Ellära
Hej! Nästa vecka har vi fysikprov på bland annat ellära och allmän fysik. Nu när jag sitter och repeterar har jag skrivit ner ett antal frågor som jag funderar över. Tacksam för all hjälp jag får!
Fråga 1: I ett homogent elektriskt fält är fältlinjerna riktade ut från (+) in mot (-). Om vi har en testladdning q+ kan man kanske lätt inse att den går MED fältlinjerna. Men attraheras den samtidigt till minuspolen i det elektriska fältet? Om testladdningen skulle varit negativ, q-, vilket håll hade det i så fall gått, MED fältlinjerna eller attraherats till pluspolen dvs MOT fältlinjerna?
Fråga 2: I en uppgift "Den krävs ett arbete på 46.5 mikro joule att föra en laddning på 15 nC från den negativa plattan till den positiva plattan. Hur stor är spänningen?" undrar jag varför det krävs ett arbete om den ändå hade gått med fältlinjerna? (Och eventuellt attraherats till minuspolen om det nu är så att den gör det?)
Fråga 3:Jag blev tillsagd "Spänningen U är samma över båda lamporna i parallellkopplingen eftersom varje lampa är direkt kopplad till spänningskällans (+) och (-). Detta innebär att varje lampa har samma spänningsskillnad, oavsett antalet lampor och deras resistans."
Då undrar jag...
Lamporna i en sådan seriekoppling har inte samma spänning över sig, varför? Är det för att de inte är direkt kopplade till spänningskällan? Vad beror i så fall det på, att lamporna står som hinder till varandra...?
Samma som vad? Om de har samma resistans alla tre, så är det samma spänningsfall över var och en av dem.
Man kan säga att de är hinder för varandra, om man vill. Spänningen faller för varje lampa.
Förstår fortfarande inte varför spänningen faller för varje lampa i en seriekoppling men inte i en parallellkoppling?
zenaa06 skrev:Förstår fortfarande inte varför spänningen faller för varje lampa i en seriekoppling men inte i en parallellkoppling?
Spänningen är en kraftpotential, och i en seriekoppling så introducerar du en serie av hinder för kraftpotentialen.
Detta händer i praktiken även lite grann i parallellkopplingar, eftersom inget fysiskt elsystem är perfekt med potential för oändligt antal ampere och oändligt lågt motstånd i ledningar.
Men i rent teoretiska fall så räknar man på att det inte blir något spänningsfall i parallellkopplingen.
Om du iakttar det faktum att även helt vanliga kopparlednignar har en sorts seriemotstånd så kanske det blir mer uppenbart. Ju tunnare och/eller längre ledning du har desto mer ökar motståndet, I grova drag eftersom elektronerna måste färdas en längre distans och göra fler hopp mellan metallatomerna.
En seriekoppling av två lampor är grova räknat desamma som att fördubbla längden på en kopparledare.
I en parallellkoppling blir det dock inte som att du introducerar en längre ledare, utan istället en tjockare ledare. Det minskar motståndet, eftersom flödet av elektroner per tvärsnittsarea minskar med en tjockare ledare (elektroner färdas rent fysiskt egentligen relativt sakta genom en normal ledare, det är spänningen som färdas fort).
Kommer ovanstående från chatgpt?
Det intressanta är lamporna, inte den försumbara resistansen hos ledningarna.
Laguna skrev:Kommer ovanstående från chatgpt?
Det intressanta är lamporna, inte den försumbara resistansen hos ledningarna.
Nej, läser till elektriker. Men kan lätt hända att jag skriver som en AI då jag använder diverse LLM:er rätt mycket för diverse syften (är ingen mening att fråga frun eller grannen hur jag får fram PWM-ljud genom en H-brygga, för de har absolut ingen aning).
Lampornas enskilda motstånd kan abstraheras som ledningar av en given längd. Tycker själv det är mer uppenbart varför det är som det är, när man inser att elektronflödet/strömmen per tvärsnittsarea ökar med tunnare ledare, och därmed även motståndet. Desamma gäller om du kör med en tunnare tråd i lampan, då det de facto är en ledare.
Orsaken till det är väl i grova drag för att i en tunnare ledare så återfinns färre "optimala" (eller åtminstone bättre) färdvägar för elektronerna, vilket leder till att de kolliderar oftare med enskilda atomer i metallens kristallgitter. Då det handlar om så extremt stora mängder enskilda elektroner och atomer så ser vi en genomsnittlig sannolikhetsfördelning över hur ofta det leder till att fotoner avges när elektroner faller närmare atomkärnor, varvid en del energi går förlorad från det strikt elektriska systemet som värme (eller ljus, i fallet med lampor, vilket ju är önskvärt).
Denna energiförlust per laddningsenhet är vad vi mäter som spänningsfallet över ledaren.
Desamma händer även i fallet med längre ledare och fler motstånd i serie, fler sådana kollisioner kommer att ske. Varje enskild lampa är fortfarande lika effektiv med avseende på spänningen den får, men eftersom det finns andra lampor i kretsen som minskar spänningen varje enskild lampa får, så kommer de att lysa mindre.
För att knyta med till trådstarten så kan vi även iakkta vad som händer i parallellkopplingen.
Eftersom motståndet minskar där så låter strömkällan mer energi flöda ut. Men därefter fördelas det på samma sätt över de lampor som ingår i kretsen. Eftersom lamporna fortfarande har samma inbördes struktur så har de samma enskilda verkansgrad som i seriekopplingen, men avger en högre totaleffekt tack vare det högre flödet från strömkällan.
Aha, då var det mer tanke bakom än jag trodde.
