Elektrisitet- Fysikk 1

[Drezky]

Tar et stort skippertak i Fysikk med et håp om å gjør ferdig over 100 oppgaver i dag.........
Naturligvis støter jeg på problemer. Som denne:



Beklager dårlig koblingsskjema gjor det i Geogebra

B er som sagt en bryter som er lukket. I forrige deloppgave var den åpen, jeg skulle finne strømmen som amperemeteret viste:
Slik at:
Finner resultantresistansen:
[tex]R=R_1+R_2=20\Omega +30\Omega =50\Omega[/tex]
og bruker Ohms lov:
[tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}=\frac{30V}{50\Omega }=0.6A[/tex]

Som stemmer.

Så skal jeg finne strømmen amperemetert viser når den er lukket:

Da bruker jeg kirchoffs 1 lov for å finne grenstrømmene:
[tex]I=I_1+I_2[/tex]

Ser at vi har en parallellkobling mellom motstander [tex]R_3[/tex] og [tex]R_4[/tex] slik at resultantresitansen der blir:
[tex]R=\left ( \frac{1}{R_3}+\frac{1}{R_4} \right )^{-1}=\left ( \frac{1}{45\Omega }+\frac{1}{15\Omega }\right )^{-1}=\frac{4}{45}\Omega[/tex]
Dersom elekronene tar denne veien blir strømmen:
Resultantresitansen:
[tex]20\Omega +\frac{4}{45}\Omega=\frac{904}{45}\Omega[/tex]

Strømmen blir da:
[tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}=\frac{30V}{\frac{904}{45}\Omega }=\frac{675}{452}A\approx\:1.5A[/tex]

[tex]I=I_1+I_2=0.6A+1.5A=2.1A[/tex]

AKA feil......

Svaret skal bli [tex]0.75A[/tex]

Det blir riktig hvis jeg tenker slik:

[tex]R_3[/tex] og [tex]R_4[/tex] er i seriekobling slik at resutlantresitansen blir: [tex]R=R_3+R_4=45\Omega +15\Omega =60\Omega[/tex]

Så tenker jeg at [tex]R_2[/tex] og [tex]R=R_3+R_4[/tex] er i en parallelkobling ? det her klarer ikke å se for meg helt

så blir resultantresistansen:

[tex]R=\left ( \frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_{resultantresintant\:av\:R_3\:ogR_4}} \right )^{-1}=\left ( \frac{1}{30\Omega }+\frac{1}{60\Omega } \right )^{-1}=20\Omega[/tex]

Så ser jeg at denne resultanresitansen er i serie med [tex]R_2[/tex] ?? Er ikke helt med på dette

Så tenker jeg at da blir den endelig resultantsresitansen : [tex]R_{total}=20\Omega +20\Omega =40\Omega[/tex]

Bruker Ohms lov:

[tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}=\frac{30V}{40\Omega }=0.75A[/tex]



Altså spørsmålet mitt er: Hvorfor er motstander med [tex]15\Omega[/tex] og motstander med [tex]45\Omega[/tex] i en seriekobling? Burde det ikke være parallellkobling? og hvorfor er motstander med resultantresistans av [tex]50\Omega[/tex] og [tex]45\Omega[/tex] i parallelkobling med motstander med [tex]30\Omega[/tex] ?


EDIT:

Fytti, jeg skjønner nå at motstander med [tex]45\Omega[/tex] er ikke i en parallelkobling med motstander med [tex]15\Omega[/tex], De er i en seriekobling, , men hvorfor er da er motstander med resultantresistans av [tex]50\Omega[/tex] og [tex]45\Omega[/tex] i parallelkobling med motstander med [tex]30\Omega[/tex] ?

[Fysikkmann97]

Du har fire motstandere. Tre av de er koblet i parallell, og en er koblet i serie.

Du får da $R = \left (\frac {1}{R_{P1}} + \frac{1}{R_{P2}}\right )^{-1} + R_1 = \left (\frac {1}{30\Omega} + \frac{1}{60\Omega}\right )^{-1} + 20\Omega = 20 \Omega + 20\Omega = 40 \Omega$

[Drezky]

Du har fire motstandere. Tre av de er koblet i parallell, og en er koblet i serie.

Du får da $R = \left (\frac {1}{R_{P1}} + \frac{1}{R_{P2}}\right )^{-1} + R_1 = \left (\frac {1}{30\Omega} + \frac{1}{60\Omega}\right )^{-1} + 20\Omega = 20 \Omega + 20\Omega = 40 \Omega$

Det var det jeg gjor, men skjønner fremdeles ikke hvordan resultantresitansen av motstander med [tex]45\Omega[/tex] og [tex]15\Omega[/tex]
[tex]R=45\Omega +15\Omega =60\Omega[/tex] er i parallelkobling med motstander med [tex]30\Omega[/tex], er det fordi du kan flytte resultantresitanen hvor som helst slik at dersom du plasserern den på ca. midtnormalen ved bryteren blir den parallel?

[zell]

[Fysikkmann97]

Jeg tror du blander litt. En seriekobling har du når strømmen bare kan gå en vei. En parallellkobling har du når strømmen kan gå to veier. Motstanden på 30 ohm blir selv en del av parallellkoblingen når bryteren lukkes.

[Drezky]

Jeg tror du blander litt. En seriekobling har du når strømmen bare kan gå en vei. En parallellkobling har du når strømmen kan gå to veier. Motstanden på 30 ohm blir selv en del av parallellkoblingen når bryteren lukkes.

Mhm. Stemmer...
Fytti..


Men slik som Zell skisserer vil ikke da naturligivs [tex]R_1[/tex] [tex]R_3[/tex] og [tex]R_4[/tex] være i en seriekobling og resultantresistansen ville vært i parallell med [tex]R_2[/tex] ?

[tex]0.7272727273A\neq\:0.75A[/tex]

Men det er vel en god tilnærming? Avviket skyldes pga grenstrømmene?

[tex]I=I_2+I_2[/tex]
.

men uansett så ble d klart for meg [tex]R_4[/tex] og [tex]R_3[/tex] er i serie + [tex]R_1[/tex]. I tillegg er det parallelkoblet med [tex]R_2[/tex]


Hva med hvis strømkretsen blir slik (se bilde under):




Dersom bryteren er åpen:

Da ser vi bare bort fra høyre delkrets og konsentrer oss om det som er igjen (den slutta kretsen)

Blir det bare:

[tex]R=\left (\frac{1}{30\Omega } +\frac{1}{40\Omega } \right )^{-1}=\frac{120}{7}\Omega[/tex]
[tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}=\frac{\frac{120}{7}\Omega }{50V}\approx\:0.34A[/tex]

NB: Volmeteret ble plassert feil...

? Eller må jeg ta i betraktning Grenstrømmene?


Dersom bryteren er lukket

Da blir ting mer komplisert..

Blir det noe sånt som

finner resultantresistansen [tex]R=\left (R_4+R_5 \right )=45\Omega +70\Omega =115\Omega[/tex]
Det er i parallelkobling med [tex]R_3[/tex]
[tex]R=R_{SUM\:AV\:R_4\:OG\:R_5}=\left ( \frac{1}{115\Omega } +\frac{1}{30\Omega }\right )^{-1}=\frac{690}{29}\Omega[/tex]
Da blir den samlede resultantresistansen lik:
[tex]R=\frac{120}{7}\Omega +\frac{690}{29}\Omega =\frac{8310}{203}\Omega[/tex]

Bruker Ohms lov til å finne strømmen:

[tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}=\frac{\frac{8310}{203}\Omega }{50V}=\frac{83}{1015}A\approx\:0.82A[/tex]

[Gjest]

Kan ikke svare på spørsmålet til drezky, men jeg lurer på noe: hva er som egentlig skjer når bryteren er åpen . Man får ikke en sluttet krets ergo ingen strøm går gjennom der. Men er d slik st elektronene vandrer ditt og oppdager at bryteren er åpen og vandrer tilbake til den andre grenen? Eller går elektronene ut av ledningen siden kretsen er åpen?

[zell]

Elektronene beveger seg ekstremt sakte, så de vandrer ikke i det hele tatt. Den klassiske analogien for hvordan strøm beveger seg er å se for seg et rør fylt med klinkekuler. Når du dytter inn en ny klinkekule vil klinkekulen i den andre enden av røret øyeblikkelig falle ut, ergo har du ledet strøm fra den ene enden til den andre.

[Gjest]

vil vi alltid få en redksjon i spenning? Hvis vi starer med f.eks 12 V vil vi ende opp med 0 V slik at batteriet igjen øker den potensielle elektriske energien fra 0V til 12 V?

I tillegg lurer på noe annet:

Hvorfor er det slik at hvis en av lyspærene ryker i en seriekobling så vil alle andre slukne? Er det fordi elektronene har bare en vei å gå og du vil ikke få en sluttet krets? , mens i en parallellkobling har elektronene flere "veier" å velge mellom?

Er det for øvrig slik at strøm er konstant i en seriekobling, men ikke i en paralllelkobling pga grenstrømmer?

[helpmeifyoucan]

I tillegg, hvis du har to lyspærer koblet til en eller annen spenningskilde osm har konstant spenning, Lyspærene er i en parallelkolbing, hvis den ene lampen ryker (f.eks, [tex]lampe_2[/tex] , Vil da [tex]lampe_1[/tex] lyse sterkere, svakere eller like sterkt som før?

Jeg tenkte opprinnelig sterkere fordi da kan elektrnene gå denne veien istendfor å gå opp til [tex]lampe_2[/tex] og da fordeler strømmen seg, men siden spenningen i en parallelkobling er konstant så stemmer det vel ikke?

Av formelen [tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}[/tex] Der U er konstant , så vil lyset avhenge av R (mostanden), men hvis de ene lampen ryker, vil ikke mostanden minke da? Da blir jo strømmen større altså mer lys? Men d stemmer ikke med fasit fordi svaret er "som før"

Har d noe med at motstanden er konstant selv om den ene lampen ryker?


+

Vil amperemeteret vise mer, eller mindre, eller det samme som før?

Her va jeg litt usikker,


takk på forhånd

[zell]

vil vi alltid få en redksjon i spenning? Hvis vi starer med f.eks 12 V vil vi ende opp med 0 V slik at batteriet igjen øker den potensielle elektriske energien fra 0V til 12 V?

Her er jeg ikke helt sikker på hva du spør om.

I tillegg lurer på noe annet:

Hvorfor er det slik at hvis en av lyspærene ryker i en seriekobling så vil alle andre slukne? Er det fordi elektronene har bare en vei å gå og du vil ikke få en sluttet krets? , mens i en parallellkobling har elektronene flere "veier" å velge mellom?

Korrekt

Er det for øvrig slik at strøm er konstant i en seriekobling, men ikke i en paralllelkobling pga grenstrømmer?

I en seriekobling vil spenningen "fordele" seg, mens strømmen vil være lik. I en parallellkobling vil spenningen være konstant, mens strømmen vil "fordele" seg.

[Gjest]

vil vi alltid få en redksjon i spenning? Hvis vi starer med f.eks 12 V vil vi ende opp med 0 V slik at batteriet igjen øker den potensielle elektriske energien fra 0V til 12 V?

Her er jeg ikke helt sikker på hva du spør om.

I tillegg lurer på noe annet:

Hvorfor er det slik at hvis en av lyspærene ryker i en seriekobling så vil alle andre slukne? Er det fordi elektronene har bare en vei å gå og du vil ikke få en sluttet krets? , mens i en parallellkobling har elektronene flere "veier" å velge mellom?

Korrekt

Er det for øvrig slik at strøm er konstant i en seriekobling, men ikke i en paralllelkobling pga grenstrømmer?

I en seriekobling vil spenningen "fordele" seg, mens strømmen vil være lik. I en parallellkobling vil spenningen være konstant, mens strømmen vil "fordele" seg.

tusen takk, kan du se på spørmålet over?

[zell]

I tillegg, hvis du har to lyspærer koblet til en eller annen spenningskilde osm har konstant spenning, Lyspærene er i en parallelkolbing, hvis den ene lampen ryker (f.eks, [tex]lampe_2[/tex] , Vil da [tex]lampe_1[/tex] lyse sterkere, svakere eller like sterkt som før?

Jeg tenkte opprinnelig sterkere fordi da kan elektrnene gå denne veien istendfor å gå opp til [tex]lampe_2[/tex] og da fordeler strømmen seg, men siden spenningen i en parallelkobling er konstant så stemmer det vel ikke?

Av formelen [tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}[/tex] Der U er konstant , så vil lyset avhenge av R (mostanden), men hvis de ene lampen ryker, vil ikke mostanden minke da? Da blir jo strømmen større altså mer lys? Men d stemmer ikke med fasit fordi svaret er "som før"

Har d noe med at motstanden er konstant selv om den ene lampen ryker?


+

Vil amperemeteret vise mer, eller mindre, eller det samme som før?

Her va jeg litt usikker,


takk på forhånd

Husk at spenningen er konstant i en parallellkobling. Det eneste som vil forandre seg hvis lampe 2 ryker er at den totale strømmen vil gå ned ([tex]I = I_1+I_2[/tex], hvor [tex]I_2 = 0[/tex] hvis lampe 2 ryker), altså vil amperemeteret vise mindre. Siden motstanden i lampe 1 ikke er avhengig av motstanden i lampe 2 må nødvendigvis strømmen som går gjennom lampe 1 være uforandret, noe som igjen betyr at effekten er uforandret ([tex]P = UI[/tex]).

[Gjest]

I tillegg, hvis du har to lyspærer koblet til en eller annen spenningskilde osm har konstant spenning, Lyspærene er i en parallelkolbing, hvis den ene lampen ryker (f.eks, [tex]lampe_2[/tex] , Vil da [tex]lampe_1[/tex] lyse sterkere, svakere eller like sterkt som før?

Jeg tenkte opprinnelig sterkere fordi da kan elektrnene gå denne veien istendfor å gå opp til [tex]lampe_2[/tex] og da fordeler strømmen seg, men siden spenningen i en parallelkobling er konstant så stemmer det vel ikke?

Av formelen [tex]U=RI\Leftrightarrow I=\frac{U}{R}[/tex] Der U er konstant , så vil lyset avhenge av R (mostanden), men hvis de ene lampen ryker, vil ikke mostanden minke da? Da blir jo strømmen større altså mer lys? Men d stemmer ikke med fasit fordi svaret er "som før"

Har d noe med at motstanden er konstant selv om den ene lampen ryker?


+

Vil amperemeteret vise mer, eller mindre, eller det samme som før?

Her va jeg litt usikker,


takk på forhånd

Husk at spenningen er konstant i en parallellkobling. Det eneste som vil forandre seg hvis lampe 2 ryker er at den totale strømmen vil gå ned ([tex]I = I_1+I_2[/tex], hvor [tex]I_2 = 0[/tex] hvis lampe 2 ryker), altså vil amperemeteret vise mindre. Siden motstanden i lampe 1 ikke er avhengig av motstanden i lampe 2 må nødvendigvis strømmen som går gjennom lampe 1 være uforandret, noe som igjen betyr at effekten er uforandret ([tex]P = UI[/tex]).

hva mener du med at strømmen blir forandret?

Spenningskilden tilfører jo like mye strøm uavhenging av lyspærene? Vil ikke elektronene gå gjennom lampe 1 for å kompensere for tapet i lampe 2?

[zell]

Spenningen er konstant. Motstanden i kretsen endrer seg, følgelig må strømmen endre seg: [tex]U = RI[/tex]