ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

Relaterede dokumenter
ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

THEVENIN'S REGEL (DC) Eksempel

ELEKTRISKE KREDSLØB (DC)

MASKELIGNINGER - KIRCHHOFFS LOVE (DC) Eksempel

MODUL 5 ELLÆRE: INTRONOTE. 1 Basisbegreber

IMPEDANSBEGREBET - KONDENSATOREN. Faseforskydning mellem I og U Eksempel: R, X og Z I og U P, Q og S. Diagrammer

IMPEDANSBEGREBET - SPOLEN. Faseforskydning mellem I og U Eksempel: R, X og Z I og U P, Q og S. Diagrammer

Materialer: Strømforsyningen Ledninger. 2 fatninger med pære. 1 multimeter. Forsøg del 1: Serieforbindelsen. Serie forbindelse

ELLÆRENS KERNE- BEGREBER (DC) Hvad er elektrisk: Ladning Strømstyrke Spændingsforskel Resistans Energi og effekt

Fysik rapport. Elektricitet. Emil, Tim, Lasse og Kim

KONDENSATORER (DC) Princip og kapacitans Serie og parallel kobling Op- og afladning

Elektronikkens grundbegreber 1

KONDENSATORER (DC) Princip og kapacitans Serie og parallel kobling Op- og afladning

Teknologi & kommunikation

Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! hvor er den passerede ladning i tiden, og enheden 1A =

Elektromagnetisme 7 Side 1 af 12 Elektrisk strøm. Elektrisk strøm

Bortset fra kendskabet til atomer, kræver forløbet ikke kendskab til andre specifikke faglige begreber, så det kan placeres tidligt i 7. klasse.

TRANSFORMEREN SPÆNDINGSFALD OG VIRKNINGSGRAD. Spændingsfald Virkningsgrad

Indre modstand og energiindhold i et batteri

Elektromagnetisme 7 Side 1 af 12 Elektrisk strøm. Elektrisk strøm

KONDENSATORER (DC) Princip og kapacitans Serie og parallel kobling Op- og afladning

Theory Danish (Denmark) Ikke-lineær dynamik i elektriske kredsløb (10 point)

Preben Holm - Copyright 2002

SPOLER (DC) Princippet (magnetiske felter) Induktion og selvinduktion Induktans (selvinduktionskoefficient)

Formålet med dette forsøg er at lave en karakteristik af et 4,5 V batteri og undersøge dets effektforhold.

Opgaver i fysik - ellære

Daniells element Louise Regitze Skotte Andersen

Ohms Lov Ohms lov beskriver sammenhæng mellem spænding, strømstyrke og modstand.

3.3 overspringes. Kapitel 3

Når enderne af en kobbertråd forbindes til en strømforsyning, bevæger elektronerne i kobbertråden sig (fortrinsvis) i samme retning.

Undervisningsbeskrivelse

Øvelse 1.5: Spændingsdeler med belastning Udført af: Kari Bjerke Sørensen, Hjalte Sylvest Jacobsen og Toke Lynæs Larsen.

Udarbejdet af: RA/ SLI/KW/

El-Teknik A. Rasmus Kibsgaard Riehn-Kristensen & Jonas Pedersen. Klasse 3.4

Torben Laubst. Grundlæggende. Polyteknisk Forlag

Teknologi & kommunikation

Lektionsantal: Uddannelsesmål: Fredericia Maskinmesterskole Undervisningsplan Side 1 af 11. Underviser: EST/JBS. Efterår 2011

Undervisningsbeskrivelse

Facit 12. Opgave 1. Dansk El-Forbund sikre din uddannelse R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω R4 = 20 Ω ΣR = 50 Ω. a) Beregn U1 U2 U3 U4 U 300 I = = = 6A

Undervisningsbeskrivelse

Eksamen i fysik 2016

Undervisningsbeskrivelse

Velkommen til. EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus. Joakim Soya OZ1DUG Formand. EDR Frederikssund afdeling Almen elektronik kursus

KREDSLØBSTEORI 10 FORELÆSNINGER OM ELEKTRISKEKREDSLØB

Nedenfor er først en gennemgang af regler om eksamen, den praktiske afvikling.

Fredericia Maskinmesterskole Afleverings opgave nr 5

Grundlæggende. Elektriske målinger

Det bør du vide om galvanisk tæring

Projekt 7.4 Kvadratisk programmering anvendt til optimering af elektriske kredsløb

Øvelses journal til ELA Lab øvelse 4: Superposition

FREMSTILLING AF VEKSELSPÆNDING. Induktion Generatorprincippet

KREDSLØBSTEORI 10 FORELÆSNINGER OM ELEKTRISKEKREDSLØB

Figur 1 Energetisk vekselvirkning mellem to systemer.

M4EAU1. Introduktion Tirsdag d. 25. august 2015

U = φ. R = ρ l A. Figur 1 Sammenhængen mellem potential, φ og spændingsfald, U: U = φ = φ 1 φ 2.

Ohms lov. Formål. Princip. Apparatur. Brug af multimetre. Vi undersøger sammenhængen mellem spænding og strøm for en metaltråd.

Fysikrapport Kogepladen. Gruppe Nr. 232 Udarbejdet af Nicolai & Martin

til undervisning eller kommercielt brug er Kopiering samt anvendelse af prøvetryk El-Fagets Uddannelsesnævn

HN Brugervejledning. Læs brugervejledningen omhyggeligt før multimeteret tages i brug, og gem brugervejledningen til senere brug.

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

8. Jævn- og vekselstrømsmotorer

Spørgsmål Emne Afsnit (vejledende) Øvelse Emner, der ønskes behandlet ved eksaminationen 1 Elektriske grundbegreber og jævnstrømskredsløb

J-fet. Kompendium om J-FET

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse for fysik B 2. B 2011/2012

Undervisningsbeskrivelse Fysik B - 2.g

Alt om galvanisk tæring

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse. Fysik B - 2.E

Undervisningsplan. Oversigt over planlagte undervisningsforløb. Udarbejdet august Termin Januar 2017 Juni Uddannelse HTX.

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Måleteknik Effektmåling

EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus

Undervisningsbeskrivelse Fysik B - 2.C

Undervisningsplan Udarbejdet af Kim Plougmann Povlsen d Revideret af

El-lære. Ejendomsservice

Monteringsvejledning String inverter. Monterinskit med taghager/tagskruer

Thevenin / Norton. 1,5k. Når man går rundt i en maske, vil summen af spændingsstigninger og spændingsfald være lig med 0.

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Er superledning fremtiden for fusion?

TRANSFORMEREN - PARALLELDRIFT

Undervisningsbeskrivelse

Gruppemedlemmer gruppe 232: Forsøg udført d. 6/ Joule s lov

Undervisningsbeskrivelse

De følgende sider er et forsøg på en forklaring til det meste af det stof I skal have været igennem og som opgives til eksamen.

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Impedans. I = C du dt (1) og en spole med selvinduktionen L

Kenneth Wosylus Opgaver og Vejledende løsninger

Fasedrejning i RC / CR led og betragtninger vedrørende spoler

VEKSELSPÆNDINGENS VÆRDIER. Frekvens Middelværdi & peak værdi (max) Effektiv værdi (RMS) Mere om effektiv værdi!

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Grundlæggende elektroteknik

EDR Frederikssund afdeling Almen elektronik kursus. Afsnit 9-9B-10. EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus. Joakim Soya OZ1DUG Formand

Studieplan. Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser. Oversigt over gennemførte undervisningsforløb. Termin aug 13 - jun 15

Indholdsfortegnelse:

Transkript:

ELEKTRISKE KREDSLØB (DC) Kredsløbstyper: Serieforbindelser Parallelforbindelser Blandede forbindelser Central lovmæssigheder Ohms lov, effektformel, Kirchhoffs 1. & 2. lov

DC kredsløb DC står for direct current som på dansk betyder jævnstrøm. I DC kredsløb vil både spænding og strøm være jævn, hvilket dels vil sige, at elektronerne (ladningerne) altid bevæger sig i samme retning rundt i kredsløbet, og dels at strøm (I) og spænding (U) til enhver tid er konstant (modsat vekselstrøm - AC) Hvis man et kort øjeblik ser bort fra resistansers temperaturafhængighed, vil de to altoverskyggende formler eller sammenhænge i ellæren altid være de følgende to: Ohms lov: U = I R V = A Ω Effektformlen: P = U I W = V A Med disse to sammenhænge kan man udlede, udvide og opbygge de formler man har brug for til, at løse næsten alle problemstillinger i DC kredsløb. Men lad os blot komme i gang, og starte med at se på håndteringen af serieforbindelser (underforstået serieforbindelse af resistanser og spændingskilde). Side 1 intro

Et meget simpelt elektrisk kredsløb: Serieforbindelser Side 2 Intro til serieforbindelser

Et meget simpelt elektrisk kredsløb: Serieforbindelser Som kunne være et kredsskema over et virkeligt kredsløb som f.eks.: Side 3 Intro til serieforbindelser

Når et kredsløb er sluttet og der er påtrykt kredsen en spænding, vil der løbe en strøm i kredsen hvis størrelse bestemmes ved Ohms lov: U = I R I = U R A Side 4 Intro til serieforbindelser

Når et kredsløb er sluttet og der er påtrykt kredsen en spænding, vil der løbe en strøm i kredsen hvis størrelse bestemmes ved Ohms lov: U = I R I = U R A Hvis det antages at spændingen på batteriets klemmer er: U DC = 9 V og resistansen er: R = 100 Ω vil der konstant løbe følgende strøm fra plus til minus i kredsen: Side 5 Intro til serieforbindelse

Når et kredsløb er sluttet og der er påtrykt kredsen en spænding, vil der løbe en strøm i kredsen hvis størrelse bestemmes ved Ohms lov: U = I R I = U R A Hvis det antages at spændingen på batteriets klemmer er: U DC = 9 V og resistansen er: R = 100 Ω vil der konstant løbe følgende strøm fra plus til minus i kredsen: I = U DC R I = 9 100 I = 90, 0 ma Side 6 Intro til serieforbindelser

I vores hverdag vil de fleste nok være tilfredse med, at aflæse klemspændingen på selve batteriet, men spørgsmålet er om ikke også selve batteriet påvirkes når den gennemløbes af en strøm!? Side 7

I vores hverdag vil de fleste nok være tilfredse med, at aflæse klemspændingen på selve batteriet, men spørgsmålet er om ikke også selve batteriet påvirkes når den gennemløbes af en strøm? Jo, det gør den! Derfor er det også hensigtsmæssigt at ækvivalerer (opføre sig elektrisk som) et batteri med følgende to komponenter: Side 8

I vores hverdag vil de fleste nok være tilfredse med, at aflæse klemspændingen på selve batteriet, men spørgsmålet er om ikke også selve batteriet påvirkes når den gennemløbes af en strøm? Jo, det gør den! Derfor er det også hensigtsmæssigt at ækvivalerer (opføre sig elektrisk som) et batteri med følgende to komponenter: En ideel spændingskilde (tabsfri) Side 9

I vores hverdag vil de fleste nok være tilfredse med, at aflæse klemspændingen på selve batteriet, men spørgsmålet er om ikke også selve batteriet påvirkes når den gennemløbes af en strøm? Jo, det gør den! Derfor er det også hensigtsmæssigt at ækvivalerer (opføre sig elektrisk som) et batteri med følgende to komponenter: En ideel spændingskilde (tabsfri) En indre resistans (R i ) (svarende til tabet i den kemiske proces) Side 10

I vores hverdag vil de fleste nok være tilfredse med, at aflæse klemspændingen på selve batteriet, men spørgsmålet er om ikke også selve batteriet påvirkes når den gennemløbes af en strøm? Jo, det gør den! Derfor er det også hensigtsmæssigt at ækvivalerer (opføre sig elektrisk som) et batteri med følgende to komponenter: En ideel spændingskilde (tabsfri) En indre resistans (R i ) (svarende til tabet i den kemiske proces) Den spænding som den ideelle spændingskilde kan frembringe kaldes batteriets elektromotoriske kraft (E) Side 11

Lad os prøve at beregne batteriets elektromotoriske kraft, under antagelse af at eksemplet fra før er situationen, og at vi ved at batteriet kemiske proces kan ækvivaleres med en resistans på 0,8 Ω. Vi har altså følgende oplysninger: U DC = 9 V batteriets klemspændingen R = 100 Ω I = 90 ma (som alle kredsens komponenter gennemløbes af) Side 12

Lad os prøve at beregne batteriets elektromotoriske kraft, under antagelse af at eksemplet fra før er situationen, og at vi ved at batteriet kemiske proces kan ækvivaleres med en resistans på 0,8 Ω. Vi har altså følgende oplysninger: Da alle kredsens komponenter gennemløbes af samme strøm, må vi kunne beregne spændingen der ligger over hver enkelt resistans i kredsen vha. Ohms lov U DC = 9 V R = 100 Ω I = 90 ma Side 13

Lad os prøve at beregne batteriets elektromotoriske kraft, under antagelse af at eksemplet fra før er situationen, og at vi ved at batteriet kemiske proces kan ækvivaleres med en resistans på 0,8 Ω. Vi har altså følgende oplysninger: Da alle kredsens komponenter gennemløbes af samme strøm, må vi kunne beregne spændingen der ligger over hver enkelt resistans i kredsen vha. Ohms lov Spændingen over den ydre resistans (R) må være: U R = I R U R = 0,09 100 U R = 9 V U DC = 9 V R = 100 Ω I = 90 ma Side 14

Lad os prøve at beregne batteriets elektromotoriske kraft, under antagelse af at eksemplet fra før er situationen, og at vi ved at batteriet kemiske proces kan ækvivaleres med en resistans på 0,8 Ω. Vi har altså følgende oplysninger: Da alle kredsens komponenter gennemløbes af samme strøm, må vi kunne beregne spændingen der ligger over hver enkelt resistans i kredsen vha. Ohms lov Spændingen over den ydre resistans (R) må være: U R = I R U R = 0,09 100 U R = 9 V U DC = 9 V R = 100 Ω I = 90 ma Spændingen over den indre resistans (R i ) må være: U Ri = I R i U Ri = 0,09 0,8 U Ri = 0, 07 V Side 15

Spændingen over den ydre resistans (R) må være: U R = I R U R = 0,09 100 U R = 9 V Spændingen over den indre resistans (R i ) må være: U Ri = I R i U Ri = 0,09 0,8 U Ri = 0, 07 V Batteriets elektromotoriske kraft (E) kan beregnes som: E = U Ri + U R E = 0,07 + 9 E = 9, 07 V U DC = 9 V R = 100 Ω I = 90 ma Side 16

Spændingen over den ydre resistans (R) må være: U R = I R U R = 0,09 100 U R = 9 V Spændingen over den indre resistans (R i ) må være: U Ri = I R i U Ri = 0,09 0,8 U Ri = 0, 07 V Batteriets elektromotoriske kraft (E) kan beregnes som: E = U Ri + U R E = 0,07 + 9 E = 9, 07 V U DC = 9 V R = 100 Ω I = 90 ma Denne sammenhæng er netop Kirchhoffs 2. lov: Summen af elektromotoriske kræfter (E) i et elektrisk kredsløb, er lig med summen af spændingsfald (U Ri + U R ) i kredsløbet. (gælder uanset antallet af spændingskilder og belastninger, eller måden de er forbundet!) Side 17

Spændingen over den ydre resistans (R) må være: U R = I R U R = 0,09 100 U R = 9 V Spændingen over den indre resistans (R i ) må være: U Ri = I R i U Ri = 0,09 0,8 U Ri = 0, 07 V Batteriets elektromotoriske kraft (E) kan beregnes som: E = U Ri + U R E = 0,07 + 9 E = 9, 07 V U DC = 9 V R = 100 Ω I = 90 ma Denne sammenhæng er netop Kirchhoffs 2. lov: Summen af elektromotoriske kræfter (E) i et elektrisk kredsløb, er lig med summen af spændingsfald (U Ri + U R ) i kredsløbet. Men hvad nu hvis vi ændrede den ydre resistans til f.eks. 20 Ω? Side 18

Ja, Kirchhoffs 2. lov gælder altid, så lad os tage udgangspunkt I den: E = U Ri + U R R = 20 Ω I =? U DC =? Side 19

Ja, Kirchhoffs 2. lov gælder altid, så lad os tage udgangspunkt I den: E = U Ri + U R Spændinger over resistanserne kender vi ikke, efter ændringen af den ydre resistans (R), men de kan beskrives ved Ohms lov: E = I R i + I R R = 20 Ω I =? U DC =? Side 20

Ja, Kirchhoffs 2. lov gælder altid, så lad os tage udgangspunkt I den: E = U Ri + U R Spændinger over resistanserne kender vi ikke, efter ændringen af den ydre resistans (R), men de kan beskrives ved Ohms lov: E = I R i + I R Den eneste værdi vi ikke kender her er strømmen, så den finder vi: R = 20 Ω I =? U DC =? E = I (R i +R) Side 21

Ja, Kirchhoffs 2. lov gælder altid, så lad os tage udgangspunkt I den: E = U Ri + U R Spændinger over resistanserne kender vi ikke, efter ændringen af den ydre resistans (R), men de kan beskrives ved Ohms lov: E = I R i + I R Den eneste værdi vi ikke kender her er strømmen, så den finder vi: R = 20 Ω I = 436 ma U DC =? E = I (R i +R) I = E (R i +R) I = 9,07 0,8 + 20 I = 436 ma (hvor strømmen før var 90 ma med R = 100 Ω) Side 22

Hvis vi nu ønsker at kende batteriets nye klemspænding (U DC ), har vi to muligheder, da denne spænding jo både er påtrykt batteriet (så at sige), men også den ydre kreds! R = 20 Ω I = 452 ma U DC =? Side 23

Hvis vi nu ønsker at kende batteriets nye klemspænding (U DC ), har vi to muligheder, da denne spænding jo både er påtrykt batteriet (så at sige), men også den ydre kreds! Fremgangsmåde 1 den ydre kreds: U DC = I R U DC = 0,436 20 U DC = 8, 72 V R = 20 Ω I = 452 ma U DC = 8,72 V Side 24

Hvis vi nu ønsker at kende batteriets nye klemspænding (U DC ), har vi to muligheder, da denne spænding jo både er påtrykt batteriet (så at sige), men også den ydre kreds! Fremgangsmåde 1 den ydre kreds: U DC = I R U DC = 0,436 20 U DC = 8, 72 V Fremgangsmåde 2 den indre kreds: U DC = E U Ri U DC = E I R i R = 20 Ω I = 452 ma U DC = 8,72 V U DC = 9,07 0,436 0,8 U DC = 8, 72 V Side 25

Hvis vi nu ønsker at kende batteriets nye klemspænding (U DC ), har vi to muligheder, da denne spænding jo både er påtrykt batteriet (så at sige), men også den ydre kreds! Fremgangsmåde 1 den ydre kreds: U DC = I R U DC = 0,436 20 U DC = 8, 72 V Fremgangsmåde 2 den indre kreds: U DC = E U Ri U DC = E I R i R = 20 Ω I = 452 ma U DC = 8,72 V U DC = 9,07 0,436 0,8 U DC = 8, 72 V Læg mærke til at efterhånden som strømmen stiger pga. mindre og mindre ydre belastning, vil klemspændingen falde når batteriets indre resistans er præcis den samme som kredsens ydre resistans, vil klemspændingen præcis være halvdelen af E! (dog kan et 9 V batteri ikke drive så stor en strøm max ca. 650 ma!) Side 26