Joules lov | Rapport Fysik

Indholdsfortegnelse
Formål
Teori
Hypotese
Del 1 – Måleserie med fast strøm. (I = 2 A)
- Materialeliste:
- Fremgangsmåde:
- Konstanterne under forsøget:
- Resultater:
- Databehandling:

Del 2. målserie med et fast tidsrum (Δt = 120 sek)
- Materialeliste:
- Fremgangsmåde:
- Konstanterne under forsøget:
- Databehandling:

Diskussion
- Del 1. første målserie:
- Del 2. anden målserie:

Konklusion

Uddrag
Formål
Formålet ved forsøget er at eftervise Joules lov, som er: E=R*I^2*Δt.

Teori
Vha. af de to måleserier vil jeg eftervise joules lov, som kontrollerer to proportionaliteter. Inden det vil jeg udlede joules lov:

Jeg ved, at den elektriske effekt som afsættes i resistoren med spændingsforskellen (U), og strømstyrken (I), betegnes sådan: P=U*I. Samtidig ved jeg, at U=R*I.

Derved omskriver jeg formlen for elektrisk. effekt, ved at erstatte U med R*I. P=(R*I)*I = P=R*I^2

Her er jeg kommet frem til den. afsatte effekt i en resistor. For at kunne beregne den elektriske energi, som.

strømstyrken (I), omdanner til varme i en resistor ved tidsrummet t. Jeg kan indsætte elektrisk energiformlen med effekten P, i tidsrummet Δt:

E=P*Δt

Jeg når hermed frem til Joules lov: E=P*Δt=R*I^2. Dette er den elektriske energi. (E), Strømstyrken (I), omsættes til varme i resistoren. (R), ved tidsrummet (Δt).

Hvis man skal eftervise Joules lov eksperimentelt, så skal man måle E, I og Δt. I forsøget holdes konstanten (R) på 2,5 Ω.

Dermed ved jeg, at resistansen er 2,5 Ω, fordi komponenterne er seriekoblet. Den anden resistor frakobles på 2,5 Ω, ved at ledningerne bliver tilkoblet, som jeg gør i forsøget.

Hvis jeg ville have en resistans. på 5,0 Ω, så skulle den anden resistor tilkobles, da ved seriekoblinger. gælder det at: R=R_1+R_2.

Målserierne som jeg vil lave i forsøget er, for at eftervise Joules lov, udtrykker hver især. ligefrem proportionalitet. I 1. målserie er energien som funktionen af tiden: E=R*I^2*Δt.

Dette kan sammenlignes med den lineære funktions forskrift: E=RI^2*t+0→y=a*x+b. Hvis der ikke er gået tid, så er der heller ikke brugt energi, dvs. at der er ligefrem proportionalitet, fordi b-værdien, vil være 0 i de lineære regressionsmodeller.

Det betyder at når tiden stiger, vil brugen af energi også stige. I 2. målserie er energien som funktionen af strømstyrken: E=RΔt*I^2.

Dette kan sammenlignes med den lineære funktions forskrift: E=RΔt*I^2→y=a*x+b.

Dvs. at ingen strøm er lig med ingen brugt energi. b-værdien, vil være 0 i en lineære regressionsmodel, og derved ved man at der er ligefrem proportionalitet. Det betyder at, hvis strømstyrken stiger, vil energiforbruget også stige.