Terriervalp-analogin hela historien [version 0.3]
|
|
- Martin Sundberg
- för 5 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 Terriervalp-analogin hela historien [version 0.3] Christian Karlsson Den här liknelsen är avsedd att ge känsla för vad om egentligen händer i enkla elektriska kretsar (enligt Drudemodellen, beskriven i till exempel Ref. [1]. Liknelsen är ganska raffinerad, och analogin håller som jag ser det hela vägen. På en del punkter haltar dock analogin. Detta redogör jag för allra sist. Innan vi startar, en tabell med de inblandade storheterna: Valpstorheter Elektriska storheter hg höjdgångertyngdfaktor U spänning (V = J/C) (m 2 /s 2 = J/kg) m en valps massa (kg) e en elektrons laddning (C) M valpmassa (kg) Q laddning(smängd) (C) n valptäthet (stk/m 2 ) n ledningselektrontäthet (stk/m 3 I valpström (kg/s) I elektrisk ström (C/s eller A) τ kollisionstid (s) τ kollisionstid (s) L gympasalens längd (m) l motståndstrådens längd l (m) b gympasalens bredd (m) A motståndstrådens tvärsnittsarea (m 2 ) R resistans (m 2 /kg s) R resistans (Ω) En valpfylld gympasal och en manick (ett motstånd och ett batteri) Vi tänker oss en gympasal (ett motstånd, t.ex. en metalltråd) fylld med terriervalpar (ledningselektroner) som har glädjefnatt (rör sig på grund av värmerörelse, typisk fart km/s). De far omkring åt slumpmässiga håll. Den genomsnittliga farten v m är därför noll. En manick (ett batteri) ansluts till gympasalen. Manicken lutar golvet så att den högra ändan ligger h högre än den vänstra (här finns inte någon direkt analogi). Manicken knuffar in valpar i högra ändan samtidigt som den drar ut valpar i den vänstra ändan (vid batteriets minuspol sker kemiska reaktioner där elektroner avges och vid pluspolen sker kemiska reaktioner där elektroner upptas). Det flyter en valpström genom gympasalen. Valpströmmen (strömmen) definierar vi på följande vis. Om valpmassan M (laddningen Q) passerar ett tvärsnitt av en gympasal på tiden t är valpströmmen (elektriska strömmen) I = M ( I = Q ). (1) t t Valpströmmen mäts i kg/s (elektriska strömmen mäts i C/s = A). Om valptätheten, mätt i stk/m 2, är n (elektrontätheten, mätt i stk/m 3 ) och valparna (elektronerna) av någon anledning har den genomsnittliga hastigheten 1
2 Figur 1 Till vänster en gympasal sedd från sidan. Mannicken lutar golvet så att höjdskillnaden mellan ändarna är h. Till höger ett motstånd över vilket spänningen är U. v m åt något håll (notera att den genomsnittliga hastigheten från glädjefnattrörelser är noll, eftersom glada valpar rör sig i slumpvisa riktningar), så kan följande uttryck för valpströmmen (elektriska strömmen) härledas från valpströmdefinitionen: 1 I = bv m nm (I = Av m ne). (2) Här är b bredden på gympasalen och m massan för en valp (A ledarens tvärsnittsarea och e laddningen hos en elektron). Det är viktigt att man har klart för sig att valpströmmen (elektriska strömmen) genom varje tvärsnitt av gympasalen måste vara lika stor. För varje valp som manicken knuffar in i högra änden måste den dra ut en valp vid vänstra änden. Om det till exempel vore så att manicken knuffade in fler valpar än vad den plockade ut skulle det ansamlas valpar (elektroner) någonstans, och så kan det inte vara. Det skulle snabbt bli väldigt trångt. Vi återvänder till till gympasalen och manicken som lutar golvet (höjdgångertyngdfaktorn hg motsvarar spänningen U över motståndet). Vi följer en valp (elektron) som precis knuffats in av manicken (batteriet). Den far nedåt och farten ökar lägesenergi omvandlas till rörelseenergi (elektronen accelererar elektrisk energi omvandlas till rörelseenergi). Men plötsligt krockar valpen med ett stolsben. Det är nämligen så att i gympasalen finns det förutom terriervalpar (ledningselektroner) massvis av stol- och bordsben (atomer) som valparna (elektronerna) krockar med. Valpens nyvunna rörelseenergi omvandlas till värmeenergi, och valpen återfår sin ursprungliga fart (elektronen krockar med en atom, en del del av rörelseenergin omvandlas till värmeenergi, och elektronen återfår sin ursprungliga fart). Och sådär håller det på, glada valpar får lite fart golvet lutar ju nedåt, krockar med ett stolsben, bromsas upp, får fart igen av lutningen och så vidare. När den mörbultade, men fortfarande glada, valpen når 1 I korthet: Om valpar på en yta med arean b s passerar ett tvärsnitt på tiden t så kan valpströmmen skrivas I = M t = b s t n m = bnm s t = bnm v m. 2
3 Figur 2 (a) En valp kommer in i gympasalen med och har då hastigheten v. På grund av att golvet lutar kommer valpen att accelerera. (b) Precis innan valpen kolliderar med ett stolsben har den hastigheten v + v. (c) Efter krocken är farten åter v. En del av rörelseenergin har omvandlats till värmeenergi. den lägre änden av gympasalen har den avgett all sin ursprungliga lägesenergi mg h (har elektronen avgett all sin ursprungliga elektriska energi eu ). Följden av att massor av valpar gör en liknande resa blir att hela havet av terriervalpar kommer att driva ned genom gympasalen (ca ledningselektroner driver genom motståndet). Notera att terriervalphavets drifthastighet, som är lika med valparnas genomsnittliga hastighet, v m, är mycket mindre än farten hos en enskild terrier. (Drifthastigheten för elektroner är typiskt 1 mm/s.) Man kan jämföra med en myggsvärm som blåser omkring. Myggornas hastighet inne i svärmen är mycket större än hela svärmens hastighet. Nettoenergiomvandlingen som sker är alltså att lägesenergi omvandlas till värmeenergi (elektrisk energi omvandlas till värmeenergi). När valpmassan M passerar gympasalen omvandlas energimängden M g h (när laddningen Q passerar motståndet omvandlas energimängen QU ). Observera att 300 kg valp kan passera gympasalen utan att samma valpar passerar igenom. Om manicken knuffar in 300 kg valp i en änden och drar ut 300 kg valp i andra änden varje sekund, så har ju 300 kg valp passerat. Dock inte nödvändigtvis i form av samma valpar. Men det har ingen praktisk betydelse, eftersom strömmen blir densamma (300 kg/s). Låt oss innan vi går vidare ta fram en formel för energiomvandlingens storlek. Antag att valpmassan M passerar gympasalen på tiden t (laddningen Q passerar motståndet på tiden t). Energin som omsätts blir då Använder vi strömdefinitionen (1) får vi W = Mgh (W = QU ). (3) W = g h I t (W = U I t). (4) Om man gör vissa antaganden (se Ref. [1]) kan man visa att drifthastigheten, det vill säga den hastighet varmed hela valphavet driver ned genom gympasalen, 3
4 som vi antar har längden L (motståndstråden har längden l), kan skrivas v m = g hτ L ( v m = euτ ), (5) lm där τ är kollisionstiden. Precis som innan är h höjdskillnaden mellan höger och vänster ände av gympasalen. Kollisionstiden τ är ett mått på hur långt det är mellan kollisioner med stolsbenen (atomerna). Väljer vi ut en slumpvis valp så kommer det att vara så att det i genomsnitt dröjer tiden τ tills den råkar ut för nästa kollision, och det har i genomsnitt dröjt τ sedan den sista kollisionen. Från (5) ser vi att valphavshastigheten blir större ju mer sällan valparna krockar med stolsben och ju mer golvet lutar. Kvoten h/l är ju ett mått på golvets lutning. Sätter vi in drifthastigheten (5) i uttrycket för strömmen (2) får vi efter ommöblering följande samband mellan tyngdfaktorgolvhöjd (spänning) och valpström (ström): g h = L b 1 nmτ I ( U = l ) m A ne 2 τ I. Om vi definierar resistans R som kvoten av tyngdfaktorgolvhöjd (spänning) och valpström (ström) får vi då R = g h I = L b 1 nmτ }{{} ρ R = U I = l m A } ne {{ 2 τ. } ρ Den första kvoten, L/b, beror bara av gympasalens (motståndets) dimensioner och den andra kvoten beror av materialet. Den senare kvoten brukar man kalla för materialets resistivitet ρ. Två valpfyllda gympasalar efter varandra (två motstånd i serie) Nu tänker vi oss att vi har två gympasalar placerade efter varandra (två motstånd kopplade i serie). Gympasalarna är olika så tillvida att det är tätare mellan stolsbenen i den högra salen (kortare kollisionstid i högra motståndstråden). Manicken ser till att den totala höjdskillnaden är h, så att energin mg h omsätts när en valpmassa passerar båda salarna (den totala spänningen är U så att en energin eu omsätts när en elektronladdning passerar båda motstånden). Men eftersom gympasalarna är olika kommer höjdskillnaden vid varje gympasal att bli olika. Anledningen är följande. För det första måste vi komma ihåg att strömmen (2) måste vara densamma genom båda gympasalarna. Om vi antar att gympasalarna har samma bredd b och att valptätheten n är densamma, så måste då drifthastigheten v m vara densamma. Men från (5) ser vi att att om kollisionstiden τ ökar, så ökar drifthastigheten. Blir det glesare mellan stolsbenen 4
5 Figur 3 (a) Två seriekopplade gympasalar med olika egenskaper (olika tätt mellan stolsbenen). Manicken bestämmer totala höjdskillnaden h. Respektive gympasals höjdskillnad, h 1 och h 2, ställs in (av sig självt) så att valparnas drifthastighet v m, och därmed strömmen I, blir lika i båda salarna. (b) Två seriekopplade motstånd med olika resistans. Batteriet bestämmer totala spänningen U. Spänningen över respektive motstånd, U 1 och U 2, ställs in (av sig självt) så att strömmen blir lika genom båda motstånden. kommer terrierhavet att driva snabbare genom gympasalen, så länge inte lutningen förändras. För att terrierhavet ska ha samma drifthastighet i båda gympasalarna måste därför lutningarna h/l justeras så att golvet lutar mer i den sal där det är tätare mellan stolsbenen och vice versa. Och det är precis detta som händer; Naturen ställer in respektive gympasals höjdskillnad (spänningen över varje motstånd) så att strömmen, och i det här fallet drifthastigheten, blir densamma i båda (Hur Naturen lyckas hitta rätt läge direkt tror jag är en djup fråga som man kan fundera vidare på om man vill. Hur hittar Naturen jämviktslägen? Jag har inget bra svar, mer än att säga att på något vis prövar sig Naturen fram.) Två valpfyllda gympasalar bredvid varandra (två parallellkopplade motstånd) Hur analogin fungerar i det här fallet kan du kanske själv fundera ut vid det här laget! Om inte fråga! Brister i analogin Analogin haltar på åtminstone följande punkter: Valparna krockar med varandra, medan elektron-elektron-kollisioner vid normala temperaturer är ovanliga. Någon motsvarighet till att golvet lutar finns ej i motståndet. Det kan vara missledande att föreställa sig elektroner som små bollar som far omkring. Verkligheten är betydligt mer komplicerad. 5
6 Alla elektroner är identiska och har samma laddning. Valpar har personlighet och har olika stor massa.... Dessutom bör det påpekas att elektroner egentligen i första hand krockar med defekter i materialet, det vill säga atomer som inte sitter på sina vanliga platser. Referenser 1. N. W. Ashcroft och N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders College Publishing,
Lösningar Kap 7 Elektrisk energi, spänning och ström. Andreas Josefsson. Tullängsskolan Örebro
Lösningar Kap 7 Elektrisk energi, spänning och ström Andreas Josefsson Tullängsskolan Örebro Lösningar Fysik 1 Heureka: kap 7 7.1) Om kulan kan "falla" från A till B minskar dess potentiella elektriska
Läs merInföra begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar
Kapitel: 25 Ström, motstånd och emf (Nu lämnar vi elektrostatiken) Visa under vilka villkor det kan finnas E-fält i ledare Införa begreppet emf (electromotoric force) Beskriva laddningars rörelse i ledare
Läs merSensorer och elektronik. Grundläggande ellära
Sensorer och elektronik Grundläggande ellära Innehåll Grundläggande begrepp inom mekanik Elektriskt fält och elektrisk potential Dielektrika och kapacitans Ström och strömtäthet Ohms lag och resistans
Läs merSammanfattning: Fysik A Del 2
Sammanfattning: Fysik A Del 2 Optik Reflektion Linser Syn Ellära Laddningar Elektriska kretsar Värme Optik Reflektionslagen Ljus utbreder sig rätlinjigt. En blank yta ger upphov till spegling eller reflektion.
Läs merQ I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.
Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23 Eleonora Lorek Ström Ström är flöde av laddade partiklar. Om vi har en potentialskillnad, U, mellan två punkter och det finns en lämplig väg rör sig laddade partiklar i
Läs merThink, pair, share. Vad tänker du på när du hör ordet elektricitet? Vad vill du veta om elektricitet?
Think, pair, share Vad tänker du på när du hör ordet elektricitet? Vad vill du veta om elektricitet? Elektricitet och magnetism Frågeställningar utifrån det centrala innehållet Vad är spänning (U), hur
Läs merSammanfattning Fysik A - Basåret
Sammanfattning Fysik A - Basåret Martin Zelan, Insitutionen för fysik 6 december 2010 1 Inledning: mätningar, värdesiffror, tal, enheter mm 1.1 Värdesiffror Avrunda aldrig del uträkningar, utan vänta med
Läs merFYSIK ELEKTRICITET. Årskurs 7-9
FYSIK ELEKTRICITET Årskurs 7-9 UNDER DETTA AVSNITT FÅR DU LÄRA DIG: Hur utforskandet av elektriska laddningar lett till dagens kunskap om spänning, ström och resistans Hur man ritar och kopplar elektriska
Läs merInstuderingsfrågor Arbete och Energi
Instuderingsfrågor Arbete och Energi 1. Skriv ett samband (en formel) där kraft, arbete och väg ingår. 2. Vad menas med friktionskraft? 3. Hur stort arbete behövs för att lyfta en kartong som väger 5 kg
Läs merFysik 1 kapitel 6 och framåt, olika begrepp.
Fysik 1 kapitel 6 och framåt, olika begrepp. Pronpimol Pompom Khumkhong TE12C Laddningar som repellerar varandra Samma sorters laddningar stöter bort varandra detta innebär att de repellerar varandra.
Läs merFöreläsnng 1 2005-11-02 Sal alfa. 08.15 12.00
LE1460 Föreläsnng 1 2005-11-02 Sal alfa. 08.15 12.00 pprop. Föreslagen kurslitteratur Elkretsanalys av Gunnar Petersson KTH Det finns en många böcker inom detta område. Dorf, Svoboda ntr to Electric Circuits
Läs merEllära. Christian Karlsson Uppdaterad: Har jag använt någon bild som jag inte får använda så låt mig veta så tar jag bort den.
Ellära Christian Karlsson Uppdaterad: 160107 Har jag använt någon bild som jag inte får använda så låt mig veta så tar jag bort den. christian.karlsson@ckfysik.se [7] Elektrisk laddning 1 Ex: Laddade ballonger
Läs merExtrauppgifter Elektricitet
Extrauppgifter Elektricitet 701 a) Strömmen genom en ledning är 2,50 A Hur många elektroner passerar varje sekund genom ett tvärsnitt av ledningen? b) I en blixt kan strömmen vara 20 ka och pågå i 0,90
Läs merEllära. Lars-Erik Cederlöf
Ellära LarsErik Cederlöf Elektricitet Elektricitet bygger på elektronens negativa laddning och protonens positiva laddning. nderskott av elektroner ger positiv laddning. Överskott av elektroner ger negativ
Läs merTENTAMEN. Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A, Basterminen del 1 Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling.
Umeå Universitet TENTAMEN Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A, Basterminen del 1 Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling Lärare: Joakim Lundin, Magnus Cedergren, Karin Due, Jonas Larsson Datum:
Läs merTentamen i Fysik TEN 1:2 Tekniskt basår 2009-04-14
Tentamen i Fysik TEN 1: Tekniskt basår 009-04-14 1. En glaskolv med propp har volymen 550 ml. När glaskolven vägs har den massan 56, g. Därefter pumpas luften i glaskolven bort med en vakuumpump. Därefter
Läs merTentamen i ELEKTROMAGNETISM I, för W2 och ES2 (1FA514)
Uppsala universitet Institutionen för fysik och astronomi Kod: Program: Tentamen i ELEKTROMAGNETISM I, 2016-03-19 för W2 och ES2 (1FA514) Kan även skrivas av studenter på andra program där 1FA514 ingår
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS
WALLENBERGS FYSIKPRIS KVALIFICERINGSTÄVLING 8 januari 016 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET LÖSNINGSFÖRSLAG KVALTÄVLINGEN 016 1. a) Den stora och lilla bollen faller båda,0 m. Energiprincipen ger hastigheten då
Läs merFacit till Testa dig själv 3.1
Facit till Testa dig själv 3.1 1. En atom består av en positivt laddad atomkärna och negativt laddade elektroner. 2. a) Negativ laddning b) Positiv laddning 3. a) De stöter bort, repellerar, varandra.
Läs merrep NP genomgång.notebook March 31, 2014 Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet.
1. Materia 2. Ellära 3. Energi MATERIA Densitet = Hur tätt atomerna sitter i ett ämne Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet. Vattnets densitet
Läs merKoll på NO kapitel 5 Energi, sidan NTA, Kretsar kring el
Energi Detta ska du kunna! Koll på NO kapitel 5 Energi, sidan 68-83 Ge exempel på vad du och samhället använder energi till. Sidan 70,72 Förstå vad energiprincipen är. Sidan 70-71 Beskriv de olika energiformerna.
Läs mer27,8 19,4 3,2 = = 1500 2,63 = 3945 N = + 1 2. = 27,8 3,2 1 2,63 3,2 = 75,49 m 2
Lina Rogström linro@ifm.liu.se Lösningar till tentamen 150407, Fysik 1 för Basåret, BFL101 Del A A1. (2p) Eva kör en bil med massan 1500 kg med den konstanta hastigheten 100 km/h. Längre fram på vägen
Läs merKortfattat lösningsförslag Fysik A, Tentamensdatum:
Kortfattat lösningsförslag Fsik, Tentamensdatum: 06011 1. Lösning: För att räkna ut den totala kraft som verkar på kan vi använda superposition. F C F res r =,0 mm B α r =,0 mm C F B Riktningen på kraften
Läs mer4 rörelsemängd. en modell för gaser. Innehåll
4 rörelsemängd. en modell för gaser. Innehåll 8 Allmänna gaslagen 4: 9 Trycket i en ideal gas 4:3 10 Gaskinetisk tolkning av temperaturen 4:6 Svar till kontrolluppgift 4:7 rörelsemängd 4:1 8 Allmänna gaslagen
Läs merLektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1
Lektion 1: Automation 5MT001: Lektion 1 p. 1 Lektion 1: Dagens innehåll Electricitet 5MT001: Lektion 1 p. 2 Lektion 1: Dagens innehåll Electricitet Ohms lag Ström Spänning Motstånd 5MT001: Lektion 1 p.
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS
WALLENBERGS FYSIKPRIS KVALIFICERINGSTÄVLING 23 januari 2014 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET LÖSNINGSFÖRSLAG 1. (a) När bilens fart är 50 km/h är rörelseenergin W k ( ) 2 1,5 10 3 50 3,6 2 J 145 10 3 J. Om verkningsgraden
Läs merELEKTRICITET. http://www.youtube.com/watch?v=fg0ftkaqz5g
ELEKTRICITET ELEKTRICITET http://www.youtube.com/watch?v=fg0ftkaqz5g ELEKTRICITET Är något vi använder dagligen.! Med elektricitet kan man flytta energi från en plats till en annan. (Energi produceras
Läs merTentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p 2007-03-23 kl. 08.00-13.00
Institutionen för teknik, fysik och matematik Nils Olander och Herje Westman Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p 2007-03-23 kl. 08.00-13.00 Max: 30 p A-uppgifterna 1-8 besvaras genom att ange det korrekta
Läs merTesta dig själv 3.1. Testa dig själv 3.2
Testa dig själv 3.1 1. En atom består av en positivt laddad atomkärna och negativt laddade elektroner. 2. a) Negativ laddning b) Positiv laddning 3. a) De stöter bort, repellerar, varandra. b) De dras
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS
WALLENBERGS FYSIKPRIS KVALIFICERINGS- OCH LAGTÄVLING 8 januari 1 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET LÖSNINGSFÖRSLAG 1. Ballongens volym är V = πr h = 3,14 3 1,5 m 3 = 4,4 m 3. Lyftkraften från omgivande luft är
Läs mer2. Vad menas med begreppen? Vad är det för olikheter mellan spänning och potentialskillnad?
Dessa laborationer syftar till att förstå grunderna i Ellära. Laborationerna utförs på byggsatts Modern Elmiljö för Elektromekanik / Mekatronik. När du börjar med dessa laborationer så bör du ha läst några
Läs mer4. Förhållandet mellan temperatur och rörelseenergi a. Molekyler och atomer rör sig! b. Snabbare rörelse högre rörelseenergi högre temperatur
Energi 1. Vad är energi? a. Förmåga att uträtta ett arbete 2. Olika former av energi a. Lägesenergi b. Rörelseenergi c. Värmeenergi d. Strålningsenergi e. Massa f. Kemisk energi g. Elektrisk energi 3.
Läs mer4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning
4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning Det samhälle vi lever i hade inte utvecklats till den höga standard som vi ser nu om inte vi hade lärt oss att utnyttja elektricitet. Därför är det viktigt
Läs mer9 Elektricitet LÖSNINGSFÖRSLAG. 9. Elektricitet. 4r 2, dvs. endast en fjärdedel av den tidigare kraften. 2, F k Q 1 Q 2 r 2
LÖSNNGSFÖSLAG 9 Elektricitet 90. Se lärobokens facit. 90. Elektronens laddning är, 0 9 C. För att neutralisera den positiva laddningen på klotet måste man,5 0 9 därför tillföra, 0 9,6 0 0 st elektroner.
Läs merLärarhandledning: Ellära. Författad av Jenny Karlsson
Lärarhandledning: Författad av Jenny Karlsson Målgrupp: Grundskola 4-6, Grundskola 7-9 Ämnen: Fysik Speltid: 6/5/5/6 minuter Produktionsår: 2017 INNEHÅLL: Elektricitet, spänning och ström Elsäkerhet och
Läs merRepetitionsuppgifter i Fysik 1
Repetitionsuppgifter i Fysik 1 Uppgifterna i detta häfte syftar till att kort repetera några begrepp från fysiklektionerna i höstas. Det är inte på något sätt ett komplett repetionsmaterial, utan tanken
Läs mer= + = ,82 = 3,05 s
Lina Rogström linro@ifm.liu.se Lösningar till Exempeltentamen HT2014, Fysik 1 för Basåret, BFL101 Del A A1. (2p) En boll kastas rakt uppåt och har hastigheten = 30 m/s då den lämnar handen. Hur högt når
Läs merChalmers. Matematik- och fysikprovet 2009 Fysikdelen
Chalmers Teknisk fysik Teknisk matematik Arkitektur och teknik Matematik- och fysikprovet 2009 Fysikdelen Provtid: 2h. Hjälpmedel: inga. På sista sidan finns en lista över fysikaliska konstanter som eventuellt
Läs merSpänning, ström och energi!
Spänning, ström och energi! Vi lever i ett samhälle som inte hade haft den höga standard som vi har nu om inte vi hade lärt oss att utnyttja elektricitet. Därför är det viktigt att lära sig förstå några
Läs merMer om E = mc 2. Version 0.4
1 (6) Mer om E = mc Version 0.4 Varifrån kommer formeln? För en partikel med massan m som rör sig med farten v har vi lärt oss att rörelseenergin är E k = mv. Denna formel är dock inte korrekt, även om
Läs merSpänning. Sluten krets, kopplingsschema, seriekoppling, parallellkoppling.
Spänning Inledning I det här experimentet undersöker du vad skillnaden mellan serie- och parallellkoppling är genom att koppla lampor till varandra på olika sätt. Bakgrund För att det ska flyta ström i
Läs merKommentarer till målen inför fysikprovet. Magnetism & elektricitet
Kommentarer till målen inför fysikprovet Magnetism & elektricitet Skillnaden mellan spänning, ström och resistans Spänningen är själva drivkraften av strömmen och mäts i enheten volt, V. Finns ingen spänning
Läs merFysikaliska modeller
Fysikaliska modeller Olika syften med fysiken Grundforskarens syn Finna förklaringar på skeenden i naturen Ställa upp lagar för fysikaliska skeenden Kritiskt granska uppställda lagar Kontrollera uppställda
Läs merExtralab fo r basterminen: Elektriska kretsar
Extralab fo r basterminen: Elektriska kretsar I denna laboration får du träna att koppla upp kretsar baserat på kretsscheman, göra mätningar med multimetern samt beräkna strömmar och spänningar i en krets.
Läs merEfter avsnittet ska du:
ELLÄRA Kapitel 3 Efter avsnittet ska du: veta vad som menas med att ett föremål är elektriskt laddat kunna förklara vad elektricitet är veta vad som menas med strömstyrka, spänning och resistans samt känna
Läs merTENTAMEN. Umeå Universitet. P Norqvist och L-E Svensson. Datum: Tid: Namn:... Grupp:... Poäng:... Betyg U G VG ...
Umeå Universitet TENTAMEN Linje: Kurs: Hjälpmedel: Fysik A Miniräknare, formelsamling Lärare: P Norqvist och L-E Svensson Datum: 07-01-10 Tid: 16.00-22.00 Namn:... Grupp:... Poäng:... Betyg U G VG... Tentamen
Läs merSvar och anvisningar
15030 BFL10 1 Tenta 15030 Fysik : BFL10 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Enligt superpositionsprincipen ska vi addera elongationerna: y/cm 1 1 x/cm b) Reflektionslagen säger att reflektionsvinkeln är
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS 2014
WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014 Tävlingsuppgifter (Kvalificeringstävlingen) Riv loss detta blad och häfta ihop det med de lösta tävlingsuppgifterna. Resten av detta uppgiftshäfte får du behålla. Fyll i uppgifterna
Läs merELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan?
Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan? För många kan detta vara ett nytt ämne och till och med en helt
Läs merLösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans
Inst. för fysik och astronomi 2017-11-26 1 Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans Elektromagnetism I, 5 hp, för ES och W (1FA514) höstterminen 2017 (3.1) En plattkondensator har
Läs mera sorters energ i ' ~~----~~~ Solen är vår energikälla
a sorters energ i. ~--,;s..- -;-- NÄR DU HAR LÄST AVSNITTET OLIKA SORTERS ENERGI SKA DU känna till energiprincipen känna till olika sorters energi veta att energi kan omvandlas från en sort till en annan
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS
WALLENBERGS FYSIKPRIS KVALIFICERINGS- OCH LAGTÄVLING 22 januari 2009 SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET LÖSNINGSFÖRSLAG 1. (a) Rörelsemotståndsarbetet på nervägen är A n = F motst s = k mg s = k (2 180 + 52 100)
Läs merFörsättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet
Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet (fylls i av ansvarig) Datum för tentamen 111 Sal KÅRA, T1 Tid 14-18 Kurskod Provkod Kursnamn/benämning BFL11 TEN1 Fysik A för tekniskt/naturvetenskapligt
Läs merFK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00
FK4010 - Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00 Läs noggrant genom hela tentan först. Börja med uppgifterna som du tror
Läs merObservera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!
TENTAMEN I FYSIK FÖR V1, 14 DECEMBER 2010 Skrivtid: 14.00-19.00 Hjälpmedel: Formelblad och räknare. Börja varje ny uppgift på nytt blad. Lösningarna ska vara väl motiverade och försedda med svar. Kladdblad
Läs merHur gör man. Så fungerar det
14. Bli ett batteri! Hur gör man Lägg din ena hand på kopparplattan och den andra handen på aluminiumplattan. Vad händer? Så fungerar det Inuti pelaren går en elektrisk ledning från kopparplattan, via
Läs merREGIONFINAL 2016 LAGEN
REGIONFINAL 2016 LAGEN 1. Rena grekiskan Grekiska arkeologer har hittat en gammal stentavla med något som verkar vara inristade matematiska formler. Med hjälp av andra stentavlor har de lyckats komma fram
Läs merÖvningar Arbete, Energi, Effekt och vridmoment
Övningar Arbete, Energi, Effekt och vridmoment G1. Ett föremål med massan 1 kg lyfts upp till en nivå 1,3 m ovanför golvet. Bestäm föremålets lägesenergi om golvets nivå motsvarar nollnivån. G10. En kropp,
Läs merFysik 1 Rörelsemängd och Ellära, kap. 6 och 9
Fysik 1 Rörelsemängd och Ellära, kap. 6 och 9 Skrivtid: kl. 14:15-17:15 Hjälpmedel: Formelsamling, grafritande miniräknare, linjal Lärare: ASJ, HPN, JFA, LEN, MEN, NSC Möjliga poäng: 20 E-poäng + 12 C-poäng
Läs mer1. Förklara på vilket sätt energin från solen är nödvändig för alla levande djur och växter.
FACIT Instuderingsfrågor 1 Energi sid. 144-149 1. Förklara på vilket sätt energin från solen är nödvändig för alla levande djur och växter. Utan solen skulle det bli flera hundra minusgrader kallt på jorden
Läs merTentamen i El- och vågrörelselära,
Tentamen i El- och vågrörelselära, 204 08 28. Beräkna den totala kraft på laddningen q = 7.5 nc i origo som orsakas av laddningarna q 2 = 6 nc i punkten x,y) = 5,0) cm och q 3 = 0 nc i x,y) = 3,4) cm.
Läs merELEKTRICITET & MAGNETISM
ELEKTRICITET & MAGNETISM Södermalmsskolan vt16 1. Energi - Vad är det? Energi finns omkring oss i allt som rör sig, lever och lite till. Energi är något som får saker att hända. Energi är ett viktigt begrepp
Läs merElektroteknik MF1016 föreläsning 8, MF1017 föreläsning 6
Elektroteknik MF1016 föreläsning 8, MF1017 föreläsning 6 Tillståndsmaskin (Tillståndsdiagram) insignal = övergångsvillkor, tillstånd, utsignal Switch Case Hållbar utveckling Framdrivning av elbilar och
Läs merTFYA16: Tenta Svar och anvisningar
170418 TFYA16 1 TFYA16: Tenta 170418 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Vi är intresserade av största värdet på funktionen x(t). Läget fås genom att integrera hastigheten, med bivillkoret att x(0) = 0.
Läs merArbete Energi Effekt
Arbete Energi Effekt Mekaniskt arbete Du använder en kraft som gör att föremålet förflyttas i kraftens riktning Mekaniskt arbete Friktionskraft En kraft som försöker hindra rörelsen, t.ex. när du släpar
Läs merGalvaniska element. Niklas Dahrén
Galvaniska element Niklas Dahrén Galvaniska element/celler Olika anordningar som skapar elektrisk energi utifrån kemiska reaktioner (redoxreaktioner) kallas för galvaniska element (eller galvaniska celler).
Läs merRepetition Energi & Värme Heureka Fysik 1: kap version 2013
Repetition Energi & Värme Heureka Fysik 1: kap. 5 + 9 version 2013 Mekanisk energi Arbete Arbete är den energi som omsätts när en kropp förflyttas. Arbete ges av W = F s, där kraften F måste vara parallell
Läs merTillståndsmaskin (Se separat skrift Tillståndsdiagram som hör till föreläsningen) insignal = övergångsvillkor, tillstånd, utsignal Switch Case
Elektroteknik MF1016 föreläsning 8, MF1017 föreläsning 6 Tillståndsmaskin (Se separat skrift Tillståndsdiagram som hör till föreläsningen) insignal = övergångsvillkor, tillstånd, utsignal Switch Case Hållbar
Läs merWALLENBERGS FYSIKPRIS 2019
WALLENBERGS FYSIKPRIS 2019 Tävlingsuppgifter (Kvalificeringstävlingen) Riv loss detta blad och häfta ihop det med de lösta tävlingsuppgifterna. Resten av detta uppgiftshäfte får du behålla. Fyll i uppgifterna
Läs merTENTAMEN. Linje: Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling. Umeå Universitet. Lärare: Joakim Lundin
Umeå Universitet TENTAMEN Linje: Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling Lärare: Joakim Lundin Datum: 09-10-28 Tid: 09.00-15.00 Kod:... Grupp:... Betyg Poäng:...
Läs merWheatstonebryggans obalansspänning
Wheatstonebryggans obalansspänning Punkterna A och B ligger på ungefär halva batterispänningen. A ligger närmare +polen och B närmare -polen. Skillnaden U AB kan mätas med en känslig millivoltmeter ansluten
Läs merSensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken
Sensorer, effektorer och fysik Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken Innehåll Grundläggande begrepp inom mekanik. Elektriskt fält och elektrisk potential. Gauss lag Dielektrika
Läs merX-tenta ET Figur 1. Blockschema för modell av det nordiska kraftsystemets frekvensdynamik utan reglering.
X-tenta ET 2002 Frekvensdynamik I en simuleringsuppgift studerade du frekvensdynamiken för det nordiska kraftsystemet. Du ska här använda samma modell med blockscheman nedan och samma värden på olika storheter
Läs merMät elektrisk ström med en multimeter
elab001a Mät elektrisk ström med en multimeter Namn Datum Handledarens sign Elektrisk ström och hur den mäts Den elektriska strömmen består av laddningar som går inne i en ledare en ledare av koppar är
Läs merElektricitet och magnetism
Elektricitet och magnetism Eldistribution Laddning Ett grundläggande begrepp inom elektricitetslära är laddning. Under 1700-talet fann forskarna två sorters laddning POSITIV laddning och NEGATIV laddning
Läs merLABORATION SPÄNNING, STRÖM OCH RESISTANS
LABORATION SPÄNNING, STRÖM OCH RESISTANS Starta simuleringsprogrammet: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuitconstruction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_sv.html Välj menyval Introduktion.
Läs merUpp gifter. 1. Vilken hastighet måste en boll minst ha för att kunna nå 14,5 m upp i luften?
1. Vilken hastighet måste en boll minst ha för att kunna nå 14,5 m upp i luften? 2. En bil som väger 143 kg har hastigheten 9 km/h. Vilken rörelseenergi har bilen? 3. Det högsta vattenfallet i världen
Läs merElektronik. Lars-Erik Cederlöf
Elektronik LarsErik Cederlöf 1 Ledare och isolatorer Ledare för elektrisk ström har atomer med fria rörliga laddningar i yttersta skalet. Exempel på ledare är metallerna koppar och aluminium. Deras atomer
Läs merLaboration 1: Likström
1. Instrumentjämförelse Laboration 1: Likström Syfte och metod Vi undersöker hur ett instruments inre resistans påverkar mätresultatet. Vi mäter spänningar med olika instrument och inställningar, och undersöker
Läs merElektrisk energi Rörelseenergi Lägesenergi Kemisk energi Elasticitetsenergi Strålningsenergi Värmeenergi Kärnenergi
Vi har pratat om åtta energiformer: Elektrisk energi Rörelseenergi Lägesenergi Kemisk energi Elasticitetsenergi Strålningsenergi Värmeenergi Kärnenergi 1) Vilken är den viktigaste energiformen i följande
Läs merFysik TFYA68 (9FY321) Föreläsning 6/15
Fysik TFYA68 (9FY321) Föreläsning 6/15 1 ammanfattning: Elektrisk dipol Kan definiera ett elektriskt dipolmoment! ~p = q ~d dipolmoment [Cm] -q ~ d +q För små d och stora r: V = p ˆr 4 0 r 2 ~E = p (2
Läs merMed ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans Ohms lag:
530117 Materialfysik Ht 2010 8. Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur 8.1.1. Allmänt Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans
Läs merAllmänt Materialfysik Ht Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur. l A Allmänt. 8.1.
8.1.1. Allmänt 530117 Materialfysik Ht 2010 8. Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans
Läs merMaterialfysik Ht Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur
530117 Materialfysik Ht 2010 8. Materials elektriska egenskaper 8.1 Bandstruktur 8.1.1. Allmänt Med ett materials elektriska egenskaper förstår man helt allmänt dess ledningsförmåga, konduktans, och resistans
Läs mer4. Om dioden inte lyser: Vänd den så att den första tråden rör zinkspiken och den andra tråden rör kopparspiken.
Elproduktion åk 5-6; station a) Potatisbatteri Koppla ihop åtminstone 6 potatisar så här: 1. En kopparspik i en potatis sitter ihop med en zinkspik i nästa potatis. 2. Spikarna får inte ta ihop inne i
Läs merUpp gifter. 2. Två elektroner befinner sig på ett avstånd av 0,42 nm från varandra. Beräkna den repellerande kraften på en av elektronerna.
1. På vintern har många bilägare problem med frost på bakrutan. På många bilar har man därför lagt in värmeslingor i glaset på bilens bakruta. Anta att värmeslingan har resistansen,24 Ω. a. Hur stor effekt
Läs merPROV ELLÄRA 27 oktober 2011
PRO EÄR 27 oktober 2011 Tips för att det ska gå bra på provet. Skriv ÖSNINGR på uppgifterna, glöm inte ENHETER och skriv lämpligt antal ÄRDESIFFROR. ycka till! Max 27p G 15p 1. (addning - G) Två laddningar
Läs merLösningar till övningar Arbete och Energi
Lösningar till övningar Arbete och Energi G1. Lägesenergin E p = mgh = 1. 9,8. 1,3 J = 153 J Svar: 150 J G10. Arbetet F s = ändringen i rörelseenergi E k Vi får E k = 15,4 J = 36 J Svar: 36 J G6. Vi kan
Läs merResistansen i en tråd
Resistansen i en tråd Inledning Varför finns det trådar av koppar inuti sladdar? Går det inte lika bra med någon annan tråd? Bakgrund Resistans är detsamma som motstånd och alla material har resistans,
Läs merIF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen
IF1330 Ellära F/Ö1 F/Ö4 F/Ö2 F/Ö5 F/Ö3 Strömkretslära Mätinstrument Batterier Likströmsnät Tvåpolsatsen KK1 LAB1 Mätning av U och I F/Ö6 F/Ö7 Magnetkrets Kondensator Transienter KK2 LAB2 Tvåpol mät och
Läs merUpp gifter. är elektronbanans omkrets lika med en hel de Broglie-våglängd. a. Beräkna våglängden. b. Vilken energi motsvarar våglängden?
Upp gifter 1. Räkna om till elektronvolt. a. 3,65 10 J 1 J. Räkna om till joule. a.,8 ev 4,5 ev 3. Vilket är den längsta ljusvåglängd som kan slå loss elektroner från en a. natriumyta? kiselyta? 4. Kan
Läs merSammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6)
Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6) Kapitel 1: sid 1 37 Definitioner om vad laddning, spänning, ström, effekt och energi är och vad dess enheterna är: Laddningsmängd
Läs merKvantfysik - introduktion
Föreläsning 6 Ljusets dubbelnatur Det som bestämmer vilken färg vi uppfattar att ett visst ljus (från t.ex. s.k. neonskyltar) har är ljusvågornas våglängd. violett grönt orange IR λ < 400 nm λ > 750 nm
Läs merProv 3 2014-10-13. (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]
Namn: Område: Elektromagnetism Datum: 13 Oktober 2014 Tid: 100 minuter Hjälpmedel: Räknare och formelsamling. Betyg: E: 25. C: 35, 10 på A/C-nivå. A: 45, 14 på C-nivå, 2 på A-nivå. Tot: 60 (34/21/5). Instruktioner:
Läs merSvar och anvisningar
160322 BFL102 1 Tenta 160322 Fysik 2: BFL102 Svar och anvisningar Uppgift 1 a) Centripetalkraften ligger i horisontalplanet, riktad in mot cirkelbanans mitt vid B. A B b) En centripetalkraft kan tecknas:
Läs merGrundläggande ellära. Materiellåda art nr. 1. I den första uppgiften skall du använda ett batteri, 2 sladdar med banankontakter och en lös glödlampa.
1 Mtrl: Materiellåda art nr Grundläggande ellära 1. I den första uppgiften skall du använda ett batteri, 2 sladdar med banankontakter och en lös glödlampa. Koppla så att lampan lyser. Rita hur du kopplade.
Läs mer