Fysik
Et elements konstanter og maksimale ydre effekt
Jeg har lavet et forsøg hvor formålet var: At bestemme et batteris hvilespænding samt polspændingens afhængighed af, hvor meget batteriet belastes. Desuden undersøger vi den ydre effekts afhængighed af den ydre resistans. Ved hjælp af en variabel modstand, et amperemeter og et voltmeter måles sammenhørende værdier af strømmen, I, gennem batteriet og polspændingen, Up, over batteriet. De sammenhørende værdier skrives i et skema.
Jeg har udfyldt skemaet:
I forbindelse med forsøget skal jeg besvare nogle opgaver som jeg har svært ved, men jeg er kommet lidt i gang selv. Opgaven lyder:
Tegn grafen for Py som funktion af I. Tilføj en 2. grads polynomisk tendenslinje med skæring i (0,0). Sammenlign tendenslinjens forskrift med den forskrift, du får ved at indsætte værdierne for elementkonstanterne U0 og Ri i (2). Beregn den teoretiske værdi for den maksimale ydre effekt Py,max og sammenlign med parablens toppunkt. Hvordan passer det? Hvor stor effekt afsættes der inde i elementet, når effekten er maksimal i den ydre resistor?
(2) 
Jeg har selv tegnet grafen (se vedhæftet fil). Men jeg har svært ved den kursive del af opgaven. Kan I evt. hjælpe mig med at forstå det og guide mig frem til det jeg skal? Jeg har selv lavet noget af den kursive del men forstår ikke rigtigt helt hvordan. Er der en venlig sjæl der gider at forklarer mig det i "4-klasse-sprog", hvad jeg egentlig skal regne ud?
Jeg har vædhæftet det jeg allerede har lavet (Opgave 2).
Svar #1
04. januar 2017 af Number42 (Slettet)
Umiddelbart ser det da godt ud.
Den maximale ydre effekt skal teoretisk (ved konstant indre resistans) være lig den indre og den indre modstand er lig den ydre.
Men jeg ser ikke noget estimat for den indre modstand (6.7299 ohm), men det har du vel beregnet et sted?
Ligeledes for tomgangs spændingen 9.2153 V
Du beregner max Py med de målte tal men ikke med parablen der er tilpasset, det bliver der bedt om.
Hvad er det mere presist du ikke er sikker på?
Svar #2
04. januar 2017 af Stræbende
Okay det lyder da super. Jeg har beregnet den indre modstand og hvilespændingen (tomgangs spændingen) i en tidligere opgave og det passer med hvad du har fået. Det står dernæst i opgave 2 at:
Sammenlign tendenslinjens forskrift med den forskrift, du får ved at indsætte værdierne for elementkonstanterne U0 og Ri i (2).
Betyder det så bare jeg skal indsætte værdierne i f.eks. geogebra og sammenlig deraf? Eller er der en smart måde jeg kan gøre det i excel idet det bliver nemmere at sammenligne hvis jeg har begge grafer i samme program? Hvad ville du gøre?
Dernæst står der:
Beregn den teoretiske værdi for den maksimale ydre effekt Py,max og sammenlign med parablens toppunkt. Hvordan passer det? Hvor stor effekt afsættes der inde i elementet, når effekten er maksimal i den ydre resistor?
Hvilken teoretiske værdi er det præcist de snakker om og har jeg allerede fundet den værdi? Der står også jeg skal sammenligne med parablens toppunkt. Er det forskriften i geogebra eller tendenslinjen fra excel jeg skal sammenligne med?
Svar #3
04. januar 2017 af Number42 (Slettet)
du kan bare sammenligne tallene og forklare hvad de betyder fx
parablens 9.3434 skal sammenligned med dine 9,2153 begge representerer tomgangs spændingen
Og ligeledes med den indre modstand. Hvorfor er den større?
hvad bliver den maximale P hvis man regner efter parablens værdier?
Hvordan kan det være at værdierne er forskellige? (batteriets data ændres underforsøget, det bliver brugt og temperaturen steg måske?)
Parablen er også kun estimeret ved brug af relativ få værdier langt fra hinanden så man kan ikke sige så meget mere om hvorfor eller se om en parabel i det hele taget er en god model.
.
Svar #4
04. januar 2017 af Number42 (Slettet)
For øvrigt et det ikke standard at angive så mange decimaler. Stop der hvor de bliver usikre. Dit voltmeter måler kun med to decimaler og den sidste er usikker. derfor bør du ikke skrive værdier med 4 decimaler der bliver ikke flere rigtige decimaler der blive færre.
Så skær på decimalerne. Fx du dividerer 8,98 med 0,028 og får 320,7143 men hvis bare det var 0,029 du havde målt så bliver resultatet 309,6551 så det giver ikke mening med de 4 flotte decimaler.
Du kan altid teste hvad indflydelse dine målte tal har på dine decimaler og smid dem så ud.
Svar #5
04. januar 2017 af Number42 (Slettet)
Dernæst står der:
Beregn den teoretiske værdi for den maksimale ydre effekt Py,max og sammenlign med parablens toppunkt. Hvordan passer det? Hvor stor effekt afsættes der inde i elementet, når effekten er maksimal i den ydre resistor?
Hvilken teoretiske værdi er det præcist de snakker om og har jeg allerede fundet den værdi? Der står også jeg skal sammenligne med parablens toppunkt. Er det forskriften i geogebra eller tendenslinjen fra excel jeg skal sammenligne med?
Den teoretiske model er i dette tilfælde dine værdier direkte fra dine målinger de bliver kaldt teoretiske fordi du har antaget en model (U- Ri*I)*I og du antager at disse værdier U og Ri er konstante. Du har dem allerede. og beregn bare effekten for de to situationer.
Svar #6
04. januar 2017 af Stræbende
Ok, tusinde mange tak for dine forklaringer. Det kan jeg virkelig bruge i min endelige rapport. Men med henblik på decimalerne; hvor mange decimaler skal jeg så angive med? Og er det nødvendigt at kigge på de betydende cifre i hver eneste udregning i min rapport for at bestemme antal cifre i et facit?
Svar #7
04. januar 2017 af Number42 (Slettet)
Du har nok ikke lært det og ingen gør det i detaljer og mellemresultater bliver der ikke klaget over undtagen som her i extreme tilfælde, men du bør have en fornemmelse hvor du er henne. se eksemplet med 320 og 309 og så fire decimaler, det falder i øjnene.
Mere eksakt gør man det ved til slut at estimere usikkerheden på resultatet og så skære de usikre cifre bort og evt angive en plus minus usikkerhed. Det har du ikke lært.
Svar #8
04. januar 2017 af Number42 (Slettet)
Måske skal jeg tage det med den teoretiske model en gang til:
Du antager at der er en konstant spænding inde i batteriet og at der er en konstant modstand. det giver dig en teoretisk model som er P=(U-Ri*I)*I. Den teoretiske model kan du eftervise ved et forsøg, dvs du foretager et antal målinger. de målinger bruger du til at verificere om din model er rigtig, din teoretiske model forudsiger at dine målinger skal følge en parabel. Det konstaterer du hvor godt det er og dokumenterer dette.
Skriv et svar til: Et elements konstanter og maksimale ydre effekt
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.
