Fysik
Ohm
22. oktober 2006 af
Montavr (Slettet)
Jeg har fået en opg i fysik, hvor det går ud på at finde erstatningsresistanten R. Men det er en lidt svær opg, altså jeg har faktisk ingen ideer til hvordan/hvor jeg skal begynde, fordi jeg har lærtat finde resistansen på seriekoblinger og parallelkoblinger, men ved ik hvor i denne opg der er serie eller parallel koblinger.
Opgén lyder sådan : En kube med 12 komponenter delt på alle sider i kuben, dvs. én komponent på hver linie. Hvor resistansen på hver komponent er 1 Ohm.
For at finde ud af hvor strømen går ind og ud, kan man tegne en diagonal på én side i kuben, og i den ene ende af kuben kommer strømen ind, og ud går den af den anden ende af diagonalen.
Bestem erstatningsresistansen.
Opgén lyder sådan : En kube med 12 komponenter delt på alle sider i kuben, dvs. én komponent på hver linie. Hvor resistansen på hver komponent er 1 Ohm.
For at finde ud af hvor strømen går ind og ud, kan man tegne en diagonal på én side i kuben, og i den ene ende af kuben kommer strømen ind, og ud går den af den anden ende af diagonalen.
Bestem erstatningsresistansen.
Svar #1
24. oktober 2006 af fixer (Slettet)
Opgaven kan naturligvis løses ved mekanisk at opstille maske- eller knudepunktsligningerne og løse dem. Udover at du næppe har lært det, er det formodentligt heller ikke den tiltænkte løsningsmetode. Problemet kan nemlig løses ved symmetriovervejelser.
For lettere at kunne give nogle fingerpeg vil jeg navngive hjørnerne. Lad os benævne strømindgangshjørnet A og strømudgangshjørnet (modsat A på en sidediagonal) med B. De to øvrige navngives således at når man kigger på siden er hjørnerne i retning modsat uret ACBD, d.v.s. siden ser ud som
DB
AC
Hjørnerne i sidefladen bagved denne navngives så de ved samme betragtningsmåde ser sådan ud:
HF
EG
altså hjørne E ligger bagved A, G bagved C, o.s.v.
Du bør kunne se, at konfigurationen kan tegnes som
C-----A
|\ . /|
| G-E |
| | | |
| F-H |
|/ . \|
B-----D
(og jeg håber det ser acceptabelt ud; Punktummerne er blot for at skabe mellemrum og har ingen betydning). Det tegnes mest elegant som to trapzer, det ene inde i det andet, men det lader sig ikke gøre her i foraet.
Det første er at indse, at C, D, G og H har samme potential. Prøv det.
Det betyder, at man i ovenstående figur kan fjerne modstandene CG og DH fordi de er strømløse.
Det betyder også, at man kan trække en streg mellem, d.v.s. rent fysisk forbinde CDGH, uden at det gør nogen forskel.
Til sidst er bare at se, at EG sidder parallelt med EH, så den kan erstattes med R/2 (eller ½ Ohm i dit specialtilfælde). Det samme gælder FG og GH.
Sådan fortsættes blot med at reducere simple serie- og parallelforbindelser.
Det endelige svar er... ja, hvad får du ?
For lettere at kunne give nogle fingerpeg vil jeg navngive hjørnerne. Lad os benævne strømindgangshjørnet A og strømudgangshjørnet (modsat A på en sidediagonal) med B. De to øvrige navngives således at når man kigger på siden er hjørnerne i retning modsat uret ACBD, d.v.s. siden ser ud som
DB
AC
Hjørnerne i sidefladen bagved denne navngives så de ved samme betragtningsmåde ser sådan ud:
HF
EG
altså hjørne E ligger bagved A, G bagved C, o.s.v.
Du bør kunne se, at konfigurationen kan tegnes som
C-----A
|\ . /|
| G-E |
| | | |
| F-H |
|/ . \|
B-----D
(og jeg håber det ser acceptabelt ud; Punktummerne er blot for at skabe mellemrum og har ingen betydning). Det tegnes mest elegant som to trapzer, det ene inde i det andet, men det lader sig ikke gøre her i foraet.
Det første er at indse, at C, D, G og H har samme potential. Prøv det.
Det betyder, at man i ovenstående figur kan fjerne modstandene CG og DH fordi de er strømløse.
Det betyder også, at man kan trække en streg mellem, d.v.s. rent fysisk forbinde CDGH, uden at det gør nogen forskel.
Til sidst er bare at se, at EG sidder parallelt med EH, så den kan erstattes med R/2 (eller ½ Ohm i dit specialtilfælde). Det samme gælder FG og GH.
Sådan fortsættes blot med at reducere simple serie- og parallelforbindelser.
Det endelige svar er... ja, hvad får du ?
Svar #2
24. oktober 2006 af fixer (Slettet)
Forbindelseslinien mellem A og D skulle naturligvis have været ret og ikke stykkevist lineær!
Skriv et svar til: Ohm
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.
