{"id":63467,"date":"2026-05-16T07:11:48","date_gmt":"2026-05-15T22:11:48","guid":{"rendered":"https:\/\/phys-edu.net\/wp\/?p=63467"},"modified":"2026-05-16T07:11:48","modified_gmt":"2026-05-15T22:11:48","slug":"pelkka-liitoksen-puristaminen-muutti-kaiken-miksi-jannitekokeessa-saatiin-uskomattoman-taydellista-dataa-jannitteen-ominaisuudet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/phys-edu.net\/wp\/?p=63467&lang=fi","title":{"rendered":"Pelkk\u00e4 liitoksen \u201cpuristaminen\u201d muutti kaiken!? Miksi j\u00e4nnitekokeessa saatiin uskomattoman t\u00e4ydellist\u00e4 dataa (J\u00e4nnitteen ominaisuudet)"},"content":{"rendered":"

T\u00e4\u00e4ll\u00e4 tiedevalmentaja Kuwako Ken. Jokainen p\u00e4iv\u00e4 on t\u00e4ynn\u00e4 kokeita.<\/strong><\/span><\/p>\n

S\u00e4hk\u00f6\u00e4 ei voi n\u00e4hd\u00e4, mutta jo pelkk\u00e4 kytkent\u00e4tavan muuttaminen saa sen k\u00e4ytt\u00e4ytym\u00e4\u00e4n t\u00e4ysin eri tavalla. Kytket\u00e4\u00e4nk\u00f6 vastukset sarjaan vai rinnan? Vain sill\u00e4 on valtava vaikutus siihen, miten j\u00e4nnite jakautuu. T\u00e4ll\u00e4 kertaa teimme n\u00e4kyv\u00e4ksi juuri t\u00e4m\u00e4n \u201cs\u00e4\u00e4nn\u00f6nmukaisuuden\u201d kokeellisten mittausten avulla. Tulokset olivat niin h\u00e4mm\u00e4stytt\u00e4v\u00e4n siistej\u00e4, ett\u00e4 tunnilla p\u00e4\u00e4si spontaani huudahdus: \u201cMiten kaunista dataa!\u201d Oppilaat puolestaan tuijottivat l\u00e4hinn\u00e4 hiljaa.<\/p>\n

Aloitetaan l\u00e4mmittelyll\u00e4 \u2013 digitaalisen volttimittarin k\u00e4ytt\u00f6 haltuun<\/h3>\n

Ennen varsinaista aihetta kertasimme digitaalisen volttimittarin k\u00e4ytt\u00f6\u00e4. Rakensimme piirin k\u00e4ytt\u00e4en yht\u00e4 20 ohmin vastusta ja 3 voltin virtal\u00e4hdett\u00e4 ja mittasimme sek\u00e4 vastuksen yli olevan j\u00e4nnitteen<\/strong> ett\u00e4 virtal\u00e4hteen j\u00e4nnitteen<\/strong>. Joillakin ryhmill\u00e4 lukemat osuivat t\u00e4ydellisesti yhteen, kun taas toisilla n\u00e4kyi pieni\u00e4 eroja.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Sitten kokeilimme yht\u00e4 yll\u00e4tt\u00e4v\u00e4n tehokasta niksi\u00e4: piirin liitoskohtia puristettiin kevyesti sormilla. Ja kas kummaa \u2013 mittausarvot alkoivat yht\u00e4kki\u00e4 l\u00e4hesty\u00e4 toisiaan kaikilla ryhmill\u00e4. T\u00e4st\u00e4 paljastuu yksi s\u00e4hk\u00f6opin t\u00e4rkeist\u00e4 opetuksista: huono kosketus aiheuttaa helposti mittausvirheit\u00e4<\/strong>. Vaikka johdon ja liittimen v\u00e4liss\u00e4 olisi vain mikroskooppisen pieni rako, siihen syntyy ylim\u00e4\u00e4r\u00e4ist\u00e4 kontaktivastusta, joka v\u00e4\u00e4rist\u00e4\u00e4 j\u00e4nnitemittausta.<\/p>\n

Kun liitosta puristaa, kosketuspinta kasvaa ja vastus pienenee. Yksinkertaista, mutta eritt\u00e4in t\u00e4rke\u00e4\u00e4. Kokemuksen perusteella kokosimme oppilaiden kanssa listan asioista, jotka pit\u00e4\u00e4 aina tarkistaa ennen mittauksia.<\/p>\n

\u30fbKun piiri on rakennettu, tarkista liitokset ennen mittaamista<\/p>\n

\u30fbRakennetaan ensin koko mitattava piiri valmiiksi ja mitataan vasta sitten j\u00e4nnitteet yksi kerrallaan<\/p>\n

\u30fbYksi volttimittari per ryhm\u00e4 \u2013 mittaukset tehd\u00e4\u00e4n rauhassa ja huolellisesti<\/p>\n

Ensin hypoteesi, sitten koe \u2013 t\u00e4ll\u00e4 kertaa ennuste tehtiin kaavoilla<\/h3>\n

P\u00e4iv\u00e4n varsinainen aihe oli sarja- ja rinnankytkent\u00f6jen j\u00e4nnitteen k\u00e4ytt\u00e4ytyminen<\/strong>. Ennen mittauksia jokainen ryhm\u00e4 teki oman hypoteesinsa. T\u00e4ll\u00e4 kertaa niit\u00e4 ei jaettu koko luokan kanssa, vaan ainoastaan ryhm\u00e4n sis\u00e4ll\u00e4<\/strong>. Lis\u00e4ksi oppilaiden piti ilmaista ennusteensa pelk\u00e4n arvailun sijaan matemaattisena kaavana<\/strong>.<\/p>\n

Esimerkiksi tyyliin \u201cV\u2081 + V\u2082 = V\u201d. Kun ennuste kirjoitetaan symboleilla ja kaavoilla, sit\u00e4 on paljon helpompi verrata kokeen tuloksiin. K\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 oli kaksi vastusta: 10 ohmia ja 20 ohmia<\/strong>. Ja sitten kokeet k\u00e4yntiin.<\/p>\n

Sarjakytkenn\u00e4n tulokset \u2013 yhteenlasku osui t\u00e4ydellisesti!<\/h3>\n

\"\" \"\" \"\"<\/p>\n

Kaikkien luokkien mittaustulokset ker\u00e4ttiin samaan taulukkoon, johon oppilaat kirjautuivat sy\u00f6tt\u00e4m\u00e4\u00e4n omat lukunsa. Tarkoitus oli saada n\u00e4kyviin yhden kokeen sijaan kahdeksan eri ryhm\u00e4n data, jotta s\u00e4\u00e4nn\u00f6nmukaisuudet erottuisivat selvemmin. Ja todella erottuivathan ne.<\/p>\n

Vastus a:n j\u00e4nnite + vastus b:n j\u00e4nnite = virtal\u00e4hteen j\u00e4nnite<\/strong><\/p>\n

T\u00e4m\u00e4 yhteys n\u00e4kyi kirkkaasti jokaisen ryhm\u00e4n tuloksissa. Sarjakytkenn\u00e4ss\u00e4 j\u00e4nnite jakautuu vastusten suhteessa. Koska 10 ohmin ja 20 ohmin suhde on 1:2, my\u00f6s j\u00e4nnitteen pit\u00e4isi jakautua suhteessa 1:2. Mittaukset vastasivat ennustetta l\u00e4hes t\u00e4ydellisesti.<\/p>\n

S\u00e4hk\u00f6energia \u201ckuluu\u201d v\u00e4hitellen matkalla piirin l\u00e4pi. Virtal\u00e4hteen antama energia pienenee vastus vastukselta, kunnes sit\u00e4 ei ole en\u00e4\u00e4 j\u00e4ljell\u00e4 ja virta palaa takaisin l\u00e4ht\u00f6pisteeseen. Juuri t\u00e4lt\u00e4 sarjakytkenn\u00e4n j\u00e4nnite n\u00e4ytt\u00e4\u00e4.<\/p>\n

Rinnankytkenn\u00e4n tulokset \u2013 kaikki samat! T\u00e4ss\u00e4 piilee rinnankytkenn\u00e4n idea<\/h3>\n

\"\" \"\" \"\"<\/p>\n

Seuraavaksi tarkastelimme rinnankytkent\u00e4\u00e4. My\u00f6s t\u00e4ss\u00e4 tulokset olivat poikkeuksellisen siistej\u00e4. Virtal\u00e4hteen j\u00e4nnite, vastus a:n j\u00e4nnite ja vastus b:n j\u00e4nnite olivat l\u00e4hes t\u00e4sm\u00e4lleen samat<\/strong>.<\/p>\n

Rinnankytkenn\u00e4ss\u00e4 jokainen vastus on ik\u00e4\u00e4n kuin suoraan kiinni virtal\u00e4hteess\u00e4. Siksi kaikki saavat saman j\u00e4nnitteen. T\u00e4m\u00e4 n\u00e4kyy my\u00f6s arkiel\u00e4m\u00e4ss\u00e4: kodin pistorasiat toimivat juuri t\u00e4ll\u00e4 periaatteella. Televisio, j\u00e4\u00e4kaappi ja valaisin k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t kaikki samaa 100 voltin j\u00e4nnitett\u00e4. Se onnistuu, koska ne on kytketty rinnan.<\/p>\n

Miksi t\u00e4ll\u00e4 kertaa saatiin n\u00e4in uskomattoman siisti\u00e4 dataa?<\/h3>\n

T\u00e4m\u00e4 koe ei yleens\u00e4 ole n\u00e4in helppo. Usein tulokset hajovat sen verran, ett\u00e4 s\u00e4\u00e4nn\u00f6n l\u00f6yt\u00e4minen on vaikeaa. T\u00e4ss\u00e4 esimerkiksi vanhempi rinnankytkent\u00e4kokeen tulos:<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Tuloksissa n\u00e4kyy melkoista hajontaa, eik\u00e4 ilmi\u00f6n perusidea erotu kovin helposti. T\u00e4ll\u00e4 kertaa data oli kuitenkin selke\u00e4mp\u00e4\u00e4 kuin koskaan aiemmin. Mahdollisia syit\u00e4 l\u00f6ytyi kaksi.<\/p>\n

Ensimm\u00e4inen oli se, ett\u00e4 oppilaille painotettiin liitosten puristamisen t\u00e4rkeytt\u00e4<\/strong>. Se v\u00e4hensi kontaktivastusta ja teki mittauksista vakaampia.<\/p>\n

Toinen syy oli uusien johtojen k\u00e4ytt\u00f6\u00f6notto<\/strong>. Pitk\u00e4\u00e4n k\u00e4ytetyiss\u00e4 johdoissa voi olla l\u00e4hes katkenneita kohtia tai kuluneita eristeit\u00e4, jotka tekev\u00e4t kosketuksesta ep\u00e4vakaan.<\/p>\n

Koe muistutti j\u00e4lleen siit\u00e4, kuinka paljon mittausten tarkkuus riippuu v\u00e4lineiden kunnosta.<\/p>\n

L\u00e4hteet ja lis\u00e4materiaali<\/h2>\n

\u30fbT\u00e4ss\u00e4 on kokeessa k\u00e4ytetty taulukko<\/a>. K\u00e4ytt\u00f6oikeus on vain katseluun, joten tee oma kopio ennen k\u00e4ytt\u00f6\u00e4.<\/p>\n

\u30fbAiemmat kokeet l\u00f6ytyv\u00e4t t\u00e4\u00e4lt\u00e4.<\/p>\n

Sarjakytkent\u00e4<\/p>\n

\u3053\u308c\u3067\u89e3\u6c7a\uff01\u76f4\u5217\u56de\u8def\u306e\u96fb\u5727\u6e2c\u5b9a\u3092\u6210\u529f\u3055\u305b\u308b\u79d8\u8a23<\/a><\/p><\/blockquote>\n