FyB Studiearbete B1 (alla frågor) StuArb1 (Ins 3), fråga 1 Nästa fråga (2)

1. Två parallellkopplade resistorer (10,0 W respektive 8,0 W ) kopplas till ett galvaniskt element vars EMK är 1,5 V och inre resistans 0,18 W . Rita kopplingsschema och beräkna strömmen genom 10,0 W -resistorn. Det var rätt! 0.14 A
Lösning:
R1+2=R1R2/(R1+R2)=10×8/(10+8)=4,44... ohm
0=E-IRtot   Rtot=0,18+4,44...
ger I=E/Rtot=0,324363A
U=Polspänning=spänningen över R1 (och även över R2)
U=E-IRi=1,44161V
I1=U/R1=1,44161/10 »
0,14A (avrundat till 2 gällande siffror). Det kan finnas elegantare lösningar. Och man kan teckna schemat på olika vis utan att det behöver vara fel.
Nästa fråga (2) Fram till
Kopplingschema med högre potential delar i toppen. Även en batteriprofil fast den inte skall vara i officiell schema.
Korrekt kopplingsschema utan speciell placeringstanke.
Utmärkt uträknat svar!cirka 0.144161A Men med tanken på att flera ingående närmevärden hade bara 2 gällande siffror, vore det lämpligt att avrunda svaret till 2 gällande siffror!
Prova igen med rätt avrundning!

Ditt svar är mycket nära det rätta svaret. (mellan 0,14000001 och 0,14399999) Jag gissar att du har gjort avrundningar på vägen mot slutet. Försök att alltid räkna vidare med mellansvar i räknaren med alla decimaler (eller åtminstone 2 gällande siffror mer än du kommar att avrunda till på slutet). Just i detta fall kommer du ändå att få rätt svar om du avrundar rätt, till 2 gällande siffror. Gör det! Detta är fel men nära rätta svaret. Det finns (åtminstone) 2 sätt att få detta:
1. Räkna utan att ta hänsyn till inre resistansen i cellen. (MEN det har den!)
2. Räkna utan att ta hänsyn till strömmen genom 8 ohms resistorn. I och med att en del ström går också den vägen, sjunker polspänningen på cellen ytterligare.
Prova igen! (kolla tipsen om du går bet) Även om det är nära, så är det inte rätt. Har du möjligen plussat ihop de parallellkopplade resistorer som om de vore seriekopplade. Du är i så fall inte den första. Men det gör man inte (i finare "kretsar" :-) ). Prova rätta till det där och prova igen! Det ser ut som om du har gjort 2 fel:
  • Räknat ihop 10W och 8 W som om de var seriekopplade (till 18W ) men dem är parallellt kopplade.
  • Angivit totala strömmen i kretsen i stället för bara den genom 10 W resistorn.
Prova igen!
Obs! Interaktiva frågan ville ha strömmen uttryckt i A inte mA, prova igen! Jag tror att du har räknat ut strömmen i kretsens huvudledning (=0,324363A) och det är ett stort steg på vägen. Men du skall räkna nu ut den strömmen som går genom 10,0 ohms resistorn. Om du kallar den I1 kommer din lösning att ha samma beteckningar som min. Lycka till i fortsatta uträknandet! Prova igen! Om man sätter ihop alla tre resistanser som om de vore parallellt kopplade (till 0.173 ohm) och räknar ut strömmen till 8,82 A då skulle man få
U=E-RiI=-0,08824 V och bortse från tecknet skulle man få ett svar i detta område. Men Ri är INTE parallell kopplat med de andra resistanser. Har du räknat på annat sätt, beskriv det i Hmmm.. rutan! Prova igen! Om man sätter ihop alla tre resistanser som om de vore parallellt kopplade (till 0.173 ohm) och räknar ut strömmen till 8,82 A då skulle man få:
U=E-RiI=-0,08824 V skulle man få ett svar i detta område. Men Ri är INTE parallell kopplat med de andra resistanser. Har du räknat på annat sätt, beskriv det i Hmmm.. rutan! Prova igen! Tyvärr det var inte det svaret vi hoppats på och inte ett fel vi hade väntat. Prova igen! Har du kollat på "Tips" till denna fråga? Om du inte får till det, tryck på [Hmm..] -knappen så skall vi försöka förbättra hjälpen!
Rita först upp ett koppling schema och för in lämpliga beteckningar för olika strömmar, spänningar och resistanser Det skulle kunna se ut så här:
Koppling schema för ins 3-1 Eller ännu hellre som till höger. (Den blåa batteribilden skall inte finnas i schemat men är bara för att i undervisningssyfte visa att båda EMS och resistans hör till batteriet). Det kan vara trevligt att rita så att de saker som befinner sig på högre potential finns högre upp som i teckningen till höger. Men båda kretsar är funktionellt helt lika! Annat schema för ins 3-1
med batteri form
och explicit inre resistans
Vad söks? Strömmen genom 10 ohms resistorn (I1 i figuren). Ohms lag kopplar ihop spänning, ström och resistans U=IR Kunde vi spänningen över 10 ohms resistorn (R1 i figuren), skulle vi då enkelt få strömmen I1. Cellen ("batteriet") ger 1,5 V som läggs över resistorerna. Parallelkopplade komponenter har samma spänning över sig. (Motsats: Seriekopplade komponenter har samma ström genom sig). MEN cellen är inte resistansfri! Spänningen U som "kommer ur" cellen (kallas "polspänningen") beror av cellens emk E och dess inre resistans Ri och kretsens ström I enligt U = E -IRi E och Ri är givna men vad är I? I kommer att bero på hela kretsens samlade resistans och den pålagda emk:n. Så vi måste ta reda på resistansen för hela kretsen. Vi kan räkna ut en erättningsresistans för de 2 parallellkopplade resistorer och sedan lägga till cellens egen resistans. [hjälp] länken går till reglerna på ersättningskomponenter. Nu har du kanske glömt vad vi skulle göra:
Med kretsens resistans skulle vi kunna få strömmen genom kretsen (och därmed batteriet)
Då kan vi räkna ut batteriets polspänning ( = spänningen över resistorerna)
Om vi kan spänningen över resistorerna, kan vi med Ohms lag få ström över R1 (10 ohms resistorn) och det var den strömmen vi sökte.
(Enkelt, va? Inte! Varje steg är ganska enkelt, men att knyppla ihop kedjan tar sin tid!) Alltid avrunda till lämpligt antal gällande siffror.
Se till att du provat själv innan du läser flera tips! R8 parallell 10 = 1 / (1/10 + 1/8) = = 4,44444 ohm
Rtotal = ... = 4,4444 + 0,18 (där 0,18 är i "batteriet") I = E / R = 1,5 / (4,4444 + 0,18) = 0,324363 A
där E = batteriets EMK Polspänningen = Upol = E - I*Rinre = 1,5 - 0,324363*0,18 = 1,441615 V Polspänning ligger över båda resistorer, alltså även över 10 ohm I10 ohm = U/R = 1,441615/10 = ?
Dokument slutlinje
© CFL Jeff Forssell; Senaste uppdatering 2004-05-13; Fy/delat/Fysik/Binsu/insq3-1.htm