Resistans i resistor respektive lampa

I graf 2 visar du U som en funktion av I vilket liknar Ohms lag som säger att U=RI. U=f(I)=RI. Om R är konstant så ökar spänningen U linjärt med ökande I. Så är fallet med resistorn men inte med lampan, vad beror det på?

Lindehaven skrev:

I graf 2 visar du U som en funktion av I vilket liknar Ohms lag som säger att U=RI. U=f(I)=RI. Om R är konstant så ökar spänningen U linjärt med ökande I. Så är fallet med resistorn men inte med lampan, vad beror det på?

Att då R är konstant så ökar inte U linjärt för lampan? Jag ser ju att den blir mer rät runt punkten (0,025;7,9). Betyder det att det är högre spänning vid högre ström? =mer rät linje?

Har det att göra med att det blir ett spänningsfall över motståndet som gör att U inte ökar linjärt på samma sätt?

Om R är konstant så ökar U linjärt med I, per definition.

Att R inte är konstant för lampan är därför att den blir het, och får ett annat beteende.

Hur kan beteendet i fig2, förklara skillnader o fig 1?

Det enkla svaret varför det är skillnader i graf2 är därför att en resistor oftast är designad i avsikt att ge en konstant resistans inom ett visst spänning/strömområde. (men det finns även icke-linjära resistanser som är designade för att ge någon form av ickelinjärt beteende, tex att resistansen ska öka med temperatur, eller minska med temperatur. Dock är din resistans av konstant typ).

Medan när man designar en lampa är man oftast inte intresserad av hur resistansen ser ut, utan bara att den ger en viss mängd ljus vid in en viss spänning. Dvs resistansen i en lampa är oftast en oviktig designparameter, som "blir vad den blir". En vanlig glödlampa till exempel får ökad resistans när den blir het. (En LEDlampa har istället ett helt annat beteende, där strömmen genom den minskar då spänningen ökar).

Så utseendet i graf2 är egentligen bara att konstatera att det ser ut sådär med just de komponenterna du mäter på. Men varför ser du skillnader i graf1?  

JohanF skrev:

Det enkla svaret varför det är skillnader i graf2 är därför att en resistor oftast är designad i avsikt att ge en konstant resistans inom ett visst spänning/strömområde. (men det finns även icke-linjära resistanser som är designade för att ge någon form av ickelinjärt beteende, tex att resistansen ska öka med temperatur, eller minska med temperatur. Dock är din resistans av konstant typ).

Medan när man designar en lampa är man oftast inte intresserad av hur resistansen ser ut, utan bara att den ger en viss mängd ljus vid in en viss spänning. Dvs resistansen i en lampa är oftast en oviktig designparameter, som "blir vad den blir". En vanlig glödlampa till exempel får ökad resistans när den blir het. (En LEDlampa har istället ett helt annat beteende, där strömmen genom den minskar då spänningen ökar).

 

Så utseendet i graf2 är egentligen bara att konstatera att det ser ut sådär med just de komponenterna du mäter på. Men varför ser du skillnader i graf1?  

hm okej så, spänningen är ju densamma, den ställde jag in själv. Och eftersom en resistor ska fungera som ett motstånd för strömmen när det strömmar igenom så borde det då rimligtvis gå mindre ström genom den. Vilket bidrar till en mindre effekt?  Är det resistorn då som tar upp effekten? Men vad går effekten till? Är det värme?

Läste just detta på wikipedia " Ju högre resistansvärde kretsen har, desto högre spänning krävs för att driva en ström av en viss storlek genom kretsen." 

Det leder mig bara till att tänka att resistorn ger mindre effekt eftersom det är just en resistor. Ser liksom ingen annan orsak till skillnaden. Är jag helt ute och cyklar?

Det är lite lurigt att se ifall en större resistans ger högre eller mindre effektförluster (värme) i en krets. Formeln för effekt i en resistor är $P=\frac{U^2}{R}$. Då ser man att effektförlusten i en resistor ökar ifall man minskar värdet på resistorn vid konstant spänning. Men effektformeln kan också skrivas $P=I^2·R$. Då ser man att effektförlusten i en resistor ökar ifall man ökar värdet på resistorn vid konstant ström.

Så man måste helt enkelt först undersöka ifall spänning eller ström varierar pga att resistansen varierar. Först då vet man om effekten ökar eller minskar med ökad resistans.

I din första graf är det enklare att se vilken formel man ska använda för där plottar du effekten som funktion av spänningen (eller spänningen som funktion av effekten eftersom effekten är på x-axeln).

Du ska alltså utgå från formeln $P=\frac{U^2}{R}$. Utifrån den formeln, hur kan du förklara resistorns kurva i figur1?

JohanF skrev:

Det är lite lurigt att se ifall en större resistans ger högre eller mindre effektförluster (värme) i en krets. Formeln för effekt i en resistor är $P=\frac{U^2}{R}$. Då ser man att effektförlusten i en resistor ökar ifall man minskar värdet på resistorn vid konstant spänning. Men effektformeln kan också skrivas $P=I^2·R$. Då ser man att effektförlusten i en resistor ökar ifall man ökar värdet på resistorn vid konstant ström.

Så man måste helt enkelt först undersöka ifall spänning eller ström varierar pga att resistansen varierar. Först då vet man om effekten ökar eller minskar med ökad resistans.

I din första graf är det enklare att se vilken formel man ska använda för där plottar du effekten som funktion av spänningen (eller spänningen som funktion av effekten eftersom effekten är på x-axeln).

Du ska alltså utgå från formeln $P=\frac{U^2}{R}$. Utifrån den formeln, hur kan du förklara resistorns kurva i figur1?

Spänningen har en konstant ökning, men effekten ökar mer i förhållande till hur mycket U ökar. Har det med saken att göra? 

förstår inte hur det kan vara så svårt för mig att förstå detta.

Jag tänker nu att anledningen till att resistansen inte ökar linjärt som i graf 2 är för att då lampan blir varm så ökar resistansen i glödtråden? Har det med saken att göra?

Vi tar resistansen först, den är enklast. Resistansen i graf2 består av en rät linje i U-I grafen. Man kan alltså konstatera ur graf2 att resistansen är en konstant, oberoende av spänningen. (Vad blir resistansen?)

Sedan graf1, spänningen är plottad som funktion av P.

$$\begin{gathered} P=\frac{U^2}{R} \iff \\ {U}^2=R·P \iff \\ U=\sqrt{R·P}=\sqrt{R}·\sqrt{P}=kons\tan t·\sqrt{P} \end{gathered}$$

Det betyder att funktionen U som funktion av P, $U\left(P\right)$,  borde alltså se ut som en potensfunktion $y=kons\tan t·x^{0.5}$. (Gör den det i din figur?)

Kan du nu förklara  varför effekt/spänningskurvan för lampan hamnar under samma kurva för resistorn?

(En helt annan anmärkning. Det står i din figur att graf1 är $P=f\left(U\right)$, men du har ritat $U=f\left(P\right)$. Vilken funktion skulle du rita i din laborationsuppgift)