Beräkna effekt (Fysik/Fysik 1)

Vad är det du VET förändras i kretsen, när du har två lampor i stället för en? Vad är det du VET är detsamma?

Strömmen är detsamma, resistensens förändras ( R1 + R2 = R).

Skulle man kunna skriva? :

P=(R1+R2)(I^2)

Det beror lite på vilken information man får från uppgiften, eller vilka storheter du har mätt i din krets.

I ditt exempel ovan så skulle inte jag vilja använda formeln $P = I^{2} R$ att beräkna effekten på lampan, eftersom resistansen i en lampa är svår att mäta direkt, då lampans resistans ofta beror av hur stor ström som flyter genom den. Om det tex är en lampa med glödtråd så kommer glödtrådens resistans att öka ju mer den glöder (ökad temperatur i glödtråden), dvs ju mer ström du skickar genom den. Det betyder att lampans resistans är väldigt svår att mäta direkt, utan man vill gärna spänning och ström (som är lättare att mäta med mätinstrument), och sedan beräkna effekten med $P = U I$ .

Okej, frågan lyder: "Ange ett uttryck för effekten som utvecklas i krets A och B respektive. Basera uttrycket på en spänning U hos strömkällan och att varje lampa har en resistans R" för kretsen på bilden. Momentet sker teoretiskt. Byggde kresten i en simulator med lampan R på 10 ohm med koppartråd. Så undrar inte om man ändå ska använda P=I^2*R?

heddan1 skrev:
Okej, frågan lyder: "Ange ett uttryck för effekten som utvecklas i krets A och B respektive. Basera uttrycket på en spänning U hos strömkällan och att varje lampa har en resistans R" för kretsen på bilden. Momentet sker teoretiskt. Byggde kresten i en simulator med lampan R på 10 ohm med koppartråd. Så undrar inte om man ändå ska använda P=I^2*R?

Ok. Det är alltså en teoretisk uppgift där vi modellerar varje lampa som en resistans med 10 Ohm. Då kan du rita bild på uppkopplingarna med resistorer, och beräkna U över varje resistor. Sedan använda U^2/R

JohanF skrev:
heddan1 skrev:
Okej, frågan lyder: "Ange ett uttryck för effekten som utvecklas i krets A och B respektive. Basera uttrycket på en spänning U hos strömkällan och att varje lampa har en resistans R" för kretsen på bilden. Momentet sker teoretiskt. Byggde kresten i en simulator med lampan R på 10 ohm med koppartråd. Så undrar inte om man ändå ska använda P=I^2*R?
Ok. Det är alltså en teoretisk uppgift där vi modellerar varje lampa som en resistans med 10 Ohm. Då kan du rita bild på uppkopplingarna med resistorer, och beräkna U över varje resistor. Sedan använda U^2/R

Det är ju också enklast att använda U^2/R i din uppkoppling med endast en lampa. Eller hur?

Om jag följer P=U^2/R,

U=RI -> U=4,5*10=45W

P=U^2/R -> P=45^2/10=202,5W

Om jag istället använder formeln P=R*I^2,

P=4,5 * 10^2 = 450 W

Resultatet skiljer sig åt.

heddan1 skrev:
Om jag följer P=U^2/R,
U=RI -> U=4,5*10=45W
P=U^2/R -> P=45^2/10=202,5W

Om jag istället använder formeln P=R*I^2,
P=4,5 * 10^2 = 450 W

Resultatet skiljer sig åt.

Hur beräknar du I?

I är strömkällan, alltså batteriet 4,5V?

heddan1 skrev:
I är strömkällan, alltså batteriet 4,5V?

Nej. Du måste skilja på spänning (U) och ström (I).

$I = \frac{U}{R} = \frac{4.5}{10} = 0.45 A$

$P = I^{2} R = 0 . 45^{2} \cdot 10 = 2 W$

$P = \frac{U^{2}}{R} = \frac{4 . 5^{2}}{10} = 2 W$

$P = U I = 4.5 \cdot 0.45 = 2 W$

Dvs effekten blir (såklart) samma sak oberoende vilken formel man använder. Man använder den formeln som är enklast, dvs där man enklast kan mäta upp storheterna (eller om storheterna anges direkt i uppgiften, i detta fall anges storheterna spänning U och resistans R). Alltså verkar det vara enklast att hitta en formel för effekten där U och R ingår.

Jag förstår, ohms lag. Men hur påverkas effekten om man har två lampor i kretsen?

Resistensen ökar väl? R1+R2=20.

I=0,225

P=(0,255^2)/20=0,25 W

Tänker jag rätt?

heddan1 skrev:
Jag förstår, ohms lag. Men hur påverkas effekten om man har två lampor i kretsen?
Resistensen ökar väl? R1+R2=20.
I=0,225
P=(0,255^2)/20=0,25 W

Tänker jag rätt?

Rita figur så är det mycket enklare att förstå. Det finns två sätt att koppla den andra lampan, det ena är seriekoppling, det andra är parallellkoppling. Jag misstänker att du har kopplat lampan i serie, så vi kan ta det exemplet först.

Seriekoppling. Såhär tycker jag är lättast att tänka med ovanstående uppgifter angivna:

Eftersom du vet resistansen för varje lampa så behöver du bara ta reda på strömmen genom varje lampa för att sedan kunna beräkna effekten. Vid seriekoppling går det per definition samma ström genom båda lamporna. Strömmen blir $I = \frac{U}{R_{1} + R_{2}} = \frac{4.5}{10 + 10} = 0.225 A$ (jag genade i min uträkning av den nya strömmen. Jag tycker du ska potentialvandra med Kirchoff, som övning)

Eftersom du då vet resistans och ström för varje lampa, så är effekten för varje lampa $P = I^{2} R = 0 . 225^{2} \cdot 10 = 0.5 W$ , dvs effekten i båda lamporna blir $2 \cdot 0.5 = 1 W$

heddan1 skrev:
Jag förstår, ohms lag. Men hur påverkas effekten om man har två lampor i kretsen?
Resistensen ökar väl? R1+R2=20.
I=0,225
P=(0,255^2)/20=0,25 W
Tänker jag rätt?

Ja, resistansen blir större och strömmen mindre. Om du seriekopplar (dvs lägger lamporna efter varandra på rad) så har du räknat ut strömmen korrekt. Men sen blandar du ihop strömmen med spänningen. De formler som innehåller $I$ är (välj en av dem)

$P=U*I=4.5\mathrm{V}\cdot 0.225\mathrm{A}=1.0125W$

$P=R*I^2=20\mathrm{\Omega} \cdot (0.225\mathrm{A})^2=1.0125W$

parallellkoppling. Såhär tycker jag är lättast att tänka med ovanstående uppgifter angivna:

Eftersom du vet resistansen för varje lampa så behöver du bara ta reda på spänningen över varje lampa för att sedan kunna beräkna effekten. Vid parallellkoppling är det per definition samma spänning över båda lamporna.

$U = 4.5 V$

Eftersom du då vet resistans och spänning för varje lampa, så är effekten för varje lampa $P = \frac{U^{2}}{R} = \frac{4 . 5^{2}}{10} = 2 W$ , dvs effekten i båda lamporna blir $2 \cdot 2 = 4 W$

Vilka stjärnor ni är! Tack.

heddan1 skrev:
I är strömkällan, alltså batteriet 4,5V?

Om man använder de etablerade förkortningarna är I strömmen (i ampere) och U spänningen (i volt). Batteriets spänning är i stort sett konstant 4,5 V (om man försummar inre resistansen) men strömmen från batteriet varierar beroende på resistansen.