Side 2 - Spænding og strømstyrke

Så konklusionen må være at:

Parallelt kredsløb koster mere energi, fordi at de alle har samme mængde af spænding, men de har ikke samme mængde af strømstyrke. For at få leveret samme mængde energi ud, må der altså være mere energi pr. ladning.. Deraf formlen E = U * Q

#19:

1) Lad vær med at ændre på indstillinger fra strømforsyningnen

2) Lav nu en parallelforbindelse

3) Se hvordan at spændingen nu ikke siger 8v, men måske 4 volt.

4) Skru igen op på 8v og se hvordan der fordeles 4 volt ud til begge.

Når strømforsyningen er indstillet til 8V i serieforbindelsen, hvorfor falder den så i 3) til 4V, bare fordi du laver en parallelforbindelse ? ?   Har du indstillet spændingen ved strømbegrænsning ?  ( Det er knappen, hvor der står "Max Ampere" eller lignende ovenover ):

I 4) skrues spændingen op til 8V igen, med parallelle belastninger, og så fordeles en spænding på 4V ud til begge ? ?    Altså, jeg er slet ikke med.

Jeg forstår godt din forvirring, og at du føler, at din tankegang er forkert, hvis du har haft ovenstående oplevelser under forsøget.  Selv ville jeg knibe mig hårdt i armen, blev jeg udsat for disse.

Jeppe på bjerget: "drømmer jeg, eller er jeg vågen ?"

Tænk ikke videre over alle disse Coulomb, energier pr. elektron, osv., førend de helt basale mekanismer bag Volt og Ampere er kommet på plads.

Når strømforsyningen er indstillet til 8V i serieforbindelsen, hvorfor falder den så i 3) til 4V, bare fordi du laver en parallelforbindelse ? ?   Har du indstillet spændingen ved strømbegrænsning ?  ( Det er knappen, hvor der står "Max Ampere" eller lignende ovenover ):

Nej, eller, jeg har aldrig hørt om "Max Ampere". Jeg ved bare at jeg har oplevet / oplever at det sker. 

I 4) skrues spændingen op til 8V igen, med parallelle belastninger, og så fordeles en spænding på 4V ud til begge ? ?    Altså, jeg er slet ikke med.

Det er også mig der vrøvler! Der skulle have stået 8v ud til begge. Undskyld.

Gav det andet mening, -mht at der så må være mere energi pr ladning?

Og tak for hjælpen!! :)

#19:   Prøv lige at lave en tegning, som dit kredsløb ser ud i 4), og vedhæft den.

Angiv spændinger på tegningen.  For der er jo noget helt galt, som må opklares.

( Havde ikke set #23. )

#23:   Du bygger jo din konklusion på, at du har "skruet op for spændingen" i 4). Den var i serieforbindelsen 8V, og du indstiller den igen i 4) til 8V.  Så du har da ikke "skruet op", men "skruet tilbage". Det virker som om, at du har anvendt strømbegrænsning til dette. Dvs. at strømforsyningen automatisk indstiller en spænding, der gør at en konstant strøm afgives. 

Dette kunne så give det indtryk/den oplevelse, at en parallelforbindelse bruger mere af spændingen end en serieforbindelse og det er helt forkert, og en meget upædagogisk fremgangsmåde at lave forsøg på.

Men kan du ikke forklare, hvad formålet med forsøget var ?   Hvad skulle du eftervise / konkludere / lære ?

Når jeg ved det, har jeg lettere ved f.eks. at forklare forskelle i energiforbrug ved serie/parallelkoblinger.

Hvis jeg nu udskifter disse pærer med 10Ω modstande ( de er stort set temperaturuafhængige ). Så kører jeg lige forsøget igen:

1) Lav en serieforbindelse.

2) Indstil spændingen til 8V  ( med spændingsknappen ), og indstil max. strøm til 10A.

3) Aflæs Amperemeter.

Du har nu en samlet belastningsmodstand = 10 + 10Ω = 20Ω , og du vil derfor aflæse amperemetret til:

I = U / R = 8V / 20Ω = 0,4A

Spændingen over hver modstand:  U1 = 10Ω * 0,4A = 4V.  Spænding over begge modstande:

U2 = 2 * 4V = 8V   eller   U2 = 20Ω * 0,4A = 8V

Effekten i hver modstand:  P1 = U1 * I = 4V * 0,4A = 1,6W

Effekten i to modstande: P2 = 2 * 1,6W = 3,2W

----------------------------------------------------------------------

Parallelforbindelse:

U = 8V

I1 = U / R1 = 8V / 10Ω = 0,8A

I2 = U / R2 = 8V / 10Ω = 0,8A

Samlet strøm: I = I1 + I2 = 2 * 0,8A = 1,6A

P1 = U * I1 = 8V * 0,8A = 6,4W

P2 = U * I2 = 8V * 0,8A = 6,4W

Samlet effekt: P = P1 + P2 = 2 * 6,4W = 12,8W    eller    P = I * U = 1,6A * 8V = 12,8W

--------------------------------------------------------------

Så en parallelforbindelse af to ens modstande vil optage 4 gange så meget effekt, som en serieforbindelse af de samme to modstande, ved samme spænding. Dette skyldes, at spændingen over hver modstand er dobbelt så stor i parallelforbindelsen, og at strømmen gennem hver modstand er dobbelt så stor i parallelforbindelsen.  U * I = P   =>   2U * 2I = 4P

Du kan omregne effekter til energier pr. sekund, ved at gange effekterne med t = 1 sek., om du vil.

Serieforbindelsen:

Q = I * t

0,4 A * 60 s = 24 C

Dvs. på ét minut løber der altså 24 coloumb igennem kredsløbet.

Vi kender nu Q ud fra ét minut og vi kender U, som er 8 volt.

E = U * Q

8 volt * 24 C = 192 Joule.

Det koster altså 192 Joule at have systemet kørende i ét minut, og effekten i de to modstande er tilsammen 3,2 Watt. Og som du skriver kan man finde energien ved at gange med t / sekunder.

3,2 Watt * 60 s = 192 Joule.

E = P * t

Så der er overensstemmelse mellem tallene her.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Parallelforbindelsen:

Q = I1 * t

0,8 A * 60 s = 48 C.

Dvs. på ét minut løber der altså 48 coloumb igennem dét ene parallelle kredsløb.

Vi kender nu Q ud fra ét minut og vi kender U, som er 8 volt.

E = U * Q

8 volt * 48 coloumb = 384 Joule.

Det koster altså 384 Joule at have blot det éne kredsløb i gang, og dermed i alt 768 Joule. OG vi ved at den samlet effekt var 12,8 Watt. Vi gør igen:

12,8 Watt * 60 s = 768 Joule.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Hvis jeg ser på tallene her, kan jeg godt se at der er nogle klare forskelle – som ikke helt var klare før.

Konklusion på baggrund af tallene fra eksemplet:

1) I en serieforbindelse er: strømstyrken den samme og spændingen bliver delt over de forskellige komponenter. Her er effekten i hver pære ikke særlig stor, (i reference til parallel-forbindelsen.) Det er den fordi at der helt logisk skal tilføres energi til to pærer i samme kredsløb, men hvis man kiggede på tallene ville man også kunne sige at effekten var lille fordi der ville være færre ladninger med energi der ville blive overført til en komponent i en given tid. Helt specifikt i eksemplet kun 24 coloumb, og det vil sige 12 coloumb til hvér pære.

2) I en parallelforbindelse er: strømstyrken delt, men spændingen bliver ikke delt, hvert kredsløb får samme mængde spænding. Her er effekten større, hvilket kan ses, ved at begge pære lyser meget kraftigere end i den serielle forbindelse. Men kigger man på tallene ville man også kunne sige at effekten er større, (med ref. til serieforbindelsen) da hver komponent får flere ladninger med energi i en given tid. Helt specifikt får hver komponent 48 coloumb, modsat de kun 12 coloumb i den serielle forbindelse.

Hvis jeg skulle sige det med egne ord, ville det så give mening at sige således om effekt: at effekt er et udtryk for hvor mange ladninger med energi der i en given tid bliver overført til en komponent.

P = U * I eller P = E / Q * Q / t

Eller, det er måske alligevel forkert at sige, ville det være mere korrekt at sige at effekt er hvor meget energi der pr tid bliver overført til systemet, og så helt glemme at tale om hvor mange ladninger med energi - for der jo er to Q'er. 

P = E / t (da de to Q'er udligner hinanden)

Jeg vil lave nogle nye målinger og se om jeg ikke kan få det til at passe med det her.. hvis det kommer til at drille igen, så ved jeg nu hvad jeg skal kigge efter… måske kan jeg finde fejlen!

Endnu engang tak for hjælpen, det betyder meget!

Mit råd:  Glem nu disse Q'er og energier, der er knyttet til dem.

De er da vigtige i den grundliggende forståelse af, hvad der egentlig sker. Men når man har forstået det, og har defineret  I = Q/t  og U = E / Q, så kører man videre derfra uden at skulle forkorte Q'er ud, osv.

Man benytter så bare:   P = U * I , I = U / R , osv.  Hvis nogen spørger, hvad U egentlig er for en størrelse, kan man til den tid vende tilbage til alle disse Q'er, for en kort stund.

Ellers må man bygge ovenpå, og blot benytte U.   Altså vi skal jo videre og udnytte den viden, der er udarbejdet.

PS:   Du ærer Coulombs, Ohms, m.fl., minde, ved at udnytte deres opdagelser.