Ursprunglig fråga:
Hur ska jag förklara hur elbolagen kan debitera sina kunder? Om eleverna lär sig att det går lika mycket ström i en krets och de vet att vid förändring går jordfelsbrytaren in. Hur kan man då säga att vi förbrukar el?
/Petra K, Bjärehovskolan, Bjärred

Svar:
Hm, intressant fråga! Det enkla svaret är att det är helt korrekt att strömmen (laddningen/tidsenhet) bevaras och kommer tillbaka till elbolaget. Men det är inte ström vi debiteras för utan energi, dvs vad vi låter strömmen göra åt oss.

Om spänningen är U, strömmen I, effekten (energi/tidsenhet) P och tiden t blir den förbrukade energin

W = P*t = U*I*t (kWh)

Om resistansen på det vi kopplat in är R så blir strömmen enligt Ohms lag

I = U/R

Den förbrukade energin blir då

W = U*I*t = U²*t/R

Eftersom spänningen U är given (normalt 230V) ges W av resistansen R. Om resistansen är stor blir W litet och om resistansen är liten blir W stort. Stänger vi huvudbrytaren blir den effektiva resistansen oändligt stor och W=0 som sig bör.

Kopplar vi däremot in något med låg resistans (t.ex. ett 2kW värmeelement) så drar vi en hög ström. Hur känner elbolaget av detta, dvs varför måste de ta betalt? Jo de genererar strömmen i ledningen i en generator. Denna består i princip av en spole som roterar i ett magnetfält. Det är "vår" ström som induceras i spolen. Ju större denna ström i spolen är, deso mer motstånd gör spolen mot rotationen (se Lenz lag i fråga 11791 ). Man måste därför sätta in mekanisk energi - t.ex. från strömmande vatten - för att driva spolen runt, och det är denna energi elbolaget tar betalt för. Strömmen transporterar alltså arbetet som utförs i kraftstationen till arbete hos kunden.

Se även fråga 12575 . Bilden nedan på en elektrisk generator i ett vattenkraftverk är från Wikimedia Commons, se Electrical_generator .

Nyckelord: elektrisk krets [7];