Fysik

Hjælp til fysik græsplæne klipper

05. maj 2022 af hflwkqf - Niveau: B-niveau

En elektrisk plæneklipper er mærket 230 V, 1500 W. a) Beregn effektivværdien af strømstyrken i plæneklipperen.

b) Udarbejd en kredsløbstegning, der viser, hvordan spændingen over og strømstyrken igennem plæneklipperen kan måles. Plæneklipperen forsynes gennem en 40 meter lang kobberledning med et tværsnitsareal på 1,5 mm2 .

c) Bestem den samlede resistans af kobberledningen. Det antages, at strømstyrken er den samme som i spørgsmål a).

d) Hvor stort bliver effekttabet i ledningen?

Brugbart svar (0)

Svar #1
05. maj 2022 af mathon

$\small \begin{array}{lllllll}\textbf{a)}\\&& I_{eff}=\frac{P}{U_{eff}}=\frac{1500\;\mathrm{V\cdot A}}{230\;\mathrm{V}}=6.52174\;\mathrm{A} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #2
05. maj 2022 af mathon

$\small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{c)}\\&\textup{Samlet resistans:}\\&&2\cdot \varrho\cdot \frac{L}{a}=2\cdot \left ( 1.72\cdot 10^{-6}\;\mathrm{\Omega\cdot m} \right )\cdot \frac{40\;\mathrm{m}}{1.5\cdot 10^{-6}\;\mathrm{m^2}}=91.7333\;\mathrm{\Omega} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #3
05. maj 2022 af mathon

$\small \begin{array}{lllllll}\textbf{d)}\\&\textup{Effekttab:}\\&&P_{tab}=R\cdot I^2=\left ( 91.7333\;\mathrm{\Omega} \right )\cdot \left ( 6.52174\;\mathrm{A} \right )^2=3901.7\;\mathrm{W}=3.90\;\mathrm{kW} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #4
06. maj 2022 af ringstedLC

$\begin{align*} R &= \rho _\textup{kabel}\cdot \frac{L}{A} \\ &= 22.5\cdot 10^{-9}\,\Omega\,\textup{m}\cdot \tfrac{40\,\textup{m}}{1.5\cdot 10^{-6}\,\textup{m}^2} \\ R &\approx 0.0459\,\Omega \end{align*}$

$\begin{align*} P_{tab} &= R\cdot I^2 \\ &= 0.0459\,\Omega\cdot (6.5217\,\textup{A})^2 \\ P_{tab} &\approx 0.3\,\textup{W} \end{align*}$

En kabeltromle på 20 m (eller 25 m) med to 1.5 kvadratsledninger kan altså sagtens "trække" en belastning på 1500 W.

Brugbart svar (0)

Svar #5
07. maj 2022 af mathon

#4 TAK

skulle have været:

$\small \small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{c)}\\&\textup{Samlet resistans:}\\&&2\cdot \varrho\cdot \frac{L}{a}=2\cdot \left ( 1.72\cdot 10^{-8}\;\mathrm{\Omega\cdot m} \right )\cdot \frac{40\;\mathrm{m}}{1.5\cdot 10^{-6}\;\mathrm{m^2}}=0.917333\;\mathrm{\Omega} \end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #6
07. maj 2022 af mathon

$\small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{d)}\\&\textup{Effekttab:}\\&&P_{tab}=R\cdot I^2=\left ( 0.917333\;\mathrm{\Omega} \right )\cdot \left ( 6.52174\;\mathrm{A} \right )^2=39.0\;\mathrm{W}\end{array}$

Brugbart svar (0)

Svar #7
07. maj 2022 af ringstedLC

#4 Ups:

$\begin{align*} R &= \rho \cdot \tfrac{40\,\textup{m}}{1.5\cdot 10^{-6}\,\textup{m}^2} \\ R &= 0.60\,\Omega\;,\;\rho = 22.5\cdot 10^{-9}\,\Omega\,\textup{m for kabelkobber} \\R &= 0.46\,\Omega\;,\;\rho = 17.2\cdot 10^{-9}\,\Omega\,\textup{m for Cu (rent kobber)}\end{align*}$

#0: Du bruger dit eget opslag af ρ.

Men jeg finder altså, at:

#0
Plæneklipperen forsynes gennem en 40 meter lang kobberledning ...

"kun" giver en kobber/ledningslængde på 40 m.

$\begin{align*} P_{tab} &= R\cdot (6.5217\,\textup{A})^2 \\ P_{tab} &= 25.5\,\textup{W}\;,\;R=0.60\,\Omega \\P_{tab} &= 19.5\;\textup{W}\;,\;R=0.46\,\Omega \end{align*}$

Brugbart svar (0)

Svar #8
09. maj 2022 af Eksperimentalfysikeren

Jeg får:

22,5nΩm 17,2nΩm

1*40m 25,5W 19,5W
2*40m 51,0W 39,0W

Jeg vil mene, at man med 40m kabel mener, at der er to ledere á 40m. Der er dog en del forvirring på dette punkt, ikke bare i denne opgave, men i mange af de opgaver, jeg har set her på SP.

Den lave specifikke modstand er urealistisk. Helt rent kobber er dyrt og meget blødt. Havde der været tale om højttalerkabler, kunne det have været rent kobber, men det tror jeg ikke, man vil ofre på en plæneklipper.

Helt rent kobber er så blødt, at en 30cm lang stang på 5mm i diameter bøjer under sin egen vægt, hvis nam holder den vandret i den ene ende. Jeg har prøvet at pudse sådan en stang. Det var svært at undgå at den bøjede.

Skriv et svar til: Hjælp til fysik græsplæne klipper

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.