Fysik

Forklaring på spænding

11. marts 2016 af cralle100 - Niveau: C-niveau

Hej SP

I øjeblikket lærer jeg om elektricitet, og jeg har overordnet styr på det. Det eneste, der er problemer med, er spænding. Jeg kan simpelthen ikke forstå 'spænding' og 'spændingsforskelle'. Er der nogen derude, der kan oplyse mig? Jeg har prøvet at kigge på enheden volt og J/C, men det er stadigvæk ikke helt klokkeklart desværre...

Tak.

Brugbart svar (0)

Svar #1
11. marts 2016 af mathon

Spændingen i et punkt er defineret som den elektrisk potentielle energi pr. ladning,
hvorfor enheden er
$\frac{J}{C}=V$

Brugbart svar (0)

Svar #2
11. marts 2016 af melonslice (Slettet)

Du kan tænke på spænding som det der sætter "skub" i strømmen. F.eks. et sugerør, du puster luft igennem, luften er strømmen der vandre i sugerøret og den kraft du puster med er spændingen. Med andre ord, spændingen er "det" der får ladningerne til at vandre, da "det" der vandre i en ledning er elektroner som går fra - til +. Elektroner er tiltrukket til + og derfor har vi strøm. Det kan vi også udtrykke som en ladningsmængde der bevæger sig mellem 2 punkter A og B, spændingen derimellem kunne vi kalde U_AB, og sætte til fx 10 volt.
Så betyder det at jeg kan få omsat energimængden på 10 J, hvis jeg har en ladningsmængde på 1 C der har vandret mellem A og B, hvilket kan skrives som:
$\frac{\ \Delta E }{\ \Delta Q } = \frac{\ 10 J }{\ 1 C } = V$

Joule = arbejde udført pr. Newton over en afstand på 1 meter.
Coulomb = er den ladning, som en strøm på 1 ampere leverer i løbet af 1 sekund.

Når man så regner på volt i et kredsløb kan volt være forskelligt efter du møder modstand(resistor). Og det er fordi at den ladning som vandrer i ledningen løber igennem modstand. Så hvis du har en modstand og forestiller dig et sugerør igen, svarer det til at den modstand, er det samme som at du klemmer et sted på sugerøret, så luften ikke kan gå helt så godt igennem røret og derfor falder kraften af det pust du gav. Men kraften af det pust du gav, er stadig den samme, derfor siger man at spændingsfald er additive, altså summen af kræfterne giver 0, uanset hvor mange modstande du møder. Så spændingen er den samme i starten når den forlader batteriet som når den løber tilbage til batteriet igen. Men den variere igennem kredsløbet.

Brugbart svar (0)

Svar #3
11. marts 2016 af mathon

Sammenhæng:

Det der betinger bevægelsen af de frie elektroner i en såkaldt preferenceretning,
er i den i lederen forekommende elektriske feltstyrke $\overrightarrow{E}$ defineret i den retning, som en punktformet positiv partikel påvirkes i.
Ligeså er strømstyrken $\overrightarrow{I}$ defineret i den preferenceretning, som en punktformet positiv partikel påvirkes i.

Når lederens specifikke ledningsevne kaldes $\sigma$
gælder:
$\overrightarrow{j}=\sigma \cdot \overrightarrow{E}$ hvor $\overrightarrow{j}$ er strømtæthedsvektoren, hvor

$j=\frac{I}{a}$ når er lederens tværsnitsareal.

dvs
$j=\sigma \cdot E$

enheden for $\overrightarrow{E}$ er $\frac{N}{C}=\frac{Nm}{C\cdot m}=\frac{\tfrac{J}{C}}{m}$ , størrelsen målt i $\frac{J}{C}$ kaldes spændingen

$\frac{I}{a}=\sigma \cdot \frac{U}{L}$

som fører til

$\frac{1}{\sigma} \cdot \frac{L}{a}\cdot I=U$

$\left (\rho \cdot \frac{L}{a} \right )\cdot I=U$

$R\cdot I=U$

Brugbart svar (0)

Svar #4
11. marts 2016 af Eksperimentalfysikeren

Man kan sammenligne elektrisk strøm i en leder med vandstrøm i et rør. Spændingsforskellen mellem lederens ender svarer til trykforskellen mellem rørets ender. Den elektriske strøm svarer til vandstrømmen.

Forskellen på spænding og spændingsforskel svarer til forskellen på tryk og trykforskel. Man regner normalt med at jorden har spændingen 0V.

Brugbart svar (0)

Svar #5
11. marts 2016 af mathon

Spændingsforskellen mellem to punkter på en leder er lig med forskellen mellem punkternes elektrisk potentielle energi pr ladning:
$U_{AB}=U_{B}-U_{A}=\frac{{E^{el\; pot}}_B}{q}-\frac{{E^{el\; pot}}_A}{q}$

Svar #6
12. marts 2016 af cralle100

Det må jeg give jer! Tak for de velformulerede svar, alle sammen! Det er fandeme tilfredsstillende at kunne få sådan nogle veludførte og velskrevede svar både med et praktisk synspunkt og et teoretisk synspunkt. Tusind tak. SP leverer endnu en gang.

Skriv et svar til: Forklaring på spænding

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.