Opgave– Elektriske kredsløb - Fysik

Svar #1
20. maj 2024 af Mus25

Hvor meget energi afsættes der i de to pære på et minut?

Hvor stor er strømstyrken gennem de to pærer (l1 og l2)?

Hvor stor skal resistansen i resistor være for at den nederste pære ikke springer?

Brugbart svar (0)

Svar #2
20. maj 2024 af Stxelev02

Prøv at søge på “Ohm’s hjul” på google billeder. :-)

Svar #3
20. maj 2024 af Mus25

Ja jeg har denne her

https://www.google.com/search?sca_esv=a8b1485e4aab9472&sca_upv=1&sxsrf=ADLYWIJtx1utEQOkCUUFezX8Ck0brcN3Ww:1716205256018&q=ohms+hjul&uds=ADvngMhJaAGP_soRjCm8u_ZjZ3nct10YpGD3VamU6Y0pOese0auhVQZep-dgUpwJ8MQULv3GXWqPX0nPZC29H01naaf8QvDErbMAT17O1aRQhfCPBU26gM_I9-UVKhSwBLdvzePzKQY7wmZ2aqau8dk3i_NcMhHj-GIvctgktaoL4mCnOZ-rfGnh3o1x0JzqObh35Aftlcd_sb5tRJerJCPrz5uMMcETKoTYdHsoWFdNSSUz0q6NC_USOwF3UUOTkY2UmhP1MVTt8Mg1uBZUPxuc_FwM8RBAFHHijI63NYRyw8x6BGjA-fc&udm=2&prmd=ivnbz&sa=X&sqi=2&ved=2ahUKEwiT2JXlkpyGAxXp3AIHHa0tDAkQtKgLegQIDxAB&biw=729&bih=799&dpr=2#vhid=u0WRL16DbSEYyM&vssid=mosaic

Brugbart svar (0)

Svar #4
20. maj 2024 af Stxelev02

Okay, så får du lidt hints.

1. Da 1 watt svare til 1 joule i sekundet, så skal du blot gange hver pæres effekt med 60. Tallet kan enten angives i Joule eller Watt, men siden der spørges til energi, tænker jeg det er bedst at angive det i Joule.

2. Du skal bruge formlen “I = P/U”, hvor I er strøm (A), P er effekt (W) og U er spænding (V).

3. Her skal du anvende formlen “R = U^2/P”, hvor R er modstand (Ohm), U er spænding (V) og P er effekt (W).

Mvh

Svar #5
20. maj 2024 af Mus25

Okay mange tak, jeg var igang med at lave nr 1 og det var således jeg lavede den (vedhæftet billede)

Er det korrekt?

Vedhæftet fil:Energi.png

Brugbart svar (0)

Svar #6
20. maj 2024 af Stxelev02

Det er udregnet korrekt ja.

Brugbart svar (0)

Svar #7
20. maj 2024 af ringstedLC

Opgaven har en fælde, idét den aktuelle effekt i den nederste pære ikke er kendt.

1.

$\begin{align*} E=P\cdot t &= \bigl(P_1+P_2+P_R\bigr)\cdot t \\ &= P_{\o }\cdot t+\bigl(P_2+P_R\bigr)\cdot t \\ &= P_{\o }\cdot t+\bigl({I_2}^2\cdot R_2+{I_2}^2\cdot R\bigr)\cdot t \qquad,\;U=I\cdot R\;,\;P=U\cdot I\Rightarrow P=I^2\cdot R \\ &= P_{\o }\cdot t+{I_2}^2\cdot \bigl(R_2+R\bigr)\cdot t \\ &= P_{\o }\cdot t+{I_2}^2\cdot \biggl(\frac{{U_{R_2}}^2}{P_{R_2}}+R\biggr)\cdot t \qquad,\;I=\frac{P}{U}\,,\;R=\frac{U}{I}\Rightarrow R=U\cdot \frac{U}{P}=\frac{U^2}{P} \\ E &= 0.5\,\textup{W}\cdot 60\,\textup{s}+{I_2}^2\cdot \biggl(\frac{(1.5\,\textup{V})^2}{0.05\,\textup{W}}+R\biggr)\cdot 60\,\textup{s} \\ E &= ...\;\textup{J}+{I_2}^2\cdot \bigl(...\;\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \end{align*}$

Du har altså energien i den øverste pære E₁ rigtig. Beregn den nederste pæres modstand og opskriv det samlede udtryk for E

Brugbart svar (0)

Svar #8
20. maj 2024 af ringstedLC

Vedhæft meget gerne billedfiler af opgaver!

Vedhæftet fil:ScreenShot_20240520143405.png

Svar #9
20. maj 2024 af Mus25

#7
Opgaven har en fælde, idét den aktuelle effekt i den nederste pære ikke er kendt.

1.

$\begin{align*} E=P\cdot t &= \bigl(P_1+P_2+P_R\bigr)\cdot t \\ &= P_{\o }\cdot t+\bigl(P_2+P_R\bigr)\cdot t \\ &= P_{\o }\cdot t+\bigl({I_2}^2\cdot R_2+{I_2}^2\cdot R\bigr)\cdot t \qquad,\;U=I\cdot R\;,\;P=U\cdot I\Rightarrow P=I^2\cdot R \\ &= P_{\o }\cdot t+{I_2}^2\cdot \bigl(R_2+R\bigr)\cdot t \\ &= P_{\o }\cdot t+{I_2}^2\cdot \biggl(\frac{{U_{R_2}}^2}{P_{R_2}}+R\biggr)\cdot t \qquad,\;I=\frac{P}{U}\,,\;R=\frac{U}{I}\Rightarrow R=U\cdot \frac{U}{P}=\frac{U^2}{P} \\ E &= 0.5\,\textup{W}\cdot 60\,\textup{s}+{I_2}^2\cdot \biggl(\frac{(1.5\,\textup{V})^2}{0.05\,\textup{W}}+R\biggr)\cdot 60\,\textup{s} \\ E &= ...\;\textup{J}+{I_2}^2\cdot \bigl(...\;\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \end{align*}$

Du har altså energien i den øverste pære E₁ rigtig. Beregn den nederste pæres modstand og opskriv det samlede udtryk for E

Okay jeg kan prøve finde modstanden, men jeg forstår ikke helt dine beregnigner øverst til venstre. Er det også sådan jeg skal? og bliver den samlede energi afsat i begge pærer på ét minut ikke 33 joule så?

Brugbart svar (0)

Svar #10
20. maj 2024 af ringstedLC

P er den samlede effekt af den øverste pære, den nederste pære og effekten modstanden R. Der omskrives nedtil næstsidste linje, hvor de kendte størrelser indsættes og du beregner selv, udfra næste linje, hvad der så skal stå ved ".?. ":

$\begin{align*} E &= ...\;\textup{J}+{I_2}^2\cdot \bigl(...\;\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \\ E &= E_1+{I_2}^2\cdot \bigl({\color{Red} .?.}\;\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \end{align*}$

Men igen; det bliver "kun" til et udtryk, da hverken I₂ eller R er oplyst.

NB. Din E₁ er rigtig!

Brugbart svar (1)

Svar #11
20. maj 2024 af ringstedLC

2. Af samme årsag som i 1. kan kun I₁ beregnes, men der kan opstilles et udtryk for I₂

R₂ haves fra 1.

3.

$\begin{align*} I_2\cdot \bigl(R_2+R\bigr) &= U \\ R &= \frac{U}{I_2}-R_2 \\ R_{min} &\geq U\cdot \frac{\sqrt{R_2}}{\sqrt{P_{maks}}}-R_2 \end{align*}$

Brugbart svar (1)

Svar #12
20. maj 2024 af ringstedLC

4. Kredsløbet er en parallelkobling hvis ene gren er en seriekobling:

$\begin{align*} \frac{1}{R_E} &= \frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2+R_{min}} \\ R_E &= ...\,\Omega \end{align*}$

Her antager du, at R_min er mindst mulig i forhold til beregningen i 3.

5.

$\begin{align*} \frac{P_R}{P} &= \frac{{I_2}^2\cdot R}{\frac{U^2}{R_E}}={I_2}^2\cdot R\cdot \frac{R_E}{U^2} = ... \end{align*}$

Her bruges den størst mulige I₂

Svar #13
20. maj 2024 af Mus25

R = (1.5*Unit('V'))^2/(0.05*Unit('W'));
R = 45.00000000 Unit(Ω)

#10
P er den samlede effekt af den øverste pære, den nederste pære og effekten modstanden R. Der omskrives nedtil næstsidste linje, hvor de kendte størrelser indsættes og du beregner selv, udfra næste linje, hvad der så skal stå ved ".?. ":

$\begin{align*} E &= ...\;\textup{J}+{I_2}^2\cdot \bigl(...\;\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \\ E &= E_1+{I_2}^2\cdot \bigl({\color{Red} .?.}\;\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \end{align*}$

Men igen; det bliver "kun" til et udtryk, da hverken I₂ eller R er oplyst.

NB. Din E₁ er rigtig!

R = (1.5*Unit('V'))^2/(0.05*Unit('W'));
R = 45.00000000 Unit(Ω)

Brugbart svar (0)

Svar #14
21. maj 2024 af Stxelev02

Hej igen

Jeg har haft fysik på B niveau, og synes selv at jeg var rimelig skrap til ellære. Jeg mindes ikke at have hørt begrebet “aktuel effekt”? Nu kender mus25 modstanden i pæren, og han kender spændingen over pæren. Med de to tal, kan mus25 så finde effekten og gange med tiden som er 60?

Mvh

Svar #15
21. maj 2024 af Mus25

Jeg er også i tvivl om hvad det samlede udtryk for E bliver i opgave 1

Brugbart svar (1)

Svar #16
21. maj 2024 af ringstedLC

#14

Jeg mindes ikke at have hørt begrebet “aktuel effekt”?

Jeg kunne også skrive "faktisk effekt" (aktuel ≈ som har betydning lige i øjeblikket).

Humlen er, at det er strøm i- og spænding over pæren, der bestemmer effekten, - og ikke pærens data. De betyder blot at der ved den angivne spænding afsættes den angivne effekt.

Den øverste pære forspændes netop med dens påtrykte spænding og afgiver derfor den påtrykte effekt.

#14

... , og han kender spændingen over pæren.

Nej. De 6 V ligger over en seriekobling af pæren og den ubekendte R.

Strømmen i den nederste pære er begrænset af R som må være en hel del større end R_pære , da pærens påtrykte spænding (1.5 V) ellers ville overskrides og glødetråden brænde over.

Det er jo derfor, at der i spørgsmål 3. spørges til en beregning af den nødvendige størrelse af R for at pæren ikke springer/brænder over.

Men indrømmet; rækkefølgen af spørgsmålene burde være anderledes og/eller de skulle være skarpere formuleret.

Brugbart svar (0)

Svar #17
21. maj 2024 af ringstedLC

#15

$\begin{align*} E &= E_1+{I_2}^2\cdot \bigl(45\,\Omega+R\bigr)\cdot 60\,\textup{s} \end{align*}$

Du kunne så, efter beregning af den størst mulige I₂ som forlanges i 2, og den passende R som forlanges i 3., beregne den samlede E.

Brugbart svar (0)

Svar #18
21. maj 2024 af Stxelev02

Ja okay.

Vi kan da således blive enige om, at rækkefølgens spørgsmål er forvirrende, samt at det er dårligt formuleret.

Skal det forstås sådan, at man ikke kan beregne den afsatte effekt i pære nummer 2?

Brugbart svar (0)

Svar #19
21. maj 2024 af ringstedLC

#18 Ja!

Brugbart svar (0)

Svar #20
21. maj 2024 af Stxelev02

#19

Super, men hvad skal Mus25 så gøre, for han bliver jo netop bedt om at beregne den afsatte energi i de to pære? Skal Mus25 opfatte dette som den samlede afsatte energi for begge pære? Dette kan vel således ikke beregnes, da man ikke kan beregne det for pære nummer 2?

Har Mus25 dermed fået et spørgsmål der reelt ikke kan svares på?