Overview
Forelæsningen gennemgår grundlæggende begreber i elektricitetslære med fokus på strøm, spænding, modstand og batteriers opbygning, samt Ohms 2. lov.
Elektrisk strøm og ladning
- Elektrisk strøm defineres som ladning delt med tid (I = Q/t).
- Strøm måles i ampere (A), hvor 1 A = 1 coulomb/sekund.
- Strømmen opstår ved elektroners bevægelse i en leder, ofte kobber på grund af lav modstand.
Elektriske kredsløb og modstand
- Et elektrisk kredsløb består af en spændingskilde og en resistor (modstand).
- Strømmen konventionelt regnes fra plus til minus, men elektronerne bevæger sig fra minus til plus.
- Når strøm løber gennem en resistor, omdannes elektrisk energi til termisk energi.
Vigtige love og formler
- Ohms 1. lov: U = R × I, hvor U er spænding, R er modstand og I er strøm.
- Kirchhoffs 1. lov: Den samlede strøm til et knudepunkt er lig summen af strømme ud fra knudepunktet.
- Effektformel: P = U × I.
Batterier og indre modstand
- Batterier omdanner kemisk energi til elektrisk energi og har en indre modstand (Ri).
- Den totale spænding fra et batteri kaldes maksimalspænding (Umax) eller elektromotorisk kraft.
- Ved belastning falder spændingen over både indre og ydre modstand: U = Ri × I + Ry × I.
Ohms 2. lov og polspænding
- Ohms 2. lov: Yderspændingen (polspændingen) er givet ved Uy = U_emk - Ri × I.
- Grafisk giver dette en ret linje, hvor hældningen bestemmes af Ri, og U_emk er skæring med spændingsaksen.
- Større batterier har typisk lav indre modstand, små batterier har højere indre modstand.
Anvendelse og energi
- Ved lille strømaftræk afsættes næsten al energi i ydre resistor (f.eks. armbåndsur).
- Ved stort strømforbrug kræves batteri med lav indre modstand (f.eks. bilbatteri).
- Overbelastning kan føre til, at næsten al energi afsættes som varme i batteriet (kortslutning).
Key Terms & Definitions
- Elektrisk strøm (I) — Ladning pr. tid, måles i ampere (A).
- Spænding (U) — Elektrisk potentialeforskel, måles i volt (V).
- Modstand (R) — Forhindring for elektrisk strøm, måles i ohm (Ω).
- Effekt (P) — Energi pr. tid, måles i watt (W).
- Indre modstand (Ri) — Modstand inde i et batteri.
- Polspænding (Uy) — Målbar spænding over batteriets poler under belastning.
- Elektromotorisk kraft (U_emk) — Maksimal spænding et batteri kan levere uden belastning.
Action Items / Next Steps
- Øv dig i at tegne og forklare batterikredsløb med indre/ydre modstand.
- Gennemgå og lær Ohms 1. og 2. lov samt relevante formler.