Ficklampsbatteri i elektrisk krets(resistans, polspänning...)
Kan någon rätta mina svar? Är jättetacksam om ni kan förklara varför jag har gjort fel (om jag har gjort fel). Tack på förhand!
Frågan:
Till ett ficklampsbatteri ansluter man först enbart en voltmeter med mycket hög inre resistans, som då visar 4,50 V. En glödlampa i serie med en amperemeter ansluts till batteriet och voltmetern visar då 3,86 V och amperemetern visar 0,6 A.
a) Hur stor ström passerar batteriet då lampan lyser?
I= 0,6 A
b) Hur mycket sjunker batteriets polspänning då lampan tänds?
U= ems- inreresistans x ström
=4,5- (7,5 x 0,6)
=0
c) Hur stor är batteriets inre resistans?
R= U/I = 4,5/0,6 = 7,5 Ohm
d) Hur stor är kretsens totala resistans?
Yttre resistans (3,86) + inre resistans (7,5) = 11,36 Ohm
e) Hur stor är effekten i den yttre kretsen?
P=UI =3,86 x 0,6 = 2,3 W
f) Hur stor värmeeffekt utvecklas inne i batteriet?
P= UI= 4,5 x 0,6 = 2,7 W
g) Hur stor är batteriets ems?
Svar: Batteriets ems är 4,5 V.
h) Hur stor är polspänningen då glödlampan är inkopplad?
Svar: Polspänningen är 3,86 V då glödlampan är inkopplad.
i) Hur stor är den yttre resistansen?
R=U/I
= 3,86 / 0,6
=6,433 Ohm
Svar: Den yttre resistansen är 6,4 Ohm.
a) är OK
b) stämmer inte, du mäter ju spänningen över batteriet denna blir ju lägre när du kopplar på strömmen.
c) stämmer inte. Här skall du använda formeln du skrivit upp i b.
d) Stämmer inte men det är ett följdfel till c
e) stämmer
f) Stämmer inte, här måste du räkna med den inre resistansen och fallet i polspänning
g) OK
h) OK
i) OK
AndersW skrev:a) är OK
b) stämmer inte, du mäter ju spänningen över batteriet denna blir ju lägre när du kopplar på strömmen.
c) stämmer inte. Här skall du använda formeln du skrivit upp i b.
d) Stämmer inte men det är ett följdfel till c
e) stämmer
f) Stämmer inte, här måste du räkna med den inre resistansen och fallet i polspänning
g) OK
h) OK
i) OK
Jag har rättat felen nu och hoppas att svaren är korrekta men förstår inte hur jag ska räkna ut f.
b) U= ems- inre resistans x I = 4,5 - 4,5 x 0,6= 1,8 V
3,86-1,8 V= 2,06 V
Svar: Batteriets polspänning sjunker med 2,1 V.
c) Batteriets inre resistans är 4,5 V.
d) Yttre (3,86) + inre (4,5)= 8,36 Ohm
f) Förstår inte riktigt, använder jag rätt formel?
b) Här har du EMS = 4,5V men du får en spänning ut från batteriet lika med 3,86V eftersom det är där du har voltmetern inkopplad. Någonstans försvinner skillnaden mellan dessa, det är dessa spänningsfall man frågar efter.
c) resistans kan väl inte ha enheten volt, eller? Här har du "spänningen över den inre resistansen" som är lika med spänningsfallet i uppgift b delad med strömmen.
d) blir alltså som du gjort men med ett annat svar från c.
f) Ja du kan använda den formeln men med fallet i polspänning som spänning. Jag var inne på varianten P=U^2/R där U är spänningsfallet i polspänning och R den inre resistansen.
AndersW skrev:b) Här har du EMS = 4,5V men du får en spänning ut från batteriet lika med 3,86V eftersom det är där du har voltmetern inkopplad. Någonstans försvinner skillnaden mellan dessa, det är dessa spänningsfall man frågar efter.
c) resistans kan väl inte ha enheten volt, eller? Här har du "spänningen över den inre resistansen" som är lika med spänningsfallet i uppgift b delad med strömmen.
d) blir alltså som du gjort men med ett annat svar från c.
f) Ja du kan använda den formeln men med fallet i polspänning som spänning. Jag var inne på varianten P=U^2/R där U är spänningsfallet i polspänning och R den inre resistansen.
Tack för dina förklaringar :) Jag hoppas att jag förstod rätt nu då. Här är rättningarna:
b) EMS= 4,5, U=3,86
Använder formeln U= EMS- (R x I)
3,86= 4,5 - (R x 0,6)
R= 1,06 Ohm
Spänningsfall är (1,06 x 0,6) = 0,636
Svar: Spänningsfall är 0,64 V.
c) R= 1,06 Ohm (från förra frågan)
d) yttre (3,86) + inre (1,06) = 4,92 Ohm
f) P = U^2 / R = 4,5^2 / 1,06 = 19,1 W
Svar: Det utvecklas 19,1 W värmeeffekt inne i batteriet.
Det är bara f där du använder fel spänning. Värmeeffekten i batteriet ges av spänningen över den inre resistansen inte ems.
Sedan kan du konstatera att EMS - Us = Up där Us är spänningsfallet och Up är polspänningen. Dvs spänningsfallet = 4,5-3,86=0,64V
AndersW skrev:Det är bara f där du använder fel spänning. Värmeeffekten i batteriet ges av spänningen över den inre resistansen inte ems.
Sedan kan du konstatera att EMS - Us = Up där Us är spänningsfallet och Up är polspänningen. Dvs spänningsfallet = 4,5-3,86=0,64V
Alltså, för att räkna ut värmeeffekten ska jag använda spänningen Us= 0,64V, vilket gör att värmeeffekten blir då P = U^2/ R= (0,64 ^2) / 1,06= 0,39 W?
Visst är det samma sak som att räkna ut P= UI, 0,64x 0,6= 0,38 W?
Ja, det stämmer nu och att du får 0,39W i ena fallet och 0,38W i andra visar bara på faran med att avrunda och använda avrundade tal i fortsatta beräkningar.
AndersW skrev:Ja, det stämmer nu och att du får 0,39W i ena fallet och 0,38W i andra visar bara på faran med att avrunda och använda avrundade tal i fortsatta beräkningar.
Tack så mycket!
