14 svar
129 visningar
naytte 5041 – Moderator
Postad: 16 nov 2022 19:18

Varför har punkterna samma potential?

I uppgiften nedan står det i lösningsförslaget att punkt P och Q har samma potential. Jag fattar dock inte varför. Det beror nog på att ingen ström alls går genom 40 ohms resistorn, men varför inte?

Yngve 40308 – Livehjälpare
Postad: 16 nov 2022 19:30

Nej, det beror på att det inte finns någon resistans mellan punkterna. Eftersom U = R•I så blir U = 0 om R = 0.

Av samma anledning har punkterna A och B samma potential:

naytte 5041 – Moderator
Postad: 16 nov 2022 19:34

Så om två punkter är förbundna med en ledare utan motstånd kommer de, oberoende av strömmens riktning, ha samma potential?

Yngve 40308 – Livehjälpare
Postad: 16 nov 2022 19:56
naytte skrev:

Så om två punkter är förbundna med en ledare utan motstånd kommer de, oberoende av strömmens riktning, ha samma potential?

Ja det stämmer.

naytte 5041 – Moderator
Postad: 16 nov 2022 21:28

Saknas det inte en ström uppåt också? alltså i ledaren går det en ström I3 nedåt, men borde det inte gå en I4 uppåt?

Yngve 40308 – Livehjälpare
Postad: 16 nov 2022 21:41

Det behövs inte.

Om uträkningarna visar att I3 blir negativ så innebär det att strömmen istället går från Q till P.

naytte 5041 – Moderator
Postad: 17 nov 2022 15:04

Hur skulle den kunna bli negativ? Skulle du kunna visa med ett räkneexempel på kretsen?

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 17 nov 2022 15:11 Redigerad: 17 nov 2022 15:12

Det är precis som kaströrelse angående gravitation. Du får fritt ange riktnigen till alla strömmar, men du måste vara konsekvent. Så länge du är konsekvent så gör det ingen skillnad, de kommer få rätt tecken. Ett minustecken betyder att strömmen flödar åt andra hållet.

Samma gäller en spänningskälla. Du får, om du vill, rotera den. Men då får du ta hänsyn till att alla tecken flippas.

Den simpla förklaringen är: 

Om du råkar vända på alla tecken (de är minus istället för plus) så fås:

-I1-I2-I3-....-In=...-I_1-I_2-I_3-....-I_n=..., om du nu multiplicerar HL och VL med ett minustecknet så håller fortfarande ekvationen. Den algebraiska summan bryr sig alltså inte vilken riktning du tycker att strömmar och dylikt flödar, men den bryr sig om att du är konsekvent.

naytte 5041 – Moderator
Postad: 17 nov 2022 15:13 Redigerad: 17 nov 2022 15:20
Dracaena skrev:

Det är precis som kaströrelse angående gravitation. Du får fritt ange riktnigen till alla strömmar, men du måste vara konsekvent. Så länge du är konsekvent så gör det ingen skillnad, de kommer få rätt tecken. Ett minustecken betyder att strömmen flödar åt andra hållet.

Samma gäller en spänningskälla. Du får, om du vill, rotera den. Men då får du ta hänsyn till att alla tecken flippas.

Den simpla förklaringen är: 

Om du råkar vända på alla tecken (de är minus istället för plus) så fås:

-I1-I2-I3-....-In=...-I_1-I_2-I_3-....-I_n=..., om du nu multiplicerar HL och VL med ett minustecknet så håller fortfarande ekvationen. Den algebraiska summan bryr sig alltså inte vilket riktning du tycker att strömma och dylikt flödar, men den bryr sig om att du är konsekvent.

Kruxet i vad jag förstår är varför ingen av strömmen skulle gå uppåt? Om punkterna får samma potential då de förbinds borde väl strömmen inte ha någon "preferens". Regeln med att ström går från hög till låg potential blir väl oanvändbar där? För de sker ju en fördelning av strömmen i både Q och P.

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 17 nov 2022 15:24 Redigerad: 17 nov 2022 15:25

Riktningen av strömmarna är utritade i bilden. Det finns inget som tyder på att den riktningen stämmer överens men det algebraiska tecknet strömmen får.

Som min bild ovan, minustecken betyder att strömmen flödar åt andra hållet från riktningen vi har ritat den eftesrom vi anger vad hög och låg potential blir. Det är av samma aneldning du får, om du vill, ange + och - på dina komponenter, så länge du är konsekvent.

Enklast är så här:

Bestäm dig (nu har de redan gjort de åt dig) vilket håll strömmar ska flöda. Sedan är det bara att räkna. Om du ritade någon ström åt fel håll så ser du det på teckent. 

Yngve 40308 – Livehjälpare
Postad: 17 nov 2022 18:19 Redigerad: 17 nov 2022 21:10
naytte skrev:

Kruxet i vad jag förstår är varför ingen av strömmen skulle gå uppåt? Om punkterna får samma potential då de förbinds borde väl strömmen inte ha någon "preferens". Regeln med att ström går från hög till låg potential blir väl oanvändbar där? För de sker ju en fördelning av strömmen i både Q och P.

Är du med på att strömmen I i kretsen har den riktning som anges av den röda pilen, dvs från B till A, trots att punkt A och B har samma potential?

naytte 5041 – Moderator
Postad: 17 nov 2022 18:36

Ja.

Yngve 40308 – Livehjälpare
Postad: 17 nov 2022 21:14

Bra. Strömmen I har ingen "preferens" mellan A och B, men ändå flyter strömmen från B till A på grund av andra anledningar.

På samma sätt är det med P och Q.

Om dina beräkningar visar att strömmen flyter från P till Q så blir I3 positiv, om de visar att strömmen istället flyter från Q till P så blir I3 negativ.

naytte 5041 – Moderator
Postad: 18 nov 2022 14:43 Redigerad: 18 nov 2022 14:44

Ja, men strömmen flyter från B till A eftersom den rör sig mot minuspolen på batteriet. Men I P och Q rör sig strömmen mot minuspolen oavsett om den vandrar upp eller ned i ledaren. I P kommer strömmen dela upp sig i två delar. Därför borde den väl dela upp sig i Q också? En ström mot 8 ohms-resistorn samt en ström uppåt mot 15 ohms-resistorn.

Yngve 40308 – Livehjälpare
Postad: 18 nov 2022 15:50 Redigerad: 18 nov 2022 15:57

Gör så att du inför nya storheter enligt bilden så blir det lättare att prata om strömmarna.

Du har rätt i att både P och Q är punkter där strömmen antingen delar upp sig i två delar eller slås ihop från två delar till en.

Med storheter enligt bilden så har vi för punkterna P och Q att

  • I1 = I2+I3, dvs I1 delar upp sig i två delströmmar I2 och I3
  • I3+I4 = I5, dvs de två delströmmarna I3 och I4 slås ihop till I5

Dessutom gäller det att

  • I = I1+I4, dvs I delar upp sig o de två delströmmarna I1 och I4
  • I2+I5 = I, dvs de två delströmmarna I2 och I5 slås ihop till I

Fråga: Är du med på ovanstående?

Vi kan beräkna I genom U = R•I, där U är 24 V och R är kretsens totala resistans. Vi kan sedan beräkna storleken av övriga delströmmar.

Om det då visar sig att en eller flera av delströmmarna får negativt tecken så innebär det bara att de strömmarna flyter i motsatt riktning gentemot hur pilarna visar.

Se även Dracaenas svar #8.

Svara
Close