1. Energi på vej

2. En magnet tiltrækker grundstoffer nikkel, cobolt og jern – samt enkelte andre. Man kan magnetisere blødt jern, når man stryger en magnet hen af det. Molekylerne – småmagneterne – ensretter sig efterhånden. Der dannes et magnetisk felt.

3. De magnetiske feltlinier går i buer mellem de to poler. De magnetiske feltlinier har retning fra nord mod syd uden på magneten – omvendt indeni. Lad os lige se

4. I 1820 opdagede H C Ørsted magnetfeltet omkring en ledning. De magnetiske feltlinier ligger i en cirkel rundt om ledningen. Når et magnetfelt ændres, opstår der en elektrisk spændingsforskel = induktion.

5. En elektrisk strøm skaber et magnetfelt. Alle vindinger i spolen laver et magnetisk felt i samme retning. Når vi kan lave magnetisme ved hjælp af strøm, kan man så også lave strøm ved hjælp af magnetisme??

6. Strøm = elektroner i bevægelse. Elektroner er negativt ladede. Når magnetfeltet ændres, bevæges elektronerne MOD + ( nord ) og VÆK fra – (syd). Induktionsloven: En hurtig og stor ændring af magnetfeltet skaber en stor spændingsforskel.

8. Generatoren skaber induktionsstrøm. I generatoren roterer en spole i et magnetfelt. Spolen er hele tiden i et magnetfelt, der vokser og aftager. I spolens vindinger bliver der altså induceret en spænding, der bølger op og ned = vekselspænding. Spændingen fra kraftværker svinger med 50 bølgetoppe og 50 bølgedale hvert sekund = 50 Hz.

9. Transformatoren kan ændre spændingsforskelle og strømstyrker. Antallet af vindinger i primærspolen og sekundærspolen kaldes Np og Ns. Spændingen kaldes Up og Us. Lad os lige regne lidt på det

10. Energiforsyning kræver energibærere, f.eks. elektrisk strøm og gas. Elektrisk strøm i Danmark produceres i generatorer. Et batteri giver jævnspænding – i generatorer produceres vekselspænding.

11. Den effektive værdi af spændingen ( Ue) i stikkontakterne er 230 V. Den maximale værdi (Um) er 325 V, altså 1,4 gange større end den effektive værdi Ved trefase- spænding er Ue 400 v = Um 560 V

12. Højspænding –Kraftværker 20.000 V –Vindmøller 10.000 V Transformeres op til 400.000 V Transformeres ned til 150.000 V Transformeres ned til 60.000 V Transformeres ned til 10.000 V Transformeres ned til 230 V

13. Energien skal omsættes – det er vigtigt at kende energiens virkningsgrad. Gammeldags elpære har en virkningsgrad på 2 %  Lysdiode 20%. Din krop 25 %. Solceller 10 – 15 %. Atomkraft 33 %. Brændselsceller 40 %. Kulfyrede kraftværker 40 %. Vindmøller 45 %. Diesel- og benzinmotorer 50 %. De fleste elektriske maskiner 90 %

14. Vi kan også bære energi rundt ved hjælp af naturgas. Naturgassen fra Nordsøen består af methangas CH 4. Der er formodentligt olie og naturgas nok til 2020’erne…….

15. Brintsamfundet er fremtidens energi- system. Solceller virker som en form for batteri. H 2 laves ved hjælp af elektrolyse. H 2 er energibærer til brændselscellen. Brændselscellen producerer el-energi

16. Solcellen består af 2 materialer på hver side af en grænseflade. Når den øverste side bliver belyst, påvirkes elektronerne i materialet. Elektronerne flytter sig til den nederste side og derved opstår en elektrisk spændingsforskel – som et batteri. Fra solceller modtager vi kun energi om dagen

17. Elektrolyse kender vi fra kemien. Elektrolyse af vand: –2 H 2 O + solenergi → 2 H 2 + O 2 Hydrogen H 2 skal opbevares – brintstationer?

18. I brændselscellen blandes hydrogen og ilt. Ved høj temperatur : knaldgas Ved lav temperatur: –2 H 2 → 4 H ⁺ + 4 e¯ –0 2 + 4 H ⁺ → 2 H 2 O –Vandring af elektroner : spænding –Restprodukt : vand

19. Problemer Problemer med brintsamfundet: - Brint fylder mere end benzin → flere påfyldninger. - Elbilens batterier skal skiftes hyppigt. - Solceller oplades kun om dagen. - Vind-energi laves kun i blæsevejr. ….. Men det er vedvarende, CO 2 -neutral energi

20. Anvendelse af induktion. Alm. kogeplader opvarmes, når elektrisk strøm løber igennem et varmelegeme. Induktionsplader laver hurtige, varierende magnetfelter v.h.a. elektromagneter → induktion → hvirvelstrøm i grydens bund.

21. Mikrobølgeovnen: Mikrobølger fremkaldes af et magnetfelt, der svinger med 2 mia. gange i sekundet Molekyler i vand kan svinge lige så hurtigt. Når vandets molekyler svinger så hurtigt, kommer en varmeudvikling → vandet koger. Alt, der indeholder vand, varmes ekstremt hurtigt op. Mikrobølgerne kan kun trænge 5 mm ind i maden.

22. Derudover bruges induktion bl.a. til: Cykellygten….. Den elektriske guitar….. Metaldetektorer….. Minerydning….. …. Og desuden arkæologer, intelligente trafiklys og trafiktælling…..