Priser:
Butiker på
57
platser i landet
Din varukorg är tom
-
- Populärast just nu!
- Datortillbehör
- Mobiltelefon-tillbehör
- Elektronik
- El-produkter
- Kablar & adaptrar
- Datorkomponenter
Elektrisk laddning kan beskrivas som att det antingen finns ett under- eller ettöverskott av elektroner i ett ämne. När två ämnen med skillnad i laddning arbetartillsammans kallas skillnaden spänning. I det ögonblick överskott och underskott kopplas samman uppstår en ström mellan de båda ämnena. Strömmen är alltså elektroner som rör sig mellan över- och underskottspolerna. Facit till instuderingsuppgifterna.
På bilden nedan finns två behållare. Den ena är fylld med vatten och står på en höjd. Den andra är tom och står nedanför. Dessa två behållare symboliserar ett spänningsförhållande med olika laddning, och kan jämföras med plus- och minuspolen på ett batteri. Om de kopplas samman med en slang kommer vattnet att börja rinna från pluspolen till minuspolen.
Ju större nivåskillnaden är mellan de två polerna, desto högre blir spänningen. I takt med att nivåskillnaden minskar gör spänningen likaså. Om pluspolen hamnar under minuspolen är batteriet laddat igen, men med en negativ laddning. Detta kallas polvändning.
| Namn | Mäts i | Förkortas | Bokstav i formler |
|---|---|---|---|
| Spänning | Volt | V | U |
På bilden ovan är polerna sammankopplade. Spänningen (nivåskillnaden) lägger grunden för trycket i slangen. Vattnet som flyter mellan polerna motsvarar strömmen. Ju större vattenflödet är mellan de två polerna, desto högre är strömstyrkan.
"Batteriet" på bilden är kortslutet eftersom det inte finns någon komponent inkopplad. Det gör att det bara är slangen som begränsar strömflödet (vattnet) och batteriet kommer att tömmas snabbt.
| Namn | Mäts i | Förkortas | Bokstav i formler |
|---|---|---|---|
| Ström | Ampere | A | I |
När strömmen används för att driva något dyker det upp ett konkret motstånd. I det följande illustrerade fallet handlar det om en fläkt som är ansluten till batteriet. Fläkten utgör en resistans; den begränsar strömflödet så att batteriet inte töms direkt.
Fläktens hastighet går att reglera genom att ändra spänningen (nivåskillnaden). När spänningen ökar kommer fläkten att snurra snabbare. Strömmen i en krets begränsas av komponenterna som kopplas in och inte hur mycket strömkällan kan lämna. I exemplet är det alltså fläktens tröghet som bestämmer hur mycket ström som flyter genom den.
Om en glödlampa avsedd för 230 V kopplas till ett 9 V-batteri kommer den inte att lysa. Detta beror på att lampan har ett för högt motstånd i förhållande till spänningen (trycket). Det utesluter däremot inte att en ström flyter genom den.
| Namn | Mäts i | Förkortas | Bokstav i formler |
|---|---|---|---|
| Resistans (motstånd) | Ohm | Ω (grekiska omega) |
R |
Det finns ett samband mellan spänning, ström och resistans. Det är allmänt känt under namnet Ohms lag. Genom att känna till två av faktorerna går det att räkna ut den tredje. Sambandet är:
U = R • I
Spänningen (U) är lika med resistansen (R) multiplicerat med strömmen (I).
Beräkna spänningen baserat på följande specifikation:
Resistans = 100 Ω, Ström = 0,2 A
U = R • I
U = 100 Ω • 0,2 A
U = 20 V
För att undvika algebraiska omformuleringar finns det ett lätt sätt att komma fram till hur formeln ska vara uppbyggd.
Om bokstäverna skrivs enligt triangeln går det att få ut sambandet genom att hålla över den storhet som ska räknas ut. Om du vill veta resistansen håller du över R och får då reda på att spänningen dividerat med strömmen (U / I) ger svaret.
Vill du veta spänningen håller du över U och ser då att det är resistansen multiplicerat med strömmen (R ∙ I).
INSTUDERING
Övning:
Beräkna strömmen utifrån följande specifikationer:
Spänning: 9 V
Resistans: 360 Ω
Övning: Ellära 2
Kalle har ett 12 V-batteri. Det kopplas till en komponent som har
resistansen 24 Ω. Hur mycket ström flyter genom kretsen?
Övning: Ellära 3
Klara har kopplat ett alkaliskt 1,5 V-batteri till en lampa som
drar 0,02 A. Vilken resistans utgör lampan?
I övningen ovan anges värdet 0,02 A, vilket är ett omständligt sätt att ange strömstyrkan på. Den kan istället anges i antalet milliampere (tusendelar av en ampere) då 0,02 A är detsamma som 20 mA. Tänk dock på att alltid räkna med grundenheterna när du använder formler, annars blir svaret fel. Var också noga med att använda rätt skiftläge på bokstäverna. Ett stort M och ett litet m har helt olika betydelse.
| T | Tera | x * 1012 | 1 000 000 000 000 | Stora T |
| G | Giga | x * 109 | 1 000 000 000 | Stora G |
| M | Mega | x * 106 | 1 000 000 | Stora M |
| k | Kilo | x * 103 | 1 000 | Lilla k |
| Grundenhet | x | |||
| m | Milli | x * 10-3 | 0,001 | Lilla m |
| μ | Mikro | x ∙ 10-6 | 0,000 001 | Lilla grekiska my |
| n | Nano | x ∙ 10-9 | 0,000 000 001 | Lilla n |
| p | Piko | x ∙ 10-12 | 0,000 000 000 001 | Lilla p |
Exempel:
2 MΩ = 2 000 kΩ = 2 000 000 Ω
4 kV = 4 000 V = 4 000 000 mV
SAMMANFATTNING
Spänning mäts i volt (V) och har bokstaven U i formler. I liknelsen med vattenbehållarna motsvarar spänningen trycket som är ett resultat av nivåskillnaden.
Ström mäts i ampere (A) och har bokstaven I i formler. I liknelsen med vattenbehållarna motsvarar strömmen vattenflödet genom slangen.
Resistans mäts i ohm (Ω) och har bokstaven R i formler. I liknelsen med vattenbehållarna motsvarar det motståndet som inkopplade komponenter utgör.
Ohms lag innebär att spänning, ström och resistans har ett samband mellan varandra. Sambandet är "spänning = ström ∙ resistans". Det gör att en okänd faktor kan räknas ut om de två andra är kända.
Effekt är ett begrepp som man stöter på varje dag, exempelvis när mikrovågsugnen ska ställas in på en specifik effekt varje lunch eller vid byte av en glödlampa. Effekt finns överallt, men vad är det egentligen?
Effekt, som normalt anges i watt, kan förenklat beskrivas som den takt i vilken energi används. För elräkningen är det bra med apparater som är eleffektiva, vilket betyder att de utför likvärdigt jobb som motsvarande apparater men med lägre energiåtgång. En vattenkokare har en hög effekt men är ändå miljövänlig eftersom den tar kortare tid på sig att koka upp vattnet än en motsvarande värmeplatta (läs mer).
| Namn | Mäts i | Förkortas | Bokstav i formler |
|---|---|---|---|
| Effekt | Watt | W | P (i elsammanhang) |
Effekten är spänningen multiplicerat med strömmen.
P = U * I
Beräkna effekten utifrån följande specifikation:
Spänning: 10 V
Ström: 2 A
P = U ∙ I
P = 10 ∙ 2
P = 20 W
Eftersom effektformeln är uppbyggd på samma sätt som Ohms lag går det att ställa upp en liknande triangel för enkel uträkning:
Vill du veta spänningen så håller du över U och ser att det är effekten dividerat med strömmen.
Det går även att kombinera Ohms lag med effektberäkningsformeln. Om resistansen och strömmen är känd går det att räkna ut effekten.
U = R ∙ I
P = U ∙ I
P = (R ∙ I) ∙ I = R ∙ I²
INSTUDERING
Övning: Ellära 5
Beräkna effekten när spänningen är 4,5 V och strömmen är 20 mA.
Övning: Ellära 6
Beräkna spänningen när du känner till resistansen (50 Ω) och effekten (8 W).
Facit till övningarna hittar du överst på sidan.
SAMMANFATTNING: SPÄNNING, STRÖM, RESISTANS OCH EFFEKT
Spänning mäts i V (volt). Bokstaven U används i formler.
Ström mäts i A (ampere). Bokstaven I används i formler.
Resistans mäts i Ω (ohm). Bokstaven R används i formler.
Effekt mäts i W (watt). Bokstaven P används i formler.
Det finns två olika typer av spänning. Likspänning/likström förkortas DC (eng. direct current) och innebär att det finns en fast plus- och minuspol. Batterier har likspänning och nästan alla elektroniska apparater drivs av likspänning.
Växelspänning/växelström förkortas AC (eng. alternating current). Växelspänningen byter ständigt polaritet och strömmen ändrar därmed riktning. Växelspänningens frekvens bestäms av hur många gånger per sekund spänningen byter polaritet. Jämför med nätspänningen från ett eluttag som byter polaritet 100 gånger per sekund (d.v.s. 50 Hz, 50 hela svängningar).
Frekvens mäts i hertz (Hz), Bokstaven f används i formler.
Nätaggregat har flera olika namn, bland annat nätdel, transformator, laddare, nätadapter, strömomformare eller helt enkelt bara adapter.
Det finns en mängd olika typer av nätaggregat. Det som skiljer dem åt är uppbyggnaden, spänningsnivån, strömstyrkan och om de lämnar lik- eller växelspänning. Gemensamt är att de ska kopplas till vägguttag och omvandla nätspänningen till en lägre spänning som är lämplig för apparaten de kopplas vidare till.
NÄTAGGREGATEN (FÖRDJUPNING)
Det finns två olika typer av nätaggregat. Tänk exempelvis på hur mycket mobiltelefonladdarna vägde förr i tiden men knappt väger något alls idag.
Det konventionella/linjära
nätaggregatet
Det konventionella nätaggregatet är uppbyggt med vanlig
konventionell transformator, likriktare och spänningsstabilisator.
Det är en enkel och beprövad konstruktion som ännu lever
vidare.
Fördelar:
Relativt störningsfritt, enkel tillverkning, billigt.
Nackdelar:
Tungt, stor värmeutveckling, stora effektförluster i
stabiliseringen (låg verkningsgrad), dyrt i inköp vid behov av
stora strömmar.
Det elektroniska nätaggregatet
Det elektroniska nätaggregatet kallas även switchat nätaggregat
(eng. Switch Mode Power Supply). Det switchade nätaggregatet har en
betydligt mer komplicerad uppbyggnad än det linjära nätaggregatet.
I det switchade nätaggregatet likriktas 230 V direkt på
primärsidan. Detta resulterar i en likspänning på 325 V (toppvärdet
för 230 V växelspänning). Den höga likspänningen matas sedan in i
en switchregulator vilken omvandlar likspänningen till en
högfrekvent fyrkantsvåg (20-100 kHz). Den pulsade högspänningen
skickas sedan till en transformator, vilken tar ner den till önskad
utspänningsnivå. I och med den höga frekvensen går det att använda
en mycket liten och billig transformator jämfört med det linjära
nätaggregatet. Den nu switchande spänningen måste likriktas och
filtreras innan den skickas ut. Switchregulatorn tar sedan ett prov
på utspänningen och jämför den med sin referensspänning. Vid
belastning kommer switchregulatorn att styra ut bredare pulser för
att inte avvika från referensspänningen. Det är medelvärdet av
pulsförhållandet som bestämmer utspänningen.
Fördelar:
Låg vikt, billigt att tillverka, litet och behändigt, låg
värmeutveckling, hög verkningsgrad.
Nackdelar:
Innehåller mer elektronik och är därför mer komplicerat att
tillverka (detta spelar dock mindre roll för priset vid
tillverkning av större serier). Svårare att klara CE-märkningen då
det både jobbar med hög spänning och riskerar att störa andra
produkter.
Om nätadaptern skulle gå sönder och behöver ersättas, måste den nya nätadapterns värden motsvara den gamlas. Annars finns det risk att apparaten går sönder. Här följer en beskrivning på hur det lätt kan undvikas.
Drivspänning (input): 100-240 VAC.
Frekvens 50-60 Hz.
Strömförbrukning på starkströmssidan: 1,5 A.
Nätadaptern lämnar (output) 12 V likspänning och kan belastas med
4,58 A.
Maxeffekten på nätadaptern går att räkna ut på följande sätt.
P = U * I
P = 12 ∙ 4,58 = 54,96 ≈ 55 W
Börja med att leta efter en nätadapter med samma specifikation på spänningen som produkten. Om nätadapterns spänning är för låg finns det risk för att produkten inte startar. Det är dock värre om spänningen är för hög eftersom produkten då riskerar att gå sönder. Generellt finns det en viss tolerans, så en produkt som kräver 19,5 V kan ofta drivas på 19 V eller 20 V. Om annan spänning än den angivna måste användas så prova med en lägre spänning. Helst av allt ska det vara samma värde, något annat kan sällan rekommenderas. Ställbara nätaggregat har en stegvis justerbar spänning som justeras med ett reglage.
Det går inte att sätta något fast värde på hur mycket spänningen får skilja. Vissa produkter klarar stora differenser medan andra måste ha exakt rätt spänning. Det blir dessutom större procentuell skillnad om spänningen sänks en volt till en produkt specificerad för 3 V jämfört med en som är gjord för 19 V.
Till skillnad från spänningen så kan strömstyrkan på en nätadapter vara högre än den apparaten kräver. Produkten använder bara så mycket ström som den behöver. Skulle nätadaptern vara för svag kommer den däremot att överbelastas och gå sönder. Om produkten exempelvis behöver 1500 mA går det bra att använda en nätadapter som kan leverera 2000 mA. Om nätadaptern däremot är specificerad för 800 mA kommer produkten att försöka ta ut mer ström än vad nätadaptern klarar av att leverera, vilket troligen leder till att nätadaptern går sönder.
Eftersom effekten har ett direkt samband med strömmen och spänningen, gäller exakt samma sak där. Kräver apparaten 15 W går det utmärkt att driva den med en nätadaptrar som levererar 15 W, 25 W eller 350 W, men inte 10 W.
Nätadaptern behöver inte nödvändigtvis omvandla från växel- till likspänning. Inne i själva apparaterna används nästan uteslutande likspänning men det finns situationer då likriktaren är inbyggd i produkten istället för i nätadaptern. Det går enkelt att undersöka eftersom nätadaptern ofta anger en specifik polaritet om likriktaren är inbyggd i den. På samma ställe på produkten där spänning och ström anges brukar även beteckningen DC (likström/likspänning) eller AC (växelström/växelspänning) finnas. Ibland är det sammanskrivet i stil med 18 VDC, vilket då ska tolkas 18 V likspänning.
DC-kontakten är en av de vanligaste anslutningskontakterna för att koppla nätadaptern till en apparat. Den finns med varierande diametrar. Mått anges i stil med 5,5/2,5, vilket betyder att ytterdiametern är 5,5 mm, och att innerdiametern är 2,5 mm. Det är viktigt att DC-kontakten passar bra i sin hona. Vid dålig kontakt eller glappkontakt minskas kontaktytan. Då är den totala arean som strömmen leds över mindre, vilket kan leda till värmeutveckling på samma sätt som när ström går genom en underdimensionerad kabel.
Om produkten matas med växelspänning behöver det inte tas hänsyn till någon polaritet. Om den däremot ska ha likspänning är det mycket viktigt att plus- och minuspol inte förväxlas. Det kan annars leda till att apparaten skadas.
På elektroniska apparater brukar det finnas en symbol som indikerar hur DC-kontakten är kopplad (se bilderna på förrförra sidan):
Symbolen ovan betyder att pluspolen är i mitten av kontakten och minuspolen är i höljet. Detta är den vanligaste polariteten, men den kan också vara vänd tvärtom. Då ser det ut så här:
Om illustrationen saknas och det varken framgår av manualen, nätadaptern eller produkten bör man inte chansa. Kontakta istället tillverkaren eller återförsäljaren.
Universalnätadaptrar kan oftast kopplas på båda sätt. Studera den medföljande manualen för att se hur den aktuella modellen ska ställas in för ditt ändamål. Observera att i vissa specialfall använder produkttillverkaren en udda utformad kontakt. Detta för att försäkra sig om att ingen av misstag kopplar in fel nätadapter (men kanske framförallt för att få sälja sin egen dyra nätadapter).
Tillverkare lämnar ingen garanti för felaktigt använda nätadaptrar.
En nätadapter med specifikationen Output: DC 5 V 2,5 A är trasig. Kan en nätadapter som levererar 5 V och 25 W användas som ersättare?
Spänningen 5 V stämmer men vi behöver också kontrollera att polariteten blir rätt.
Klarar den nya adaptern att leverera tillräckligt mycket ström? Vi kan se att den gamla nätadaptern lämnar maximalt 2,5 A. Den nya lämnar 25 W. För att räkna ut hur många ampere den nya kan lämna maximalt använder vi formeln för effektberäkning:
P = U * I
I = P / U = 25 / 5 = 5 A
Den nya nätadaptern tål enligt beräkningen en maxbelastning på 5 A, alltså dubbla belastningen mot den gamla och går därför utmärkt att använda som ersättare.
INSTUDERING
Övning: Ellära 13
Vilken av följande nätadaptrar är bäst lämpad för en bärbar dator
med specifikationerna som visas på bilden? I övningen behöver du
inte ta hänsyn till polariteten.
| Nätadapter A 16 V (DC) 50 W |
Nätadapter B 16 V (AC) 3600 mA |
Nätadapter C 16 VDC 70 W |
Din webb-läsare är gammal, och vi kan inte lova att innehåll visas korrekt, eller full funktionalitet. Vår rekommendation är att du uppdaterar din webb-läsare nu!
Javascript är avslaget i din webb-läsare! För full funktionalitet på siten rekommenderar vi att du slår på Javscript.
Cookies är avslaget i din webb-läsare. För att kunna använda internetbutiken måste din browser stödja cookies (mer information).
