¡Observado en el laboratorio! ¿El corriente eléctrico «duda»? La historia de 0,0005 segundos de una bobina

Olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on uusi koe.

Ajatteletko, että heti kun kytkin painetaan päälle, sähkövirta alkaa kulkea piirissä välittömästi? Todellisuudessa asia ei ole aivan niin yksinkertainen. Kun piiriin lisätään vain yksi kela, virta ei enää kuljekaan suoraan ja esteettä, vaan alkaa kasvaa vähitellen aivan kuin joku painaisi jarrua. Tällä kertaa tarkastelimme tätä kiehtovaa ilmiötä, itseinduktiota, käyttämällä Narikalta hankittua EasySense-anturia (DataHarvest), joka pystyy tallentamaan tapahtumat tarkasti juuri niiden tapahtuessa.

Katso ensin tämä video.

Mitä itseinduktio on? Kelan oma vastalause virran muutokselle

Kun virta yrittää alkaa kulkea kelan läpi, kela synnyttää itse sähkömotorisen voiman, joka vastustaa virran muutosta. Tätä ilmiötä kutsutaan itseinduktioksi. Kuten aiemmin esittelemämme sähköiset värähtelyt, myös tämä tapahtuu äärimmäisen nopeasti. Ihmissilmä tai tavallinen virtamittari ei pysty seuraamaan sitä. Siksi tarvitsemme nopean anturin, joka kykenee keräämään mittausdataa erittäin tiheästi.

Ei sekuntiakaan hukkaan – EasySense tallentaa 0,0005 sekunnin tarkkuudella

Tässä kokeessa EasySense asetettiin mittaamaan 200 millisekunnin ajan näytteenottotaajuudella 2000 mittausta sekunnissa. Toisin sanoen laite keräsi peräti 2000 datapistettä yhden sekunnin aikana. Näin tarkalla mittauksella voidaan nähdä myös sellaiset virran muutokset, jotka näyttävät paljaalle silmälle vain välähdykseltä. Tuloksena on kaunis ja jatkuva käyrä, joka paljastaa virran todellisen käyttäytymisen.

Ei pelkästään jännitemittarilla – itseinduktio näkyy myös virtamittarissa

Videossa ilmiötä tarkasteltiin jännitemittarin avulla, mutta sama voidaan havaita myös virtamittarilla. Tässä kokeessa käytettiin mittaria, jonka mittausalue oli ±1 ampeeria.

Virtamittarin käytössä on yksi tärkeä sääntö muistettavana: mittari täytyy kytkeä piiriin sarjaan. Jännitemittari puolestaan kytketään rinnakkain. Tämä on tuttu perussääntö jo koulun luonnontieteistä, mutta käytännössä moni joutuu tarkistamaan sen aina uudelleen ennen kokeen aloittamista.

Mittaustulokset paljastavat, miten kela hidastaa virtaa

Nyt itse tuloksiin. Kuvaajassa sininen käyrä esittää piiriä ilman kelaa ja punainen käyrä piiriä, jossa kela on mukana. Ilman kelaa virta saavuttaa maksiminsa lähes välittömästi kytkimen sulkemisen jälkeen. Kun piiriin lisätään kela, tilanne muuttuu täysin: virta ei hyppääkään suoraan huippuarvoonsa, vaan kasvaa vähitellen ajan kuluessa.

Todellisessa ajassa kyse on vain silmänräpäyksestä. Silti oli vaikuttavaa nähdä, kuinka tuo lähes näkymätön tapahtuma piirtyi näytölle kauniina käyränä. Kun oppikirjan teoriasta tulee mitattavaa todellisuutta ja ilmiö näkyy konkreettisena datana, tiede tuntuu aina hieman taianomaiselta.

Miksi kela saa virran epäröimään?

Tämän ilmiön taustalla toimii Lenzin laki. Kun kelan läpi kulkeva virta yrittää muuttua, kela synnyttää sähkömotorisen voiman, joka vastustaa tuota muutosta. Tavallaan kelalla on sähköinen versio inertian kaltaisesta ominaisuudesta: se ei pidä äkillisistä muutoksista.

Tämä ei ole pelkästään laboratoriossa nähtävä ilmiö. Muuntajat, sähkömoottorit, induktioliedet ja jopa älypuhelinten langaton lataus perustuvat itseinduktioon ja sähkömagneettiseen induktioon. Nämä näkymättömät ilmiöt tekevät mahdolliseksi suuren osan modernista teknologiasta. Kun ymmärtää, miksi pieni kela saa virran hetkeksi “epäröimään”, sähkö alkaa tuntua hieman vähemmän salaperäiseltä ja paljon läheisemmältä.

Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt

Tavoitteeni on tuoda tieteen ihmeet lähemmäs arkea! Sivustolta löydät hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita sekä helposti ymmärrettäviä selityksiä niiden taustalla olevista ilmiöistä. Tutustu rohkeasti sisältöihin!

・Tiedeaiheisesta muistikirjasta on julkaistu myös kirja. Lisätietoja täältä
・Lisätietoja ylläpitäjä Ken Kuwakosta täältä
・Kirjoitus-, luento-, työpaja-, TV-asiantuntija- ja muut yhteistyöpyynnöt täältä
・Artikkelien päivitykset löytyvät myös X-palvelusta!

Tieteen niksikanava julkaisee jatkuvasti uusia kokeiluvideoita!

６月のイチオシ実験！

レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• 6月26日（金）　公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
• ６月28日（日）　ダビンチマスターズ＠昭和女子
• 6月30日（火）　6/30　23:56〜　【科学監修・出演】「地球まるごと大実験ネイチャーティーチャー」（TBS）
• 7月18日（土）　教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
• 12月26日（土）　ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催

書籍のお知らせ

• ７月16日発売　『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
• 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。