Repetisjonsoppgaver kapittel 8 løsningsforslag

Transkript

1 epetisjosoppgaver apittel 8 løsigsforslag Eletrisitet Oppgave 1 a) Ett eletro har ladige 1, C. Dee ladige aller vi e (egativ) elemetærladig. b) Siletørleet får e egativ ladig på 3, C. c) Stave får e lie stor positiv ladig, fordi de gir fra seg lie mage eletroer som tørleet mottar. Oppgave a) Et eletris felt er et område hvor det virer eletrise refter på ladiger. b) Feltet peer de samme veie som de eletrise rafte virer på positive ladiger i feltet. Eletroer har egativ ladig, så rafte virer i motsatt retig på dem. 1 1 c) Arbeid eergi-setige: W EK mv mv0. Her er v0 0 m/s, så vi får 1 1 9, g 1, mv m/s W 4,0 4, J 10 J De eletrise rafte gjør et arbeid på 4, J på eletroet. d) Speige mellom A og B fier vi fra defiisjoe av speig: W q 4, J 19 1,60 10 C 84,68 V 8 V e) Eletris strøm er ladige som passerer et tverrsitt av ledere per tid: = Q/t. f) Fra defiisjoe på strøm fier vi at det per seud går e ladig Q = t der Q = e. e t t e 3 0, A 1,00 s 19 1,60 10 C 1, , g) Positiv strømretig er de veie positive ladiger beveger seg, altså fra B til A. 1

2 Oppgave 3 a) Oversite edefor viser hva de ulie symbolee i retstegige står for. b) Når amperemeteret er oplet i serie, går alle ladigee som går gjeom ledige også gjeom amperemeteret. c) Vi må ople voltmeteret i parallell fordi vi vil måle hvor mye eergi hvert eletro har mistet på veie gjeom motstadee. Da må vi ha otatputer både før og etter motstadee. V 1 måler hvor mye arbeid per eletro som tregs for å dytte eletroee gjeom 1, mes V S måler arbeidet per eletro som tregs for å dytte eletroer gjeom både 1 og. d) Voltmeter må vise 4,0 V, side polspeige og speige over motstadee ifølge Kirchhoffs. lov til samme må være lie store. e) Det to motstadee følger Ohms lov, =. Det betyr at resistase er ostat, sli at speig som fusjo av strøm blir e rett lije. f) Vi bruer Ohms lov for å berege motstade 1: , V 0,40 A 3, 70 3,8 g) Speige over motstade a reges ut i fra Kirchhoffs. lov: 1. Her er polspeige, og er speige over motstade. 1 4,0 V 1, V, V Nå bruer vi Ohms lov for å fie resistase i., V 0,40 A 6,0 6,3

3 Oppgave 4 a) Kirchhoffs 1. lov: Summe av strømmee i i et forgreiigsput er li summe av strømmee ut av forgreiigsputet: 1. b) e serieoplig av motstader er totalresistase gitt ved: tot 1 e parallelloplig av motstader er totalresistase gitt ved: tot 1 c) e serieoplig er speigsfallet over retse gitt ved Kirchhoffs. lov. 1 For ohmse motstader a vi sette i tot og. Hus at strømme er de samme gjeom hver av motstadee: tot 1 tot 1 e parallelloplig fordeler strømme seg over ompoet etter Kirchhoffs 1. lov. 1 Speige er de samme over alle motstadee, og vi setter i / fra Ohms lov. tot tot 1 d) retse har vi e parallelloplig av e eeltmotstad og tre motstader i serie. Vi reger ut serieoplige først. s 1 3, 0 3,0 4, 0 9,0 Nå a vi rege ut totalresistase som e parallelloplig: 3

4 1 1 1 tot s 4 tot ,0, ,14 3, 14 e) Hovedstrømme i retse er gitt ved Ohms lov: tot,0 V 3,14 1, A 1, 6 A. f) Speige over parallelloplige er de samme som polspeige (Kirchhoffs. lov). Det betyr at speige over motstad 4 er 4,0 V. Strømme gjeom parallelloplige fier vi med Ohms lov: 4 4,0 V. 1,0 A,0 Til slutt bruer vi Kirchhoffs 1. lov til å fie strømme gjeom serieoplige: s 4 1, A1, 0 A 0, A 0,6 A 4

5 Oppgave a) Tide 3 mi og 30 s svarer til 10 s. Fra defiisjoe av effet får vi E Pt 000 W 10 s J 0, 4 MJ Vaoere får 0,4 MJ fra strømettet. b) Effete P, og vi reger ut strømme: P 000 W 40 V 8,333 A 8,3 A c) Vi reger med at varmetråde er ohms. For å rege med de oppgitte verdiee fra oppgave (og ie våre utregede verdier) bruer vi forme P 8, V 000 W d) Det tregs 4, J for å varme vaet é grad. Side 100 C 0 C = 80 C, sal vaet varmes opp til samme 80 C. Hus at stegee i elvisalae er de samme som i celsiussalae. Vi reger ut eergie E 400 J/K 80 K v 3, J 0, 34 MJ Det tregs 3,4 MJ for å varme opp vaet til oeputet. e) Fra defiisjoe av virigsgrad: yttig eergi tilført eergi 3, J 4,00 10 J 0,80 Ev E Virigsgrade er på 80 %.