Aihe · 16 peliä
Paristo nostaa varauksen korkeampaan potentiaaliin, ja varaus virtaa piirin läpi takaisin alas. Jännite mitataan aina kahden pisteen välillä: V = V_punainen − V_musta.
PELAA NYT · 102
Peräkkäiset paristot laskevat jännitteensä yhteen, väärin päin käännetty paristo vähentää omansa, ja rinnakkaiset paristot antavat yhden jännitteen. Paristo antaa jokaiselle liikuttamalleen coulombille V joulea: W = Q·V. Pinoa, käännä, aseta rinnakkain, sytytä lamppu ja laske paristot.
PELAA NYT · 103
Jännitemittari näyttää punaisen mittapään potentiaalin miinus mustan mittapään potentiaalin: V = V_red − V_black. Vaihda mittapäät, kokeile avointa kytkintä ja pelkkää johtoa, etsi jännite liitoskohdassa ja aseta kaksi paristoa vastakkain.
PELAA NYT · 104
Virta on varaus, joka kulkee joka sekunti johdon poikkileikkauksen läpi: I = Q ÷ t, ja yksi ampeeri on yksi coulombi sekunnissa, noin 6 × 10¹⁸ elektronia. Laske varaus portilla, muunna minuutit ja tunnit sekunneiksi ja ota aikaa hitaalta virralta.
PELAA NYT · 105
Elektronit värisevät noin miljoonan metrin sekuntinopeudella mutta etenevät johdossa kuin etanat: I = n·e·A·v_d antaa 1 A:n virralle kuparissa alle millimetrin kymmenesosan sekunnissa. Silti lamppu syttyy heti, koska signaali kulkee johdossa nopeudella 2 × 10⁸ m/s.
PELAA NYT · 106
Johdon resistanssi kasvaa pituuden mukana ja pienenee poikkipinta-alan mukana: R = ρ·L ÷ A. Kaksinkertainen pituus kaksinkertaistaa R:n, kaksinkertainen halkaisija pienentää sen neljäsosaan, ja johdon venyttäminen kaksinkertaiseen pituuteen nelinkertaistaa sen. Kelaa auki, venytä ja leikkaa kela mittaansa.
PELAA NYT · 107
Metallin resistanssi kasvaa sen kuumetessa: R = R₀·(1 + α·(T − T₀)). 2500 °C:n hehkulangan resistanssi on kaksitoistakertainen kylmään verrattuna, joten lamppu ottaa käynnistyessä virtapiikin, ja platinalangasta saa lämpömittarin. Kuumenna, hehkuta ja lue lämpötila.
PELAA NYT · 108
Vakiovastuksessa virta kasvaa suoraan verrannollisena jännitteeseen: V = I·R, origon kautta kulkeva suora I–U-kuvaajassa. Selvitä virta, resistanssi tai jännite kahdesta muusta, lue suora ja valitse vastus, joka pitää ledin virran 20 mA:ssa.
PELAA NYT · 109
I = V ÷ R määrää täällä jokaisen virran, ja sulake sulaa heti, kun virta saavuttaa sen nimellisarvon. Selvitä vedenkeittimen virta, pienin resistanssi, jonka sulake kestää, miksi sulake ei suojaa ihmistä, suurin jännite, jonka vastus kestää, ja oikosulun valtava virta.
PELAA NYT · 110
Sarjaankytkennässä on vain yksi reitti, joten jokaisen lampun läpi kulkee sama virta ja resistanssit lasketaan yhteen: R = R₁ + R₂ + …. Selvitä virta, kokonaisresistanssi, yhden lampun jännite, miksi neljäs lamppu himmentää kaikki ja montako jouluvaloa verkko tarvitsee.
PELAA NYT · 111
Kaksi sarjaan kytkettyä vastusta jakaa virtalähteen resistanssiensa suhteessa: V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂). Selvitä lähtöjännite, suunnittele jakaja 5 V:lle, lue valoanturi ja termistori ja selvitä jännite kolmen vastuksen ketjun keskeltä.
PELAA NYT · 112
Rinnakkaiset haarat saavat kukin täyden jännitteen: virrat lasketaan yhteen ja kokonaisresistanssi pienenee, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Selvitä kokonaisresistanssi ja päävirta, katso, miksi muut lamput palavat, kun yksi irrotetaan, valitse vastus ja laske, montako lamppua katkaisija sallii.
PELAA NYT · 113
Virta ei kulu liitoskohdassa: mikä tulee sisään, menee ulos, I = I₁ + I₂ + …. Rinnakkaiset haarat jakavat saman jännitteen, joten pienin resistanssi saa suurimman osuuden. Selvitä puuttuva virta, jaa virta, laske haarat yhteen, katso, miksi uusi haara ei muuta vanhaa, ja suunnittele sivuvastus.
PELAA NYT · 114
Teho on tahti, jolla lamppu muuttaa sähköenergiaa valoksi ja lämmöksi: P = V·I = I²·R = V² ÷ R. Nimellisarvot kiinnittävät vain sen resistanssin. Selvitä teho, lampun resistanssi, mitä kaksi lamppua sarjassa antavat, miksi 60 W:n lamppu voittaa 100 W:n rinnalla ja mitä puolikas jännite tekee.
PELAA NYT · 115
Saman tehon voi lähettää suurena virtana matalalla jännitteellä tai pienenä virtana korkealla jännitteellä, ja linjan lämpeneminen kasvaa virran neliön mukana: P_loss = I²·R. Selvitä häviö kahdella jännitteellä, suunnittele linja, joka häviää 1 %, lämmitä linjaa ja mitoita lämmitin taloon.
PELAA NYT · 116
Vedenkeittimen antama energia on sen teho kertaa aika, E = P·t, ja vesi tarvitsee lämmetäkseen m·c·ΔT. Kilpailuta keitintä ennustamaasi aikaa vastaan, selvitä sen käyttämä energia, katso mitä lämpöhäviöt tekevät, valitse teho ja huomaa, miksi keitin ulkomailla vie neljä kertaa kauemmin.
PELAA NYT · 117
Sähkölaskun kilowattitunti ei ole teho vaan energia: 1 kW tunnin ajan eli 3600 kJ. Selvitä lampun energia, mitä kuukausi valmiustilassa vie, varavirtalähde kilojouleina, mitä LED-lamppu säästää 1000 tunnissa ja paljonko energiaa puhelimen akkuun mahtuu.
11 peliä
Paikka, nopeus, kiihtyvyys ja painovoima.
2 peliä
Yksiköt, SI-etuliitteet ja kymmenpotenssimuoto.
3 peliä
Kaavan ratkaiseminen: käänteiset laskutoimitukset ja yksiköiden tarkistus.
3 peliä
Vektorien yhteenlasku, siirtymä ja voimat.
3 peliä
Suorakulmaiset kolmiot, käänteisfunktiot ja yksikköympyrä.
3 peliä
Vaakasuora ja vino heitto: kaksi liikettä yhtä aikaa.
3 peliä
Tasainen ympyräliike, kulmanopeus ja keskeisvoima.
3 peliä
Newtonin gravitaatiolaki, paino, kiertoradat ja Keplerin lait.
3 peliä
Voimien tasapaino, vaijerin jännitys, voiman momentti ja tukireaktiot.
5 peliä
Voiman momentti, momenttivarsi, kaatuminen ja kulmakiihtyvyys.
3 peliä
Massakeskipiste, tasapainopisteet, kootut kappaleet ja kaatuminen.
9 peliä
Tiheys, noste, kelluminen, paine veden alla ja ilmanpaine.
3 peliä
Virtaus, Bernoullin periaate, suihkut, putket ja nostovoima.
10 peliä
Amplitudi, jaksonaika, taajuus, heilurit, jouset, energia ja resonanssi.
27 peliä
Mikä aalto on, amplitudi, aallonpituus, taajuus, jaksonaika ja ääni.
10 peliä
Sähkövaraus, elektronit ja varausten väliset voimat.