Hur fungerar egentligen telegrafi?

Skrivet av Hur fungerar?     fredag, 2 januari 2015, 15:34

Telegrafi är ett system där man överför teckensignaler över stora avstånd, ordet telegrafi kommer från de grekiska orden tele, som betyder fjärran, och grafein, som betyder skriva. När man talar om telegrafi är det oftast i huvudsak den elektriska telegrafer man syftar till, vilka infördes och togs i bruk under 1830-talet. Den andra formen av telegrafi handlar om optiska telegrafer, vilket kanske låter mer avancerat än elektriska telegrafer, men i själva verket handlar det om hur telegrafi innan elektriska telegrafer hade kommit till. Optiska telegrafer syftar till fjärrkommunikation med hjälp av t.ex. flaggor och eldar, beroende på om det var dag eller natt.

När de elektriska telegraferna började användas under 1830-talet var det morsealfabetet som var det huvudsakliga kommunikationsskriften (grafein). Själva funktionaliteten hos elektriska telegrafer var att man vid sändning slöt och bröt den elektriska kontakten, så att det bildades en form av strömstötar. Dessa strömstötar skickades till mottagaren, och mottogs därefter genom att en apparat översatte strömstötarna till korta eller långa streck, beroende på strömstötarna.

Kvinna använder en telegraf för att skicka morsekod
Fotografi av en kvinna som använder en telegraf för att skicka morsekod

Hur fungerar egentligen förzinkning?

Skrivet av Hur fungerar?     måndag, 29 december 2014, 18:00

När man förzinkar någonting så innebär det att man belägger ett järnföremål med ett tunt lager zink. Beläggning kan till exempel ske genom en elektrolytisk (galvanisk) metod där järnföremålet doppas ned i ett bad, där elektro-kemiska och fysikaliska processer gör att järnföremålet får en förzinkad yta. En annan metod att förzinka ett föremål är helt enkelt genom att doppa ned föremålet direkt i ett bad av smält zink, denna metod brukar ibland kallas varmförzinkning (vfz/fzv).

Anledningen till varför man förzinkar föremål är för att det har en god rostskyddande effekt. Beroende på hur bra rostskyddande effekt man vill uppnå, destå hårdare förzinkas föremålet - helt enkelt mer eller mindre zink. Varmförzinkning ger ett tjockare lagar än förzinkning genom galvanisk metod, och rekommenderas då det förzinkade föremålet förväntas utsättas för ett tuffare klimat, t.ex. om det skall användas utomhus. När det gäller bilar dock, behöver det inte vara nödvändigt att utnyttja varmförzinkningsmetoden, utan det anses räcka att galvanisera plåten. Detta eftersom ytterligare rostskyddslager skall tillföras, som t.ex. rostskyddsmedel och lackering.

Någonting man ofta kommer i kontakt med och använder som är förzinkat är skruvar, muttrar och andra mindre fästanordningar. För att t.ex. en träkonstruktion skall kunna hålla ihop gäller det att inte skruvarna och muttrarna som håller den samman rostar sönder, därför är det viktigt att förzinkade eller rostfria skruvar och fästanordningar används.


Hur fungerar egentligen norrsken?

Skrivet av Hur fungerar?     onsdag, 11 juni 2014, 23:14

Norrskenets ursprung

Norrskenet har faktiskt sitt ursprung i våran sol. Emellanåt kastar solen ifrån sig energirika partiklar rakt ut i solsystemet, en del av dessa partiklar fångas sedan upp av jordens magnetfält och dras mot jordens magnetiska poler. Under partiklarnas resa mot polerna accelereras partiklarna, och när de slutligen når Jordens atmosfär krockar partiklarna med luftens molekyler, och en del av partiklars energi överförs till molekylerna. I och med denna energiöverförsel exciteras molekylerna, vartefter molekylerna sedan återgår till sitt normala energitillstånd. Det är vid denna återgång till molekylernas normala energitillstånd som norrskenet uppstår, den extra energin som molekylerna hade ådragit sig genom krockarna emitteras i form av ljus.

Foto av ett norrsken över en skog

Norrskenets färger

Norrskenets karakteristiska färger uppkommer sedan beroende på vilka molekyler som de energirika partiklarna hade krockat med. Vår atmosfär består av skikt, där olika molekyler finns i olika skikt. Det absolut vanligaste norrskenet är det gulgröna, och uppstår då de högenergiska partiklarna har krockat med atomärt syre.

Sydsken och polarsken

Det vetenskapliga namnet för norrsken är aurora borealis, medan det vetenskapliga namnet för sydsken är aurora australis. Norrskenet kan ses runt Jordens nordpol, sydskenet runt Jordens sydpol. Norr- och sydsken brukar benämnas under det gemensamma namnet polarsken.


Hur fungerar egentligen klorofyll?

Skrivet av Hur fungerar?     onsdag, 4 juni 2014, 20:14

Klorofyll och fotosyntes

När man pratar om klorofyll så går tankarna direkt till fotosyntesen, den process där växter omvandlar koldioxid till syre, och klorofyll är faktiskt ett viktigt ämne i denna process! Klorofyll är ett naturligt färgämne, och faktiskt det som ger de gröna växterna sin färg - genom att bättre absorbera blått och rött ljus, jämfört med grönt (läs mer om hur färger fungerar).

Ämnet klorofyll brukar delas in i olika grupper, som kallas a, b, c och d. Växter innehåller klorofyll från grupperna a och b, där klorofyll b samlar upp strålningsenergin i solljuset och skickar den vidare till klorofyll a, som i sin tur använder strålningsenergin i fotosyntesen.

Höstens gula och röda blad?

När hösten kommer brukar trädens blad bli gula och röda, och det beror på att det dominerande klorofyllet bryts ned av trädet och försvinner in i trädets stammar och grenar, i väntan på att nästa vår skall dyka upp. De gula och röda färgämnena finns även i bladen under sommaren, men som sagt är klorofyllets gröna färg dominerande, och de gula och röda färgerna framträder inte så länge klorofyllet finns i bladen. Men när klorofyllet väl har lämnat trädens blad finns bara de gula och röda färgämnena kvar, och dessa ger då löven dess höstiga färger.

Klorofyll i maten vi äter

Klorofyll är även ett godkänt livsmedelstillskott, ett så kallat E-ämne. Klorofyll har tilldelats E-numret E140, och extraheras från gröna blad. Användningsområdet är, som man kan misstänka, att agera färgämne. Klorofyll är inte vattenlösligt, och brukar därför blandas med någon form av vegetabilisk olja innan användning.


Hur fungerar egentligen fotosyntesen?

Skrivet av Hur fungerar?     onsdag, 28 maj 2014, 20:55

Den underbara fotosyntesen

Fotosyntesen kallas den process där gröna växter fångar upp solljusets strålningsenergi och omvandlar det till något användbart för invånarna på planeten Jorden. Det är under fotosyntesen som syre frigörs, som vi sedan andas in och omsätter i våra kroppar. Men det är så klart inte bara människor som har nytta av fotosyntesen, även andra djur och till och med växter har nytta av fotosyntesen!

Fotosyntesen brukar förenklas genom en illustrativ formel, som beskriver vad fotosyntesen omsätter och producerar:
• koldioxid + vatten + ljusenergi -> glukos + syre

Fotosyntesen omvandlar koldioxid till syre

Två reaktionstyper

Fotosyntesen brukar delas in i två olika reaktioner, ljus- och mörkerreaktionen. I ljusreaktionen absorberas ljus, och ljus är därför nödvändigt för ljusreaktionens funktion. Mörkerreaktionen behöver inte ljus för sin del i fotosyntesen, och äger rum "inuti" de gröna växterna.

Ljusreaktionen

Ljusreaktionen fångar med hjälp av klorofyllet upp solljusets strålningsenergi och bildar ATP, som är en så kallad nukleotid och kan liknas vid energipaket. Här spjälkas även vatten till syre och väte, där syret avges ut i atmosfären och vätet tas om hand av växterna och används i mörkerreaktionen.

Mörkerreaktionen

Mörkerreaktionen ansvarar för att omvandla koldioxid till glukos. Detta genom att koldioxiden binds till en större molekyl med hjälp av kolatomer, och slutligen utvecklas till glukos genom kemiska reaktioner i växterna.

Fotosyntesens motsats

Den glukos som skapas av mörkerreaktionen använder sedan växterna för sina egna behov, genom att bryta ner glukosen frigörs energi som växterna kan använda för att t.ex. producera cellulosa som används i cellväggarna. Nedbrytningen av glukosen kallas cellandningen, och kan ses som en motsats till fotosyntesen. I vissa fall kan det vara så att växter bildar ett överskott av glukos, och det är tack var det som frukter kommer till!


Hur fungerar egentligen MySQLi och prepared statements i PHP?

Skrivet av Hur fungerar?     onsdag, 9 april 2014, 09:49

Ingen som är intresserad av PHP har väl kunnat undgå att PHP:s mysql-funktioner har varit deprecated sedan PHP 5.5.0, och att det börjar bli dags att använda något av de andra MySQL-API:er som tillhandahålls. Ett bra alternativ är att börja använda den objektorienterade varianten av MySQLi, där i:et står för improved, och givetvis med prepared statements. Prepared statements är för övrigt någonting som verkligen rekommenderas att alla använder! Men, här kommer i alla fall en kort liten guide till objektorienterad MySQLi med prepared statements i PHP (i sin simplaste form)! Jag förutsätter förresten att du som läser det här har hyfsad koll på PHP och MySQL sedan tidigare.

Att ansluta till MySQL

Att ansluta till MySQL är lika enkelt som det alltid har varit, man skapar helt enkelt bara ett mysqli-objekt med hjälp av vilket man sedan kör sina SQL-frågor.


// Ansluter till MySQL
$sqlHost = 'localhost';
$sqlUsername = 'sqlUsername';
$sqlPassword = 'xxxxxxxxxx';
$sqlDatabase = 'sqlDatabase';
$mysqli = new mysqli($sqlHost, $sqlUsername, $sqlPassword, $sqlDatabase);

Att ställa en fråga till MySQL

När det gäller köra SQL-frågor så blir det några fler rader kod än med den gamla mysql_query()-funktionen, åtminstone om man använder prepared statements. Men vi börjar med ett väldigt simpelt exempel utan några parametrar.


// Hämta användarnamnet för användaren med ID = 1
$stmt = $mysqli->prepare("SELECT userName FROM siteUsers WHERE id = 1"); // Öppnar och förbereder SQL-frågan
$stmt->execute(); // Kör frågan
$stmt->bind_result($userName); // Binder resultatet till en variabel
$stmt->fetch(); // Hämtar resultatet
$stmt->close(); // Stänger frågan
echo $userName; // Innehåller det eftersöka användarnamnet

Frågan ovan med ett prepared statement

Låt säga att vi inte vet vilket vilket ID som skall användas i frågan ovanför, utan att det värdet hämtas från t.ex. data inmatad från en användare, eller från någon annan variabel. Då är det klokt att binda variabeln till en viss datatyp, och genom att göra detta tala om för MySQL att innehållet i den inmatade variabeln bara får vara av just den datatypen - bundna parametrar behöver inte escapeas, det sköter bind_param()!

Möjliga datatyper är:

  • i => integer
  • d => double
  • s => string
  • b => blob


// Hämtar användarnamnet för användare med ID = ?
$stmt = $mysqli->prepare("SELECT userName FROM siteUsers WHERE id = ?"); // Öppnar och förbereder SQL-frågan
$stmt->bind_param("i", $userID); // Bestämmer att $userID skall vara en integer
$stmt->execute(); // Kör frågan
$stmt->bind_result($userName); // Binder resultatet till en variabel
$stmt->fetch(); // Hämtar resultatet
$stmt->close(); // Stänger frågan
echo $userName; // Innehåller resultatet från den sökta kolumnen

Loopa igenom ett result set

Om man kollar på hur man loopar igenom ett result set med de gamla mysql-funktionerna, så var det åtminstone för mig vanligast att skapa en associativ array av varje rad, t.ex. genom while ($row = mysql_fetch_array($res)). Det går att göra med MySQLi också, men vi bygger vidare på de bundna variablerna - och eftersom det är ett result set vi får returnerat, måste vi lagra/buffra resultatet med hjälp av store_result().


// Hämtar användarnamn för användare med användarnivå över eller lika med ?
$stmt = $mysqli->prepare("SELECT userName FROM siteUsers WHERE userLevel >= ?"); // Öppnar och förbereder SQL-frågan
$stmt->bind_param("i", $userLevel); // Bestämmer att $userLevel skall vara en integer
$stmt->execute(); // Kör frågan
$stmt->bind_result($userName); // Binder resultatet till en variabel
$stmt->store_result(); // Buffrar resultatet från frågan
// Loopar igenom individuella resultat
while ($stmt->fetch()) {
   echo $userName; // Innehåller resultatet från varje rad
}
$stmt->close(); // Stänger frågan

Exempel med flera variabler

Vi bygger på föregående SQL-fråga med några fler variabler och ser hur det kan se ut med mixade datatyper (och tabeller). Notera att datatyperna och variablerna i bind_param() måste följa samma ordning som de bundna parametrarna i SQL-frågan.


// Hämtar användarnamn och inloggningstid för användare med användarnivå över eller lika med ? 
// och som har varit inloggade senast igår
$stmt = $mysqli->prepare("SELECT u.userName, l.lastLogin 
                            FROM siteUsers u, userLogins l 
                           WHERE u.userLevel >= ? 
                             AND u.id = l.userID 
                             AND l.lastLogin > ?"); // Öppnar och förbereder SQL-frågan
$stmt->bind_param("is", $userLevel, $yesterday); // $userLevel = integer, $yesterday = string
$stmt->execute(); // Kör frågan
$stmt->bind_result($userName, $lastLogin); // Binder resultaten till variabler
$stmt->store_result(); // Buffrar resultatet från frågan
// Loopar igenom individuella resultat
while ($stmt->fetch()) {
   echo $userName.': '.$lastLogin.'<br />'; // Innehåller resultatet från varje rad
}
$stmt->close(); // Stänger frågan

Andra nyttiga saker att ha koll på

Exemplen ovan illustrerar ett väldigt enkelt enkelt sätt att använda prepared statements med MySQLi, men sedan finns det ju också fler saker som kan vara bra att ha lite koll på vad gäller MySQLi rent generellt, t.ex. num_rows för att ta reda på hur många rader en fråga resulterar i, eller insert_id för att hämta det ID som den senaste INSERT-queryn genererade. Och så klart finns det mycket mer att använda sig av, men det här borde räcka för att komma igång. Läs gärna vidare här!


// Exempel på num_rows
$stmt = $mysqli->prepare("SELECT id, postName FROM blogPosts");
$stmt->execute();
$stmt->bind_result($postID, $postName);
$stmt->store_result();
// Kollar om det finns några blogginlägg
if ($stmt->num_rows) {
   echo $stmt->num_rows.' blogginlägg hittades:<br />';
   while ($stmt->fetch()) {
      echo $postID.': '.$postName.'<br />';
   }
} else {
   echo 'Tyvärr hittades inga blogginlägg. :-/';
}
$stmt->close();

// Exempel på insert_id
$stmt = $mysqli->prepare("INSERT INTO siteUsers SET userName = ?");
$stmt->bind_param("s", $userName);
$stmt->execute();
$userID = $stmt->insert_id; // Sparar den nya användarens ID
$stmt->close();
echo $userID; // Skriver ut den nya användarens ID

Hur fungerar egentligen en högtalare?

Skrivet av Hur fungerar?     torsdag, 20 februari 2014, 18:33

Eftersom det finns oerhört många olika sorters högtalare är det omöjligt att förklara hur varenda sorts högtalare fungerar, åtminstone i den här korta artikeln. Men det som alla högtalare har gemensamt är att de sätter luft i rörelse, en rörelse som i sin tur skapar ljudvågor som därefter tas upp av våra öron.


Men hur sätts luften i rörelse?

Jo, det är det här som är det finurliga med högtalare, åtminstone den vanliga typen av högtalare som antagligen står bredvid din förstärkare eller stereo just nu. Genom att antal olika steg börjar ljudet sin resa i form av elektrisk energi som tillförs högtalaren, för att slutligen tas upp som ljudvågor av våra öron.

I det första steget tillförs elenergi till högtalaren, denna elenergi inducerar därefter en spole genom elektromagnetisk kraftverkan så att den rör sig upp och ner. Rörelsen hos denna spole förmår sedan ett tunnt och fjäderupphängt membran att vibrera. Och det är detta membran som därefter sätter luften i rörelse och skapar de ljudvågor vi hör.

Vilken typ av ljud vi sedan hör beror till stor del på hur membranet är uppbyggt. Till man t.ex. ha ett ordentligt och tungt basljud använder man ett stort och konformat membran, vill man istället ha en fint kvittrande diskant använder man istället ett litet kupolformat membran.



Kraftig högtalare krossar ett glas

Hur fungerar egentligen potentialvandring (inom elläran)?

Skrivet av Hur fungerar?     lördag, 15 februari 2014, 18:03

Potentialvandring används för att bestämma den elektriska potentialen (V, i enheten V [Volt]) i en godtyckligt vald punkt i en krets, och den potential som mäts upp är detsamma som spänningen mellan jord och den valda punkten. Spänning definieras därför som potentialskillnaden mellan två godtyckligt valda punkter. Ett ställe i en elektrisk krets som är jordad har potentialen noll, vilket är anledningen till varför man oftast börjar sin potentialvandring där.

När man utför en potentialvandring brukar man oftast stöta på två frågetecken, eller saker man måste ta med i beräkningarna i sin potentialvandring. Saker som bestämmer vad den slutgiltiga potentialen kommer att bli. Beteckningarna som används i redogörelsen nedan:
• Spänningen U i en spänningskälla, som mäts i V [Volt].
• Resistansen R i en resistor, som mäts i Ω [Ohm].
• Strömmen I i en spänningskälla, som mäts i A [Ampere].

Potentialvandring genom en resistor

• Om man utför potentialvandringen i strömmens riktning genom en resistor, så sjunker potentialen med R x I
• Om man utför potentialvandringen mot strömmens riktning genom en resistor, så stiger potentialen med R x I

Potentialvandring genom en spänningskälla (utan inre resistans)

• Om man utför potentialvandringen från pluspol till minuspol, så stiger potentialen med U
• Om man utför potentialvandringen från minuspol till pluspol, så sjunker potentialen med U

Vid potentialvandring genom en spänningskälla med inre resistans, gäller ovanstående "regler" kombinerat

En vanlig benämning när man pratar om potentialvandring är Kirchoffs andra lag, som säger att summan av alla potentialändringar i en sluten krets är noll. Innebörden av detta är att om man börjar sin potentialvandring i t.ex. punkten P, där man känner till potentialen, så kommer man efter att ha potentialvandrat genom hela kretsen tillbaka till punkt P erhålla att summan av alla potentialändringar är lika med noll.


Hur fungerar egentligen en Dreambox?

Skrivet av Hur fungerar?     onsdag, 12 februari 2014, 18:35

En Dreambox är en digital-tv-box som använder fri mjukvara, generellt sett med ett operativsystem av typen Linux. Det som är bra med en Dreambox är att den kan hantera kort från flera leverantörer, t.ex. Canal Digital och Viasat, vilket innebär att man bara behöver en box istället för flera. Likaså kan en sådan lösning möjliggöra för en mycket enklare delning av TV-kanaler mellan flera TV-apparater i andra rum.

Läs mer hos Dreambox.


Hur fungerar egentligen en värmepump?

Skrivet av Hur fungerar?     måndag, 10 februari 2014, 16:56

En värmepump är en anordning för att förflytta värme från en punkt till en annan, eller från en kall till en varm plats. Det finns många olika sorters ändamål då man använder värmepumpar, eller egentligen källor från varifrån man hämtar sin önskade värme - men oavsett lösning eller källa måste energi tillföras för att kunna transportera värmen.

För att avgöra hur bra eller ekonomiskt försvarbar en värmepumplösning, är talar man ofta om värmepumpens värmefaktor. I enkla ord innebär detta en jämförelsesiffra som talar om hur mycket värme man får tillbaka per tillförd mängd el av den aktuella värmepumplösningen. Värmefaktorn anges i termen COP, t.ex. en värmepump med COP 4 ger fyra delar värme per del tillförd elenergi, eller i andra ord 4 kWh värme per 1 kWh tillförd elenergi.

Frånluftsvärmepump

En frånluftsvärmepump kopplas till ett hus ventileringssystem och hämtar värme från dess frånluft. Frånluftsvärmepumpen brukar generellt sett vara den relativt enklaste lösningen, och den kan användas för både uppvärming av huset samt varmvattenberedning. Dock är frånluftsvärmepumpen inte alltid optimal, då den i ett hus som har hög energiförbrukning inte kommer upp i samma värmefaktor som andra värmepumpar.

Luft-luftvärmepump

En luft-luftvärmepump bör ses som ett komplement snarare än en komplett lösning för uppvärmning. Luft-luftvärmepumpen hämtar värme från uteluften, och levererar sedan denna varmluft direkt ut i huset, den kan därför ge en skiftande innetemperatur om utetemperaturen fluktuerar mycket. En luft-luftvärmepump kan inte heller användas för att bereda varmvatten. En fördel dock med luft-luftvärmepumpen är att en del av de fabrikat är så kallade reversibla, vilket innebär att de under sommarhalvåret kan fungera som en luftkonditionering snarare än ett uppvärmningssystem!

Luft-vattenvärmepump

Funktionen hos en luft-vattenvärmepump är ganska lik luft-luftvärmepumpen, med skillnaden att luft-vattenvärmpumpen är kopplad till husets vattensystem. En luft-vattenvärmepump kan därför både värma upp huset samt vattnet. Men precis som luft-luftvärmepumpen beror dess värmefaktor på utetemperatur, och med en fluktuerande utetemperatur blir även uppvärmingen av husets vattensystem lidande.

Foto som illustrerar funktionaliteten hos en luftvärmepump

Bergvärmepump

En bergvärmepump hämtar värmen från det vatten som finns i berggrunden under huset, vilket innebär att en bergvärmepumpslösning inte är möjlig för alla husägare. För att kunna dra nytta av en bergvärmepump måste man alltså borra sig ner till berggrunden (ca. 1-2.5 meter), om någon sådan finns. Bergvärmepumpar är ofta väldigt effektiva och ger en bra och jämn värmefaktor året om, dock behöver man tillstånd från kommunen för att borra och installera en bergvärmepump.

Jordvärmepump

En jordvärmepump hämtar likt bergvärmepumpen värme från marken, faktiskt används samma typ av värmepump. Skillnaden är dock att jordvärmepumpen drar nytta av en lång slang som grävs ned på ca. 1-1.5 meters djup. Slangen behöver även ligga över en ansenlig yta, ca. 400-600 m², varför det kräver att en sådan yta finns att tillgå. Jordvärmepumpen ger likt bergvärmepumpen en bra och jämn värmefaktor året om, och passar bra till hus med hög energiförbrukning. Men tillstånd behövs även för att installera en jordvärmepump.

Foto som illustrerar funktionaliteten hos en jordvärmepump