Varför kan glödlampor gå sönder?
a)Beräkna den högsta strömmen och den slutgiltiga strömmen genom lampan.
Denna svarade jag på. Högsta: ca 0,54 A Slutgiltiga: ca 0,22 A
b) Beräkna resistansen hos lampans glödtråd för dessa två strömmar.
2,22 Ω respektive 12,7 Ω
c) Ge en fysikalisk förklaring till glödtrådens resistansförändring.
d) När en glödlampa går sönder sker detta oftast då en krets sluts. Ge något fysikaliskt skäl till detta.
Jag vet inte riktigt hur jag ska resonera kring fråga c och d.
Enligt facit för fråga c: Eleven anger att trådens resistans ökar när temperaturen ökar. Ökad värmerörelse innebär att resistansen ökar.
Enligt facit för fråga d: (olika godtagbara svar):
- Oregelbunden effektuveckling längs tråden gör att tråden smälter vid det utmattade partiet. I kombination med stor strömstyrka vid tillslaget går glödtråden sönder.
- Snabb temperaturförändring som leder till mekanisk spänning, längförändring och utmattning i glödtråden.
- Effekten är högre vid inkopplingen (med beräkningar)
Jag förstår inte förklaringarna. Skulle vara tacksam för lite hjälp!
Nedanstående är taget från engelska Wikipedia och ger också lite övning på glödlampsterminologi.
Many of the longest-lasting light bulbs have been infrequently turned off. Most of the wear and tear that leads to burnouts in incandescent light bulbs is caused by turning them on and off, not by burning them. Each time the bulb is turned on and off, the filament is heated and cooled. This causes the material of the filament to expand and contract, in turn causing stress cracks to develop. The more the light is turned on and off, the larger these cracks grow, until eventually the filament breaks, thus causing the light to burn out.[citation needed] Another reason for the longevity of bulbs is the size, quality and material of the filament. Additionally, the consistency of the power delivery to the bulb and how little it fluctuates prevents the bulb's filaments from being damaged by dirty power (brown-outs cause damage to electrical systems).
Okej, tack. Men facit nämner ju också andra anledningar som oregelbunden effektutveckling och att effekten blir högre vid inkoppling. Vad menas med det?
Oregelbunden effektuveckling längs tråden gör att tråden smälter vid det utmattade partiet. I kombination med stor strömstyrka vid tillslaget går glödtråden sönder.
Jag tror man menar att tjockleken på tråden kan variera. Där den är lite tunnare blir resistansen lite högre och även effektutvecklingen. P = R*I2, där I är densamma på alla ställen.
Effekten är högre vid inkopplingen (med beräkningar)
Om vi bara haft batteriet, strömbrytaren och lampan så hade effektutvecklingen direkt efter tillslag blivit U2/2.2 W och efter ett tag U2/12.7 W.
På frågan c: Metallers resistans har en temperaturkoefficient. Resistansen ökar vid högre temperaturer.
