Fysik

Opgave– Elektriske kredsløb

20. maj kl. 10:09 af Mus25 - Niveau: C-niveau

Nogle der kan hjælpe med at starte? hvilke formler skal jeg bruge


Svar #1
20. maj kl. 10:31 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 kl. 13:36 af Stxelev02

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

Brugbart svar (0)

Svar #4
20. maj kl. 13:54 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 kl. 14:55 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 kl. 14:59 af Stxelev02

Det er udregnet korrekt ja.

Brugbart svar (0)

Svar #7
20. maj kl. 16:00 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 kl. 16:00 af ringstedLC

Vedhæft meget gerne billedfiler af opgaver!


Svar #9
20. maj kl. 16:19 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 kl. 17:33 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 kl. 18:24 af ringstedLC

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

\begin{align*} P_1=0.5\,\textup{W} &= U\cdot I_1 \\ I_1 &= ...\,\textup{A} \\ \\P_2 &\leq P_{maks}=0.05\,\textup{W} \\ {I_2}^2\cdot R_2 &\leq P_{maks} \\ I_2 &\leq \sqrt{\frac{P_{maks}}{R_2}}=\frac{\sqrt{P_{maks}}}{\sqrt{R_2}} \\ \end{align*}

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 kl. 18:24 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 Rmin 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 kl. 19:36 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 kl. 12:10 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 kl. 20:18 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 kl. 21:33 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 Rpære , 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 kl. 21:50 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 kl. 22:31 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 kl. 22:46 af ringstedLC

#18 Ja!


Brugbart svar (0)

Svar #20
21. maj kl. 23:41 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?

Forrige 1 2 Næste

Der er 21 svar til dette spørgsmål. Der vises 20 svar per side. Spørgsmålet kan besvares på den sidste side. Klik her for at gå til den sidste side.