Fysik

Strømstyrke, Vejen til Fysik AB1, Vejen til Fysik AB1, Opgave 141, Side 230, (Knud Erik Nielsen og Esper Fogh)

28. februar 2023 af ca10 - Niveau: B-niveau

Opgave 141.

10¹⁹ elektroner strømmer fra B til A i løbet af 2 sekunder.

a. Hvor stor er stømstyrken i pilens retning ?.

Følgende oplysninger i bogen side 189 har jeg brugt til min løsning:

Strømstyrke:

l = ΔQ / Δ t

SI-enheden for ladning er coulomb (C). Ladningen 1 C svarer til ladningen på 6,241 • 10¹⁸ protoner. Det betyder, at protonen har ladningen 1 / ( 6,241 • 10¹⁸ ) C = 1,602 • 10^-19 C.

Strømstyrken måles i coulomb pr. sekund, der også kaldes ampere og forkortes A. Formlen ovenfor viser, at A = C / s.

C 1,602 • 10^-19 • 10¹⁹ 1,602 • 10^{-19 + 19} 1,602 • 10⁰ 1,602 • 1

A = ------- = ------------------------------- = -------------------------- = ----------------- = ----------------- = 8,01 = 0,8

s 2 2 2 2

Det passer med facit side 285.

Mit spørgsmål er, at selvom min løsning passer med facit 0,8 A, er det så den rigtige måde at løse spørgsmål a) på, for skal der i tælleren stå 1,602 • 10^-19 • 10¹⁹ ?

På forhånd tak

Vedhæftet fil: Strømstyrke.png

Brugbart svar (1)

Svar #1
04. marts 2023 af ringstedLC

#0
Ladningen 1 C svarer til ladningen på 6,241 • 10¹⁸ protoner. Det betyder, at protonen har ladningen 1 / ( 6,241 • 10¹⁸ ) C = 1,602 • 10^-19 C.

Her er du nok lovlig undskyldt pga. bogens alder. Pr. maj 2019:

$\begin{align*} \textup{Ladning af en proton}: e &= 1.602{\text{ }}176{\text{ }}634\cdot 10^{-19}\,\text{C} \\ 1\,\text{C} &\approx \frac{1}{1.602176634\cdot 10^{-19}}=6. 242 \cdot 10^{18}\,\textup{protoner} \end{align*}$

så din argumentation bør vendes om.

Brugbart svar (1)

Svar #2
04. marts 2023 af ringstedLC

Brugbart svar (1)

Svar #3
04. marts 2023 af ringstedLC

Ja, din tæller er rigtig.

Der skal være en ladningsændring for at man kan tale om en "strøm":

$\begin{align*} I &= \frac{\Delta q}{\Delta t} \\\textup{Elektronstr\o m\,\textit{fra}\,}B: I_B &= \frac{\left | q_{start}-q_{slut} \right |}{\Delta t} &&,\;q_{slut}>0\,\textup{C} \\ &= \frac{10^{19}e\cdot 1.602\cdot 10^{-19}\,\textup{C}}{2\,\textup{s}} \\ I=I_ B &= 0.8\,\textup{A} \end{align*}$

Da en strøm af elektroner fra B er en strømstyrke mod B (pilens retning):

Svar #4
04. marts 2023 af ca10

Tak for svaret

Jeg ser nærmere på det.

Svar #5
05. marts 2023 af ca10

Vejen til Fysik AB1 er Udgivet 2014 af Forlaget Hax.

Til Svar #3 ringstedL

Hvilket tal står q_startfor og hvilket tal står q_slut for ?

Måden man måske skal forstå opgaven a) 10¹⁹ elektroner strømmer fra B til A i løbet af 2 sekunder og dermed bestemme strømstyrken i pilens retning, og den måde man kommer frem til, hvad der skal stå i tælleren:

Protonen har ladningen:

1 C svarer til ladningen 6,241 • 10¹⁸ protoner

I bogen Ellære 1 for gymnasiet ( M. Møller Jørgensen, Fr. Nielsen, K. W. Norbøll, P. HAASE & SØNS FORLAG, 1974 Står der side 16 ):

Elektronens ladningen, der kaldes elemantarladningen, har størrelsen 1,6 • 10^-19 C.

Den betegnes almindelig vis med e.

Ladningen af 1 proton: e = 1,602 176 634 • 10^-19 C ≈ 1,602 • 10^-19

1 e = e = 1 / ( 6,241 • 10¹⁸) = 1,602 • 10^-19 C og der strømmer 10¹⁹ elektroner fra B til A så bliver:

Δ q = 10¹⁹ • e = 1 / ( 6,241 • 10¹⁸) = 1,602 • 10^-19 • 10¹⁹ = 1,602 • 10^-19 C

Mit spørgsmål er, hvad svarer 10¹⁹ elektroner til ?

Umiddelbart vil jeg forstå at der er tale om 1 e = 1,602 • 10^-19 C, og nu strømmer der 10¹⁹ e fra B til A og derfor skal man i tælleren gange 1,602 • 10^-19C med ,1,602 • 10^-19 C.

Jeg kan godt se at mit spørgsmål er indviklet formuleret.

På forhånd tak

Brugbart svar (0)

Svar #6
05. marts 2023 af ringstedLC

#5
Hvilket tal står q_startfor og hvilket tal står q_slut for ?

Det væsentlige er blot, at differensen:

$\begin{align*}q_{start}-10^{19}\,e &> 0\,\textup{C} \\ q_{start}-10^{19}\,e &>q_{slut} > 0\,\textup{C} \end{align*}$

for kun at skulle regne med q_slut som positiv, da en negativ q_slut ville gøre potentialet i B større end i A.

Din beregning er, som du ser i #3, ikke forkert.

Brugbart svar (0)

Svar #7
05. marts 2023 af ringstedLC

#5
I bogen Ellære 1 for gymnasiet ( M. Møller Jørgensen, Fr. Nielsen, K. W. Norbøll, P. HAASE & SØNS FORLAG, 1974 Står der side 16 ):

Elektronens ladningen, der kaldes elemantarladningen, har størrelsen 1,6 • 10^-19 C.

Den betegnes almindelig vis med e.

$\begin{align*} e &= \left | q_{proton} \right |=\left | q_{elektron} \right | \\ \textup{F\o r maj 2019} :e &= 1.602\,176\;{\color{Red} 565}\cdot 10^{-19}\,\textup{C} \\ \textup{Pr. maj 2019}: e &= 1.602\,176\;634\cdot 10^{-19}\,\textup{C} \\\\ \textup{F\o r maj 2019 var } &\textup{coulomb en afledt af SI grundenhederne ampere og sek.}: \\ 1\,\textup{C} &= 1\,\textup{A}\cdot 1\,\textup{s} \\\\ \textup{Pr. maj 2019 er } &\textup{coulomb ladningen af et antal elementarpartikler}: \\ 1\,\textup{C} &= \frac{1\,e}{1.602\,176\;634\cdot 10^{-19}}=6.241\,509\;074\;460\,762\,608\cdot 10^{18}\,e \\ \textup{og ampere } &\textup{en afledt} \\\\ \textup{Pr. maj 2019 er } &\textup{ampere et antal elem.-partikler pr. sek.}: \\ 1\,\textup{A} &= 6.241\,509\;074\;460\,762\,608\cdot 10^{18}\,\tfrac{e}{\textup{s}} \end{align*}$

Svar #8
06. marts 2023 af ca10

Tak fir svaret

Skriv et svar til: Strømstyrke, Vejen til Fysik AB1, Vejen til Fysik AB1, Opgave 141, Side 230, (Knud Erik Nielsen og Esper Fogh)

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.