Fysik opgave

Antagelsen, er at der ikke foregår nogen energiudveksling med omgivelserne og at jernet i forvejen er opvarmet til smeltepunktet (1540°C).

550 s ≈ 9 min.

Tak mathon.

Er opgaverne løst korrekte?

Ja.

Opgaven er vildledende, for det er ikke primært i jernet, at der sker en effektafsættelse grundet ohmske effekttab, men i de lysbuer der dannes.

Sådanne lysbuer har en stærkt ulineær modstandskarakteristik, og i princippet kan Ohms lov derfor ikke anvendes.

Meget vildledende som #4 siger

I en praktisk ovn er der tre faser ( der fandtes  kun en større  jævnstrømsovn i verden og mandskabet klage meget over magnet feltet, motivationen for en jævnstrømsovn var at der kun var en elektrode i modsætning til tre hvorved elektrode forbruget bliver mindre , strømkredsen blev sluttet via en elektrode i bunden hvilket skabte en ret stor reaktans) og det er meget ineffektivt at opvarme et fladt bad af jern med mindre det afdækkes på en eller anden måde (fx med kalk).

I praksis tager det noget under 1 time af smelte 80 tons skrot ned med 40 MW og det er kun fordi lysbuerne er begravet i skrottet som så kan absorbere ret meget af energien.

I en jævnstrømsovn er det muligt at stabilisere lysbuerne noget ved hjælp af reaktanser. 

Hvis man vil regne på trefasede ovne skal man bruge statistiske metoder  , problemet bliver forværret af at selvinduktionerne på sekundærsiden af transformeren variere med elektrodernes bevægelser.

Man skulle måske lige tilføge at selv om man stabiliserer en lysbue så opfylder den stadig ikke Ohms lov.

Men "mathon" mener, at opgaverne er korrekte. Hvem skal jeg stole på?

#0

I opgaveteksten er der ikke tale om nogen lysbue, hvorfor der opgaveløsningsmæssigt ikke skal tages hensyn til det udefra erfaringstilførte praktiske problem med lysbuens ikke ohmske funktion.

#8:  Det er jo netop problemet:  at opgaven opstiller et scenarie, der er aldeles urealistisk.

Eleverne vildledes til at tro, at sådan virker en smelteovn i et stålværk, og sådan regner man på den.

Det er ligesom beregninger på en vindmølle, hvor en luftmængde antages at bevæge sig gennem et tænkt rør med en diameter svarende til turbinens, at luften nedbremses til hastigheden 0:  Omsæt tab af kinetisk energi i luften i røret, der omsættes til mekanisk energi: Vrøvl.

Hvorfor skal opgaven dreje sig om lysbueenergi i en smelteovn, når en loddekolbe, der skal smelte tin, lige så godt kunne anvendes?  Sidstnævnte scenarie ville være realistisk og ikke vildledende. Ohms lov kunne anvendes.

Helt enig med #9,
Hele ideen med den moderne måde at lære matematik på er baseret på at opgaver skal være realistiske, og fra dagligdagen så eleverne kan relatere til dem.

Men eller har du regnet rigtigt, det er opgaven der er forkert.

Der eksisterer ikke ovne der til stålfremstilling, i stor skala, ikke er lysbueovne. Man skal jo have overført noget energi i en fart og så er det praktisk at man en høj temperatur. Lysbuen er omkring 4000-5000 grader varm i gennemsnit og nærmere 15000 grader i er punkt på elektroden .