről. Mit nem szabad elfelejtenünk, mielőtt a helyére tennénk a gépet?
�l�m ��v���� ��l�l� ��y ��t���� � ��l��r� � ��nyk�p��őg�p! A� .......................................................................................................................................................................................... b) Mire kell odafigyelnünk, odafig yelnünk, ha zseblámpában ki kell cserélnünk az elemeket?
A� �j �l�m�k �gf�l�l� �������k�� k��� gym��ho� ��lzt��� � l��p�b� ��lzt���.
.......................................................................................................................................................................................... c) A falióránk késett. Az elemeket kicsit megmozgattuk benne, s most már újra pontosan jár. Mi lehet a jelenség oka? oka?
A� ����tk���� ����tk���� ����l � �ozg�t� „�g��z�t� „�g��z�t�”.”. H� l�m����� l� m����� �� �l��, �� � ����r ��r ��� �g�.
.......................................................................................................................................................................................... 14. Írd a következő képek alá, hogy a napelemek milyen felhasználását felhasználás át látod!
�r��lm� �n�rgia��l�t�� ...................... ........... ...................... .................... .........
��rk�l�r�
....................... .................................. .................. .......
z�m�lg� ���t�� ..................... z�m�lg� ���t�� .......... ...................... ..................... ..........
...................... .................................. ................... .......
Milyen előnyei vannak a napelemnek, a fenti alkalmazásokban?
�g�j�l� �n�rgi�, t�h�� ��� ���n��z� � �rn���. A ��p�n�rgi� .......................................................................................................................................................................................... z���g � l��p�� �� ���l�l�r�� � h�lz��r� k��, �gy ��� �ogy�z� �og y�z� h�lz��� �r�m! N�� .......................................................................................................................................................................................... �r��lm� ��� ��n� � �� �n�rgi�f�� �n� rgi�f�� � ��p�n�rgi�� �v��. A�.......................................................................................................................................................................................... g����n�l�m h�zn��h��n�, d� �gy �z� ��� k��� �����! A z�m�lg� ..........................................................................................................................................................................................
30
II. Az elektromos áram
4. ELEKTROMOS MUNKA ÉS TELJESÍTMÉNY 1. Írd a mennyiségek alá a nevét és a betűjelét! 0,1 h
50 Ω
d� �
��l�n��l� R
1,2 A
3 kWh
�r�m�rg I
�n�rgi� E
230 V
250 kW
�z��t�g U
t��j�m�ny P
2. Végezd el az átváltást!
500 ............... 0,5 kWh= ..................... .......... .... Wh
20000 V = ....................... ............20 ............... kV
1 ..... Wh 3600 Ws= ....................... ............................
2600 2,6 kW= ......................... ............ ............... Watt
300 0,3 A = ......................... ............ ............. mA
450 mW= ........................ ...........0,45 ................. W
0,08 80 mA= ...................... ........... ................. ...... A
0,5............. óra 30 perc = ...................... ...........
5400 .... Ws 1,5 Wh= ...................... ..........................
3. Mit fogyasztanak az elektromos elektromos fogyasztók?
A h�lz�t��� ���ve �n�rgi��.
.......................................................................................................................................................................................... 4. Sorold fel, mitől függ az elektromos munka! Milyen arányban van az elektromos munka ezekkel a menynyiségekkel. Kösd össze a megfelelő aránnyal!
�z��t�gt�� �......................................................................................
egyenes arány
�r�m�rgt�� ......................................................................................
fordított arány
d�� ��t��� ...................................................................................... 5. Kösd össze a fizikai mennyiséget a meghatározásának módjával!
a) az elektromos munka és az eltelt idő szorzata Az elektromos munka
b) a teljesítmény és az eltelt idő szorzata c) a feszültség, az áramerősség és az eltelt idő szorzata d) az elektromos munka és az eltelt idő hányadosa
A névleges teljesítmény teljesítmény
e) a teljesítmény és az eltelt idő hányadosa f ) A feszültség és az áramerősség szorzata szorzata
6. a) Egy mosógép teljesítménye fűtés közben 2,5 kW. kW. Mekkora áram folyik át rajta fűtés közben?
U = 230 V P = 2,5 �W = 2500 W I=
P
W =
U
=10,87 =10,8 7 A
230V
b) Miért van minden konyhai konyhai és fürdőszobában fürdőszobáb an használatos elektromos eszköznek kettős szigetelése?
A��r�, hogy �� �� lvzly�� �agy �r�� ��hogy b�l, �r���t �o����!
..........................................................................................................................................................................................
31
II. Az elektromos áram
7. Egy 5 tagú család havi elektromos elektromos energiafogyasztása 620 kWh. kWh. Mit gondolsz, miért ebben a mértékegységben szerepel a villanyszámlán a fogyasztás, és miért nem a joule-t használják?
���l� �agy�� ����� ��rtkgy�g, �gy ���p�� 1 h�v� �ogy�zt� �� � �i��� z�m�k�� k�n���. J�l�� ��� A .......................................................................................................................................................................................... • 1000 • 3600 = 2 232 000 000. Kb szmk egysűb egys űb tl. 620.......................................................................................................................................................................................... 8. Egy elektromos eszköznek akkor 1 W a teljesítménye, ha 1 sec alatt 1 J elektromos munkát végez. Töltsd ki a hiányzó számokat a következő mondatokban!
2 J elektromos munkát végez. a) Egy elektromos eszköznek akkor 1 W a teljesítménye, ha 2 sec alatt ................. 5 b) Egy elektromos eszköznek akkor 1 W a teljesítménye, ha ................. sec alatt 5 J elektromos munkát végez. 3 J elektromos munkát végez. c) Egy elektromos eszköznek akkor 3 W a teljesítménye, ha 1 sec alatt ................. d) A TV készülék átlagos teljesítménye 80 W. Mit jelent ez az adat?
E� �z� �z� ��l����, hogy hog y 1 � �l� 80 J �l�k�rm� ���k�� �g��.
..........................................................................................................................................................................................
gy�n �r�ny�ság
e) Milyen arányosság van a teljesítmény és az elektromos munka között? ......................... ............ ........................ ...........
��r�t �r�ny�ság
f ) Milyen arányosság van a teljesítmény és a munkavégzéshez szükséges idő között? ......................... ............ ......................... ............ 9. Írj I vagy vagy H betűt az egyes állítások állítások elé aszerint, hogy igaz vagy hamis hamis állítást tartalmaznak!
H .... A fogyasztóra .............. .......... fog yasztóra a névlegesnél nagyobb feszültséget kapcsolni veszélyes dolog. H .... Ha egy 25 W-os izzót és egy 40 W-os izzót azonos ideig működtetünk, ugyanannyit fizetünk érte. .............. .......... H .... Elektromos .............. .......... Elektromos eszköz vásárlásakor vásárlásakor csak a termék árát fontos figyelni, a teljesítménye teljesítménye mindegy. I .... A háztartási gépek energiaigénye .............. .......... energiaigénye jelentős, fontos szempont szempont az energiatakarékos energiatakarékosság. ság. I .... A háztartásban a legnagyobb fogyasztók a fűtésre használt villamos berendezések. .............. .......... 10. a) Írd a képek alá a világítóeszközök világító eszközök nevét!
agym�...................... ny� ��................... �� ........ ...................... ..........h.......................
k�p...................... ��� ��n.................... y��� ......... ....................... ..................................
LE....................... D-l��p...................... � ........... ..................... .................................
b) Írj legalább legalább 3 érvet, hogy miért érdemes érdemes LED-izzót LED-izzót vásárolni vásárolni az asztali asztali lámpádba? lámpádba?
R�n��v�� �n�rgi�t���rk�, gy 3 W-� LED-� LED-���� ��� gy 40 W-� hagym�ny� ���n�� ��l�� �g! 1........................................................................................................................................................................................... A� le�rt�m� 20-��r�� � hagym�ny� ���n��, d� �� �r� ��� ��ny���r t��b. 2........................................................................................................................................................................................... H� �id���, ��� �rn������n����. 3........................................................................................................................................................................................... J�� ��j� � ��-�� k�����lg�t���. 4...........................................................................................................................................................................................
32
II. Az elektromos áram
11. A kakaót reggelente mikrohullámú sütőben szokták megmelegíteni. megmelegít eni. Egy pohár kakaó megmelegítése megmelegíté se 1,5 percig tart. A mikrohullámú sütő teljesítménye 800 W. Ha egy hónapban a 20 tanítási nap minden reggelén kakaót melegítesz, mennyi elektromos elektromos energiát fogyasztasz, és ez mennyibe kerül? (1 kWh energia óráként 40 Ft-ba kerül)
� = 1,5 ��r� = 90 P = 800 W 1 �W� 40 F� W = P • = 800 W • 90 s = 72 000 Ws = 20 W = 0,02 W A r: 40 F • 0,02 = 0,8 F/ 20 r: 20 • 0,8 F =16 F 12. Az egyik zsebszámológép teljesítménye 3 mW, az áramforrás feszültsége 3 V. a) Mekkora az áramerősség a zsebszámológép főáramkörében? P = = 3 mW = 0,003 W U = = 3 V I=
P =
U
0,003 W = 0,001 A = 1 mA mA 3V
b) Mekkora a zsebszámológép zsebszámológé p ellenállása? ellenállás a? I = = 0,001 A U = = 3 V R=
U I
=
3 V
= 3000 Ω = 3 kΩ
0,001 A
13. Egy automata mosógép termékleírásában termékleí rásában a következő áll: Energiafogyasztás (mosás)
1.02 kWh/ciklus
Vízfogyasztás
56 liter/ciklus
Mennyibe kerül egy adag ruha kimosása? (A mosószer és az öblítő árát ne vegyük figyelembe!) Ne felejtsd el, hogy a vízért is fizetnünk kell! Nézz utána, hogy a lakóhelyeden mennyibe kerül 1 m 3 víz, és 1 kWh elektromos energia!
A nrgi r: = 1,02 W • 40 F F = 40,8 F A r: 0,056 • 220 F ( udp r) = 12,32 F
Ösz��: 53,12 F� 53 F� ≅
33
II. Az elektromos áram
5. A LAKÁS ELEKTROMOS HÁLÓZATA 1. Írd be a táblázat üres oszlopaiba a totóban megszokott 1, 2 vagy X jelet aszerint, hogy mi a helyes válasz a kérdésre! 1
2
x
tipp
1. Hány voltos a legkisebb nagyfeszültségű hálózat Magyarországon?
220 kV
230 V
150 kV
1
2. Hány volt feszültséget használnak általában a háztartásokban?
110 V
220 V
230 V
X
kW
kWh
Wh
2
4. A fogyasztók kötése kötése a lakások elektromos hálózatában
párhuzamos
soros
vegyes
1
5. Hogyan kell bekötni bekötni a védendő hálózatba a kismegszakítót?
párhuzamosan
sorosan
földelve
2
0V
115 V
230 V
X
7. Mikor old le a FI-relé?
zárlatkor
áramszökéskor
túlmelegedéskor
2
8. Mit csinál a villanyóra egy újabb fogyasztó bekapcsolásakor? bekapcsolásakor?
felgyorsul
lelassul
egy pillanatra megáll
1
rézből
ólomból
alumíniumból
1
3. Miben méri a villanyóra villanyóra az elektromos fogyasztást?
6. Mekkora a feszültség a földelés és a fázis között?
9. Leggyakrabban miből készülnek készülnek a villamos vezetékek? vezetékek?
2. Mi történt Jánoséknál? Jánosék lakása egyik este sötétbe borult, amikor János nővére, Irén vasalni kezdett. − „Semmi baj” – mondta János, és azonnal a villanyórához sietett, ahol visszakapcsolta a kismegszakítót. Azaz csak kapcsolta volna, mert az nem maradt bakapcsolva: újra meg újra leoldott. Mi lehetett a probléma oka? Hibázott-e János, és ha igen: miben? Mit felejtett el?
H�b��, ��r� ����� � ���l� le ��rl�t�, így lőzr azt kll lt�v��t��� �� �r���r���, ���� ���� �� k��� ��z��
..........................................................................................................................................................................................
� �u�j��, ��� �t�n� z�ba� z���������� � ���mgz��t.
.......................................................................................................................................................................................... 3. A villanytűzhely villanytűzhely és a villanybojler soha nincs ugyanazon az áramkörön. áramkörön. Mit gondolsz miért?
� ke� �agy �ogy�ztn�� z���. M�kd z��� 10 A k����� �r�� h�la� �� ��j���, �gy � l�����b�� t�l��h�t� M�n� .......................................................................................................................................................................................... 16 A- ��zt�� � �zt��t� t� ��� �rn� �� ��k�r� ��k� r� t�r��l. ��k��� ..........................................................................................................................................................................................
34
II. Az elektromos áram
4. Keresztrejtvény Ha megfelelően kitöltöd az alábbi keresztrejtvényt, a FI-relé hivatalos nevét kapod meg. a) A nullavezeték színe.
f ) Erre szorul hazánk az elektromos energia tekintetében.
b) Az érintésvédelem érdekében építik az áramkörbe.
g) Ebben megy a vezeték a falban (védőcső).
c) Kis fogyasztású, fog yasztású, állandóan működő háztartási gép.
h) A villanyórához kapcsolódó fontos áramköri elem.
d) Az elektromos vezeték másik neve.
i) Ilyen a megszakítók kötése az áramkörben.
e) A lakások független áramkörei így vannak kötve.
j) Zöld-sárga csíkos vezetékkel vezetékkel van van kötve. kötve.
V a)
F
Ö
K L
c) H
Ű
T
Ő
G
P
d)
Á B E M O S O R T S Ő
L
S É
b)
e)
P
Á
R
K V
E
Z
E
É
U I D
Z M Ő
K A P C
h) K i)
I S Ö
S M O R L D
H f)
V
É D
É
j)
F
E O E
G S L
T
É
K
Z
A
K
Í
S
T
Ó
Ó
5. A szobák áramköre egy 10 A-es kismegszakítóhoz kismegsza kítóhoz van kötve. Összesen mekkora teljesítményű fogyasztókat fogyas ztókat lehet bekötni ebbe az áramkörbe, amelyek még nem okoznak túlterhelést?
U = 230 V I = 10 A P = U • I = 230 V • 10 A = 2300 W = 2,3 W
A tankönyvedben található teljesítménytáblázat alapján számold ki, hogy ha a szobádban lévő elektromos eszközöket mind bekapcsolnád, túlterhelést okoznál-e!
sz� k��� a��� � ��b�b�� l�v� �l�k�rm� zk��� t��j�m�n���. t��j�m�n���. I.......................................................................................................................................................................................... �� �� �rt� �����b 2300 W-���, ��k�r ��� �l� l� � ���mgz��t�. H�.......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
35
II. Az elektromos áram
6. Írd le az elektromos áram „útját” az elosztóhálózattól a fogyasztóig! fogy asztóig! Használd Használd az alábbi szavakat! Három olyan kifejezés van, amelyet kétszer is fel kell használni. áramvédő-kapcsoló, elektromos energia, FI-relé, fogyasztók, főbiztosíték, kapcsolók, kismegszakítók, konnektorok, konnektorok, külön, kWh-ban, mérőórán, párhuzamosan
��rr�� Az elosztóhálózatból érkezve az elektromos áram először a(z) ....................................................... halad �W�-b�� �l�k�rm� �n�rgi� keresztül. A villanyóra méri és ........................................ jelzi a lakás .................................................................... ����zt��t� felhasználását. A mérőóra része egy ......................................................... . A mérőóra után közvetlenül a(z) �r��-�d�k�����l� FI ��l� ................................................. , közismertebb nevén a(z) ................................................ van, majd következnek ��r��z�m��� ���mgz��t�� az egymással ......................................... kötött .............................................. . A lakásban minden áramkörnek k�����l�� ��l�� kismegszakítója van. A kismegszakító után jönnek a(z) .............................................. , .......................................... �ogy�zt�� k�����l�� majd a(z) ..................................................... , illetve a konnektorok. A(z) ............................................................ és �ogy�zt�� k��n�t�r�� a(z) ..................................................... sorba vannak kötve, a(z) ................................................ pedig egymással ��r��z�m��� és a többi fogyasztóval is ................................................... . Járj utána! 7. Vannak otthonok, ahol 2 villanyóra van. A 2. óra az olcsóbb un. „éjszakai áram” áram” fogyasztását méri. Éjszakai áramról működnek általában a fürdőszobai villanybojlerek. a) Nézz utána utána az interneten, miért hívják „éjszakainak” „éjszakaina k” ezt az áramot?
A� �jz���� �r�� �� ��v�� ��l��m�r�, ����r��� t��f���. A� �jz���i�r��-��lg��t�t� �rd�lg ....................................................................................................................................................................................... �� �r��fogy�zt� �igy����lyoz��r� t�l��t�� ��. A� �jz���� �r�� ��v����v�� �ld�� �g, hogy � ��ú��idz�� ....................................................................................................................................................................................... � ��lgyidz�� �ogy�zt�� kz��t��� gym��ho�. M� ��r ��� ����r�lag �jz����, h�n�� � �� b�rm�ly ....................................................................................................................................................................................... z��z�b�� ��r k���� �� �jz���� �r�� ��ka���l��r�, d� ��� � ��lg��t�t� ��t�� �lr� �gh�t�ro� 5-6 r� ....................................................................................................................................................................................... d��t�������m�b��. ....................................................................................................................................................................................... b) Miért lehet a bojlerokat erről az áramról áramról működtetni működtetni??
M�r� � �jl�r�� ��� g�n���n�� ��l��m�t� �n�rgia��l�t���.
....................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................
8. A hírekben néha hallunk „áramlopásról” „áramlop ásról”.. Ilyenkor a fogyasztók fogya sztók tiltott módon, a villanyórát megkerülve csatlakoznak az elektromos hálózatra! hálózatra! Írj néhány érvet, miért ne tegye ezt senki!
1. Erk�l��t�l�� d�log ��� ���z�� �z�, ���� ��fogy�z����. ��fogy� z����.
..........................................................................................................................................................................................
2. A� �r���t lvzly l��!
..........................................................................................................................................................................................
36
II. Az elektromos áram
6. NAPJAINK ELEKTROMOS ESZKÖZEI 1.
Tudtad-e?
Ha a motor és repülőgépipar is olyan gyorsan fejlődött volna az elmúlt 30 évben, mint számítástechnika és az elektrotechnika, akkor ma már egy liter benzinnel két óra alatt el tudnánk jutni a Holdra. Rakd sorba fejlettségük szerint az alábbi technikai eszközöket! (Gondolj (Gondolj arra, hogy a fejlődés időben játszódik le, azaz az újabb dolgok rendszerint fejlettebbek/modernebbek is.)
a)
3 CD-játszó
elektroncsöves rádió 1 elektroncsöves
b)
2 síkképcsöves síkképcsöves TV
c)
1 elektroncső
5 okostelefon okostelefon
elektroncsöves TV 1 elektroncsöves
3 IC
4 mp3 lejátszó
4 LCD TV
2 tranzisztoros rádió
5 LED TV
3 plazma TV
2 tranzisztor tranzisz tor
Tudtad-e?
2.
A legelső házi számítógépek egyike 1981-ban a ZX-81 nevű személyi számítógép volt, lord Sinclair találmánya. Ennek memóriája mindössze 1 kilobyte (1 K) volt. Később megjelent hozzá 16 K-s memóriabővítés, amely kb. cigarettásdoboznyi méretű volt.
Nézz utána! a) Nézz utána, milyen kapacitásúa kapacitásúakk ma a memóriák!
t���z�� Gig�b�j�, ��r t��b�j� ....................................................................................................................................................................................... b) Rakd sorba nagyság szerint szerint az alábbi tárolókapacitásoka tárolókapacitásokat! t! 2 G, 16 K, 25 M, 1 T
16 K < 25 M < 2 G < 1 T ....................................................................................................................................................................................... Nézz utána! 3. Nézz utána, melyik betűszó mit jelent, és állapítsd meg, az autók alább felsorolt kényelmi felszereltségei közül elektromos szempontból melyik nem illik a többi közé! ABS, esőérzékelős ablaktörlő, ESP, intelligens indítórendszer, sebességhatároló, sötétben felkapcsolódó fényszórók, SRS légzsák, tempomat, tolatóradar, távirányítású tanksapka, távvezérelt központi zár
t�v�r�nyt��� t����k� A kakukktojás kakukktojás a(z)........................ ............. ...................... ...................... ....................... .................. ...... , mert ....................... .................................. ...................... ...................... ...................... ........... �� ��� �l�k�r�����, h�n�� ���d�n � ��d�n ���t��.
.................................................................................................................................................................................
37
II. Az elektromos áram
4. a) Napjainkban mely eszközök az elektromos áramkörök fő alkotórészei?
��v���� � .......................................................................................................................................................................................... b) Sorolj fel néhány félvezető anyagot! Kezdd a leginkább elterjedttel!
g�rm�����, z�l��, ���-�ioxi�, g������-�r���i�, �l�-z��fi� z���c���, .......................................................................................................................................................................................... 5. Írd be a hiányzó szavakat!
hm�r��le�� A félvezetők ellenállása igencsak függ a(z) ..................................................................... . �r��v���� Szennyezéssel módosíthatóak a félvezetők ................................................................... tulajdonságai. ��l����� A félvezető eszközök .......................................................... vezetési tulajdonságú, szendvicsszerűen felépített ��v��� rétegekből állnak. ........................................................... �id� A legegyszerűbb félvezető áramköri elem a ........................................................... . z�l���� Működését tekintve leginkább egy ............................................................... hasonlít, amely egyik irányban �ng�� ........................................................... az áramot folyni, azaz vezetőként viselkedik, másik irányban viszont z��ad��k��� ��� �ng�� , azaz .................................. folyni az áramot. ................................................. ............................................. 6. Kapcsold össze az egyes diódák nevét, jellemzőit és felhasználási felhasználási területeiket!
fotodióda
alacsony feszültségen működő fényforrás
fordított polaritás elleni védelem
egyszerű dióda
változó áram áram egyenirányítására
fényvédők, alkonykapcsolók központi eleme
fénykibocsáltó dióda
fény hatására vezetővé válik
energiatakarékos fényforrás
7. Végezd el az átváltásokat! A mára már mindennapossá vált számítástechnikai berendezések a kettes számrendszeren alapulnak, mely csak a nullákat és az egyeseket ismeri. Áramköri analógiával: az áram vagy folyik, vagy nem. A kettes számrendszer megjelenik a tárolókapacitásoknál is, ahol a kettő hatványai szerint bővülnek a memóriák. Ennek megfelelően a „váltószám” sem pontosan 1000 – ahogy azt korábban a fizikában megszokhattuk –, hanem 210, azaz 1024. Így 1 megabyte 1024 kilobyte-tal egyenlő. (1 MB = 1024 kB; 1 GB = 1024 MB és 1 TB = 1024 GB). Ennek ismeretében végezd el az átváltásokat! átváltásokat! Segítségül megadtuk az első sort. 6 GB = 6 ∙ 1024 MB = 6 ∙ 1024 ∙ 1024 kB
GB 2 1024 ∙ 1024 ................... MB 2 TB = 2 ∙ 1024 ................... = ................... ∙ ................... 5 GB �B = 5 ∙ 1024 MB = 5 ∙ 1024 ∙ 1024 ................... ................... 80 · 1024 · 1024 80 GB = .................................................... kB
38
II. Az elektromos áram
8. Elég lesz a memória? István telefonjának memóriája 2 GB. Elég sok zenét szokott rátölteni, így a legutóbbi ellenőrzés azt mutatta, hogy a szabad tárhely már csak 2355 kB. Barátja ajánlott neki egy jó albumot, ami 2,3 MB nagyságú. Felfér-e István telefonjára az új album?
��r� 2,3 · 1024 = 2355,2 > 2355 N��, .......................................................................................................................................................................................... 9. Mekkora egy zeneszám? Orsolya telefonján 128 zeneszám van. A zenéket tartalmazó mappa mérete 924 MB. Átlagosan hány kilobájt egy-egy zeneszám Orsi telefonján, telefonján, ha a mappa önmagában önmagában nem foglal el helyet? 1024
924 MB = 924 · 1024 �B
924 ·
→
= 7392 �B, t�h�� �tlag��� 7392 �B gy-gy ��nz��
.......................................................................................................................................................................................... 128
10. Írj I vagy vagy H betűt az egyes mondatok mondatok elé aszerint, hogy igaz vagy hamis hamis állítást tartalmaznak!
H . Az áramkörökkel ........... .......... áramkörökkel,, áramköri eszközökkel eszközökkel átfogóan a pirotechnika pirotechnika tudománya foglalkozik. H . Az okos áramkörökben ........... .......... áramkörökben egészen kicsi feszültségek is nagy áramot gerjesztenek. gerjesztenek. I A gépkocsi esőérzékelős ablaktörlője elektronikus ........... elektronikus áramkör által működtetett rendszer. I . A félvezetők vezetőképessége ........... .......... vezetőképessége a fémek és a szigetelők szigetelők között van. H . A szilícium híresen jó vezető. ........... .......... vezető. H . A germánium kiváló szigetelő. ........... .......... szigetelő. I . A félvezetők ellenállása függ a hőmérséklettől. ........... .......... hőmérséklettől. I . A napelemek a jövő lehetséges fontos áramforrásai. ........... .......... áramforrásai. H . Egy 50 W-os LED megfelelhet akár egy 5 W-os izzónak is. ........... .......... I A tranzisztor ........... tranzisz tor három kivezetése az emitter, emitt er, a bázis és a kollektor. kollektor. H . A számítógép ........... .......... számítógép processzorai processzorai mára elérték teljesítőképességük teljesítőképességük határát. I . Az IC-k millió és millió tranzisztor bonyolult együttesének felelnek ........... .......... felelnek meg. H . A számítástechnikában már mindent felfedeztek, amit csak lehet. ........... .......... I . A háztartási gépek egyre ........... .......... eg yre nagyobb részében van jelen az elektronika. elektronika. Nézz utána! 11. a) Manapság nagyon sok mindenre rámondják, hogy „intelligens” „intellige ns”,, illetve „okos”. „okos”. Okos a telefon, intelligens a hűtőszekrény és a mosógép is. Nézz utána, mit jelent az egyes gépeknél az „intelligens” kifejezés!
�g�ld� �� l��, ��� �� ad�p��v�t��r�, z�b�lyoz��r� �t��. B�r��l��� ................................................................................................................................................................................ b) A mi fogalmaink szerint, szerint, lehet-e lehet-e egy mosópor is intelligens? intelligens? Miért? Miért?
N��, ��r� ��r � ��n� �g � ��m�n-���f�ld�lgoz�-��m�n h�rm�, ��� ad�p��, ��� ��t���l� �� � „���tozt��”
................................................................................................................................................................................
� ����kd���.
................................................................................................................................................................................
39
II. Az elektromos áram
TUDÁSPRÓBA 1. Húzd alá a hibákat az alábbi mondatokban, és írd le helyesen a mondatokat! a) A feszültség jele az I , mértékegysége az amper, az amper jele az A.
�r�m�rg ��l� �� I, ��rtkgy�g� ��r tkgy�g� �� ��p�r, �� �� ��p�r ��l� �� A. A�.......................................................................................................................................................................................... b) Az elektromos elektromos fogyasztó az áramforrásból munkát vesz fel.
A� �l�k�rm� �ogy�zt� �� �r��f������ �n�rgi�� �� ���. .......................................................................................................................................................................................... 2. a) Írd le, hogy mivel egyenlő az áramforrásból áramforrásból felvett energia! Használd a feszültség, áramerősség, áramerősség, idő szavakat!
�r��f������ ���ve �n�rgi�, � �z��t�g, �� �r�m�rg �� ��t��� d� ��rz�t�. A�.......................................................................................................................................................................................... b) Írd le mértékegységekkel mértékeg ységekkel a fogyasztó fogy asztó elektromos teljesítménye, a kivezetésein kivezetései n mért feszültség és a rajta átfolyó áramerősség összefüggéseit!
1 �� (W)
1 ���� (V)
....................... ....................... = ....................... ....................... � 1 amper (A) 3. Írj I vagy H betűt az egyes egyes mondatok mondatok elé aszerint, hogy igaz vagy hamis állítást tartalmaznak! (Azonos nagyságú, párhuzamosan kötött két ellenállás esetén az egyes ellenállások fele, ellenállás esetén harmada az eredő ellenállás.)
H ..... Két darab 40 Ω-os ellenállás eredője lehet 40 Ω. ............... .......... I ..... Három ............... .......... Három darab 90 Ω-os ellenállás eredője lehet 30 Ω. I ..... Két darab 15 Ω-os ellenállás eredője lehet 30 Ω. ............... .......... I ..... Három ............... .......... Három darab 25 Ω-os ellenállás eredője lehet 75 Ω. H ..... Két darab 60 Ω-os ellenállás eredője lehet 160 Ω. ............... .......... H ..... Három ............... .......... Három darab 80 Ω-os ellenállás eredője lehet 180 Ω. 4. Tanulmányozd figyelmesen figyelm esen az alábbi ábrát, majd válaszolj a kérdésekre! a) Mekkora az R1 ellenállás értéke, ha tudjuk, hogy a rajzon látható teljes kapcsolás eredője Re = 150 Ω, I és R2= R3 = 100 Ω?
100 Ω R1= ....................... ........... ................. .....
R1
I 1
R3 R2
I 2
b) Mekkora a teljes kapcsolás eredő ellenállása, ha R1 = R2 = 50 Ω és R3 = 75 Ω ?
100 Ω Re = .......................... 5. Számítsd ki, mennyivel nő a villanyszámla értéke egy év alatt, ha a villanyvasalót vasalásonként vasalásonként 15 perccel előbb kapcsoljuk be, és a vasalás után 5 perccel kapcsoljuk ki, azaz feleslegesen marad bekapcsolva! A villanyvasaló teljesítménye 1,8 kW, és minden hónapban ötször használjuk! 1 kWh villamos energia ára 40 Ft.
1 3
�= 20 ��r� = 1 �
W = P · � = 1,8 �W · � = 0,6 �W�
P = 1,8 �W
E��r� �z�nd� szg: 0,6 �W� · 40 F/W = 24 F
40
3
III. Elektromágneses indukció
1. ÁLLANDÓ MÁGNESEK, MÁGNESES MEZŐ 1. Mit nevezünk permanens mágnesnek, milyen tulajdonsága van?
A� ��l�nd� �ágn�k ��v��z�� ��rm�n�� �ágn��n��. Egy�� lgf��b ��l�jd��ág��, hogy �ágn h�t���k�� .......................................................................................................................................................................................... h�sz� d�ig �grz��. .......................................................................................................................................................................................... 2. Egészítsd ki a következő mondatokat!
�����
A mágnesrúdnak két ....................... .................................. ...................... ...................... ....................... ................... ....... van.
��l��t�t A(z) ...................... ................................. ...................... ....................... ...................... .......... pólusok vonzzák egymást. ���n�
A(z) ...................... ................................. ...................... ....................... ....................... ...................... ........... pólusok taszítják t aszítják egymást. eg ymást.
l�t�z�� Egypólusú mágnes............................... ....................��� ....................... ....................... ...................... ...................... .................. ....... . ������n�� A mágneses hatás a mágnes ...................... ................................. ...................... ....................... ....................... ...................... ................... ........ a legerősebb. legerősebb. kz�p�n� A mágnesrúd ....................... .................................. ...................... ...................... ....................... .................... ........ mágneses hatást nem érzékelünk. érzékelünk. 3. A következő ábrán rajzold be a mágneses mező erővonalait, jelöld nyíllal az erővonalak irányát!
4. Pótold a hiányzó szavakat!
zaki Az iránytű északi pólusa mindig ........................................... irányba áll be. Abból, hogy a különböző mágneses pólusok
����z�� egymást, valamint az iránytű .................................................... z��� pólusa északi irányba ............................................................... mutat, az következik, hogy a Föld déli mágneses pólusa a föld-
zaki rajzi ................................................ sarok közelében van. A Föld mágneses pólusainak a helye nem esik pontosan egybe a(z)
fldrajzi pólusokkal. ........................................................ Nézz utána! 5. A következő anyagok közül, melyekből készíthető állandó mágnes? alumínium
acél
réz
lágyvas
kobalt
cink
nikkel
41
III. Elektromágneses indukció 6. Ismertesd az iránytű felépítését!
�r�ny�� gy t�ng��l��� �gzte �� ��r� �ágn, �m�ly �� z��-d�� �r�ny� ���z�. Z�r� t�b�� ��� ����l��zv�. A�.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 7. Milyen anyagból készíthetik készítheti k az iránytű házát, és miért?
�ű�n�ag���, d� b�r�� �gf�l��, �gf �l��, ���� � �ágn ��� ���� ��� �ágn��ő���! Á�t�l�b�� .......................................................................................................................................................................................... �ld��� � �� ��� ��l�� �g , ��r� ��f�l�����j� �� �r�ny�� �ozg���. D�.......................................................................................................................................................................................... 8. A következő képen látható, ún. csipogó mágnesek mágnes ek arról a hangról kapták a nevüket, amelyet aközben hallunk, miközben az egymás közelében elhelyezett vagy feldobott mágnesek egymáshoz tapadnak. Hol lehetnek a mágnesek pólusai? Indokold meg, miért adnak ki hangot összetapadás közben!
��r�� l�th�t�, hogy � ������� � �ágn gym��ho� lgkz�l��b A� ............................................................................................................. k�� �t��l�n ����j�b�� ���n��. F�ld�b��k�r, gym��ho� t�pad� �, ............................................................................................................. ��� � ������� t�l��ozn�� ����n��, � �ágn�� gym���� z��� ............................................................................................................. �l���zn��. ���lgn��, ............................................................................................................. ............................................................................................................. 9. Magyarázd meg, hogy mit szemléltet a kép!
A� ��r�� l�th�t� �ű�n�ag l�b�� �� �rg�� ���n��, ��l��� ............................................................................................................. gy �� ����� t�l��h�t�. A �ágn�ú�r� ��l��zv� ��ndgy�k��� ............................................................................................................. �r�ny��k��� �����n��, � �ágn ���� �rv�n�l��n�� ���� ............................................................................................................. �r�n��b� ���n�� ��. ��............................................................................................................. .............................................................................................................
Nézz utána! 10. Nikola Tesla Magyarországon is járt. Nézz utána, hogy kivel dolgozott együtt, és sorold fel néhány találmányát!
Bud�pt�� P��k� T��ad��� d�lgo� � �ud�p�� t�l�f��kzp��� �tad���. S�j�� ��m�nd�� �l�j�� � �ö ��
................................................................................................................................................................................
� ���t�r��� ��l�n�m�r ��kd�� ��v�r�. T�l��m�n��� �.: g�n�r�t�r, �f�n�l��p�, ��p�n�rgi�-�r��,
................................................................................................................................................................................
�á�i� �tb.
................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................
42
III. Elektromágneses indukció
2. AZ ELEKTROMOS ÁRAM MÁGNESES HATÁSA 1. Nevezz meg legalább 5 olyan eszközt, amelyben elektromágnes található!
C��ng�, k��ny�t�, t���r�m�l� �ágn, ��tm�t� ��zt��t�, ���r��, h�ng�r� h�ng� r�
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 2. Magyarázd el, hogy miért erősíti a vasmag az elektromágnes hatását!
l�v� ��r�ny� ��r�ny � �ágn�� � t�k�r� �ágn t�r� h�t��r� ��nd��ő�n��, � ��� mag �ag� � �ágn� A ���magb�� .......................................................................................................................................................................................... �����. .......................................................................................................................................................................................... 3. Két tekercset az ábrán ábrán látható módon úgy függesztettünk függesztettünk fel, fel, hogy a farúd megakadályozza megakadályozza az elforduláelfordulásukat. Mi történik, ha a tekercsekbe áramot vezetünk? Az áramirányoktól függően ..........................................
� k�� t�k�r� �agy kz�l��� gym��ho�, �agy t�v�lo���
...........................................................................................
gym��t��, ��v�� � t�k�r���� �l�k�rmágn�k���
...........................................................................................
�����n��, �m�l��� ����z�� �agy t�z�j�� gym���.
........................................................................................... ........................................................................................... ........................................................................................... ...........................................................................................
4. Egészítsd ki a következő mondatokat! Ha egy korábban felmágnesezett borotvapengét egy pohár víz felszínére fektetünk, akkor a
�r�ny��k��� penge ...................................... fog viselkedik, tehát z��-d�� beáll .............................................................. irányba. Ha ebben a helyzetben az ábrának megfelelő irányban áramvezetőt tartunk a penge fölé,
kitr akkor a(z) .................................................... eredeti irányából. Az erősebb áram jobban kitéríti az „iránytűt”. mágn hatáa Mindebből arra következtetünk, hogy az elektromos áramnak ...................................................... van. Fordított i fordított áramirány esetén a penge kitérése ............................................................... irányú. A penge és az áramvezető gyngbb közti nagyobb távolság esetén a kitérítő hatás ....................................................... . Az áramvezető mágneses c�kkn terének az erőssége a vezetőtől távolodva ........................................................... .
43
III. Elektromágneses indukció 5. A képen képen egy egy egyenáramú egyenáramú villanymotor villanymotor modelljét modelljét láthatjuk. láthatjuk. Írd le, hogy az egyes részeket részeket milyen milyen sorszámmal sorszámmal jelöltük, és ezeknek ezeknek mi a szerepe szerepe a motor motor működésében! működésében!
3
3
4 2
1
3. A ��l�n�m�r ��rgrz� ���k�� k�rz��� k�j� �� �r�m. ..........................................................................................................................................................................................
Szénkefék:
.......................................................................................................................................................................................... Kommutátor: 4.
A��k�r � ��rg� t�k�r� �tl�n��� � h���p��t��, �gf�r��j� �� �r�� �r�n���, �gy � t�k�r� ��� z�f�l� �n���, h�n��
..........................................................................................................................................................................................
t����b ��r���.
..........................................................................................................................................................................................
1. E� ��zt���j� ��zt���j� � �ágn ���, ��� � �� ��rg��b� ho�z� � ��rg� �z�.
Állandó mágnes:
.......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
2. E� � ��l�n�m�r ��rg� �z�, ��� �r�� h�t��r� �l�k�rmágn�k��� ��k���. ..........................................................................................................................................................................................
Vasmagos tekercs: tekerc s:
.......................................................................................................................................................................................... 6. A ti háztartásotokban háztart ásotokban melyek azok az eszközök, amelyben villanymotor található? talál ható? Írj minél többet!
hajzárít, konyhai robotgp, zámítgp, vntilátor, porzív, klímabrndz, fűnyír, fúr gyb lktromo
..........................................................................................................................................................................................
zrzámok tb.
.......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
44
III. Elektromágneses indukció
3. MOZGÁSI INDUKCIÓ, VÁLTAKOZÓ FESZÜLTSÉG LÉTREHOZÁSA 1. Egészítsd ki a következő mondatokat! Ha egy
tekercs belsejében belsejébe n egy mágnest mozgatunk, akkor a tekercs kivezetései között
fzültg
..................................................... indukálódik.
fzültg
Ha a tekercs kivezetéseit összekötjük egy vezetővel, akkor az indukált ............................................. indukált áramot hoz létre.
irányátl Az indukált áram iránya függ a mágnes mozgásának a(z) ........................................................... . mntzámátl Az indukált feszültség nagysága függ a tekercs .............................................................................. és a mágnes bgtől mozgásnak .................................................................................. . Azokban a pillanatokban, amikor a mágnes nulla mozgásának iránya megváltozik, az indukált feszültség értéke ........................................................... . lktromágn Az indukált áram következtében a tekercs ........................................................ válik, amely a mágnest betolástazítani vonzani kor ................................................................... , kihúzáskor .......................................................................... fogja. Ez Lnz törvénye. .................................................... 2. Kísérlet Forgassunk egy tekercset egy állandó mágnes pólusai között. A tekercs végeire kapcsoljunk nagy érzékenységű, kenységű, középállású feszültségmérő műszert! Írd le, hogy mit tapasztalunk!
A műzr hol az gyik, hol a máik irányba tr ki, a mutat a kt zlő hlyzt kztt fog ingadozni. Váltakoz fzültg ....................................................................................................................................................................................... indukáldik. ....................................................................................................................................................................................... 3. A következő ábrán egy vezető keretet forgatunk állandó mágnes pólusai között. Mit mondhatunk el az indukált feszültség nagyságáról az egyes esetekben? esetekben?
a)
b)
45
III. Elektromágneses indukció
a) ............. esetben lesz maximális, mert ekkor ..................... krt................. íkja ...... Az indukált feszültség nagysága a(z) ..................... .......... ..........a...................... párhuzamo az rővonalakkal.
..........................................................................................................................................................................................
b)
a ...................... krt íkja Az indukált feszültség értéke a(z) ...................... ............................ ...... esetben nulla, mert ekkor ...................... ................................. ................... ........ mrőlg az...................... rővonalakra. ...................... .......... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ................... ....... 4. Írj három példát a mindennapi mindennapi életből, ahol az indukció jelenségét alkalmazzák! .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 5. Nevezd meg a generátor két fő részét, majd írd le, mi a szerepük!
Forgrz: gynárammal grjzttt lktromágn, z hozza ltr a változ mágn mzőt
..........................................................................................................................................................................................
Á�lr�: ��m�n� ���mag� t�k�r�, ����� ��� �� �n��k�l��� � ���t��o�� �z��t�g
.......................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... . 6. A következő képen egy kerékpár kerékpár hagyományos áramfejlesztőjét áramfejleszt őjét láthatjuk. Ebben a forgórész az állandó mágnes, és az állórész tekercsében tekercsében indukálódik a feszültség. a) Milyen feszültséget feszültséget állít elő?
Váltakoz fzültgt állít lő ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... b) Milyen lesz a kerékpár lámpájának a fénye, ha bekapcsolt világításnál lassan toljuk?
Tolá kzbn a lámpa fny hol rőbb, hol gyngbb lz olykor pdig tljn l i ttdik.
..........................................................................................................................................................................................
Thát a lámpa pridikuan változ rőgű fnyt ad.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... c) Miért nem észleljük észleljük ezt a jelenséget, ha gyorsan megyünk a kerékpá kerékpárral? rral?
Olyan gyoran váltakozik a lámpa fnyrj, hogy a zmünk már nm kp kvtni.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
46
III. Elektromágneses indukció
Hallottál róla?
A kerékpár dinamójából csak egy vezeték indul az izzólámpához, az áramkör a kerékpár vázán keresztül záródik. Ehhez az ábrán látható kis csavar meghúzásával fel kell sérteni a váz festését, hogy a fémes érintkezés meglegyen! 7. Vajon miért láthatunk egyre kevesebb kerékpáron ilyen dinamót? Sorold fel a hátrányait és az előnyeit, és írd le, hogy mit használhatunk helyette!
a drzkrk forgatáa nagy rőkifjtt ignyl, így hozú távon fárazt. Előny, hogy rő a fny, nagy Nhz, .......................................................................................................................................................................................... világít mg, nm mrül l bnn az lm. Napjainkban lm lámpát vagy agydinamt haználunk trültt .......................................................................................................................................................................................... hlytt. .......................................................................................................................................................................................... 8. Gondolkozz! Újabban a kerékpár dinamóját az első agyba építik be. Vajon többleterőt kell-e kifejteni a kerékpár hajtásához világítás közben? Ha igen, akkor miért?
Ign, Lnz trvny rtlmbn a mozgái indukci
......................................................................................
miatt tbbltmunkát kll vgzni, d z cupán
......................................................................................
trdk a drzkrk dinam tn kifjtndő
......................................................................................
rőnk.
...................................................................................... ...................................................................................... 9. Ahhoz, hogy a képen látható lámpa világítson, világíts on, időnként előre-hátra előre-hátra mozgatva meg kell rázni. Vajon Vajon mi van a belsejében? Hogyan termeli a lámpa a világításhoz szükséges energiát? energiát?
A lámpa rázáakor gy mágn mozog lőr-hátra gy ..................................................................................... tkrc bljbn, amlybn a mozgá kvtkztbn ..................................................................................... indukáldik. fzültg ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................
Tudod–e?
10. Utcán elvégzendő munkálatokhoz, illetve olyan építkezéseken, ahol nincs még bevezetve az áram, benzinmotorral működő áramfejlesztőt, úgynevezett aggregátort használnak.
47
III. Elektromágneses indukció
4. VÁLTAKOZÓ FESZÜLTSÉG, VÁLTAKOZÓ ÁRAM 1. Töltsd ki a következő táblázat hiányzó rovatait! A fizikai mennyiség neve
Jele
Mértékegysége
periódusidő
T
frkvncia fzültg
f
1/s
áramerősség
tljítmny llnállá
V
U I P
W
R
Ω
A
2. Egy váltakozó áramú generátor forgórésze 12 s alatt 600 fordulatot tesz meg. Mekkora az előállított váltakozó feszültség frekvenciája, illetve periódusideje? p eriódusideje? f =
600 1 = 50 12
T=
(12) =0,02 600
3. Írd le képlettel, hogy milyen összefüggés összefüg gés van a váltakozó feszültség és a váltakozó áram következő mennyiségei között!
U = 0,7 · U
ff max a) maximális feszültség és effektív feszültség: ...........................................................................................................
I = 0,7 · I
ff max b) maximális áramerősség és effektív áramerősség: .................................................................................................
U = I · R
max max c) maximális feszültség és maximális áramerősség: .................................................................................................
U = I · R
ff ff d) effektív feszültség és effektív áramerősség: ............................................................................................................
4. Az előző feladatban leírt összefüggés összefüg gés alapján töltsd ki az alábbi táblázatot! Maximális feszültség (V) 300 250
28,57 57,14 50 100
48
Maximális áramerősség (A) 10
Effektív áramerősség (A)
Ellenállás (Ω)
210 175
7 1,75 2
10
2,67 1,75
15
2, 2,5
20 40 35
7,14
70
5
2,5 2,857 3,81
Effektív feszültség (V)
30 1 00
20 14
III. Elektromágneses indukció 5. Olvasd le, mekkora effektív feszültséget mutat az ábrán látható váltakozó áramú feszültségmérő feszültség mérő műszer!
Kb. 5,6 V
..................................................................................
6.
a) Olvasd le a következő következő feszültség–idő grafikonról a váltakozó feszültség maximális értékét és periódusidejét!
U (V)
40 V Maximális feszültség: ........................ Periódusidő: 0,4 .......................... 10 t (s) (s)
0,1
b) Kapcsoljuk ezt a feszültséget 50 Ω-os ellenállásra! Rajzold meg az áramerősség–idő grafikont! (A) I (A)
0,5
0,2 0,1
0,2
0,3
0,4 t (s) (s)
7. Egy 49 V effektív feszültségű, 10 Hz frekvenciájú váltakozó áramú feszültségforrásra 35 Ω-os ellenállást kapcsolunk. Rajzold meg a feszültség–idő és az áramerősség -idő grafikont! (A) I (A)
U (V )
10
1 0,05
0,1 t (s) (s)
0,05
0,1 t (s) (s)
49
III. Elektromágneses indukció 8. Az elektromos teljesítményt és az elektromos munkavégzést váltakozó áram esetén ugyanazzal ugyanaz zal a képlettel számoljuk ki, mint az egyenáram esetén, csak a számoláshoz az effektív értékeket használjuk. a) Egészítsd ki az összefüggéseket! összefüggéseket!
U
I
U
I
t
ff ff ff ff P = ............... � ................. , W = ............... ∙ ............... ∙ ..............
b) Töltsd ki a következő táblázatot! Effektív feszültség (V) 230 230
Effektív áramerősség (A) 10
400
4 8
500 230
480
4,6
2,3 12
Ellenállás (Ω)
Teljesítmény (W)
23
2300 1058 1600 4000 529 5760
50 100
62,5 100 40
Elektromos munkavégzés (J)
Idő
4 140 000 2 539 200 32 000 691 200 000 317 400 248 832 000
0,5 h 40 perc 20 s 2 nap 10 perc 0,5 nap
9. A háztartásokban háztartásokban az elektro elektromos mos fogyasztást fogyasztást nem nem J-ban, J-ban, hanem hanem kWh-ban mérik. Add meg az az átváltást átváltást közöttük!
3 600 000 1 kWh = ..................................... J
0,000000278 kWh 1 J = ............................... Nézz utána!
10. Nézz utána, hogy mennyit kell fizetni 1 kWh elektromos elektromos energiáért! Számítsd Számítsd ki, hogy mennyibe kerül a következő fogyasztók működtetése! 1 kWh fogyasztás ..................... ..........40 ............... Ft-ba kerül, ezért: Fogyasztó
Teljesítmény
Idő
Fogyasztás
Fizetendő
hősugárzó vasaló izzó hajszárító fűnyíró telefontöltő televízió
1,5 kW 2,2 kW 60 W 1,8 kW 1300 W 3,5 W 34 W
24 óra 30 perc 12 óra 10 perc 90 perc 8 óra 8 óra
36 kWh 1,1 kWh 0,72 kWh 0,3 kWh 1,95 kWh 0,028 kWh 0,272 kWh
1440 Ft 44 Ft 29 Ft 12 Ft 78 Ft 1,12 Ft 11 Ft
11. Lehet-e váltakozó árammal elektromágnest működtetni? Válaszodat álaszod at indokold!
Ign, mrt annak llnr, hogy az lktromágn pluai állandan flcrlődnk, a vaat vonzani fogja.
.......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
50
III. Elektromágneses indukció
5. NYUGALMI INDUKCIÓ, TRANSZFORMÁTOR 1. Egészítsd ki a következő mondatokat!
változ Ha egy tekercset ....................................................... mágneses mezőbe helyezünk, akkor a tekercs végei között fzültg indukálódik. ....................................................... nyugalmi
Ezt a jelenséget ....................................................... indukciónak nevezzük.
tkrc
Nyugalmi indukció esetén a változó mágneses mezőt egy másik ....................................................... segítségével hozzuk létre.
tranzformátor A(z) ....................................................... egy a nyugalmi indukció elvén működő eszköz. primr
A transzformátornak azt a tekercsét, amelyik a változó mágneses mezőt létrehozza, .................................... tekercsnek nevezzük.
zkundr
A transzformátornak azt a tekercsét, amelyikben a feszültség indukálódik, ....................................................... tekercsnek nevezzük.
Faraday
Az elektromágneses indukció törvényét ....................................................... fedezte fel. 2. Indukálódik-e Indukálódi k-e feszültség, ha a primer kör folyamatosan be van kapcsolva, és egyenáram folyik benne?
mrt ninc változ mágn mző. Nm, .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 3. . Egészítsd ki a következő mondatokat!
vamagon A transzformátor egy közös, zárt .......................................................................................
elhelyezett két
tkrc -ből áll. ....................................................... primr váltakoz Ha az elsődleges ( ..................................................... ) terkercsre ....................................................... feszültséget zkundr kapcsolunk, akkor a másodlagos ( ........................................................................ ) tekercsben feszültség indukáldik . ....................................................... 4. . Fogalmazd meg, hogy milyen összefüggés összefüg gés van a transzformátor primer és szekunder tekercsének menetszáma, valamint a primer és szekunder oldali feszültségek között! Írd le az összefüggést képlettel is!
A primr zkundr tkrck mntzámainak aránya mggyzik a primr zkundr fzültgk
.......................................................................................................................................................................................... N p U p = . arányával: .......................................................................................................................................................................................... N z U z
..........................................................................................................................................................................................
51
III. Elektromágneses indukció 5. Töltsd ki a következő táblázatot az előző feladatban felírt összefüggés összefüg gés alapján! Primer feszültség ( U p) Szek Szekun unde derr fes feszü zült ltsé ségg (U sz) Prime rimerr me menets etszám zám (N sz) Szek Szekun unde derr mene menets tszá zám m (N sz) 230 V 300 V
76,67 V 100 V
72 V 150 V
24 V 50 V 400 V 400 V 400 V 400 V
600 V 600 V 600 V 600 V
1500 1500 1500 1500 3000 1800
500 500 500 500
2000 1200
3600 1500
2400 1000
Hallottál róla?
A nyugalmi indukció létezését hallani is lehet, amikor egy nagy teljesítményű erősítőre kapcsolt rádiót vagy CD-lejátszót be-, illetve kikapcsolunk, ugyanis a hangszóróban sokmenetű, vasmagos tekercs van, amelyben az ilyenkor indukálódó feszültség egy erős pukkanó hangot okoz. Ezt elkerülhetjük, ha kikapcsolás előtt lehalkítjuk az erősítőt. 6. A transzformátor feltalálói A Magyarországra bevándorolt Ganz Ábrahám Ábrahám 1844-ben vasöntödét alapított, amely rövidesen Magyarország Mechwart András mérnök vette át. 1878legjelentősebb gépgyára lett. Ganz halála halála után a gyár vezetését Mechwart ban létrehozta a gyár villamos osztályát, amelynek vezetésével a 25 éves Zipernowsky Károlyt bízta meg. Zipernowsky rövidesen a váltakozó árammal kezdett foglalkozni. Ez merész kezdeményezés volt, mert a váltakozó áramot akkor gyakorla g yakorlati ti célokra alkalmatlannak alkalmatlannak tartották. 1882-ben Déri Miksa, majd 1883-ban Bláthy Ottó Titusz is Zipernowsky munkatársa munkatársa lett. Az 1880-as években előtérbe került az energiaelosztás problémája. Az akkor szokásos 110 V-os egyenárammal a vezetékek vesztesége miatt csupán 600-700 m-es körzetet lehetett villamos energiával ellátni. ellátni . Tudták, Tudták, hogy az egyenáram egyen áram feszültsége egyszerű egyszer ű eszközökkel nem alakítható át, ezért a Ganz-gyár mérnökei a váltóáram használatát tartották célravezetőnek A transzformátort Bláthy javaslatára készítették zárt vasmaggal. A primer és szekunder tekercsek párhuzamos kapcsolása Zipernowsky érdeme. A méréseket és próbákat Déri Miksa végezte. Közös munkájuk eredményeképpen született meg tehát az elektrotechnika egyik legfontosabb találmánya, a zárt vasmagú transzformátor. (Forrás: Zombory László, Magyar Szabadalmi Hivatal nyomán) Jelöld azokat a mondatokat, amelyek a szöveg alapján igaz állításokat tartalmaznak! a) Zipernowsky Károly Károly 1844-ben alapította a Ganz néven ismertté vált gépgyárat. Mechwart András mérnök Déri Miksát is felvette Zipernowsky Károly b) Mechwart Károly mellé a villamos osztályra.
c) Akkoriban 110 V-os váltakozó feszültséget használtak. használta k. d) Az ekkor ekkor használt használt feszültséget feszültséget csak 600-700 m-re lehetett gazdaságosan szállítani. e) A transzformátor tesztelésében tesztelésébe n elsősorban Déri Miksa jeleskedett. jeleskedett. f)
52
Mivel az egyenáram feszültségét átalakíthatónak átalakít hatónak tartották, tartották , a váltóáram használatát elvetették.
III. Elektromágneses indukció
6. ELEKTROMOS FOGYASZTÓK Nézz utána! 1. Nézz utána, hogy lakóhelyedtől milyen messze található találh ató a legközelebbi transzformátorház! Figyeld meg, hogy milyen mi lyen tábla van elhelyezve elhelyezve a transzformátorház transzformátorház ajtaján! ajtaján! ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................
2. Fogalmazd meg, hogy milyen összefüggés összefüg gés van a transzformátor primer és szekunder tekercsének menetszáma a primer és szekunder oldali áramerősségek között! Írd le az összefüggést képlettel is!
A primr zkundr tkrck tkrck mntzámai fordítottan arányoak a primr zkundr áramrőgkkl. áramrőgkkl.
.......................................................................................................................................................................................... N p I z = .......................................................................................................................................................................................... N z I p
.......................................................................................................................................................................................... 3. Töltsd ki a következő táblázatot az előző feladatban felírt összefüggés összefüg gés alapján! Primer áramerősség (I p)
Szekunder áramerősség (I sz)
Primer menetszám (N p)
Szekunder menetszám (N sz)
3A 9A
4A 12 A
6A 11,25 A
8A 15 A 5A 5A 5A 5A
1600 1600 1600 1600 700 900
1200 1200 1200 1200
2000 3000
1400 2100
3,5 A 3,5 A 3,5 A 3,5 A
490 630
4. Ideális, vagyis veszteségmentes transzformátorról akkor beszélünk, ha a primer és a szekunder oldali
tljítmny ..................................................................... megegyezik. Minél kisebb ellenállást kapcsolunk kapcsolunk a szekunder oldalra, annál nagyobb lesz a szekunder kör
áramrőg . A szekunder kör áramerősségének a változása befolyásolja a primer ............................................................. áramrőgt kör ..................................................................... .
53
III. Elektromágneses indukció 5. A következő következő táblázatban táblázatban egy állandó primer és szekunder feszültségű transzformátort transzformátort különböző különböző nagyságú nagyságú ellenállásokkal terhelünk. Számítsd ki a szekunder kör áramerősségét, illetve a primer és a szekunder teljesítmény egyenlőségéből a primer kör áramerősségét is!
6.
U p
U sz
Rsz
I sz
230 V 230 V 230 V 230 V 230 V
120 V 120 V 120 V 120 V 120 V
50 Ω 40 Ω 30 Ω 20 Ω 10 Ω
2,4 A 3 A 4 A 6 A 12 A
P p
1,25 A 1,57 A 2,1 A 3,13 A 6,26 A
Egészítsd ki a következő mondatokat!
rőmű fogyazt Az elektromos energiát a(z) .................................................. -tól/-től a(z) ............................................................ -ig úgy szállítják, hogy az előállított feszültséget több tízezer V-ra ................................................................ , majd fltranzformálják
ltranzformálják a(z) fogyasztókhoz érve ............................................................... . Erre azért van szükség, mert minél nagyobb fzültgn kibb szállítják az energiát, annál .................................................................. .................................................................. a távvezetéken elvesző energia. 7. Az elektromos eszközök egy része nagyfeszültséggel, nagyfes zültséggel, egy másik része törpefeszültséggel törpefeszü ltséggel működik. Válogasd szét a következő eszközöket eszerint! pillanatforrasztó, röntgenkészülék, az autók gyújtógyertyja, játékvonat, személyi számítógép, villanymozdony villanymozdony, csengő, csengő, CD-lejátszó, CD-lejátszó,
Egészítsd ki a táblázatot egyéb eszközökkel is!
54
Nagyfeszültség
Törpefeszültség
pillanatfor razt pillanatforrazt rntgnkzülk az autk gyújtgyrtyja villanymozdony
játkvonat CD-ljátz zmlyi zámítgp cngő
III. Elektromágneses indukció
TUDÁSPRÓBA 1. Döntsd el a következő következő állításokról, állításokról, hogy igazak-e vagy hamisak!
I Acélból nem lehet iránytűt készíteni. ............. H ... Az iránytű háza csak acélból készülhet. ............. .......... I
............. ............. Az iránytű északi pólusa p ólusa a Föld mágneses déli pólusa felé mutat. 2. Miért lesz erősebb az elektromágnes, ha vasmagot teszünk bele?
Mrt a vamagban lvő lmi mágn a tkrc mágn mágn trnk az irányába áll b, a vamag i mágn válik.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 3. Sorolj fel 5 olyan berendezést, amelyben elektromágnes található!
Cngő, automata biztoítk, kapunyit rl, thrmlő mágn, knyrpirít tb.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 4. Egészítsd ki a következő mondatokat!
mágnt tkrcbn Ha egy tekercsben ........................................ mozgatunk, akkor a(z) ........................................... feszültség indullntt kálódik. A feszültségmérő műszer mutatójának a kitérése a mágnes betolásakor ........................................ kihúzáa irányú a ................................................ -kor tapasztalt kitéréshez képest. 5. Egy 50 Ω-os ellenállásra 120 V effektív értékű váltakozó feszültséget kapcsolunk. kapcsolunk. Számítsd Számítsd ki a feszültség maximális értékét, és a kialakuló áramerősség effektív és maximális értékét!
U max = 120 V : 0,7 = 171,43 V U eff 120 V I eff = = = 2, 2,44 A R 50 Ω
I ��� = I �ff : 0,7 = 3,43A 6. Egy transzformátor primer tekercse 600, szekunder tekercse 150 menetes. Mekkora Mekkora feszültséget kapcsoltunk a primer körre, ha a szekunder körben mérhető feszültség 210 V? U
p
U
sz
N =
p
N
sz
= 4
, thát U p = 4 U z = 840 V
7. Kik fedezték fel a transzformátort?
Mika, Bláthy Ott Tituz, Ziprnowky Károly Dri .......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
55
IV. Naprendszer
1. A NAP ÉS A HOLD 1. Az alábbi ábrák egy függőleges függőlege s bot árnyékát mutatják. Mindkét ábra a Nap delelésének állapotát jelzi. Melyik mutatja a kettő közül a nyári állapotot? Válaszodat indokold!
B
A 22
22
A� „A” ��r� ��t��j� � ����� ��l�p, ��r� ��k�r ..................................................................................... �ag���b�� d�l�� � N�, �gy ��vid��b � b �rn�k�. ..................................................................................... 2. Az alábbi ábrák egy függőleges bot árnyékát mutatják. Mindkét ábra a Nap delelésének állapotát jelzi. Rajzold be az ábrákba a bot árnyékát a) egy délelőtti; b) egy délutáni időpontban! Figyelj az árnyékok irányára és hosszára is! Megoldásodat indokold! B
A
15
15
„A” ��r�� � ��r�j���� „A” �� r�j���� �rn�ho� k�p� b��r� (�yu��� (�yu��� ��l�) k��� gy h�sz��b �rn�k ��j�����, � „B” ��r�� ����r�, ��ig A�.......................................................................................................................................................................................... ��l�) gy h�sz��b �rn�k. A N� d�l�l�k�r ��r lgmag���b�� �� g���t��, ���r� � dl�l� � d��t��� �rn�k�� (k�l .......................................................................................................................................................................................... h�sz��b�� � d����� k�p�. ��n�ig .......................................................................................................................................................................................... 3. Az alábbi ábrák egy függőleges bot árnyékát mutatják három különböző időpontban: késő délelőtt, délben és késő délután. Melyik ábra ábrázolja az árnyékokat a valóságnak megfelelően? Válaszodat indokold! A
B 42
42
„B” ��r� � ��ly, ��r� k�� dl�l �� �rn�� ��r g�� kz�� ��� � d�� ��l�pho�, k�v��� h�sz�, ���� A .......................................................................................................................................................................................... d��t��. k��.......................................................................................................................................................................................... 4. Az alábbi ábrák egy függőleges függőlege s bot árnyékát mutatják. Az első egy magyarországi magyarország i delelési állapotot jelez. A másik négy ábra egy ugyanolyan hosszú bot árnyékáról ugyanabban az időben készült, de Európa különböző részein: Magyarországtól keletre, nyugatra, északra és délre. Melyik ábra melyik állapotot mutatja? C
B
A 10
10
D 10
10
10
„A”: „A” : D�-E�rp�; „B”: Nyu���-E�rp�; „C”: Éz��-E�rp�; „D”: K�l-E�rp� ..........................................................................................................................................................................................
56
IV. Naprendszer
5. A következő ábrákon a Magyarországról megfigyelhető megfigy elhető horizont felett közvetlenül elhelyezkedő Holdat láthatod. Írd az ábrák alá, hogy alkonyatkor vagy hajnalban láthatóak, illetve hogy a nyugati vagy a keleti horizonton figyelhetőek-e meg!
...................... ................................. ...................... ...................... .............
��k�n���
....................... .................................. ...................... .................... .........
�yu��t��
....................... .................................. ...................... .................... .........
...................... ................................. ...................... ...................... .............
h�jn��
....................... .................................. ...................... ................... ........
��k�n��� k�l��
k�l��
....................... .................................. ...................... ................... ........
h�jn�� �yu��t��
6. Az alábbi ábrán a horizont egy részletét, valamint a lenyugvó Holdat látod. A horizont mely pontján fog lenyugodni a Hold? Válaszodat indokold!
A ��r l�nyu�od N� �lág�j� �g � H�ld��, ���
.....................................................................................
„ „gy��z��” gy��z��” �t�n�, �gy � H�l� � �a� �r�n��b� �og .....................................................................................
l�nyu�o���. A N� � �yu�od l� k�r��b��.
..................................................................................... ..................................................................................... 7. A Nap Nap és a Hold Földtől való távolsága nem állandó: hol kissé közelebb, hol kissé távolabb vannak a Földtől. Így az égbolton sem mindig ugyanakkora méretű korongnak látjuk őket: hol kissé nagyobbak, hol kisebbek. a) A nap- és holdkorong méretét tekintve milyen esetben lehet teljes a napfogyatkozás?
�� ���, h� � h�l�k�r�ng �agy��b ��r�, ���� � ��k�r�ng. A�b�� .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... b) Milyen esetben fordulha fordulhatt elő úgynevezett „gyűrűs napfogyatkozás napfogyatkozás”? ”?
�� ���, h� � h�l�k�r�ng �����b ��r�, ���� � ��k�r�ng. A�b�� .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... c) Hibrid napfogyatkozásn napfogyatkozásnak ak nevezzük azt az esetet, amikor amikor egy napfogyatkozás napfogyatkozás gyűrűsként gyűrűsként kezdődik, de a jelenség végére teljes napfogyatkozássá alakul. Hogyan lehetséges ez?
A ��pfogy�tkoz� �l� � N� � H�l� F�l�t�� ��r� t�v��ág�� � ��y ���tozn��, hogy � ��l���g �l� � h�l�k�r�ng
..........................................................................................................................................................................................
��r� ��� ��, �íg � ��k�r�ng� ��� ����k��.
..........................................................................................................................................................................................
57
IV. Naprendszer
8. Hogyan változnának a nap- és holdfogyatkozások, holdfog yatkozások, ha a) a Hold; b) a Nap kétszer akkora méretű lenne? (A gravitációból adódó változásokat most ne vedd figyelembe!) fig yelembe!)
H�l� k�t��r ��r� gy������b, �agy��b t���l l�fd� h�sz��b d�ig t�rt� ��pfogy�tkoz��� �r�m�n��zn�. �) A.......................................................................................................................................................................................... t��j ��pfogy�tkoz� l�t�zn�. A h�l�fogy�tkoz���� gy���r�ág� � �n�, d� �� d�rt���� ����k��n�. C��.......................................................................................................................................................................................... N� k�t��r ��r� �i� ��� l��n� t��j ��pfogy�tkoz�, � h�l�fogy�tkoz����n�� ��ig ����k��n� �� d�rt�m�, b) A.......................................................................................................................................................................................... ����k��n� � F�l� �rn�t�r�. ��v�� .......................................................................................................................................................................................... 9. Számold ki, hogy a 14. születésnapodon születésnapodon hány napos voltál (leszel)!
14 l 14 • 365 t , 5110 . E hoz hoz k a 14 l kvk sknp szm.
..........................................................................................................................................................................................
E� � �zd��t�� �ü�� 3 �agy 4 l��. T�h�� 5113 �agy 5114 � ��ly ��l��.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 10. A Julián-naptárat Kr. e. 45-ben vezették be. Szökőnapok segítségével segítségé vel egy évet 365,25 napnak számoltak. Pontosabb mérések szerint egy év 365,2422 365,24 22 nap, ezért 1582-ben a Gergely-naptár módosított mód osított a szökőnapokon. Hány „extra” nap halmozódott fel a két naptár bevezetése között eltelt időben?
A k�� ��v�� k�ö 1582 + 45 = 1627 �� t��� ��. A� �lr� ��pt�r � ��l�ág k�ö ��nd�� ���� 0,0078 �� ��t�r ���.
..........................................................................................................................................................................................
E 1627 l 1627 • 0,0078 = 12,6906, tegy 13 „r” p l.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 11. 1848. március 15-e egy szerdai napra esett. Milyen napra esett 1849. október 6?
1849. ��rc�� 15-g 365 �� t��� ��. M�rc�� 31-g �g 16 ��, ������b�� �j��b 30, �zt�� ��j��b�� 31, ������b�� 30,
..........................................................................................................................................................................................
������b�� 31, �u��z���b�� 31, z�pt����r�� z�pt����r���� 30, ��l����� �t���r��� �g 6. E� sz�� 570 ��. E� 81 t��j � .......................................................................................................................................................................................... (81 • 7 = 567) és ég 3 p a. Th rtú r tú végzé egy tó sbt .
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 13. A keresztény húsvét időpontjának meghatározása szerint húsvét napja a tavaszi napéjegyenlőség napéjeg yenlőség utáni első holdtöltét követő vasárnap. A tavaszi nap-éj egyenlőség március 21-én van. Mikor lehet leghamarabb és mikor legkésőbb húsvét?
A� ���� h�l�t��t� lgk�r��b�� ��rc�� 21-�� l��, h� �� ��b��r� ��, ��k�r ��rc�� 22-�� l�� lgk�r��b�� ���v��.
..........................................................................................................................................................................................
Lgk���b ��k�r l�� � ���v��, ���v�� , h� ��rc�� 20-�� ���� h�l�t��t�, ��v�� ��k�r � k�vk��� h�l�t��t� 29 ��r� ��, ����� 18-��
..........................................................................................................................................................................................
��. H� �� � �� ��� ���rn�, ��k�r ��� � ����vk��� ���rn�, t�h�� ����� 25-�� l�� � ���v��.
.......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
58
IV. Naprendszer
2. A CSILLAGOK 1. Csoportosítsd az alábbi objektumokat, objektumokat, objektumcsoportoka objektumcsoportokatt aszerint, aszerint, hogy elsődleges elsődleges vagy másodlagos másodlagos fényforrások! Nap, Hold, Vénusz, Jupiter, Tejút, Sarkcsillag, Göncölszekér, üstökös Elsődleges fényforrás
Másodlagos fényforrás
N�; T�j��; S�r�����lag; G�nc��z�k�r
H�l�; V����; Ju�t�r; ��t�k
2. A meteorok lehetnek elsődleges elsődlege s és másodlagos másodlag os fényforrások is. Magyarázd meg mikor, milyen körülmények között nevezhetjük elsődleges és mikor másodlagos fényforrásnak!
A� �r��� k���ng� ��r�� ���o�lag� ��nyf�����: � N� ��n��� ����� z�. E� � ��nyvz�v�r �l��� gy�ng�, hogy
..........................................................................................................................................................................................
z�ba� z��m�� ��� l����� ��r�k��. H� � ��r ��l� � F�l� lgk�r��, �����z��. E�k�r ���ő�lg ��nyf�� �����,
..........................................................................................................................................................................................
��ly z�ba� z��m�� � �gfigy������.
.......................................................................................................................................................................................... 3. a) Az óramutató járásával megegyező megegye ző vagy ellentétes irányban látjuk mozogni a csillagokat a Sarkcsillag körül? Válaszodat indokold!
POZITÍV FORGÁSIRÁNY
A ����lag�� l�t��lag� �ozg�� � N� � H�l� l�t��lag� �ozg����� gy�z�� g y�z�� ....................................................................................................................... T�h�� k�l�� �m���n�� �yu��t�� �rz�n��. A S�r�����lag k���� �g. ....................................................................................................................... r���t�t� ��r����� ��l��t�t �r�nyb�� l��j�� �o�og�� �� ��l�����lag�k��. ��.......................................................................................................................
11
12
NEGATÍV FORGÁSIRÁNY
1 2
10
3
9 4
8 7
6
5
....................................................................................................................... b) Hogyan látnánk mozogni a csillagokat Ausztráliában az égi déli pólus körül?
A�z�r��i�b�� �� g� d�� �����r� t�����v� d�r� ��z���, ���r� � k�l� �m��kd � �yu���� �rzkd �i� ���� ��r��� �� r����,�,
..........................................................................................................................................................................................
�agy� �� r���t�t� ��r����� �ggy���� l��n��� �o�og�� �� ��l�����lag�k��.
.......................................................................................................................................................................................... 4. Budapestről 47°-os magasságban látjuk a Sarkcsillagot. Alacsonyabban vagy magasabban keressük a Sarkcsillagot, ha a következő nagyvárosokba utazunk? A földrajzi atlasz Európa-térképének segítségével határozd meg, hogy adott városban hány fokos magasságban látjuk a Sarkcsillagot! Város Róma London Berlin Varsó Athén Párizs Bécs
Alacsonyabb/magasabb
Magasság (f (fok)
Ala���n���b�� Mag���b�� Mag���b�� Mag���b�� Ala���n���b�� Mag���b�� Mag���b��
41° 51° 52° 52° 37° 48° 48°
59
IV. Naprendszer 5. A Rio de Janeiróban rendezett karneválon nem látható a Sarkcsillag. Lehet-e ennek oka a fényszennyezés?
N��. Ri d� J�n��r � F�l� d�� ��t�k�j�� ���z��, �gy ..................................................................................... � d�� ���� l��n� l�th�t�, � S�r�����lag � l�t�h�t�r ��n�� ..................................................................................... t�l��h�t�. �l� ..................................................................................... ..................................................................................... 6. a) Magyarországról öt olyan csillagkép csillag kép figyelhető meg, amely egész évben látható, nem kel és nem nyugszik az éjszakai égbolton. Milyen messze kell elhelyezkedniük az égbolton a Sarkcsillaghoz képest azoknak a csillagoknak, amelyek ezt az öt csillagképet alkotják?
A S�r�����lag kz�l���, ����� ��k�r � S�r�����lag ���� z��� ���� k���� �� k�r�k rn�� l�, ���� � k�r�� ��� ����
..........................................................................................................................................................................................
�� � l�t�h�t�r�. l�t�h�t�r� . M�n� �z��b l�th�t� l�th�t� gy ����lag � S�r�����lagt��, ��n�� �agy��b �r� r l�. A �ag y��b k�r�� gy �z� ��r
..........................................................................................................................................................................................
� l�t�h�t�r �l� k�����.
.......................................................................................................................................................................................... b) Svédországból több vagy kevesebb olyan csillagkép csillag kép figyelhető meg, mely egész évben látható? Válaszod Válaszodat at indokold!
Svd�rzág t����� z����r� ���, ��n�� ��zv� � S�r�����lag �ag���b�� l�tz��, �gy � S�r�����lagt�� ��nd�� �r�nyb��
..........................................................................................................................................................................................
t�v�l��b ��� � l�t�h�t�r, ���� Magy�r�rzágr�� ��zv�. E���� add�� S�r�����lagt�� ��� t�v�l���� ����lag�� ��t�� � k�r��
..........................................................................................................................................................................................
� � l�t�h�t�r ��lö ��ra�n��, �gy ��n�� t��b g� ���� l�th�t� ����lagk� �gy���� �g.
.......................................................................................................................................................................................... 7. Egy meteor éri el a Föld légkörét, s a légkörbe lépve felizzik.
C���k�� a) Mi történik a meteor sebességének nagyságával, nagys ágával, miután belépett a légkörbe? .......................................... A lg��l�n��l� b) Milyen mechanikai kölcsönhatás okozza a fenti változást? .......................................... C���k�� c) Hogyan változik változik a meteor meteor mozgási energiája, energiája, miután miután belépett belépett a légkörbe? légkörbe? .......................................... N� d) Hogyan változik változik a meteor meteor belső energiája, energiája, miután miután belépett a légkörbe? .......................................... e) Az űrből a Földre Földre visszatérő űrhajókat vastag hőszigetelő réteggel, úgynevezett hőpajzzsal borítják be. Vajon mi lehet ennek az oka?
A� �rh�j� � lg�r�� ��v� − � ��r�ho� h����l�� − � lg��l�n��l� k�v�zt��� l�l��, �ozg��� �n�rgi�j� �����
..........................................................................................................................................................................................
�n�rgi��� �l����. H� ��� l��n� hp�jz, ��k�r �� �rh�j� ����� �n�rgi�j� �n� �g ����n� ���. Így � hzig�l�n�� ���
..........................................................................................................................................................................................
� ����� �z�, ��l����� � �rn���� l�vg� ����� �n�rgi�j� � n�rgi�j� �� �g.
.......................................................................................................................................................................................... 8. Láthatnánk-e Láthatnánk- e hullócsillagokat hullócsi llagokat a Holdon?
A H�l�n�� ��n� lgk�r�, ���r� lg��l�n��l� �j�� � ��r�� ��� l� ���
.........................................................................................................................
l��n��, ��� ��� ��� ����n��. Így ���l�����lag�k�� ��� l��n� l����.
.........................................................................................................................
H�lye�� ��r�� �tö� r�t�r�k l�����.
......................................................................................................................... .........................................................................................................................
60
IV. Naprendszer
3. BOLYGÓK 1. Kopernikusz világképét világkép ét az alábbi ábra szemlélteti. szemléltet i. Nevezd meg az ábrán látható égitesteket!
H�l�
Ju�t�r M�r
F�l�
N� Sz���r��� M�r��r
V����
2. Az alábbiakban Ptolemaiosz Föld középpontú világképéről található néhány állítás. Írd melléjük a Nap középpontú világképnek megfelelő állítást! A Föld a világegyetem középpontja.
A N� � �lággy�� kz����j�.
A Föld mozdulatlan.
A N� �oz��l�tl��.
A Nap a Föld körül körpályán kering.
A F�l� � N� k���� k���ng, �j�� t�ng�l�� k���� ��rog.
Hét „bolygó” létezik: Hold, Merkúr, Vénusz, Nap, Mars, Jupiter, Jupiter, Szaturnusz. S zaturnusz. A csillagok szférája mozog. Egy nap alatt egy fordulatot tesz meg.
H�� ��lyg� l�t�z��: M�r��r, V����, F�l�, M�r, Ju�t�r, Sz���r���, ��l����� � F�l� k���� k���ng� H�l�. A ����lag�� zf�r�j� �oz��l�tl��, � F�l� ��� ��rg�� �i� l��j�� ��moz�����.
3. A bolygók az égbolton a Nap égi útját követik. A mellékelt rajzon két bolygó helyzetét látod a látóhatár felett. A Nap közvetlenül a horizont alatt helyezkedik el, ezt szaggatott vonallal ábrázoltuk. (A bolygók méretei nem méretarányosak.)
a) Az ábrán látható bolygóállás Magyarországon mely napszakban volt látható: napkelte előtt vagy napnyugta után? Válaszodat indokold!
�t��. A ��lyg�k�� � N� g� ��j� ���t�� l��j��. A N� g� ��j� k�lr�� �yu���r�, �� g���� d�� ���� h�la�, �gy N�nyu�t� .......................................................................................................................................................................................... � � k�l-�yu���� �r�nyt�� d�r� l�th�t��. E��r � �� ��r� b�� �ld�l� ��l� d�, ���b �ld�l� ��l� z�� ���, z����� t�h�� � ��lyg�� .......................................................................................................................................................................................... t�l��h�t�. �yu��� ..........................................................................................................................................................................................
61
IV. Naprendszer
b) A két bolygó közül az egyik egyi k a Mars, a másik a Merkúr. Merkúr. Melyik lehet a Mars a kettő közül?
t�v�l���� � M�r, ��r� ��r � � M�r��r � lg����� ��l��� k���ng, kz�� � N�ho�. A M�r�r� ��� l�th��j�� �l��� �z� A N�pt�� .......................................................................................................................................................................................... � N�pt��. .......................................................................................................................................................................................... c) Lehetséges, hogy a Szaturnuszt a Naphoz közelebb észleljük, mint a Merkúrt?
E�v�lg l���g, h� � Sz���r��� � N��� � F�ldd�� ��j�n�� gyv�n��b�� ���, g��, ��k�r � N� ��n�� ��ny�j� �
..........................................................................................................................................................................................
��lyg� ��n���, ��ig l�th�t�.
.......................................................................................................................................................................................... 4. Két német csillagász, Titius és Bode a bolygók Naptól Naptól mért távolságaira egy képletet alkotott. A képlet a bolygó távolságát csillagászati csillagászati egységben egy ségben (CsE) adta meg a következők szerint: szerint: B Távolság = 0,4 + 0,3 • B A képletben B értéke a bolygók Naptól vett sorrendjük szerint 0, 1, 2, 4, 8,…, tehát a következő szám a sorozatban az előző duplája. a) Határozd meg a képlet képlet alapján a bolygók vélt távolságát CsE-ben!
0,4 + 0,3 • 0 = 0,4 CsE Merkúr .......................................................................
0,4 +.......................... 0,3 • 8 .......................... = 2,8 CsE ................. Ceres – kisbol kisbolygók ygók öve ......................... ............
0,4 + 0,3 • 1 = 0,7 CsE Vénusz ........................................................................
0,4 + 0,3 • 16 = 5,2 CsE Jupiter ................................................................................
0,4 + 0,3 • 2 = 1 CsE Föld ............................................................................
0,4 + 0,3 • 32 = 10 CsE Szaturnusz ........................................................................
0,4 + 0,3 • 4 = 1,6 CsE Mars ........................................................................... b) A képlet megalkotása után fedezték fel az Uránusz és Neptunusz bolygókat, valamint a Plútó törpebolygót. Számold ki a képlet szerinti távolságukat!
0,4 + 0,3 • 64 = 19,6 CsE Uránusz ...................................................................... 0,4 + 0,3 • 128 = 38,8 CsE Neptunusz .................................................................. 0,4 + 0,3.......................... • 256 =................. 77,2 CsE .... Plútó Plútó – törpebolyg törpebolygók ók öve öve .......................... ............. 5. Az alábbi táblázat a bolygók Naptól mért közepes távolságát adja meg millió km-ben. a) Váltsd át az értékeket CsE-be! Bolygó Merkúr Vénusz Föld Mars (Ceres – kisbolygók öve) Jupiter Szaturnusz Uránusz Neptunusz
62
Távolság millió km-ben 57,9 108 150 228 415 778 1430 2880 4500
Távolság CsE-ben
0,386 0,72 1 1,52 2,77 5,19 9,53 19,2 30
IV. Naprendszer
b) Az előző feladatban ismertetett Titius –Bode-képlet sikere a megalkotása után nem sokkal elhalványult, mára csak érdekesség maradt. Mi lehet ennek az oka?
A k�l ��� �� ad�ig �gfigy��� ��lyg��r� ad ���n�lag ���t� �r�m�ny�, � �g��k�� �t�� ���fd��e N�p����zr� .......................................................................................................................................................................................... P��tr� ����b�� ��r ���. .......................................................................................................................................................................................... 6. a) Keresd ki a Föld és a Mars Naptól mért közepes távolságát a fenti táblázatból! Milyen helyzetben kell lennie a két bolygónak a Naphoz Naphoz képest, hogy a lehető legközelebb legközelebb legyenek egymáshoz?
A N� ���n� �ld�l�� ��y, hogy � N� � ��� ��lyg� gyv�n��b�� lgy�n��.
.......................................................................................................................................................................................... b) A táblázat adatai segítségével segítségé vel számold ki, mekkora távolságra közelítheti meg a Mars a Földet!
– 150 = 78 ����i� �� 228.......................................................................................................................................................................................... c) 2003 nyarán arról szóltak a híradások, hogy hog y a Mars Mars augusztus végén kerül legközelebb a Földhöz: 56 millió km távolságra. távolságra. A hír igaz volt. Hogyan lehetséges ez?
�lő�� �z��� ��z�m��� 78 ����i� �� t�v��ág � kz�p t�v��ág����� add. A ��lyg�� ����z� �l��� ��l��� A�.......................................................................................................................................................................................... k���ng�� �i�, h� � M�r ��kz�����, � F�l� ��pt�v��b�� ���, ��k�r � ��l����g �rtk� �����b, ���tgy ��l� .......................................................................................................................................................................................... ����i� �� l�. 56.......................................................................................................................................................................................... 7. Mekkora sebességgel kering a Föld a Nap körül? Számoláskor a Föld keringési pályáját tekintsd kör alakúnak, a megoldásodat km egységben add meg! s 150 ����i� ��, ����� � ���� � k��p�l�� h�sz� 942 ����i� ��. Ez� �� �t�� � F�l� 365 �� �l� tz� �g, t�h�� 1 �� A ��l���u��r ..........................................................................................................................................................................................
�l� 2,58 ����i� ��-� h�la�. E���� 1 r� �l� 107 500 ��-�, �agy� ���o�p�rc��k��� 29,86 ��-� t� �g. A F�l� k���ng��
..........................................................................................................................................................................................
ég köz 30 /s. E tegy szzsr agyb, hng ég lvegő.
.......................................................................................................................................................................................... 8. a) Galilei távcsövével a Vénusz bolygót figyelte. Azt tapasztalta, tapaszta lta, hogy az � a Holdhoz hasonlóan � fázisokat mutat. Milyen tavaly tanult jelenség okozza a Vénusz és a Hold fázisait?
�rn����l���g. A�.......................................................................................................................................................................................... Galilei feljegyzései között az alábbiakhoz hasonló rajzok találhatók a Vénuszról.
b) Valóban lehet ilyen méretbeli különbség a Vénusz látványában, vagy Galilei nem ügyelt a méretekre, méretekre, csak a formákra? Válaszodat indokold!
V�l�b�� ��� ��r���� ��l����g. A V���� �rl� �l����� ��k�r ......................................................................................................... l��j��, ���k�r � N� � V���z� ��j�n�� h����r�� ����, �� ����� ......................................................................................................... �z� ��l����, hogy � ��lyg� � N� � F�l� k�ö, � F�l�h� kz�� ���. ......................................................................................................... „F�v����” �� � N� „�ld��r��” ���� � V���z�, �agy� �ag y� � F�l�t�� ......................................................................................................... ��j�n�� �l��� t�v�� ���, ���� � N�. .........................................................................................................
63
IV. Naprendszer
4. A VILÁGEGYETEM 1. A Naphoz legközelebbi csillag, a Proxima Centauri 270 000 CsE távolságra található. Hány fényév, illetve hány milliárd km távolságot jelent ez?
1 ��n��� 63 000 CE, �gy 270 000 CE �gf�l��
270 000 = 4,29 ��n��vn��. 1 CE gy��l� 150 ����i� ��-���, �gy 270 000 CE 63 000
�gf�l�� 40 500 000 ����i� ��-���, ��� ����� 40 500 ����i�r� ��-���.
2. Ha a Bak csillagkép csillag kép legfényesebb csillagát csillag át távcsővel megfigyeljük, megfig yeljük, észrevehetjük, hogy tulajdonképpen kettőscsillag, vagyis két, egymáshoz közel látszó csillag összemosódott képe. Az érdekessége érdekessége az, hogy a két, egymáshoz közelinek látszó csillag a valóságban igen messze van egymástól. Az egyik 1 039 500 milliárd km-re, a másik 690 fényévre van a Naptól. Váltsd át a távolságokat CsE-re! Milyen távol van egymástól egy mástól a két csillag?
A� gy�� t�v��ág�
1 039 500 000 millió km 150 milli millióó km
, tvság 690 • 63 000 CsE = 43 470 000 CsE. A k k clag
= 6 930 000 000 Cs E
t�v��ág� � ��l�ágb�� 36 540 000 CE.
3. Kísérlet Modellezzétek egy csillag távolságának mérését! A teremben álljon fel valaki, aki a Napot jelképezi, és egy másik tanuló tőle távolabb, aki egy közeli csillagot jelenít meg. Egy harmadik diák a földi megfigyelő szerepét tölti be. A földi megfigyelő a „Naptól” meghatározott távolságra, mondjuk 2 méterre álljon meg, és minél pontosabban mérje meg a „Nap” és a „csillag” közötti látószöget! Teljen el fél év, a földi megfigyelő „keringjen” át a „Nap másik oldalára”! Az egyszerűség kedvéért a „Naptól” mért távolság legyen most is 2 méter! Ismételje meg a látószög mérését! Szerkesszetek méretarányos háromszöget 4 m hosszú alapból, valamint a megmért alapon fekvő szögekből! A háromszög csúcsának és a szemközti alap felezőpontjának méretarányos távolsága adja a „Nap” és a „csillag” távolságát. Ellenőrizzétek a számításotokat mérőszalaggal is!
4. A Naprendszer a Tejútrendszer magja körül kering, a magtól körülbelül 27 000 fényév fényév távolságra. Keringési ideje 250 millió mi llió év, amit a csillagászok csillag ászok kozmikus évnek is neveznek. Mekkora sebességgel sebesség gel kering a Naprendszer km a galaxisban? A választ -ban add meg! s
Vls: 250 i l 1 r t eg, 2 • 27 000 fn • 3,14 = 170 000 fn = 10 710 i CsE. 1 l th
42,8 CE-� h�la�, ��� 6420 ����i� ��. E���� 1 �� �l� 17,6 ����i� ��-�, 1 r� �l� 733 333 ��-�, 1 �l� 204 ��-� t� �g. A N�r�n���r ���g� t�h�� 204
64
km s
.
IV. Naprendszer
5. Az alábbi állítások mellé írj H betűt, ha a Holdra; V betűt, ha a Vénuszra; M betűt, ha a Marsra; S betűt, ha a Szaturnuszra érvényes! Egy állítás mögé esetenként több betű is írható.
V, M Kőzetbolygó. ...........................
V, M Vulkáni tevékenység tevékenység nyomai nyomai találhatók rajta. .......... ...... ......... ......... ....
S Van gyűrűje. ..........................
M Kis légnyomás mérhető a felszínén. .........................
M, S Van holdja. ........................
V, S Felhőzete van. .........................
H, M Kráterek borítják. ............................
H, V, M, S Forog a tengelye körül. .............................
V, M, S Van légköre. ............................
H, V, M Űreszköz landolt rajta. ............................
6. A mellékelt rajzon egy képzeletbeli bolygót látsz. Válaszolj a következő kérdésekre a rajz alapján! a) Honnan tudjuk, hogy ez a bolygó valószínűleg forog a tengelye körül?
El����j� � gy���r�n���r�, ��ly k���lö� k���ng.
..................................................................................... b) Honnan tudjuk, hogy ennek a bolygónak nincs légköre?
���zn� t�l� ��� ��pd��� r�t�r��k��, ���� A..................................................................................... lgk�r, ��� l�f�zn� � ��r�k��. N�n� ��n� ..................................................................................... ���. ���hőz� ..................................................................................... c) Honnan tudjuk, hogy a Földdel ellentétben − amely tengelyének 23,5°-os eltérése miatt évszakok alakultak ki − ezen a bolygón nincsenek évszakok?
A ��lyg� ����lag� ��y �lág�j� �g � ��lyg, hogy � ��rg��t�ng�l�� � N�-��lyg� ��n�l���� ��� ��r�lg.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 7. A Mars bolygó keringési ideje 686,96 nap, forgásideje 24,62 óra. óra. Ezeket az adatokat a Földön használt SI-mértékegységben SI-mértékegységben adtuk meg. a) Hány marsi napból áll egy marsi év egy marslakó számára?
1 r 24,62 r, 1 r 686,96 = 686,96 • 24 r =16487 r. Így 1 r küü 16 487 = 669,6 ��r�� 24,62
����. b) Hány Hány marsi marsi napból napból áll egy földi év egy marslakó marslakó számára?
1 ��l�� �� 365,2422 ��, 1 ��r�� �� k���������
24,62 365,2422 = 1,026 ��l�� ��. Így 1 ��l�� �� gy��l� = 356 ��r�� ����. 24 1,026
65
IV. Naprendszer
TUDÁSPRÓBA 1. Az alábbi ábrán lévő kör egy függőlegesen álló botot jelöl felülnézetből. felülnézetb ől. A rajz mellett égtájjelölést is látsz. a) Rajzold be a bot árnyékát nap-éj egyenlőség idején, napkeltekor! N y
D
É
K
b) Hogyan változik meg a bot árnyéka három órával később?
H�r� r���� k���b � ��n�� ��vid��b l�, �r�n�� ��f�r��� z��nyu��� ��l�.
.......................................................................................................................................................................................... c) Hogyan módosítanád a rajzod, ha az a) feladatban feladatban megjelölt időben az eredetihez képest egy kétszer olyan magas bot állna?
Egy k�t��r �l��� �ag� b k�t��r h�sz��b �rn�k a�n�.
.......................................................................................................................................................................................... 2. Rajzold le a Nap, a Föld és a Hold helyzetét napfogyatkozás idején! Mitől függ, hogy teljes vagy gyűrűs napfogyatkozás lesz?
A H�l�n�� � N� � F�l� k�r�ng�� k�ö k��� l���i�.
......................................................................................
A ��pfogy�tkoz� ���� � F�l�-H�l� t�v��ág
......................................................................................
h�t�ro�z� �g. K����b t�v��ágn�� t��j, �agy���n�� ......................................................................................
N
H
F
gy��� ��pfogy�tkoz� �l���� ��.
...................................................................................... ...................................................................................... 3. Számítsd ki, hogy hogy hány hány napos napos egy tanév! A tanév szeptember 1-jén kezdődik kezdődik és június 15-én ér ér véget. véget.
hn� 15 ��. A hn�p�� ��j��: 30 + 31 + 30 + 31 + 31 + 28 + 31 + 30 + 31 + 15 = 288. 9 t��j .......................................................................................................................................................................................... gy t�n�� 288 ��p� (������ 289 ��p�). T�h�� .......................................................................................................................................................................................... 4. Melyik országból látszódik magasabban a Sarkcsillag: Sarkcsillag : Egyiptomból vagy Finnországból? Finnországból ? Válaszodat álaszod at indokold!
F��n�rzág���, ��r� �� z����r� ���, kz�� �� �� z��� �rho�, �m�ly � m�ly ��le � S�r�����lag S� r�����lag t�l��h�t�.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 5. Mekkora sebességgel kering a Merkúr a Nap körül? A Merkúr Naptól mért közepes távolsága 57,9 millió km, keringési ideje 88 nap.
A ��l�� �u��r� 57,9 ����i� ��, k���l� 363,6 ����i� ��. Ez� 88 �� �l� tz� �g, �gy ��p��t� 4,13 ����i� ��-�,
..........................................................................................................................................................................................
r��k��� 172 ���r ��-� h�la�. M��o�p�rc��k��� t�h�� �b. 48 ��-� h�la�.
.......................................................................................................................................................................................... 6. A Sarkcsillag 431 fényévre, a Szíriusz csillag 540 000 CsE távolságra van a Naptól. Melyik csillag van messzebb? Hányszor messzebb van? 1 fényév = 63 000 CsE 431
540 000 CE = 8,57 ��n���, ��n���, t�h�� � S�r�����lag ���tgy 50-��r ��� �z��b. (
= 50,3)
8,57 ..........................................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................................
66
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika
1. A FÖLD FIZIKAI TULAJDONSÁGAI Nézz utána! 1. Nézz utána, milyen kutatási kutatási területei vannak a geofizikának!
� ��lyg�� �l����, ����z�g� �r�r�, ��l�mágng, ��l�r�nd���, � F�l� hj�l���g�� F�l�, ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................
Nézz utána! 2. a) Járj utána, hogy milyen világhírű geofizikai kutatásokat kutatásokat végzett Eötvös Loránd!
4 ����zd�� �� � gr�v�táci� ��l�mágng t����m�nyoz����� �ogl��ko�. ........................................................................................................................................................ � t�rzi� �ng� h�zn��h�t�ág�� � k�l�j��t�t� t���l�� � ����nyt��. 1916-b�� ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ .......................................................................................................................... b) Mi a neve az Eötvös Loránd által kifejlesztett műszernek?
Ev-�l� t�rzi� �ng� .......................................................................................................................... 3. a) Hol nagyobb a geotermikus geotermikus gradiens értéke: Pécsett vagy Dél-Afrikában? (A tankönyv tankönyv adatait használd!)
Pé�e �agy��b � g�r���� gra�i�� �rtk�. ................................................................................................................................ b) Válaszodat álaszod at indokold!
���r� �agy��b � g�r���� gra�i�� �rtk�, ��r� 1250 ��t�r�� kz�� Pé�e ................................................................................................................................ � ��r�� hm�r��l, ���� � ��j�n�� 2,5-��r �l���b, D�-A�k�b�� ��k�r� ................................................................................................................................ b�n��b��. l�v� ................................................................................................................................ 4. Milyen mélyre kell ásni a Föld mélye felé Budapesten ahhoz, hogy a felszíni 15 °C hőmérsékletnél hőmérséklet nél 50 °C -kal magasabb hőmérsékletet mérjünk? (A tankönyv adatait használd!)
Bud�pt�� 100 ��t�r��k��� 6 °C- �m��k��� � hm�r��l. 50°C-
50 C 6 C
⋅100 m = 833,3 ��t�r �l��� ��r����, t�h�� d�ig k��� l�f�r��. H� � g�r���� gra�i�� �rtk� �agy��b
��n�, ��k�r �g ��k�r� �l��gr� ��n� z���g. 5. A Földön a 8. legnagyobb legnag yobb kitermelésű aranybánya a dél-afrikai dél-afri kai Mpomeng, amely 4000 méter mély. Ebben a mélységben a kőzetek hőmérséklet 66 °C. Mennyi itt a geotermikus gradiens értéke, ha a felszíni kőzethőmérséklet kőzethőmérséklet 15 °C?
A hm�r��l ��l����g: 66 °C – 15 °C = 51 °C. H� � hm�r��l 4000 ��t�r �l� 51°C- �m��kde, ��k�r 100 ��t�r��k��� A �pm�ng� �r�nyb�n��b�� � g�r���� gra�i�� �rtk�:
1, 275 C C 100 m
51 C 4000 m
⋅100 m = 1,275 °C- �m��kde. � m��kde.
.
67
V. Környezetünk és a fizika Járj utána! 6. Az ember számára a nagy mélységű bányákban tapasztalható tapasztal ható hőmérséklet elviselhetetlen. elviselhetetlen . Járj utána, hogyan hűtik a bányákat, hogy a bányászáshoz megfelelő körülmények legyenek?
�����l�t�r��k�� „�y�j��” l� � l�vg � �ly��, �m�ly �idg ��z�� �g � ���k�t���l��� �r �l H�t��m� ................................................................................................................................................................................ Így � b�n��b�� � 30 °C kz�l�� ���th�t� � l�vg� hm�r��l�. l���t�n��. ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................
7. A Föld belső magjának sűrűsége 13,3
g , melyet szilárd vas és nikkel alkot. Ez az érték nem egyezik eg yezik a vas cm 3
és a nikkel sűrűségtáblázatban található értékével. Magyarázd meg az eltérés okát!
����� �ag��b�� t�l��h�t� �� ���k�� �����g� ���r� ���� �agy��b � ���zn�� z��t �rt�n�, ��r� 6300 �� A F�l� .......................................................................................................................................................................................... �� �i��� �ym� �i� �gn� �� �� �rt�. �r t�. �l��� .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 8.
Tudod–e?
A Földet körülvevő mágneses tér mintegy „páncélövet” képez bolygónk körül. Ennek köszönhetjük a sarki fény csodálatos jelenségét, melyet többnyire a két mágneses pólus közelében figyelhetünk meg. Néha-néha Magyarországon is látható e természeti jelenség.
Nézz utána! a) Nézz utána, mikor és hol láttak utoljára sarki fényt hazánkban?
����� 22-��, 22 r���r, Kkt�, �l� 2015. ��rc�� 17-��, 21 r� �t��, D��og�k� �rn������ ���� 2015. ................................................................................................................................................................................ l�th�t�. ................................................................................................................................................................................ b) Készíts beszámolót a sarki fény jelenségéről!
68
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika
9. Kísérlet: Készíts otthon házilag iránytűt! Hozzávalók: egy nagyobb méretű, egyenes varrótű, egy mágnes, 60-70 cm cérna. Elkészítés: Egyik kezedbe fogd a varrótűt, másik kezedbe a mágnest. A mágnes egyik eg yik végét többször húzd végig a tűn. Ügyelj arra, hogy ne oda-vissza, hanem mindig csak egy irányba húzd! Majd kösd rá a cérnát a tű közepére úgy, hogy lógatva a tű vízszintesen álljon! Ezután emeld fel fel a cérnát, hogy a tű szabadon elfordulhasson! Mi történik? ........................................................................................................................................................................................ Mi történik, ha kimozdítod a tűt a nyugalmi helyzetéből? ........................................................................................................................................................................................ Magyarázd meg a jelensége j elenséget! t!
A �� ��mágn��ődö �� ��l�nd� �ágnt��.
........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ Hogyan tudnád megszüntetni a tű mágnesességét? ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 10. 2015. április április 25-én a Richter-skála szerinti 7,9 erősségű, május 12-én 7,3 erősségű földrengés pusztított Nepálban.
a) Olvasd le a tankönyvedben található térképről, mely kőzetlemezek találkozásánál történt a földrengés!
A� E�r�z�i��-l�m�� E�r�z�i��-l�m�� � In�i��-��z�r�� In�i��-��z�r��i��-l�m�� i��-l�m�� t�l��koz��n�� t�rt��� t�r t��� � ��l�r�ng.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................................
69
V. Környezetünk és a fizika
b) A Richter-skála értékei − műszeres mérések alapján − a földrengés erősségét mutatják. A táblázatban a Richter-skála fokozatait, illetve a rengés következményeit láthatod. Vesd össze a földrengés idején készült híradásokat a tábláza t áblázatban tban foglaltakkal!
Hrad�: „ 8000 ����r �zte� l��, z��t� g� ��r���� ��z���t�� ��, ��������l�� �rt�� t�rt�n���� ��lk��
..........................................................................................................................................................................................
d��t�� sz�. A �rn���� �gy����, �gy � M���� Ev�rt�� � l�v�n�� �n���t�� ��, �ag��k�� �od���� ��ngg �gym��.”
..........................................................................................................................................................................................
A t��l���tb�� �ogl��t��k�� szh�ngb�� ���� ��nd��, ���� � �r����� �g�u�h����!
.......................................................................................................................................................................................... Magnitúdó
A rengés ereje
A pusztítás mértéke
<2,0
mikrorengés
csak műszerekkel érzékelhető
2,0–2,9
rendkívül gyenge
a legtöbb ember még nem érzékeli
3,0–3,9
nagyon gyenge
általában érzékelhető, károkat még nem okoz
4,0–4,9
gyenge
5,–5,9
közepes
6,0–6,9
erős
7,0–7,9
igen erős
8,0–8,9
nagyon erős
9,0–9,9
rendkívüli erejű rengés
rendkívüli pusztítás, megváltozik a táj
≥10
globális katasztrófa
a földkéreg kettéreped, a törésvonalak továbbhúzódnak, hihetetlen pusztítás
a csillárok kilengenek, morajlás hallatszik, károk csak ritkán keletkeznek keletkeznek a szerkezetileg gyenge épületekben komoly károk is keletkezhetnek erősebb épületek is megrongálódnak az epicentrumtól 50-80 km távolságban távolságban is súlyos károk: házak és hidak összeomlása, utak, vasúti sínek deformációja súlyos károk több száz kilométeres körzetben, több méteres lezökkenések, hegyomlások
c) Nézz utána, hogy Magyarországon milyen erősségű volt az eddig mért legnagyobb földrengés, és mikor történt?
A lgnagy��b ��l�r�ng 1956. ���u�r 12-�� 6 r� 46 ��rc��r ��rc�� r t�rt��� t�r t��� D�n�h�r�z��b��. 3500 ��l��� 3144 �g������.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 11. A szeizmográf szeizmog ráf olyan műszer, amely képes érzékelni a talajmozgást és az időbeli változást rögzíteni. Gondold át, hogyan működhet ez a műszer!
E� � z�l� gy t�l�jho� �gzte k�r���, gy
.....................................................................................
� k�r��� l����, �u���m��� �r�te t��l��
.....................................................................................
tt��� ���. A ��ldd�� gy� gy � �ozg� k�r � t� ��l���
.....................................................................................
��moz��l��� �gm����, ��j� � ��l�k ��l�r����,
.....................................................................................
�gz��� �rtk����.
.....................................................................................
70
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika
2. AMI ÉLTET ÉS VÉD � A FÖLD LÉGKÖRE 1. Rakd helyes sorrendbe a szavakat úgy, hogy igaz (és fontos) megállapításokat tartalmazó mondatot kap! (Segítségül megadtunk pár szót.) A, a, Föld, gázok, körüli, különböző, légkör, ami, Nap, részt vevő
A
F�l�
N�
k�����
............................................ ............................................... ............................................ ............................................
�z� ��v� � lgk�r keringésében .............................................. gáztömeg ............................................. ................................................ , ��� ��l����� g���� keveréke. ......................................... ......................................... ......................................... 2. A felsorolt gázok közül írd a meghatározás mögé azokat a gázokat, amelyekre teljesül az állítás! a) Mennyisége a légkörben néhány nap alatt megváltozhat.
�zgő�, CO, NO , NH , SO , H S
2 3 2 2 ..................................................................................................................
b) A légkör állandó alkotórészei.
N 2 , O 2 � ��mg���� �� mg����
.................................................................................................................. c) A légkörben néhány évig is jelen lehetnek káros mennyiségben.
CO 2 , CH 4 , H 2 , N 2 O, O 3 , CFC
..................................................................................................................
H2, O2, CH4, N2O, O3, CO, nemesgázok, vízgőz, NO2, CFC, N2, NH3, SO2, CO2, H2S
Járj utána! 3. Az ózon mennyiségét a levegőben folyamatosan mérik, ahogy a tankönyvben az Országos Meteorológiai Szolgálat mérési adatai között is láthatod. Hallhatsz az ózonlyukról, az ózonréteg vastagságáról vastagságáról és az ózondús levegőről levegőről is! Járj utána, mit jelentenek ezek a kifejezések, és hogy miért van az ózon a figyelem középpontjában!
A� ���r�tg ��vk�nyod��, t�h�� Ó���ly��: ................................................................................. ��� ly��! ��lj�b�� ................................................................................. ���r�tg ���tagág�: A ��l�f��z� ��le� 10-17 A� ................................................................................. �agágb�� �zdő��� �b. 50 �� �ag��r� ��- ................................................................................. ���. �y���� ................................................................................. Ó��n�� l�vg�: A ��nd��n�� ��h�zn�l�tb�� ��zt� l�vg l�v g ��l���, d� � ��lj�b�� g�� oxid�l� h�t���, ��rg���.
................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................
71
V. Környezetünk és a fizika 4. Írd az állítások előtti vonalra, hogy igaz-e (I) vagy hamis (H) az állítás!
H .. A gázok mennyisége a légkörben állandó. ............ .......... I .. A légkörben majdnem négyszer annyi nitrogén van, mint oxigén. ............ .......... I . A légkörben kétféle gáz van abszolút túlsúlyban. ............ ........... H . A légkörben alig féltucatnyi gáz található. ............ ........... található. I . A légkörben víz is található. ............ ........... található. H ............A légkör „öntisztuló”, azaz nem kell különösebben ügyelni a szennyezettségére. I . A légkör veszélyes „betegsége” ............ ........... „betegsége” a szmog. I . A szmog a civilizáció káros mellékhatása. ............ ........... mellékhatása. H ............A légszennyezés légszennyezés csak a gazdag országok országok problémája. I .. Bárki tehet a légszennyezés ............ .......... légszennyezés ellen. 5. A kirándulók kirándulók tavaszi túrákon tapasztalhatják, tapasztalhatják, hogy míg a déli déli hegyoldalon hegyoldalon már már virágok virágok nyílnak, addig az északi oldalt még hófoltok tarkítják. Sorolj fel az ábra segítségével minél több tényezőt, amely befolyásolja a felszín és a fölötte elhelyezkedő levegő felmelegedését!
A..................... l�vg�...................... ���m�lgd��� ��f�l�����j�: .......... ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... .................. ....... 1. A t�l�j zn� ............................................................................................... A ���z� � ���u��rz� ��t�� ����r� �g 2................................................................................................ 3...................... A t�l�j...................... �n�ag�....................... ��n�g� .......... ....................... ...................... ...................... ...................... .................. ....... 4. A t�l�j ���tág� � ��tág� (�rd� (�rd� �agy ���tó�l�) ���tó�l�) ............................................................................................... A lgk�r �����g� 5................................................................................................ 6. A Földet körülölelő levegő tömegét nem tudjuk megmérni a tömeg mérésére használatos mérleg segítségével. segítségé vel. A légnyomás és a földfelszín nagyságának ismeretében viszont te is ki tudod számítani. Próbáld meg!
A F�ld�� � l�vg� ��l����� ��rm��� �ym� �rtk� 10 5 P�, �agy 100 �P�. E�n�� z��ll ��l��t��: � l�vg� � ��l�� �i� � F�l� ��nd�� �gyzm�t�r�r� 10 5 N �r ��j� ��. A lgk�r t��j ��l��� k��n��� ��z��th��j��, h� � F�l� ���zn�� �g��ro�z�� ��z�� �� �� �rt�k��. �r t�k��. M�v�� � F�l� �u��r� 6378 ��, ���� 6 378 000 �, �gy �� ��m�r � sz�fü �l�j�� � F�l� ���zn�: A = 4 r 2 π = 4 · ( 6 , 3 7 8 · 1 0 6 m ) 2 · π = 5 , 1 1 · 1 0 1 4 m 2
A lgk�r ��l�� t�h��: Így � lgk�r t�mg�:
72
Glégkör = 10 5 m=
G légkör g
N 2
m
=
⋅ 5,1 ,111 ⋅10 14 m 2 = 5,11 ⋅10 19 N
5,11 5, 11 ⋅ 10 10 19 N = 5,2 ⋅1018 kg m 9,81 2 s
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika 7. Töltsd ki a keresztrejtvényt, és megtudod, mi az egész Földet érintő egyik egyi k legfontosabb globális probléma! a) A levegő felmelegedése felmelegedése innen indul.
f)
Ez a skála a vitorlázóknak vitorlázóknak is nagyon fontos. fontos.
b) Az itteni jelenségek jelenségek mind mind 1000 km alatt alatt
g)
A változást jellemző érték a hőmérsékleti ...
történnek.
h) Kabát és szél is van ilyen. / Pusztító erejű szél.
c) Ilyen a Földünket körülvevő légkör.
i)
A levegő súlya okozza.
d) Télen a füst és a köd miatt szokott kialakulni,
j)
Ez a sugárzás sugárzás melegíti melegíti a földfelszínt. földfelszínt.
ha nincs megfelelő légmozgás.
k) A légkör állandó alkotórésze.
e) A légnyomáskülönbség kelti.
l) a)
c)
R
A
A Földhöz legközelebb eső légköri réteg.
L
U
L
R
Ó
L
b)
L
É
G
K
Ö
R
I
E d)
G S
E Z
S M
O
G
S
Z
É
L
B E A D I E N S R K Á N É G N Y O
U
F
O
R
M
Á
S
S O
Ő K
Z
F
É
É
T e) f)
g)
G
R
A h) O i) L
j) k)
N
E
M
E
B S G
E Á
E Z
T
É l)
T
R
O
P
O
S
R
A
73
V. Környezetünk és a fizika
3. MEDDIG BÍRJUK ENERGIÁVAL? 1. Csoportosítsd Csoportos ítsd az energiaforrásokat! energiaforrás okat! Döntsd el az alábbi energiaforrásokról, energiaforrá sokról, hogy megújuló, kimeríthető kimeríthe tő vagy átalakítás után felhasználható felhasználható energiahordozók, energiahordozók, vagyis másodlagos energiaforrás-e! energiaforrás-e! Írd be az egyes energiahordozókat a megfelelő oszlopba! petróleum, uránium, szél, elektromos áram, földgáz, faszén, gázolaj, termálvíz, gőz, kukoricaszár, kőolaj, napsugárzás, szén, biogáz, benzin, folyóvíz folyóvíz Megújuló en energiaforrás
Kimeríthető energiaforrás
Másodlagos en energiaforrás
��lyv��, z�, ��k�r�c���r, t�rm��v��, ���u��rz�
k�l�j, ��ld���, ���, �r��
�l�k�rm� �r��, �����, g���l�j, gő�, �r�l���, �iog��, �iog��, ���z��
2. Írd az állítások előtti vonalra, hogy igazak-e (I) vagy hamisak (H)!
H
.......... A hőerőművek szén, kőolaj vagy földgáz elégetésével állítanak elő áramot.
I A hegyvidékre telepített vízerőművek nagyobb energiát tudnak ter.......... melni, mint a hasonló vízhozamú síkságra telepítettek. I Szélerőműveket sík területre érdemes telepíteni. .......... H Minél északabbra megyünk, annál inkább érdemes a napenergiát .......... felhasználni. I A vízierőműveknél .......... vízierőműveknél gyakran szükség van duzzasztásra. 3. Egy tüzelőanyag fűtőértéke az a hőmennyiség, amely 1 kg tüzelőanyagból kinyerhető. A táblázat néhány néhány anyag fűtőértékét tartalmazza. A fűtőértékek ismeretében egészítsd ki a következő mondatokat!
�agyj���� ��l� ��k�r� Adott tömegű tűzifának ................................................... a fűtőértéke, mint ugyanannyi kőszénnek. g���l�j ���z�� A(z) ............................................. és a(z) ......................................... fűtőértéke azonos, mindkettőt használják a személygépkocsikban. 100 kg kőszénből másfélszer annyi energiát lehet kinyerni, mint
z��m���� ugyanannyi ................................................... .
Fűtőanyag szárított fa szalma kőszén gázolaj benzin
Fűtőérté rték (MJ (MJ/kg) 14,4–15,8 17 27−32,7 43 43
A szalma fűtőértéke hasonló a fa fűtőértékéhez, mégsem látjuk vidéken, hogy az emberek télen szalmával fűtenének. Mit gondolsz, mi lehet ennek az oka?
z��m� ��t�� ��t�� z���n��k���. z���n��k���. Ez� t�r���� k��� k��� Egy ����� ��lá�� h�� t���l� �b. 100 � 2 , ��tő�n�agig�n�� ���tgy 4 t��n� z��m�
..........................................................................................................................................................................................
��l�h��, ��l����� �pi��� k����r� ��� z���g, �m�ly�� �� l�� t���� � z��m�b�l����. E��� �v�� � z��m�� ��t
..........................................................................................................................................................................................
��lye �� ��l��rt��b�� l�� h�zn��t���, ��� �agy��b ��t�rt�� ��z�lő�n�ag �. A z��m� �lő���t��r� �áad����
..........................................................................................................................................................................................
�agy t���lr� ��� z���g!
..........................................................................................................................................................................................
74
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika 4. Aki hideg hideg időben, fával fűt jól tudja, hogy a fát még tavasszal vagy nyáron nyáron érdemes egész télre beszerezni, hogy legyen ideje kiszáradni. Miért nem mindegy, hogy frissen vágott, vagy szárított szárított fával fűtünk?
A ��z�f� �zt�r �zt�rt��m� t��m� �agy h�t�� ��� �� g�r�. A ��b�� ��ra�� �� gő�z� gő�z� �l��t�� .................................................................................................................................. ��l��tk�z��. �n�rgi�vztgk��� .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 5. A grafikon az ország villamosenergia-fel villamos energia-felhasználását használását mutatja mutatja egy átlagos átlagos nyári hét napjain. Válaszolj a kérdésekre a grafikon alapján! MWh 4800
Y 4600 N É M 4400 T Í S E J L 4200 E T S O 4000 M A L 3800 L I V S 3600 O G A 3400 L T Á I 3200 T N É K 3000 N Á R Ó 2800
Hétfő
Kedd Szerda Csütörtök Péntek Szombat Vasárnap Szerdai átlag
2600 0-1
2-3
4-5
6-7
8-9
10-11
12-13
14-15
16-17
18-19
20-21
22-23
h
IDŐ
a) Melyik napon fogyasztotta fogyasz totta az ország a legkevesebb villamos energiát a vizsgált időszakban? V��rn� .......................................................................................................................................................................................... b) Mi lehet az oka a hétvégén tapasztalható tapaszta lható alacsony fogyasztásnak?
�� �z�m��, gy�r�� ���n��, �gy ��� �ogy�zt�n�� �n�rgi��. H��vg�� .......................................................................................................................................................................................... c) Olvasd le a pénteken mért legnagyobb legnag yobb energiafogyasztást! energiafog yasztást! Hány óra körül mérték ezt az értéket?
���t��� �n�rgi�fogy�zt� �rtk� kz��t�lg: 4750 MW�. Ez� �� �rtk 15-16 r� k�ö ��rt�. Lgnagy��b .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... d) A hétköznapokhoz tartozó fogyasztási görbék hullámzása közel azonos. Értelmezd a fogyasztás növekedését és csökkenését!
A ��� �ogy�zt� �ngadoz�� ��� ��t��j� �� ����r�� ��� l�������. A �ogy�zt� ��k�r � lg�����b, ���k�r � lgt�����
..........................................................................................................................................................................................
��z���, � lgnagy��b ��ig ��k�r, ���k�r d��t�� � ���k����, ��k�l���� h��a��v� ��� t�nd�� ��vgz�� t�rt���� , majd
..........................................................................................................................................................................................
�g ��� gy ��ú� �� �� ��rd d�j�� �.
..........................................................................................................................................................................................
75
V. Környezetünk és a fizika 6. A mezőgazdasággal mezőgazd asággal foglalkozó területeken több helyen lehet félköríves tetejű, hosszú, fóliaborítású, fóliaborít ású, ún. fóliasátrakat látni. Ezekben már akkor is terem az eper, a paradicsom, a paprika, amikor a szabadföldön még csak a virágzás ideje van. Miért lehetséges fólia alatt már kora tavasszal termeszteni?
A ���i���r�b�� k�r� t��z�� �� ���� ���u��rz�
.....................................................................................
h�t��r� ��r ��lg��b ���, ���� � z�ba� g �l�
.....................................................................................
(�� �vgh�zh�t� �i�). A ���u��rz� �� �u�
.....................................................................................
h�t���� � ���i��, d� � z�v�r� h�u��r�� ��l��t
.....................................................................................
�z�� � ���i� ����r�j�, ���t�� ��lg��b l�. E��
.....................................................................................
� ��v�n��� ��jlő��� �ogn��.
..................................................................................... 7. Fejezd be a mondatot mondatot úgy, hogy IGAZ állítás legyen! a) Az üvegházhatás jó és fontos a földi lét szempontjából, mert ......................... ............ .......................... .......................... .......................... ...................... .........
����l� � F�l� �tlaghm�r��l� ���k�� �la���n���b l��n�. l� �n�.
........................................................................................................................................................................................ .
���.......................... ��� �vgh�zh�t��� g�� k����.......................... � l�vg���, ���t�� ��.................. �tlag- ..... b) Az üvegházhatás akkor káros, ha ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... hm�r��l �gn�v��z��, gl�b��� �r��l�m�� �oz�� ��z��....................... ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... ....................... ................. ..... . Járj utána! 8. Mely országokat, városokat fenyegeti legjobban a világtengerek szintjének emelkedése A globális felmelegedés felmelegedés miatt?
A �zz��t�m��kd �����rb�� � ����� zig�rzág�k�� �� �la���n��� ���v� t�ng�r-
......................................................................................................................................
��r�� t���l�k (�ld��� H��l�n�i�, Fl��id�) ������. A� A��i��-t�ng�r �m��kd��
......................................................................................................................................
�i� V�l�nc� ��� �zly���. A M�l��-zig�� � �lág lg�la���n���b�� ���v�
......................................................................................................................................
�rzág�k��� (�tlag: 1,5 ��t�r t�ng�rz��� ��lö) ��lö) � k�vk��� 100 ���� t��j�� ������.
......................................................................................................................................
Érdekesség!
9.
Az elmúlt egy-két évszázad éghajlat változásairól a meteorológiai mérőhálózatok pontos adatokat szolgáltatnak, de milyen módon szerezhetünk ismereteket a régebbi korok klímájáról? Sok információt kaphatunk a fák évgyűrűinek vizsgálatából. A fák évgyűrűinek vastagsága, egymástól való távolsága, színe egy adott térség évenkénti csapadékviszonyáról árulkodik. A Kaliforniában élő ún. Sequoia fenyőóriások életkora gyakran meghaladja a 3000 évet, így íg y ez a fafaj különösen különösen alkalmas évgyűrűelemzésekhez. Mit gondolsz, hogyan tudnak mintát venni a szakemberek az évgyűrűelemzésekhez a fa kivágása nélkül?
�� ���ág�� ����� ��y l�� ���t�� k��� �� ��gy��ű�l��z����, hogy gy ��ng�r, ����� �r ��r��� ���t�� A .......................................................................................................................................................................................... � �����. �zn�� ..........................................................................................................................................................................................
76
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika
4. ENERGIATAKARÉKOSSÁG A HÁZTARTÁSBAN 1. Olvasd le 5 napon át a villanyórátokat és a gázórátokat (ha van) reggel és este, azonos időpontban! A leolvasott értékeket írd be az alábbi táblázatba! 1. nap villanyóra gázóra
2. nap
3. nap
4. nap
5. nap
reggel este reggel este
a) Számold ki, átlagosan hány kWh volt a család elektromosenergia-fogyaszt elektromosenergia-fo gyasztása ása 1 nap alatt!
b) Számold ki, átlagosan hány m 3 gáz volt a család fogyasztása 1 nap alatt!
c) Figyeld meg a villanyórát villanyórát vagy vagy a gázórát, amikor amikor egy nagyobb fogyasztót fogyasztót (pl. mosógépet, mosógépet, villanybojlert villanybojlert vagy gázsütőt) gázsütőt) használtok! használtok! Majd akkor is, amikor amikor nem működnek működnek ezek! Mi a különbség különbség a villanyóra villanyóra vagy a gázóra számlálójának a változásában?
A z��l�l� gy �agy �ogy�zt� ��kd�� �� gy�r��b�� „��rg”, �agy� ����n�� � ��kd�� t���� k����.
.......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... d) Van-e olyan időszak egy nap során, amikor a villanyórátok nem „pörög”?
h� ��n� �l�k�rm� ��j��z�� r�, �agy �l��� z�l�, �m�ly ��n� ��y�� ��k��������, h�n�� ���l��� L���g, .......................................................................................................................................................................................... ���. ��l�pb�� .......................................................................................................................................................................................... e) Ha a villanyórátok állandóan fogyasztást fogy asztást mér, nézz körül a lakásban, melyek azok az elektromos eszközök, amelyek folyamatosan elektromos energiát fogyasztanak!
�ig�t��� ��j��z�� r��, �i�zt� ��r�nd��, ���l��� ��l�pb�� l�v� z�lk�� ��l��m�t��� �ogy�z�j�� �� A.......................................................................................................................................................................................... �n�rgi��. �l�k�rm� .......................................................................................................................................................................................... 2. Energiatakarékosság Energiatak arékosság a mindennapokban. mindennapokban . a) Írj két két példát arra, hogyan hogyan tudsz spórolni a villamos energiával!
1. A z��tg�p ��k�����l�, h� r��ig ��� h�zn�l�. ....................................................................................................................................................... A �����t��t ��� hagy� � k��n�t�rb�� � t��t �t��. 2........................................................................................................................................................
77
V. Környezetünk és a fizika b) Írj két példát példát arra, hogyan tudsz tudsz takarékoskodni takarékoskodni a földgázzal!
1. 1 �b k�m�ny tj� �őz���� ��� k��� � lgnagy��b l�ng h�zn����! ............................................................................................................................... Étk���n� – h� ��l���� ��lg���� ��� – z���g �l��� ��r� ��lgt��� 2. ............................................................................................................................... �t���, hogy �t�n� ��rc��ig �z� k���j�� ��r��, hogy �����j��! ��............................................................................................................................... c) Írj két két példát példát arra, arra, hogyan tudsz takarékoskodni takarékoskodni a vízzel! vízzel!
1. N�� z���g 10 ��rcig z�h�nyoz�� t��k���, k�v��b d� �l� � �g l�� ��rd���! .......................................................................................................................................................................................... �l��� ���v�z��, �m�l��� ���r� � h�zn��h�t��. P�. � ���g���� ��j�v� ���v�z�� �� l�� �zt���� � �r� 2. V��n�� .......................................................................................................................................................................................... ��r�n��l��h��! .......................................................................................................................................................................................... 3. Számold ki! a) Mennyi Mennyi energiát fogyaszt az 1,2 kW teljesítmén teljesítményű yű vízforraló 6 perc alatt, alatt, amíg 2 liter vizet vizet felforral? Mennyibe kerül 2 liter víz felforralása, ha 1kWh energia ára 40 Ft?
P = 1,2 �W � = 6 ��r� = 0,1 � V = 2 ��t�r ∆E = P • = 1,2 W • 0,1 = 0, 12 W 1 �W�-�r� 40 F�- �z��� 0,12 W-r 0,12 • 40 = 4,8 F- b) Mennyi Mennyi energiát fogyaszt fogyaszt ugyanez a vízforraló, vízforraló, ha csak 3 dl vizet forralunk fel benne, és ez 1 perc alatt megtörténik? Mennyibe kerül ez?
���l� h�tod��ny�b� k����, �agy� 4,8 : 6 = 0,8 F�-b� k����. 1 ��r� .......................................................................................................................................................................................... c) Hasonlítsd össze a két forralás költségét! Milyen Milyen következtetést vonhatunk le a fenti példából?
�ogy�zt� � �z�g gy�n �r�nyb�� ���n��. N�� �rd�m 2 ��t�r �z ������, h� ��� gy �gr� t�� A.......................................................................................................................................................................................... ����! ��rn��� .......................................................................................................................................................................................... Járj utána! 4. A mondás szerint az autó fogyasztásának 30-40%-a „sofőr lábában lábában”” van. Járj utána, hogyan függ az autó vezetőjétől az autó fogyasztása? fogya sztása?
A.................................................................................................................... legtb nrgi (z/glj) t nítsho k, lkr „lnny fogyszts” lr 25-35 /100 rtk s! A nrgi- ....................................................................................................................
t���rk� ��tv���� ���r� gy����n�� gy��l�� h�la���, k������ .................................................................................................................... � ��rt�l�� gy�r�t���k��-�k����k. H� ��r �z�r�� l��j��, hogy � kzl�- .................................................................................................................... kd�� l��p� �rg�r� ����, lt��� �zd�n��. ....................................................................................................................
78
V. Környezetünk Környezetün k és a fizika 5. A háztartási gépeken ma már jól láthatóan láthatóan feltüntetik, feltüntetik, hogy milyen energiaosztályba tartoznak, valamint néhány egyéb fontos tudnivalót is!
ENERG THETARDIS THETARDIS
a) A képen egy hűtőszekrény hűtőszekrény energiacímkéjét energiací mkéjét láthatod. Mit jelentenek az egyes adatok? Ha nem tudod, nézz utána az interneten!
A+++ A++ A+ A B
�n�rgia�zt�lyb� t�rtoz�� � ���g�. C: M�ly�� .......................................................................................................................................... ���ny� �n�rgi�� �ogy�z� � z�l� �v��t�. 319 kWh/annum: Átlag��� ...............................................................................................................
C
C D
ENERGIA ENERGUA ENERGY ENERGIE ENERGI
t��j t�r�l�r t�rfog�t� ��t�r���. 160 L: A................................................................................................................................... �agy�zt l������r�� t�r�l��r� ����m� t�r t�rfog�t� ��t�r���. 100 L: A...................................................................................................................................
319 kWh/annum
1L
1 60 L
d�������. 39 dB: Z�j������t� ...................................................................................................................................
1 00 L
39 dB
b) Nézd meg a legújabb háztartási gépeket energiacímkéjét, energiací mkéjét, és írd le, milyen fontos adatokat tartalmaz! .......................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... 6. Zsófi családjában családjáb an hatan élnek együtt: anya, apa, Zsolti, Zsuzsi és Szuszi kutya. Zsófi segít költségvetést készíteni a havi kiadásokról. Segítsünk neki kitölteni a hiányzó adatokat! Közlekedés 6%
Kategória
Költség (Ft)
Gyermekek
29 430
Szórakozás
3270
Étel
101 370
Ajándékok/ adományok Lakás fenntartása, számlák
3270 68 670
Biztosítás
3270
Hitelek
13 080
Személyes higiénia
19 620
Háziállatok
6540
Megtakarítások vagy befektetések
19 620
Adók
39 240
Közlekedés
19 620
Végösszeg
32 7 0 00
Gyermekek 9% Szórakozás 1%
Adók 12% Megtakarítás 6% Háziállat 2% Személyes higénia 6% Hitel 4%
Étel 31%
Biztosítás 1%
Adományok 1% Lakás 21%
79
V. Környezetünk és a fizika
TUDÁSPRÓBA 1. Egészítsd ki az alábbi mondatot!
100
3
A Föld belseje felé haladva a hőmérséklet átlagosan ................................ méterenként ......................... °C-kal
g�r���� gra�i���n�� gra�i���n�� növekszik. Ezt az értéket ..................................................................... nevezzük. 2. Döntsd el a következő állításokról, hogy igazak-e vagy hamisak! Írd a megfelelő betűjelet az állítás elé!
I .. A Föld belső szerkezetének megismerését ............ .......... megismerését a földrengéshullámok földrengéshullámok vizsgálata segíti. H .. A Föld középpontja felé haladva a sűrűség egyenletesen változik. ............ ..........
A F�l� �ágn d�� �����
I .. A Föld átmérője közelítőleg ............ .......... közelítőleg 12 750 km. I .. A Föld gömbhéjas szerkezetű. ............ .......... H .. A Föld magját több millió °C-os olvadék alkotja. ............ .......... alkotja. 3. Rajzold be az ábrába a Föld földrajzi déli pólusát és a mágneses déli pólusát!
A F�l� �ágn d�� �����
4. Írd le, hogyan magyarázza meg a lemeztektonika a földrengések okát!
A ��l�r�ng��k � z�l�r� kőzl�m���� ��moz��l�� �o�z�. Ez�� � kőzl�m���� t�v�lo�h��n��, �tz�n�� gym�
..........................................................................................................................................................................................
���le �l���zh��n��. A lg�z�t��b ��l�r�ng��� �� gym��ho� �tk�� l�m�zzgl��� �rz��� ����n�� �� .
.......................................................................................................................................................................................... 5. Egy meteorológiai mérőállomáson a következőt olvashatjuk: olvashatjuk: A PM 10 koncentráció a riasztási küszöbérték 55%-a. Értelmezd ezt az adatot!
Az� ��l����, hogy ��n�� �� �r �rt�n��, t�n��, ���k�r �i�zt���, �agy� t���� k��� ��l���� � k�nc���ráci� ����k��t�� ����k��t�� �rd�k���, �
..........................................................................................................................................................................................
���n��� ���u��� �rtk� ��� �� 55 %-�� ��� ��.
.......................................................................................................................................................................................... 6. Karikázd be a helyes állítást! A légkör tömegének 50%-a a Földtől a) 5 km-es légrétegben található;
b) 10 km-es légrétegben található;
c) 15 km-es légrétegben található. található.
7. Határozd meg az üvegházhatás fogalmát és szerepét a földfelszín hőmérsékletének alakulásában! alakulásában !
A t�l�j �� ��n���� ���u��rz� gy �z�� h�u��rz� ��rm�j�b�� ��r m�j�b�� z�v���,
...................................................................................................................
��ly � lg�r��� t�l��h�t� g���� kz�� ��m�l��� ��n���n��. E�z��
...................................................................................................................
��v���� � lgk�r hm�r��l��.
................................................................................................................... 8. a) Sorold fel a fosszilis energiahordozókat! energiahordoz ókat!
� ��ld��� � k�l�j A ���, .......................................................................................................................................................................................... b) Miért tartoznak ezek az energiahordozók a nem megújuló energiaforrások energiaforrás ok közé? A��r�, ��r� � F�l� �g ���ny��g��� ��nd��k�z�� ����k�� �� �n�rgi�hdo���k��. .......................................................................................................................................................................................... 9.
Ma a világ legnagyobb legnagy obb energiafelhasználója energiafelhasz nálója Kína. Mi lehet ennek az oka?
A h�t��m� g�zd�ág� t�rm�l ��jlőd �i�.
..........................................................................................................................................................................................
80
