Fysik

Hvilespænding og indre modstand. Forkert beregning?

21. oktober 2015 af Slashdash - Niveau: C-niveau

Hej SP. Vi har i den klasse jeg går i udberegnet polspænding og strømstyrke - med forskellige mængder modstand- på et batteri. Vi har sat grafer op. Jeg har fået formlen Up=-Ri*I+U0, angivet i øvelsesvejledningen.

Jeg vil gerne beregne hvilespændingen for hver af målingerne(vi skiftede modstande hele tiden) og tage gennemsnittet for, at se om det ligner den funktionsforskrift der er på min graf. Jeg ved, at hvilespændingen er den spænding man kan finde, når batteriet ikke er belastet. Dvs hvis vi bruger formlen Up=-Ri*I+U0, skal jeg isolere hvilespændingen:

Up=-Ri+U0

Up+Ri=-Ri+Ri+U0

Min formel: Up+Ri=U0

(Funktionsforskrift:y=-5.1786x+8.3064)

Mit problem er, at når jeg bruger den indre modstand som er angivet i funktionsforskriften i min formel, får jeg et upræcist hvilespændingsgennemsnit ift. funktionsforskriftens hvilespænding.

Hvilespændingen er i følge funktionsforskriften: 8.3064

Hvilespændingen(gennemsnit) er i følge mine beregninger:8.8911

Spørgsmål:

Hvorfor gør jeg det, og har jeg gjort noget forkert? Jeg vil nemlig gerne vise hvordan man kan beregne hvilespændingen, og få det samme - eller tæt på - det der står i funktionsforskriften.


Brugbart svar (0)

Svar #1
21. oktober 2015 af peter lind

Brug regressionsanalyse på dine måledata. Det giver bedre resultater end den enkelte måling


Svar #2
21. oktober 2015 af Slashdash

#1

Brug regressionsanalyse på dine måledata. Det giver bedre resultater end den enkelte måling

Ved ikke, hvad det er men skal nok undersøge.

Kan du svare mig på om det er forkert at tage polspændingen på alle målinger og lægge det sammen med den indre modstand, og derefter dividere for, at få gennemsnittet.

F.eks.

Polspænding forsøg 1: 1,3

Polspænding forsøg 2: 2,4

Polspænding forsøg 3: 5,5

Polspænding forsøg 4: 5,75

Hvilespænding forsøg 1: 1,3 + 5.1786 =6,4786

 Hvilespænding forsøg 2: 2,4 + 5.1786  = 7,5786

Hvilespænding forsøg 3:  5,5 + 5.1786 =10,6786

 Hvilespænding forsøg 4: 5,75 + 5.1786 = 10,9286

6,4786+7,5786+10,6786+10,9286=35,6644/4= 8,8911 I gennemsnit

Det svarer dog ikke  til hvilespændingen i funktionsforskriften, som jo er 8.3064


Svar #3
21. oktober 2015 af Slashdash

Sådan her ser min graf ud i excel. https://gyazo.com/07aa697e47560971b357035e32b26680


Brugbart svar (0)

Svar #4
21. oktober 2015 af peter lind

Når du bruger den fundne kurve, bliver det meget mere præcist så svaret er 8,3 volt. Den relative usikkerhed er størst på målingerne med lave værdier


Svar #5
21. oktober 2015 af Slashdash

#4

Når du bruger den fundne kurve, bliver det meget mere præcist så svaret er 8,3 volt. Den relative usikkerhed er størst på målingerne med lave værdier

Problemet er at jeg gerne vil vise en udregning på hvilespændingen


Brugbart svar (0)

Svar #6
21. oktober 2015 af peter lind

Det kan godt være, at du gerne vil vise det; men det skal du altså ikke


Svar #7
21. oktober 2015 af Slashdash

#6

Det kan godt være, at du gerne vil vise det; men det skal du altså ikke

Når jeg skal finde hvilespændingen kan jeg godt vise en udregning ved at sætte x=0 så at  y=0x+8.3064? Grunden til, at jeg vil sætte x=0 er fordi at hvilespænding og polspændingen er den samme når batteriet ikke bliver belastet, eller vil det være forkert.

Jeg er dog ikke helt sikker fordi hvis jeg sætter x=0, så er det jo den indre modstand der er 0? eller hvad.


Brugbart svar (0)

Svar #8
21. oktober 2015 af peter lind

Det har du misforstået. x er strømstyrken. Det får mig til at tilføje at din graf bør tydelig angive hvad der er hvad samt, at der skal være enheder på akserne


Brugbart svar (0)

Svar #9
21. oktober 2015 af Eksperimentalfysikeren

Hvor har du tallet 5.1786 fra?

Polspænding forsøg 1: 1,3

Polspænding forsøg 2: 2,4

Polspænding forsøg 3: 5,5

Polspænding forsøg 4: 5,75

Hvilespænding forsøg 1: 1,3 + 5.1786 =6,4786

 Hvilespænding forsøg 2: 2,4 + 5.1786  = 7,5786

Hvilespænding forsøg 3:  5,5 + 5.1786 =10,6786

 Hvilespænding forsøg 4: 5,75 + 5.1786 = 10,9286

Det ser ud som om det skulle være I*R, men I skal være forskllig i de forskellige forsøg. Derfor skal tallene også være forskellige. Brug altid enheder i beregningerne. Så vil det være meget nemmere at se, hvad der foregår: Hvilespænding forsøg 1:  1,3V + ??Ω*??A = ??V  osv


Svar #10
22. oktober 2015 af Slashdash

#9

Hvor har du tallet 5.1786 fra?

Polspænding forsøg 1: 1,3

Polspænding forsøg 2: 2,4

Polspænding forsøg 3: 5,5

Polspænding forsøg 4: 5,75

Hvilespænding forsøg 1: 1,3 + 5.1786 =6,4786

 Hvilespænding forsøg 2: 2,4 + 5.1786  = 7,5786

Hvilespænding forsøg 3:  5,5 + 5.1786 =10,6786

 Hvilespænding forsøg 4: 5,75 + 5.1786 = 10,9286

Det ser ud som om det skulle være I*R, men I skal være forskllig i de forskellige forsøg. Derfor skal tallene også være forskellige. Brug altid enheder i beregningerne. Så vil det være meget nemmere at se, hvad der foregår: Hvilespænding forsøg 1:  1,3V + ??Ω*??A = ??V  osv

5.1786 er grafen hældningskoefficient. 


Svar #11
22. oktober 2015 af Slashdash

En anden ting. Ift. fejlkilder ved målingerne lavet på batteriet, kunne en af fejlkilderne så ikke være, at hvilespændingen ændrer , når batteriet bliver belastet? Og det er skyld i at man derfor ikke får en præcis måling. Det kan ses på det billede jeg sendte tidligere, hvor at der bliver brugt en tendenslinje, da resultaterne ikke er præcis "konstante", eller hvad?


Brugbart svar (0)

Svar #12
22. oktober 2015 af peter lind

Nej. Det er der ingen grund til at tro


Svar #13
22. oktober 2015 af Slashdash

#12

Nej. Det er der ingen grund til at tro

Hvad kunne fejlkilderne så være?


Brugbart svar (0)

Svar #14
22. oktober 2015 af peter lind

Modstandene er temperaturafhængig og strømmen kunne opvarme modstandene


Brugbart svar (0)

Svar #15
22. oktober 2015 af Eksperimentalfysikeren

#10

Hvad representerer hældningen? Hvad er den fysiske fortolkning af dette tal?

Det er helt klart her, du har problemet. I de beregninger, du har vist, er der forskellige polspændinger, men hvor er de tilhørende strømstyrker?


Svar #16
22. oktober 2015 af Slashdash

#15

#10

Hvad representerer hældningen? Hvad er den fysiske fortolkning af dette tal?

Det er helt klart her, du har problemet. I de beregninger, du har vist, er der forskellige polspændinger, men hvor er de tilhørende strømstyrker?

Hvis hvilespændingen skal måles må strømmen vel altid være 0, da vi ellers belaster det?


Brugbart svar (0)

Svar #17
22. oktober 2015 af Eksperimentalfysikeren

Den formel, du arbejder med siger: Polspændingen = Hvilespændingen - Indre modstand * Strømstyrken.

Du skal finde Hvilestrømmen. Den får du ved at lægge sidste led til på begge sider af lighedstegnet:

Hvilespændingen = Polspændingen + Indre modstand * Strømstyrken.

Dette gælder for ALLE strømstyrker, men for hver af dem skal det være den tilhørende Polspænding.


Svar #18
22. oktober 2015 af Slashdash

#17

Den formel, du arbejder med siger: Polspændingen = Hvilespændingen - Indre modstand * Strømstyrken.

Du skal finde Hvilestrømmen. Den får du ved at lægge sidste led til på begge sider af lighedstegnet:

Hvilespændingen = Polspændingen + Indre modstand * Strømstyrken.

Dette gælder for ALLE strømstyrker, men for hver af dem skal det være den tilhørende Polspænding.

Okay. Ville det også være rigtigt at kunne udregne den med vha. følgende.

"Hvilespænding (U0) er den spænding der går når batteriet ikke er belastet. Hvilespændingen er derfor lig med polspændingen når der 0 strøm er i kredsløbet" y=-5.1786x+8.3064. 

Omformulering så der 0 strøm går i gennem.

y=-5.1786(Ri)*0(Strømstyrke)+8.3064(Hvilespænding)

Når der går 0 strøm i gennem:

Upol =8.3064(Hvilespænding)


Brugbart svar (0)

Svar #19
22. oktober 2015 af peter lind

ja


Svar #20
22. oktober 2015 af Slashdash

#19

ja

Okay.


Forrige 1 2 Næste

Der er 24 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.