Parallell- + seriekoppling (Fysik/Universitet)

Det låter som en konstig uppgift.

Kan du ge mer information?

Kretsschemat nedan innehåller tre lampor och ett batteri på 24 V likspänning. Lamporna sitter fastskruvade i varsin lamphållare och kan byta plats. Det finns tre olika lampor (en av varje sort) med följande märkeffekter (=de effekter som resp. lampa är konstruerad för) respektive märkspänningar (= de spänningar som resp. lampa är konstruerad för):

‐ 2 W, 24 V
‐ 3 W, 24 V
‐ 7 W, 24 V

(Vi antar att det är två värdesiffror på märkeffekten, dvs. 2.0 W, 3.0 W resp. 7.0 W även om det är brukligt att inte skriva ut decimalerna.)

De tre lamporna kan skruvas i på de tre platserna A, Brespektive C. Oberoende av vilken kombination man väljer,syns enkelt att ingen lampa får sin märkspänning vilket göratt de lyser svagare än vad det ursprungligen var tänkt.Man ser också att det finns sex kombinationer men att detendast finns tre principiellt olika fall.

Din uppgift är att (för vart och ett av de tre fallen) beräkna hur många procent resp. lampa lyser av angivenmärkeffekt. Om exempelvis 7 W-lampan lyser med 5 W, lyser denna lampa med 71 % av märkeffekten. Du skallalltså ange 3 x 3 = 9 olika procentvärden, gärna i tabellform. Procentvärdena ska ha rätt antal värdesiffror.

Tolka även svaret till lyser, lyser svagt resp. lyser inte enligt följande (och komplettera tabellen):

‐ Vi anser att lampan lyser om förbrukad effekt är 50% eller mer av maxeffekt
‐ Vi anser att lampan inte lyser om förbrukad effekt är 10% eller mindre av maxeffekt
‐ Vi anser att lampan lyser svagt om förbrukat effekt ligger mellan 10% och 50% av maxeffekt

Tillägg: 10 apr 2024 07:44

Detta är mina uträkningar (känns som att jag är helt ute och cyklar faktiskt) (har skrivit in formler jag använt osv :))

Ohms lag:

U=I×R

Effektlagen:

P=U×I

Fall 1+2: I=V/R=(24/82,298680)=0,291836

R = 82,298680 Ω

I = 0,291836 A

P = 24 V

Fall 3+4: I = V/R = (24/192,01562) = 0,124961
R = 192,01562 Ω

I =0,124961 A

P = 24 V

Fall 5+6: I = V/R = (24/288,01736) = 0,083295
R = 288,01736 Ω

I = 0,083295 A

P = 24 V

Märkeffekt:

Fall 1+2: P = V×I = (24×0,291836) = 7,00408 W

P_{Märkeffekten}= (7,00408 /3) ≈ 2,33469 W

Fall 3+4: P=V×I = (24 ×0,124961) ≈2,99907 W

P_{Märkeffekten}= (2,99907/3) ≈ 0,99969 W

Fall 5+6: P=V×I = (24 ×0,083295) ≈ 1,99909 W

P_{Märkeffekten}= (1,99909/3) ≈ 0,66636 W

JAG HAR SÄKERT GJORT NÅGOT FEL FÖR KÄNNS SOM ATT VÄRDENA ÄR FEL!

Det blir lite oläsbart med alla decimaler som du skriver.

Uppgiften är fortfarande konstig eftersom en glödlampa (måste man nog anta att det är) inte är linjär. Motståndet är i verkligheten inte oberoende av ström. Men det är nog vad det är meningen att börja med, att räkna ut dessa motståndsvärden var för sig.

Sedan räkna ut dessa tre olika kretsar.

Pieter Kuiper skrev:
Det blir lite oläsbart med alla decimaler som du skriver.

Uppgiften är fortfarande konstig eftersom en glödlampa (måste man nog anta att det är) inte är linjär. Motståndet är i verkligheten inte oberoende av ström. Men det är nog vad det är meningen att börja med, att räkna ut dessa motståndsvärden var för sig.

Sedan räkna ut dessa tre olika kretsar.

Jag tror att jag nu har renat upp skiten lite grann det går långsamt att skriva matte/fysik på dator hehe

Jag tror att jag nu har renat upp skiten lite grann det går långsamt att skriva matte/fysik på dator hehe

Du kan skriva på ett papper, ta ett foto med mobilen och ladda upp bilden.

Pieter Kuiper skrev:
Det blir lite oläsbart med alla decimaler som du skriver.

Uppgiften är fortfarande konstig eftersom en glödlampa (måste man nog anta att det är) inte är linjär. Motståndet är i verkligheten inte oberoende av ström. Men det är nog vad det är meningen att börja med, att räkna ut dessa motståndsvärden var för sig.

Sedan räkna ut dessa tre olika kretsar.

Menar du förresten att jag borde räkna ut parallell kopplingens resistans och sen därifrån räkna märkeffekten

H4MPU5 skrev:

Menar du förresten att jag borde räkna ut parallell kopplingens resistans och sen därifrån räkna märkeffekten

Du ska börja med att räkna ut ett motståndsvärde för varje lampa.

(Men universitetet borde skämmas över en sådan uppgift.)

Pieter Kuiper skrev:
H4MPU5 skrev:

Menar du förresten att jag borde räkna ut parallell kopplingens resistans och sen därifrån räkna märkeffekten

Du ska börja med att räkna ut ett motståndsvärde för varje lampa.

Då har jag kanske redan gjort halvt faktiskt
I mina beräkningar så har jag:

- 82,298680
- 192.01562
- 288,01736

Vilket är totala resistansen på de 3 "olika" uppsättningarna av lamporna
Därav har jag också redan resistansen för alla 2w, 3w och 7w lampan

H4MPU5 skrev:
Då har jag kanske redan gjort halvt faktiskt
I mina beräkningar så har jag:

82,298680

192.01562

288,01736

Vilket är totala resistansen på de 3 "olika" uppsättningarna av lamporna
Därav har jag också redan resistansen för alla 2w, 3w och 7w lampan

Du måste vara tydligare.

Så 7-watts lampan har ett motstånd $R_7 = 82 \ {\rm \Omega}$ osv.

Rita sedan en av dessa kretsar. Räkna ut spänningar, strömmar, och effektutvecklingen för alla tre motstånd och skriv dessa värden in i schemat.

Gör sedan samma sak för de andra två kretsarna.

Så rita så här. Räkna ut ersättningsmotståndet för de parallellkopplade motstånden. Räkna ut strömmar och spänningar när det är 24 volt över kretsen, och skriv värden i schemat. Bestäm även effekt.

Pieter Kuiper skrev:
Så rita så här. Räkna ut ersättningsmotståndet för de parallellkopplade motstånden. Räkna ut strömmar och spänningar när det är 24 volt över kretsen, och skriv värden i schemat. Bestäm även effekt.

Vad exakt var det du menade att jag skulle göra?
Är det så att effekten bir samma värde på parallell kopplingen? (Alltså därav behöver man bara räkna på (nya effekten) / (lamp effekten)

Detta är mina utträkningar men det känns som att något måste vara fel eftersom att märkeffekten inte kan gå över 100%, eller?

H4MPU5 skrev:
Alltså därav behöver man bara räkna på (nya effekten) / (lamp effekten)

Nej, det verkar bara vara din förhoppning, det har du inte gett några argument för.

Räkna ut strömmar och/eller spänningarna för varje motstånd i en av kopplingarna och räkna ut effektutvecklingen på det sättet. Kolla så om din förhoppning stämde där.

Pieter Kuiper skrev:
H4MPU5 skrev:
Alltså därav behöver man bara räkna på (nya effekten) / (lamp effekten)

Nej, det verkar bara vara din förhoppning, det har du inte gett några argument för.

Räkna ut strömmar och/eller spänningarna för varje motstånd i en av kopplingarna och räkna ut effektutvecklingen på det sättet. Kolla så om din förhoppning stämde där.

Detta är vad jag har räknat ut....
Men det känns som sagt var att det är fel...

H4MPU5 skrev:
Pieter Kuiper skrev:
Räkna ut strömmar och/eller spänningarna för varje motstånd i en av kopplingarna och räkna ut effektutvecklingen på det sättet.

Detta är vad jag har räknat ut....
Men det känns som sagt var att det är fel...

Det var effektutvecklingen i hela kretsen. Dessa värden kan stämma (jag räknar inte på det).

Men uppgiften är att räkna ut effektutvecklingen i varje motstånd/"lampa" för sig.

Pieter Kuiper skrev:
H4MPU5 skrev:
Pieter Kuiper skrev:
Räkna ut strömmar och/eller spänningarna för varje motstånd i en av kopplingarna och räkna ut effektutvecklingen på det sättet.

Detta är vad jag har räknat ut....
Men det känns som sagt var att det är fel...

Det var effektutvecklingen i hela kretsen. Dessa värden kan stämma (jag räknar inte på det).

Men uppgiften är att räkna ut effektutvecklingen i varje motstånd/"lampa" för sig.

Räknar jag på det för sig som att den effekten jag fått uträknat i mina nya beräkningar divideras med vad lamporna är klassade som (liksom är det bara det du menar eller tänker du något annat?)?

H4MPU5 skrev:
Pieter Kuiper skrev:
H4MPU5 skrev:
Pieter Kuiper skrev:
Räkna ut strömmar och/eller spänningarna för varje motstånd i en av kopplingarna och räkna ut effektutvecklingen på det sättet.

Detta är vad jag har räknat ut....
Men det känns som sagt var att det är fel...

Det var effektutvecklingen i hela kretsen. Dessa värden kan stämma (jag räknar inte på det).

Men uppgiften är att räkna ut effektutvecklingen i varje motstånd/"lampa" för sig.

Räknar jag på det för sig som att den effekten jag fått uträknat i mina nya beräkningar divideras med vad lamporna är klassade som (liksom är det bara det du menar eller tänker du något annat?)?

Jag skrev redan att du bör kolla om det är en idé som stämmer. (Jag tror inte det, till exempel ser det ut som att summan inte är lika med den totala effekten.)

Så för tredje gången (eller fjärde...): räkna ut alla strömmar och spänningar i kretsen! Bestäm så effektutvecklingen i varje resistor/"lampa" för sig.

Bifogar några (skakiga under bilfärd) beräkningar för fall 1 och 4.

Jan Ragnar skrev:
Bifogar några (skakiga under bilfärd) beräkningar för fall 1 och 4.

Så lägre ersättningsmotstånd (och därmed högre totaleffekt) än vad OP hade räknat ut i #13.

Pieter Kuiper skrev:
Jan Ragnar skrev:
Bifogar några (skakiga under bilfärd) beräkningar för fall 1 och 4.

Så lägre ersättningsmotstånd (och därmed högre totaleffekt) än vad OP hade räknat ut i #13.

Hej hur räknar du ut att 14V 'försvinner' vid parallell kopplingen?

H4MPU5 skrev:
Hej hur räknar du ut att 14V 'försvinner' vid parallell kopplingen?

Spänningsdelning mellan 82 Ω och 115 Ω (paralllellkopplingen) ger $U_7 = \dfrac{82}{115+82} \times 24 = 10 \ {\rm V}$ .

Pieter Kuiper skrev:
H4MPU5 skrev:
Hej hur räknar du ut att 14V 'försvinner' vid parallell kopplingen?

Spänningsdelning mellan 82 Ω och 115 Ω (paralllellkopplingen) ger $U_7 = \dfrac{82}{115+82} \times 24 = 10 \ {\rm V}$ .

Tack så jättemycket nu hajar jag äntligen