Fysik

ellære

26. september 2018 af Sarah3310 (Slettet) - Niveau: B-niveau

Jeg har lavet et forsøg omkring spændingskilder

Dermed brugte vi et batteri på 1,5 v og i forsøget får vi en hvilespænding på omkring 1,5 hvilket stemmer over ens. når vi laver det overfor 2 batterier i en seriekobling bliver hvilespændningen 3v . Hvordan forklare jeg dette teoratisk ved brug af ohms lov

Brugbart svar (0)

Svar #1
26. september 2018 af ringstedLC

Spændingsforskelle i serie adderes.

I teorien: Et batteri består af en ideel spændingskilde og en indre modstand. Når hvilespændingen måles dannes et lukket kredsløb, hvor voltmeteret med en uendelig stor modstand er en strømløs belastning. Strømmen i kredsløbet er derfor = 0 A. Og derfor er spændingsfaldet over den indre modstand = 0 V; voltmeteret viser spændingen over den ideelle spændingskilde.

Når hvilespændingen måles over to ens batterier i serie, har man 2 gg den ideelle spænding plus 2 gg den indre modstand i serie. Da strømmen i voltmeteret stadig er nul ampere og spændingen er fordoblet, viser voltmeteret den dobbelte spændingskilde.

I praksis: Et batteri består af en ideel spændingskilde og en indre modstand. Når hvilespændingen måles dannes et lukket kredsløb, hvor voltmeteret med en meget stor modstand i forhold til batteriets indre modstand, er en meget lille belastning. Strømmen i kredsløbet og derfor i den indre modstand er meget lille. Og derfor er spændingsfaldet over den indre modstand meget lille; voltmeteret viser derfor tilnærmelsvis-, men dog mindre, spændingen over den ideelle spændingskilde.

Når hvilespændingen måles over to ens batterier i serie, har man 2 gg den ideelle spænding plus 2 gg den indre modstand i serie. Da voltmeteret udgør den samme belastning og spændingen er fordoblet, bliver strømmen i kredsløbet den dobbelte. Derfor bliver spændingsfaldet over een indre modstand det dobbelte og derfor 4 gg over seriekoblingen af de to indre modstande. Sammenfattende:

$\begin{align*} Et\;batteri:U1_{voltm.} &= U_{ideel}-U_{indre} \\ To\;batterier:U2_{voltm.} &= 2\cdot U_{ideel}-4\cdot U_{indre}\Downarrow \\ \frac{U2_{voltm.}}{2} &= U_{ideel}-2\cdot U_{indre}\neq U_{ideel}-U_{indre} \Downarrow \\ \frac{U2_{voltm.}}{2} &\neq U1_{voltm.} \end{align*}$

Den helt korrekte metode til at måle hvilespændingen på batterier i serie, er derfor at måle den over hvert af batterierne og så addere spændingerne. Ved almindeligt brug med et standardvoltmeter kan forskellen dog næppe måles, hvilket Jeres forsøg bekræfter.

Skriv et svar til: ellære

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.