Uppgifter på äre o eektriitet Fyik 1-15, öt -09 1. n auiniukopp ar aan 10 g o teperaturen. I koppen ä 150 art atten ed teperaturen 85. Vad koer attnet teperatur att i id jäikt ed koppen? Borte från oginingen inerkan! ( p Hur ång tid tar det att äta 1 kg ed teperaturen 0 o edan ära det äta attnet ti kokpunkten, o an tiför den kontanta äreeffekten 1.0 kw? ( p. a n gaägare o to äger 50.0 g inneåer 0.50 iter atten ed teperaturen 0.0º. Bägaren är oerad från oginingen. n ängd nogradig ägg i attnet. Maan för ägaren o de inneå ökar då ti 800.0 g. Betä jäiktteperaturen för andningen! ( p Linu gör en ätning o eräkning a kotnaden för att ta en ar du. Han äter upp att an anänder 0 iter atten ed teperaturen 40º. Antag att attnet o ta in ti uet eektrka aratteneredare ar teperaturen 10º. Beräkna ägta kotnaden för denna duning o i antar att pret för eektrk energi är 1 kr per kw. ( p. a På grund a ett oäande interäder ar Linnéa fått ett ager o är 1.0 tjokt på trappan ti in oartuga. rappan yta ar arean.0 o en ar deniteten 900 kg/. Linnéa funderar på att ta ort a en geno att ära runnatten ed teperaturen 10 på pen ti 95 o äa det ara attnet på trappan. Hur yket energi krä iniu för att ta ort en på detta ätt? Ange aret åde i J o kw! ( p n it äing ed aan 90 g är ti teperaturen 100. Den ara äingiten ägg i en ägare ed 0.50 d atten ed teperaturen 0. fter en tund ir den nya jäiktteperaturen i ägaren 4. Betä ur dea data den peifika ärekapaiteten för äing! ( p 4. Linnéa ar ett kjutottånd ed ariae retan. Hon koppar in en gödapa ärkt V/ W i erie ed kjutottåndet ti ett iatteri ed pänningen 1 V. a Viken retan ka kjutottåndet a för att gödapan ka ya ed aedd tyrka? (1 p Hur tor effektförut ker i kjutottåndet? (1 p å addade kuor, den ena ed addningen - n o den andra ed addningen -88 n, paera ut i punkterna (0, 0 o (, 0. n iten kua ed addningen +11 n ka paera ut på -aen å att den totaa eektrka kraften på kuan ir no. Var ka den ia poitit addade kuan paera? ( p
5. a Linu aorerar ed kondenatorer. Han ar fått fe kondenatorer, tå ed kapaitanen 1.0 µf, tå ed kapaitanen. µf o en ed kapaitanen 4.7 µf. Han får uppgiften att koppa iop några a eer aa kondenatorerna, å att den reuterande kapaitanen ir.1 µf. Ange en öjig kopping för Linu. Motiera ditt ar! ( p Betrakta koppingen nedan! Betä kondenatorn addning! ( p 1.0 kω 1.0 kω 10 V. kω 4.7 µf. a n ydiod ka a.1 V pänning öer ig o 15 A trö geno ig för att ya. Antag att du ar en pänningkäa ed popänning 9 V. För att få rätt pänning o trö för ydioden får an koppa in den ti pänningkäan i erie ed ett äpigt ottånd. Betä detta ottånd retan! ( p De tre kuorna A, B o är paerade uted en -ae i punkterna 0, 0.0 o 0.0 i tur o ordning. A ar addning +45 n, B ar addning -0 n o addningen +10 n. Betä den reuterande kraften på kua! ( p
1. Vi orter från oginingen inerkan. uiniukoppen upptar ären uppt ( där är koppen åga egynneeteperatur ( o är den ökta utiga jäiktteperaturen för andningen auiniukopp o atten. Vattnet ager äreenergin ag ( där är attnet öga egynneeteperatur. Vid jäikt i andningen är upptaget äre ika ed agiet äre, iket ger en ekation där i öer ut jäiktteperaturen. ag uppt ( ( ( 4180 J/kgK 0.15 kg 85 + 900 J/kgK 0.1 kg 7 900 J/kgK 0.1 kg + 4180 J/kgK 0.15 kg Sätning a en kräer energin 1 o ärning a attnet ti kokpunkten kräer energin. Den tiförda energin under en tid ge a Pt. Saantaget får i 1 + 75 1.5 in Pt t P 4 kj/kg 1kg + 4.18 kj/kgk 1kg 100 1kW. a Vi orter från käret, d ägaren, inerkan. I prinip koer äen ägaren att kya a, en det inerkar yket ite på reutatet. Med gina uppgifter ar i 0.500 kg fytande atten ed teperatur 0º, o anda ed 0.050 kg ed teperatur 0º. Ien upptar äreenergin ( Det urprungiga attnet ager äreenergin ( Vid jäikt i andningen är upptaget äre ika ed agiet äre, iket ger en ekation där i öer ut jäiktteperaturen.
( ( ( 11 I a anänd ofta en förenkad etodik där an orter från uppärningen a ätattnet. Löningen ed den förutättningen ir ( 1 Feet ed den förenkade etodiken är itet, en kanke inte föruart. Beräkning ed den förenkade etodiken räkna o godkänd öning. Uppärningen a duattnet kräer int energin ( 4180 J/kg K 0 kg 0 K.51 MJ nergieneten 1 kw otarar 1 1kW 1kW 1 1000 W 00. MJ Linu gör atå åt ite indre än 1 kw, näigen.51 MJ 0.70 kw. 1. MJ/kW Däred kotar an du int 70 öre.. Betä fört en oy. Vi får V A.0 0,010 0.00 Ien aa ir då ρ V 900 kg/ 0.00 18 kg Den energi o åtgår för att äta en ir 4 10 J/kg 18 kg.0 10 1kW 1000 W 00. 10 J J.0 10.0 10 J J. 10 J/kW 1.7 kw
är den peifika ätentapin för. Inforationen o uppärningen a atten är irreeant för att ta reda på den energi o krä iniu. Då äingiten anar i ägaren age äre ti attnet. Denna energi ge a ( där är äingiten tartteperatur, 100, o den utiga jäiktteperaturen i andningen. Vattnet i ägaren upptar energin ( där är attnet egynneeteperatur, 0. Vid jäikt är det upptagna äret ika ed det agina. Vi får ( 4.18 10 J/kgK 0.90 kg ( 0.50 kg ( 4-0 ( 100-4 ( ( 4.18 10 J/kgK 0.50 kg 4.0 K 0.90 kg 7 K 79 J/kgK 4. a Börja äpigen ed ett enket koppingea. 1 V Pien öer ottåndet inneär att i ar ett ariaet ottånd. När apan yer ed aedd tyrka ir tröen geno den I P / U W / V 0.50 A. Spänningen öer kjutottåndet ka ara V (1 V V o tröen aa o geno apan, 0.50 A. Vi får då den önkade retanen U V R 1 Ω I 0.50 A V ffektföruten ir produkten a pänning o trötyrka,
P UI V 0.50 A W Rita fört ut kraftituationen för addning! F A F B L - L A - +11 B -88 Atåndet är ökt! Vid jäikt gäer F A F B Q Q k A QQ k ( L B Beräkningarna underätta äentigt a att ätta in föråandet ger Q 4Q, iket B A Q Q k A k Q k Q 4Q B ( ( L L Q A När i etraktar förta o ta edet er i att det eta går att förkorta ort, å att i får Q Q k A Q 4Q A 1 4 k ( L 4 ( L ( L L 11 Såede ka kuan paera i punkten (+11, 0. L 5. a Man får pröa ig fra. n paraekopping a 4.7 µf o 1.0 µf ger reuterande kapaitan 5.7 µf, iket är i näreten a det efterfrågade ärdet. O an edan eriekoppar reterande kondenatorer, d. µf,. µf o 1.0 µf får an 0.5 µf a den koppingen. Paraekoppar an denna erie ti de tidigare nända får i totat kapaitanen. µf, iket är nära det önkade ärdet. Vi ka e o det går att koa närare. Seriekopping a 1.0 µf o. µf ger 0.875 µf. O i gör tå ådana eriekoppingar o ägger de paraet ed 4.7 µf får i reuterande
kapaitan 0.875 µ F + 0.875µ F + 4.7 µ F.075 µ F.1µ F Andra koppingaternati kan finna. 1.0 µf. µf 1.0 µf. µf 4.7µF Kondenatorn igger paraet ed. kω-ottåndet, iket inneär att pänningen öer kondenatorn är ika ed pänningfaet öer detta ottånd. För att eräkna detta pänningfa eöer i räkna ut tröen i kreten. Vi utgår ifrån att kondenatorn är fut uppaddad, å det går ingen trö ti kondenatorn. Vi ar då en enke eriekopping a tre ottånd o får tröen I R 10 V 1.0 kω + 1.0 kω +. kω 10 V 400 Ω.8 A Spänningfaet ir då U - RI 00 Ω.8 10 A 5.4 V Kondenatorn addning få utigen ur Q U 4.7 10 F 5.4 V 5 µ F. a U 9 V -.1V.9 V, I 0.015 A U, R I 0 0.40 QAQ QBQ 45 F k k kq ( 0 r r 0.0 A B.9 V 0.015 A 40 Ω