Fysikk 104. Forelesningsnotater. Våren 2011. Elektrisk strøm og spenning. UiA / Tarald Peersen

Fysikk 104 Forelesningsnotater åren 2011 Elektrisk strøm og spenning UiA / Tarald Peersen

Innholdsfortegnelse 5 ELEKTRISK STRØM OG SPENNING... 3 1.1 KUNNSKAPSLØFTE... 3 1.2 FORELESNING: ELEKTRISK LADNING OG ELEKTRISK FELT... 3 1.3 FORELESNING: STRØM (DC), RESISTANS, ELEKTROMOTORISK SPENNING... 8 1.4 FORELESNING: ENERGIEN I ELEKTRISKE KRETSER... 14 1.5 LABØING: SERIE OG PARALLELLKOPLING A GLØDELAMPER... 15 1.6 I REGNER OPPGAER... 20 1.7 LABØING: OHMS LO... 22 2

5 Elektrisk strøm og spenning 1.1 Kunnskapsløfte Grunnleggende ferdigheter i faget a b c d e Elevene skal kunne lage skriftelige rapporter fra eksperimenter. Elevene skal kunne lage tabeller og diagrammer med naturfaglig innhold. Elevene skal kunne benytte digitale verktøy til utforskning, måling, simulering, registrering, dokumentasjon og publisering ved forsøk. Elevene skal kunne bruke tall og utføre beregninger. Elevene skal kunne bruke å tolke formeler og modeller av virkeligheten Aktuelle kompetansemål innen hovedområdene Forskerspiren f Elevene skal kunne rapportere ved bruk av digitale hjelpemidler Fenomener og stoffer g Elevene skal gjennomføre forsøk med magnetisme og elektrisitet, beskrive og forklare resultatet (kompetansemål etter 7. klasse) h Elevene skal kunne forklare resultater fra forsøk med strømkretser ved bruk av begrepene strøm, spenning, resistans, effekt og induksjon (kompetansemål etter 10. klasse) 1.2 Forelesning: Elektrisk ladning og elektrisk felt I dette avsnittet skal vi lære om at ladning er kilden til et elektrisk felt: Legger vi inn en ladning i et tomt rom endrer vi rommets egenskaper, vi sier at ladningen lager et elektrisk felt i rommet. i kan også uttrykke det slik: ladningen fyller rommet med noe vi kan kalle for et elektrisk felt Elektrisitet og ladning Ordet elektrisk kommer fra det greske ordet elektron som betyr rav (engelsk amber). Rav er forstenet harpiks fra et nåletre, fargen er honninggul. Grekerne (600 før Kristi fødsel) oppdaget at ull og rav i kontakt ved gnidning fører til at rav tiltrekker seg andre legemer. Dette naturfenomenet ble kalt elektrisitet. Benjamin Franklin (17061790) innførte begrepene pluss og negativ ladning. Erfaringen viser at en positiv ladning og en negativ ladning tiltrekker hverandre, og like ladninger frastøter hverandre. Ladningen på et legeme er kvantisert, den minste ladningen som eksisterer kalles for enhetsladningen. Erfaringen viser at den algebraiske sum av all elektrisk ladning i et lukket system er konstant. Atomstrukturen forutsettes som kjent (kjemidelen av kurset). 3

Demonstrasjonsforsøk: i lader opp et elektroskop Zinkplate Isolator (blå) Metallviser (rød) Isolator (blå) Figur a viser et elektroskop uten ladning, metallviseren står i vertikalstilling. Negativt ladet isolator Zinkplate Isolator (blå) Metallviser (rød) Isolator (blå) Den negative staven polariserer elektroskopet (figur b), det vil si at sinkplata blir positiv ladet og den nedre delen av elektroskopet blir negativt ladet. Hvorfor endrer metallviseren retning? 4

Negativt ladet isolator Zinkplate Isolator (blå) Metallviser (rød) Isolator (blå) Jord Ledningen fører elektronene til jorden (figur c) og kulen får et underskudd av elektroner eller et overskudd av positiv ladning. Zinkplate Isolator (blå) Metallviser (rød) Isolator (blå) i fjerner isolatoren og ledningen som ledet elektronene til jorden. Elektroskopet er blitt positivt ladet (figur d). i har fått en spenningsforskjell mellom elektroskopet og jorden. Jorden er negativt ladet. Denne ladningen er alltid et helt antall ganger enhetsladningen (e = 1.6 10 19 C). Prosessen som fører til positiv ladning på kula kalles for indusert oppladning. Enhet for ladning er i SIsystemet coulomb (C). Et annet forsøk som gir indusert oppladning er når kammen gnis mot tørt hår. Etter gnidningen vil kammen trekke på små tørre papir biter (forsøk) På fronter ligger noen øvinger som viser statisk elektrisitet 5

Elektron i et homogent elektrisk felt = 100 Efeltet F = ee y = 1,0cm NB! På figuren er den elektriske kraften lik: F = ee, minustegnet i dette utrykket skal sløyfes. Kraften på elektronet peker mot den positive plata fordi en positiv ladning tiltrekkes av en negativ ladning. Figuren viser et batteri (spenningen er 100 volt) som er koplet til to parallelle metallplater (en kondensator). Den øverste plata får en negativ ladning den nederste en tilsvarende positiv ladning. I rommet mellom platene oppstår et elektrisk felt (E), feltretningen går fra den positive til den negative plata (vertikalt oppover) og feltet er konstant (uniformt) mellom platene. Et uniformt elektrisk felt vises på figuren som fem piler som har konstant avstand mellom hverandre. Det elektriske feltet har en styrke som er avhengig av batteriets spenning (100) og avstanden mellom platene (y=1,0cm) og gitt av formelen: E y 100 0.01 m 10000 m Kraften på elektronet i det elektriske feltet har en størrelse gitt av utrykket: F ee 1.6 10 19 C10000 1.6 10 15 N m 6

Kraften er lik produktet av enhetsladningen multiplisert med det elektriske feltet: På vei ned mot den positive plata taper elektronet potensiell energi, den potensielle energien går over til kinetisk energi: U potensiell ee y K 1 2 m v2 Denne likningen gir farten for elektronet når det treffer den positive plata, vi antar at elektronet ikke har fart i starten ved den øvre negative platen. v ee y2 m 1.6 10 19 C10000 0.01 m 2 m 9.1 10 31 kg 5.9 10 6 m s Oppgave 1.1 [ 1.8 10 15 m ; ; ] s 2 5.9 10 6 m 3.4 ns s Jordens elektriske felt ed jordens overflate er det elektriske feltet 150N/C, feltet peker mot jordens sentrum fordi jorden er negativ ladet. Dersom et system har ladning 3.92C og masse 60kg, vil systemet sveve over jorden (Hvorfor? Oppgave 1.2). Denne oppgaven viser at ladningen 1 coulomb er en veldig stor ladning. Normale ladningsmengder er 1C eller 1nC. Oppgave 1. 2 [ ; ] w 588 N F 588 N annmolekylet er en elektrisk dipol H H O 7

Det er den negativ ladet oksygendelen som sammen med den positiv ladet hydrogendelen som gir dipoleffekten. De to ladningene er like store, lik enhetsladningen og avstanden mellom ladningene er omtrent lik radien i Hatomet (4exp11m). annmolekylets dipoleffekt er kilden til det elektriske feltet rundt dipolen, det er dette feltet som f. eks. spalter saltmolekylet NaCI (Na og Cl. ) i leker med an der Graff generatoren (Grimstad mangler utstyr, ikke pensum) Jord Det oppstår en spenning mellom kule og jord. Faglærer vil forklare hvordan denne spenningen oppstå i forelesningen (se side 769 i læreboka: University Physics) Forsøkene vi skal gjøre legges ut på Fronter: i leker med Graffen.pdf 1.3 Forelesning: Strøm (DC), resistans, elektromotorisk spenning Likestrøm (DC: direct currenet) er tema i dette avsnittet. Elektriske ledere består ofte av kopper (Cu). ed normal temperatur vil hvert kopperatom avgi ett elektron til elektronstrømmen i lederen. Kopperatomene har fylt opp de tre innerste skallene (K, L og M). Det siste av i alt 29 elektroner skal i følge det periodiske systemets elektronkonfigurasjon ligge i Nskallet, dette elektronet lar seg lett ionisere ved normal temperatur og kan derfor betraktes som fritt og kalles derfor for ledningselektronet. Partikkelkonsentrasjonen i kopper (utledningen er ikke pensum i Nat104/fysikk) Partikkelkonsentrasjonen er antall frie ledningselektroner pr kubikkmeter. Kjenner vi massetettheten for kopper og atomvekten for kopperatomene kan vi finne antall mol pr kilogram 8

Kopper: Antall gram i ett mol Cu er gitt av massen for ett Cuatom: Massetettheten for Cu: Antall mol i en kubikkmeter Cu: m Cu 63.54 gm mol Cu 8.96 10 3 kg m 3 Cu n 1.41 10 5 mol m Cu m 3 Partikkelkonsentrasjonen (antall atomer pt m 3 ) kan vi finne fordi antall atomer i ett mol er gitt av Avogadros tall: N A 6.03 10 23 1 mol Partikkelkonsentrasjonen: n Cu nn A 8.503 10 28 1 m 3 Definisjonen av likestrøm (I) Batteri Lampe X Kopperledning v d F = ee I E A x = vt 9

Figuren viser ett av de mange elektronene som beveger seg i kopperledningen. Sylinderen er en del av kopperledningen i større målestokk. Det er batteriet som setter opp det elektriske feltet i ledningene. Hvert elektron angripes av en kraft, det er denne kraften som gir driftsfarten (v d ) på elektronene og den elektriske strømmen (I). Den elektriske strømmen i kopperledningen er den ladningsmengden som pr sekund passerer tverrsnittet av kopperledningen. I Q t Antall elektroner som pr sekund passerer tverrsnittet (A) til venstre i figuren over er gitt av volumet av sylinderen (Ax = Avt) og elektrontettheten i kopperledningen: N n Cu Av d t Den totale ladningen som passer tverrsnittet pr sekund; Q Ne Den elektriske strømmen vil være avhengig av: I Q t Ne t n Cu Av d te t n Cu Av d e Oppgave 1.3 [ ] 0.2 mm s Oppgave 1.4 [ ] 0.13 C Oppgave 1.5 [ ; ] 40 C Strøm og spenning 0.067 A Først litt om hvordan vi kan måle strøm og spenning. En advarsel: Bruk aldri ampermeter som voltmeter 10

Batteri Lampe X A Amperemeter koples i serie, kretsen brytes og all strøm skal gå gjennom amperemeteret. Et amperemeter har liten indre resistans Batteri Lampe X oltmeteret koples i parallell, kretsen brytes ikke. Et voltmeter har stor indre resistans. Oppgave: Finn resistansen (R) i lampa nå voltmeteret viser 4.0 og amperemeteret viser 0,10A. Benytt Ohms lov: R I Svar: 40Enheten for resistans er Ohm, får symbolet omega: ) Noen spenningskilder Spenningskilden kan være et blybatteri, kondensator, elektrisk generator (drevet av vind eller vann i bevegelse), an der Graff generatoren, solceller (Solenergi). En spenningskilde kan levere elektrisk energi når kilden har en spenningsforskjell mellom de to polene. Et blybatteri som er fult oppladet har en elektrode av bly (Pb: den negative polen) og en elektrode av blydioksyd (PbO 2 : den positive polen). Når disse settes ned i en væske (elektrolytt) som består av svovelsyre og vann (ca 38% H 2 SO 4, massetetthet på 1,28g/ml) dannes det en spenningsforskjell mellom de to polene.. ed utladning omdannes kjemisk energi til elektrisk energi. Sulfationene (SO 4 ) i elektrolytten beveger seg mot elektrodene. Når batteriet er utladet vil begge polene få et belegg av blysulfat (PbSO 4 ) og spenningsforskjellen mellom de to polene er kraftig redusert. Elektrolytten når batteriet er utladet er blitt fortynnet (ca 29% svovelsyre) og har fått en massetetthet på 1,15g/ml. De kjemiske prosessene i et blybatteri er reversible, vi kan få tilbake syrekonsentrasjonen (38%)ved å sende strøm gjennom batteriet fra pluss til minuspolen., under oppladning overføres elektrisk energi til kjemisk energi. ed oppladning renes polene, når det skjer 11

øker syrekonsentrasjonen. ed oppladning dannes det okygengass ved den positive polen og hydrogengass ved den negative polen. Denne gassen blander seg og vi får knallgass. Knallgassen er lett antennelig og må derfor luftes ut. En kondensator er også en spenningskilde fordi denne har en positiv og en negativ metallplate. En elektrisk generator som enten drives av vinden eller vann i bevegelse gererer også spenning. Denne spenningen veksler, polariteten skifter med en periode på 0,02 sekunder an der Graaff generatoren gir stor spenning mellom kula og jord. Denne spenningen oppstår ved gniding. Elektroner ledes til jord så lenge båndet går rundt. Solcellepaneler gir også spenning, et normalt panel gir 12 når sola skinner. Det strålingsenergien som omdannes til spenning mellom pluss og minuspolen på panelet b a Figuren viser en symboltegning for en elektrisk energikilde, kildens polspenning eller kildens elektromotoriske spenning gis symbolet Den elektromotoriske spenningen kan vi skrive som ems, spenningskildens emsverdi er den samme som spenningskildens elektromotoriske spenning. Punktet a (kildens positive pol) har større potensial enn punktet b (kildens negative pol). Det viktig å legge merke til følgende: I all energiproduksjon skjer det en polarisering av ladning. Elektroner blir angrepet av en kraft og løftet opp på et større energinivå. Denne kraften blir ofte kalt for en elektromotorisk kraft. I en elektrisk generator er denne kraften en magnetisk kraft, denne kraften oppstår når elektronene har fart i forhold til et magnetfelt. Kommer tilbake til denne magnetiske kraften. En generator eller batteri har alltid indre resistans I realiteten finnes ingen ideelle spenningskilder som følger likning ( ab = ). Det betyr at emsverdien vil aldri være lik terminal spenningen (spenningen mellom polene på et batteri/generator) når spenningskilden leverer strøm. Når en generator levere strøm vil strømmen også møte motstand i matteriet fordi batteriet har en indre resistans. i får med andre ord et spenningstap inne i batteriet. ab ri 12

Legg merke til at spenningsfallet i batteriet er gitt av Ohms lov: RI Spenningsforskjellene i en elektrisk krets Spenning 12 b 8 4 c d a e Posisjon a b c d e I = 2A Under grafen ser vi en elektrisk krets, et batteri (gult felt) er koplet i serie med en ytre motstand (R). Batteriet har en elektromotorisk spenning på 12 og en indre resistans (r). Ta utgangspunkt i figurene og finn den ytre og den indre resistansen i kretsen. i skal ta utgangspunkt i strømsløyfen i figuren og Kichhoffs spenningslov for en sløyfe. ri Ri 0 i setter inn tallene: 12 22 A 42 A 0 13

Det vil si at den elektromotoriske spenningen i batteriet er i størrelse lik summen av spenningsfallene over resistansene. 12 22 A 42 A 0 Generelt kan vi skrive Kirchhoffs spenningslov på følgende form: 0 Oppgave 1.6 (Innsendings oppgave) 1.4 Forelesning: Energien i elektriske kretser Dersom ladningen q forlater spenningskilden i tiden t når den elektromotoriske spenningen er, vil spenningskilden (generatoren) levere følgende energimengde pr sekund: P q t I Denne energimengden som pr sekund leveres til forbrukeren i kretsen (den ytre og indre resistansen) kaller vi for batteriets effekt. Batteriet leverer energi pr sekund til den indre og den ytre resistansen i kretsen (effektforbruket) I ca I ri 2 Skal i det følgende kommentere dette uttrykket, tar utgangspunkt i figuren under. ca ed a b c d e I = 2A A 14

Figuren hører til oppgave 1.6 (innsendingsoppgaven). Legg merke til at spenningen over batteriet ( ca ) er lik spenningen mellom punktene d og e. Resistansen R vil bruke en del av den energien som batteriet leverer: P ytre ca I Batteriet bruker også en del av energien som batteriet lever. P indre r I ri I ri 2 1.5 Labøving: Serie og parallellkopling av glødelamper Utstyret pr studentgruppe ligger i Watts koffert Glødelampe 6 / 3W, 2 stk Ampermeter oltmeter med digital avlesning og to testledninger(rød og sort) Batteri 4,5 Lommekalkulator med solcellepanel. Skrujern (flatt) Koplingsplate med lampeholder 2 stk og 3 brytere med sikring Bakke Kabel no.1: 8 cm (rød), med krokodilleklemme og stift i endene. Kabel no.2: 8 cm (sort), med stift og gaffel i endene. Kabel no.3: 8 cm (sort), med stift og gaffel i endene. Kabel no.4: 8 cm (sort), med krokodilleklemme og stift i endene. Kabel no.5: 8 cm (rød), med stift i endene. Kabel no. 7: 8 cm (sort), med stift og gaffel endene Innledning Før i tiden var det vanlig med en parafinlampe hengende i taket, denne gav tilstrekkelig lys ved bordet der folk satt og pratet sammen. Like etter 1. verdenskrig skiftet enkelte ut parafinlampen med en glødelampe og fikk et bedre lys, enkelte hadde råd til 2 glødelamper, men måtte da betale kraftverket dobbelt så mye. I dag lyser det fra mange lamper i de norske hjem og elverket kommer ikke lenger hjem til folk for å telle antall lamper som er i bruk, de kan automatisk måle strøm og spenning til enhver tid og resultatet blir registeret av energimåleren i sikringsskapet. Seriekopling av resistanser (glødelamper) i skal i denne øvingen seriekople to resistanser (glødelamper). Lampene er seriekoplet til batteriet når samme strøm går gjennom batteriet og begge lampene 15

R1 R2 I For seriekopling av resistanser gjelder: R eq R 1 R 2.. Utledningen baserer seg på at der går samme strøm gjennom de to motstandene: I R 1 R 2 R eq R eq R 1 R 2 i skal også parallellkople to resistanser (glødelamper). i sier at lampene er parallellkoplet når strømmen gjennom batteriet fordeler seg på de to lampene, en del av strømmen går gjennom den ene lampen og resten gjennom den andre. R1 R2 I I1 I2 Parallellkopling av resistanser (glødelamper) Lampene er parallellkoplet til batteriet når samme spenning ligger over lampene strømmene gjennom batteriet fordeler seg til lampene, 16

For parallellkopling av resistanser gjelder: 1 1 1.. R eq R 1 R 2 Utledning av denne formelen baserer seg på at spenningen over de to motstandene er lik og at den totale strømmen gjennom de to motstandene er lik strømmen gjennom batteriet. I I 1 I 2 R eq R 1 R 2 1 1 1 R eq R 1 R 2 Oppgaven Seriekopling To glødelamper skal seriekoples til batteriet. Foreta de nødvendige målingene og beregn effektforbruket i de to lampene og sammenlign dette forbruket med batteriets effektleveranse. Sammenlign også summen av spenningene over lampene med summen av batteriets polspenning (Spenningsloven til Kirchhoff). Parallellkopling De to glødelampene skal deretter koples parallelt til batteriet. Foreta de nødvendige målingene og beregn effektforbruket i de to lampene og sammenlign dette forbruket med batteriets effektleveranse. Finn en sammenheng mellom grenstrømmene og strømmen gjennom batteriet (Strømloven til Kirchhoff). Hva skjer med energien i kretsen når vi endrer fra seriekopling til parallellkopling? Beregn og sammenlign den totale motstanden i kretsen når lampene er koplet parallelt og i serie. Utførelse Benytt utlevert multimeter for måling av strøm og spenning Seriekoplingen av lampene 17

Kabel 2 4 X 3 X Glødelampe Batteri (4,5) Bryter og sikring 1 Innsamling av data: 1. i skal måle spenningen ( 1 og 2 ) over lampe 1 og 2 når kretsen er lukket, vi skal også måle spenningen over batteripolene ( p ). 2. i skal måle strømmen gjennom bryterne 1, 2 og 3 (I 1, I 2 og I 3 ) 3. i skal gjenta disse 5 målingene 5 ganger. Alle data skal føres inn i tabellen Beregningene: 1. i skal beregne lampenes effektforbruk (P 1 og P 2 ) og batteriets ytelse (P p ) 2. i skal summere spenningen over de to lampene ( 1 2 ). Resultatet av beregningene skal føres inn i tabellen (vi benytter glødelampen: 6; 0,10A) no. 1 2 p I1 I2 I3 P1 P2 P1P2 Pp=p*I3 1 2,15 2,12 4,28 0,0569 0,0569 0,0569 0,122 0,121 0,243 0,244 2 3 4 5 6 Parallellkopling av lampene 18

Kabel 2 eller 3 7 4 X X Glødelampe Batteri (4,5) Bryter og sikring 1 5 Innsamling av data: 1. i skal måle spenningen ( 1 og 2 ) over lampe 1 og 2 når kretsen er lukket, vi skal også måle spenningen over batteripolene ( p ). 2. i skal måle strømmen gjennom bryterne 1, 2 og 3 (I 1, I 2 og I 3 ) 3. i skal gjenta disse 5 målingene 5 ganger. Alle data skal føres inn i tabellen Beregningene: 1. i skal beregne lampenes effektforbruk (P 1 og P 2 ) og batteriets ytelse (P p ) 2. i skal summere strømmene over de to lampene (I 1 I 2 ). Resultatet av beregningene skal føres inn i tabellen: no. 1 2 p I1 I2 I3 P1 P2 P1P2 Pp=p*I3 I3=I1I2 1 4,12 4,13 4,17 0,0816 0,0828 0,16 0,3362 0,342 0,678 0,667 0,164 2 3 4 5 6 Svar på spørsmålene: Seriekopling 1. Finn effektforbruket i de to lampene 2. Finn batteriets effektleveranse. 3. Finn spenningen over lampene og spenningen over batteriets poler. Parallellkopling 19

1. Finn effektforbruket i de to lampene og batteriets effektleveranse. 2. Finn sammenhengen mellom grenstrømmene og strømmen gjennom batteriet. 3. Hva skjer med energien i kretsen når vi går fra serie til parallellkopling. 4. Beregn og sammenlikn den totale resistansen i kretsen når lampene er koplet i serie og parallell. Evaluering av øvelsen Det anbefales at studenten med egne ord beskriver hensikten med øvelsen 1.6 i regner oppgaver Øvingsoppgaver Oppgave 1.1 a) Finn elektronets akselerasjon i figuren tilhørende avsnittet: Elektronet i et homogent felt. b) Finn farten når elektronet treffer den nederste plata og finn hvor lang tid elektronet bruker på turen fra den negative til den positive plata. Anta at elektronet starter med farten null ved den negative plata. Oppgave 1.2 ed jordens overflate er det elektriske feltet 150N/C, feltet peker mot jordens sentrum fordi jorden er negativ ladet. Dersom et system har ladning 3.92C og masse 60kg, vil systemet sveve over jorden (Hvorfor?). Denne oppgaven viser at ladningen 1 coulomb er en veldig stor ladning. Normale ladningsmengder er 1C eller 1nC. Oppgave 1.3 En vanlig lampettledning (diameter på 1,02mm) gir strøm (1,67A) til en lampe på 200W. Finn driftshastigheten Oppgave 1,4 Strømmen i en strømkrets står på i 75s. På et amperemeter i kretsen leser vi av en konstant strøm på 1,7mA. Hvor stor er ladning passerer amperemeteret i denne tiden? Oppgave 1.5 Gjennom et tverrsnitt av en metalltråd passerer elektroner i løpet av tiden. (a) Regn ut ladningen som har passert og (b) strømmen i kretsen. Oppgave 1.6 (innsendingsoppgave) N e 0.25 10 21 t 10min 20

Denne oppgaven skal leveres på fronter torsdag 28. april kl 1600 Tilhørende figur står i avsnitt 1.4 I kretsen har vi et batteri som har en elektromotorisk spenning på 12 og en indre resistans på 2 ohm. i monterer inn en resistans på 4 ohm inn i kretsen. Hva viser voltmeteret og amperemeteret? Hvor mye elektrisk energi bruker den ytre motstanden i løpet av 5 minutter? Oppgave 1.7 18 4 Finn strømmen gjennom de tre motstandene. Kirchhoffs strømlov for et knutepunkt: I 0 Oppgave 1.8 To identiske lyspærer skal vi kople til en spenningskilde som har en emsverdi på 8 volt (8). Spenningskilden har ikke indre resistans. De to lyspærene har samme resistans, R = 2. Finn strømmen gjennom lyspærene, spenningen over lampene, lampenes effektforbruk når a) disse er seriekoplet og når b) disse er parallellkoplet. c) Anta at en av lampene går i stykker. Hva skjer med den andre lampen i seriekretsen/parallellkretsen? a) 2A, 4, 8W b) 4A, 8, 32W c) Serie: begge slukker; Parallell: en lyser 21

1.7 Labøving: Ohms lov Oppgaven a. i skal i dette forsøket sende strøm av ulik styrke gjennom en motstandstråden, deretter skal vi beregne forholdet mellom spenning og strøm og se om dette forholdet varierer. b. i skal måle resistansen i glødetråden c. Resistansen i en glødelampe. Utstyret pr studentgruppe (Ohms koffert) Linjal (50 cm) med motstandstråd (27 ohm pr. meter), kelvinklemme med flatstifthylse og rundstift, spenningskilde med adapter, multiplugg og rotasjonsvelger (3.0, 4.5, 6, 7.5, 9, 12), tilkoplingsledninger for adapter (rød og sort), voltmeter med tilhørende testledninger, amperemeter, støpsel på brett med stikkkontakt og bryter (vippebryteren er av når merket på står opp, sandpapir). Flatt skrujern. Glødelampe og lampeholder (hentes fra Watts koffert) 22

Kopling Bildet viser de ulike delene og hvordan de er koplet sammen. Utførelse Benytt bildet og sett sammen utstyret. Pilen på rotasjonsbryteren skal peke mot plusspunktet. Sørg for god kontakt, ellers vil måleinstrumentene vise være ustabile tallverdier. Ta kontakt med faglærer før du setter på spenningen. Resultat Lag en tabell og før inn resultatet. Målepunktene skal framstilles grafisk, benytt DataStudio 23