Eksamen opadlæg i ellager. Jeg har mit talepapir med. Spørgsmålet handler om ellager, og jeg skal komme ind på UMS 2. lov.
Altså noget med batterier. Og jeg har her mit talepapir, og det indeholder kun ord. Der står ikke nogen form. Så jeg går i gang nu. Jeg har trukket spørgsmål, der handler om el-lærerens grundbegreber, og jeg skal komme ind på Ohms 2. lov.
Når vi kigger på noget med elektrisk strøm, jamen grundlæggende så er det skal vi have et kendskab til det, der hedder ladninger. Så jeg har tegnet et atom her, og en af egenskaberne for protonerne og elektronerne er, at de har ladning. Og det er den egenskab, vi kigger på. Og når man definerer begrebet strøm i, så er det sådan, at det defineres som ladning per tid.
Og måleenheden for det er så I, alig med ladning, det måler vi i coulomb, og tid måler vi i sekunder, og den måleenhed kalder vi for ampere. Så når der er nogle protoner, der strømmer forbi, eller nogle elektroner, så måler vi i coulomb, og tid måler vi i sekunder, og den måleenhed kalder vi for ampere. Så løber der altså en strøm.
Men i det øvrige, vi nu vil have med at gøre, vil det handle om, at der løber en strøm af elektroner i en ledning. Typisk er det en koverledning, vi bruger, fordi der er en meget lille modstand i sådan en koverledning. Hvis jeg nu prøver at trægne et elektrisk kredsløb, så laver jeg her min jævnstrømskilde med minus og plus, og så sætter jeg også lige en resistor på. Jeg skriver R for en resistor. Så siger man, at strømmen løber fra plus til minus.
Men i virkeligheden er der tale om elektroner, der bevæger sig fra minus til plus. Så er det sådan, at når strømmen løber igennem resistoren her, så bliver der afslutning. Der bliver omdannet energi fra elektrisk strøm til en eller anden energiform. Er det en modstand, der sidder der, så vil det blive til termisk energi.
Og der har man noget, der hedder, specielt når man har en resistor, der har man noget, der hedder Ohms første lov. Og den hedder, at U er lige med R gange I. Afbilleder vi den grafisk, så ser den sådan her ud. Og vi kan heller gøre det her. U, og så skriver jeg i her.
Hvis den funktion er linjær, så hældningen er lige med modstanden. Hvis en komponent opfører sig på den måde, så siger vi, at der er tale om en resistor. Når der løber en strøm, så er det sådan, at vi har noget, der hedder Kirchhoffs første lov.
Første lov, og den hedder, at strømmen mod et knudepunkt er det samme som strømmen fra knuden. Løber der f.eks. 5 ampere mod knuden her, og der løber 4 fra heroppe, så må der nødvendigvis løbe 1 ampere her, 5 imod og 5 væk fra knuden.
En anden relevant formel, man kan kigge på, det er den formel, vi har for effekt, der bliver afsat. Den hedder P er lige med U gang I, og den beskriver altså den effekt, der bliver afsat i en elektrisk kredslum, når man har spændingen U og strømstyrken I. Så det der altså sker, vi har et kredsløb, der afsættes energi i resistoren. Vi skal prøve at kigge lidt nærmere på, hvad der sker, når man har et batteri. Så jeg vil prøve at tegne et kredsløb med et batteri.
Så har jeg her min spændingskilde, og nu vil jeg prøve at løbe lidt specielt her. Fordi det her er jo et batteri, og der er noget, der er lidt specielt ved batterier. Og det er, at inde i et batteri er der nogle kemi.
Og det der sker i batteriet, det er, at man i virkeligheden omdanner kemisk energi til elektrisk energi. Og når de her kemikalier reagerer, så vil det opføre sig, som om der sad en modstand inde i batteriet. Så man siger, at batteriet har en indre modstand, jeg kalder den for Ri. Når man bruger batteriet, så bruger man den på en eller anden ydre komponent. Det kan være en motor eller en nygte eller et eller andet.
Nogle gange, når vi laver forsøg, så sætter vi typisk en ydre resistor på her for at måle på det. og så løber strømmen altså igennem der bliver afsat energi i den indre vi kan se strømmen der løber igennem den indre og igennem den ydre det må være den samme, der er ikke nogen forgreninger så ifølge Kirchhoffs første lov så er strømmen i den indre og den ydre den samme men der må ske det at der må være et spændingsfald både i den indre og den ydre Inde i batteriet og på den ydre komponent. Men det er jo på den ydre komponent, at vi kan måle. Vi kan kun måle uden på batteriet. Det, der afgør, hvor stor spændingen er i batteriet, det er de kemikalier, vi har valgt at putte i batteriet.
Så der kommer noget, der hedder en Umax, altså en maksimalspænding, et batteri kan lave. Det er den, vi har, vi kalder den også nogle gange vilespændingen, det er den, vi har, når vi ikke trækker en strøm, når kemikalierne står inde i batteriet ved membranerne og er klar til at aflevere elektroner, henholdsvis modtage. På plussiden har vi den maksimale spænding. Den kalder man også somtider for den elektromotoriske kraft.
Så det er altså ikke nogen kraft, men en maksimal spænding. Når der så løber en strøm, så kommer det til at være et spændingsfald over den indre resistor og over den ydre. Der kan vi skrive, at det samlede spændingsfald bliver så Ri gange I plus Ry gange I.
Og det der er det hedder At spændingsfaldene er R i og R gang i, det er jo den, vi har hernede fra Ohms første lov. Så den her beskrivelse af batteriet, det er det, vi kalder for Ohms anden lov. Men når vi nu måler på det, så vil vi få en eller anden værdi ud, der hedder, at vi har en spænding, en polspænding, så hvis vi nu varierer den ydre spænding fra den ydre modstand, så vil der komme en forskellig spænding, vi kan måle, fordi der sker et spændingsfald i den indre resistor. Så jeg skriver lige lidt om på det her udtryk, så jeg skriver, at u ydre. Og det er jo så ry gange i, må være lige med den elektromotoriske kraft minus ry gange i.
Det er en linjeret funktion. Den vil se cirka sådan her ud. Hvis der står u her, så vil der være maksimalspændingen her.
Og så har vi i ud af her. Den vil se sådan her ud. Hvis der er en meget stor indre resistans, så må den se sådan her ud.
Det er jo Ri, der afgør hældningen på den her graf, og hvis der er en meget lille værdi af det her, så ser den sådan her ud. Og det man så kan sige, det er, at hvis man typisk tager et meget lille batteri, sådan en lille knapcellebatteri, så vil det typisk have en meget stor indre modstand. Og tager man sådan en stor bilbatteri, som typisk vejer 15-20 kg, så vil det sige, så kan det typisk have en meget lille indre modstand.
Men det her vejer måske kun et gram, og det her vejer måske 15 kg. Så alt efter hvad man skal bruge det til, kan man jo gøre sig nogle overvejelser over, hvad for et batteri der er smuk. smartst at bruge. Hvis vi nu kigger, når vi er hernede, hvis vi er hernede og rammer x-aksen, så laver vi i virkeligheden det, der hedder en kortslutning.
Al strømmen, al energien vil blive afsat i den indre resistor. Bevæger vi os op på midten her, så vil halvdelen af energien blive afsat i den indre og halvdelen i den ydre. Og når vi opererer op i det her område, så må det være sådan, at langt det meste af energien bliver afsat i den yderresister, og det er det, vi godt vil have.
Det er jo den yderresister, det er der, vi har glæde af energien. Vi har ikke nogen glæde af, at batteriet er for varmt. Tværtimod, det kan være farligt, hvis vi trækker en alt for stor strøm. Så hvis man har en beskrivelse af batterierne, så kan man se, hvis man nu kun skal bruge en meget lille strøm, en meget lille effekt, jamen så, det kunne jo for eksempel være et armbåndsur, jamen så kan man godt bruge et knapselbatteri, fordi man trækker så lille en strøm, så man befinder sig Det er det område, hvor den mest energien bliver afsat i den ydre resistor, som så vil være uafværket. Men skal vi starte en bil, så vil de her små batterier selv ikke kunne give nok strøm.
Så skal vi op og have et stort bilbatteri med en lille indre resistans. Og der vil vi måske være her, at vi skal trække en stor strøm. Og der kan vi se, at vi stadigvæk i det område, at der kun er sket et meget lille spændingsfald over den indre. Langt det meste af spændingsfaldet sker over den ydre resistor. Så det var min beskrivelse af et par af L-lærerens grundbegreber og AOMs anlog.