Fysik
Cykels baglygte… HJÆLP!
174. Pæren i en cykels baglygte er påtrykt (3W, 6V). Den ledning, der går ned til baglygten, er af kobber. Den er 2 m lang og har en diameter på 0.25 mm.
a) Hvad er strømstyrken gennem pæren, når spændingsforskellen over den er 6 V?
I = P/V = (3 W) / (6 V) = 0.5 A
b) Hvor stor er resistansen i pæren?
R = V/I = (6 V) / (0.5 A) = 12 Ohm.
Så langt så godt. Men problemerne kommer ved næste opgave.
c) Hvor stor er resistansen i ledningen?
Jeg bruger følgende formel:
R = p * (L/A), hvor p er resistiviteten for kobber, L er ledningens længde, og A er tværsnittet. Jeg får:
R = (0.0155*10^-6 Ohm * m) * (2 m) / (π*((0.25 * 10^-3 m)/2)^2) = 0.632 Ohm
Men i facitliste står der at R = 0.039 Ohm. Nogle bud på evt. fejl? Eller er det oplyste facit muligvis forkert?
Har brug for assistance. Tak for tiden.
Svar #2
27. juli 2013 af LubDub (Slettet)
c.
dine udregninger ser rigtige ud
.. fejlen kan skyldes, at facitlisten bruger en anden tabelværdi for kobbers resistivitet
Svar #3
27. juli 2013 af Bryno (Slettet)
Ok. Det er mærkeligt da bogen selv oplyser værdien for kobbers resistivitet, men ok. Tak. Forresten, hvordan regner jeg:
d. Hvor mange procent af dynamoens energi går tabt i ledningen?
Jeg kender jo kun resistansen af ledningen... Tak!
Svar #4
27. juli 2013 af mathon
…anvendelse af en lidt anden tabelværdi for kobbers resistivitet - f. eks. 0,0172·10-6 Ωm - kan næppe forklare
den store forskel på 0,632 Ω og 0,039 Ω.
Svar #5
27. juli 2013 af mathon
#3
…men strømmen gennem ledningen er vel 0,5 A, hvis intet andet er anført!
Ptab = Rledning • I2
Svar #6
27. juli 2013 af hesch (Slettet)
Teknisk kobber til fremstilling af kobberledning er hårdttrukket og ikke rent kobber. I praksis plejer man derfor at sige, at en kobberleder, 1 km og 1mm2, har resistansen 18Ω.
Det der mere sandsynligt er gået galt, er ledningen ( 2 m ). En ledning har jo som regel to ledere ( fremførings- og returvej. Den ene leder er på en cykel erstattet af cyklens stel ( der ses bort fra spændingsfald her ), og disse multiplikationer og divisioner med 2, er der gået kludder i for opgavestilleren.
Løsning i #0 er korrekt ( 0,632Ω ).
Svar #7
27. juli 2013 af Bryno (Slettet)
#5
Vil det så sige at PTab = (0.632 Ohm)(0.5 A)^2 = 0.158 W.
Så siger jeg at procenttabet er lig med: PTab / PDynamo * 100 % = [ (0.158 W) / (3 W) ] * 100 % = 5.27 %
Er dette rigtigt?
Svar #8
27. juli 2013 af mathon
Pdynamo ≥ (3 W) + (0,158 W) = 3,158 W
maksimal tabsprocent:
((Pledningstab / Pdynamo) •100)% = ((0,158 W) / (3,158 W) •100)% = 5%
…hvis Pdynamo i virkeligheden er større, er ledningstabsprocenten mindre.
Svar #9
27. juli 2013 af Eksperimentalfysikeren
Vi har P = R I2.
Vi skal finde Ptab/Ptot= Rledning I2/ (Rledning I2+Rpære I2) = Rledning/(Rledning + RPære) = 0.632/(0.632 + 12) *100% = 5%
Svar #10
27. juli 2013 af Andersen11 (Slettet)
Svaret i #0 for spm c) 0,632Ω ser ud til at være beregnet korrekt.
Forholdet mellem 0,632Ωog 0,039Ω er tæt ved 16 . Facitlistens værdi 0,039Ω kan være fremkommet ved (fejlagtigt) at gange ledningens diameter med 2 i stedet for at dividere diameteren med 2.
Den samme opgave er behandlet i et par tidligere tråde her på SP, hvor facitlistens 0,039Ω også er nævnt, og hvor det korrekte resultat 0,632Ω også er givet af en hjælper.
Konklusionen må være, at værdien i facitlisten ikke er korrekt.
Skriv et svar til: Cykels baglygte… HJÆLP!
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.