Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

4 frågor/svar hittade

Elektricitet-Magnetism [20074]

Fråga:
Om växel elektricitet byter riktning 50 gånger i sekunden, hur kommer det då sig att elen kommer nån vart?
/Simon J, Rolfstorps skola, Rolfstorp

Svar:
Det kan man tycka, speciellt som drifthastigheten är så liten, se fråga 9549 .

För många apparater som använder el har det ingen betydelse åt vilket håll strömmen går. Ett värmeelement är i princip bara ett motstånd. Effekten ges av P = R*I2 och resistansen beror inte på strömmens riktning. Effekten för given resistans beror alltså bara på strömmen.

Den effektiva strömmen blir emellertid mindre än toppvärdet eftersom strömmen hela tiden varierar mellan 0 och maxvärdet. För sinusformad spänning (som är det normala) är effektivvärdet = toppvärdet/sqrt(2), se länk 1. De 240 V du har i dina vägguttag är effektivvärdet.

Se även fråga 17149 .
/Peter E

Nyckelord: elektrisk ström, hastighet [4];

1 http://www.electronics-tutorials.ws/accircuits/rms-voltage.html

*

Elektricitet-Magnetism [18245]

Fråga:
Vi har haft tema kretsar kring el.

Klassen har tre frågor

1 Hur lång tid tar det för ett batteri att bli varmt?

2 Hur kan el rusa igenom vatten?

3 Hur kan el rusa så snabbt?

Mvh/ Klass 3B via Mona
/Mona T, Stenhagsskolan, Kista

Svar:
Hej Mona och 3b!

1 Är inte säker på att jag förstår frågan. Ja, om man drar mycket ström från ett batteri så blir batteriet varmt. Uppvärmningen beror på hur mycket ström man tar från batteriet. Sedan är det en annan sak att batterier fungerar dåligt om det är mycket kallt. En elektronisk kamera fungerar dåligt vid temperaturer under noll grader. Man bör därför förvara kameran i en ficka nära kroppen. Samma sak gäller allt som innehåller batterier, t.ex. mobiltelefonen. Bilbatteriet fungerar också dåligt när det är kallt, men det får inte plats i fickan!

2 I vatten finns lite salter lösta och förekommer som laddade joner. Även en liten del av vattenmolekylerna är joner. Det är dessa joner som transporterar elektriciteteten. Vatten leder ström ganska dåligt. Detta är orsaken till att man aldrig skall ha elektriska apparater så de kan ramla ner i t.ex. badkaret. Kroppen leder ström bättre än vatten (innehåller fler joner), så strömmen föredrar att gå igenom kroppen.

3 I en ledare transporteras elektriciteten av fria elektroner. När man sätter på spänningen får man ett elektriskt fält som fortplantas med ljushastigheten. Fältet får elektronerna att röra sig. I fråga 9549 finns en uträkning av drifthastigheten hos elektronerna. Den är förvånande låga några mm/sekund. Detta är alltså medelhastigheten i strömmens riktning. Elektronerna rör sig mycket snabbare men i slumpmässiga riktningar.
/Peter E

Nyckelord: elektrisk ström, hastighet [4]; elsäkerhet [17]; batteri [23];

*

Elektricitet-Magnetism [13770]

Fråga:
Hej, om man har en kopparledning och skickar på lite el, hur kommer då elektronerna förbi kopparatomerna,om de hoppar mellan atomerna som jag har hört? Då undrar jag om det är samma elektroner eller om de byts ut vid varje atom?
/Pär T, komvux, Karlstad

Svar:
Pär! Problemet är ganska likt det i svaret om diffusion, se diffusion , men elektronerna hindras inte bara av varandra utan även av atomerna. Man får skilja på elektronernas momentana hastighet, deras drifthastighet och strömmens hastighet. Vad gäller de första två se fråga 9549 . Drifthastigheten (diffusion) är alltså mycket låg, den momentana hastigheten ganska hög och strömmens hastighet i princip ljushastigheten. Det kan tyckas konstigt att strömmens hastighet är så mycket högre än drifthastigheten, men du skall föreställa dig det så här:

Spänningen (det elektriska fältet) över ledaren utbreder sig med ljushastigheten. När elektronerna känner det elekriska fältet tvingas deras medeldrifthastighet att bli i fältets riktning - utan fält är drifthastigheten helt slumpmässig. Eftersom alla elektroner påverkas av fältet nästan samtidigt, kommer stömmen igång mycket snabbt i hela ledarens längd.
/Peter E

Nyckelord: elektrisk ström, hastighet [4];

*

Elektricitet-Magnetism [9549]

Fråga:
Bland era frågor/svar finner jag flera intressanta svar på frågor som berör elektronernas hastighet i en ledare. Jag lär mig att hastigheten är beroende av ledarens tvärsnittsarea och strömstyrkan. 1)Finns det formel för att räkna ut denna hastighet? 2)Hur ser ni som är ämnesföreträdare på resonemang av denna typ: "Ju högre spänning, desto snabbare rör sig elektronerna vilket i sin tur medför att exempelvis en lampa som är ansluten till kretsen lyser starkare. " Traditionellt antar jag att en lärare skulle tala om att högre spänning ger en större ström i en viss krets, jag är intresserad av vilka fysikaliska betänkligheter ni kan se om vi istället skulle tala i termer av elektroners hastighet. Det senare tilltalar elevers förförståelse i betydligt mycket mer än ex förklaringar som bygger på analogier (tex vattenanalogin) av olika slag.
/Mattias L

Svar:
En del av elektronerna i en metall är fria, det vill säga att de inte är bundna till en särskild atom. De bildar en speciell typ av gas (Fermigas). Antalet fria elektroner per atom kan vara 1 till 6. Det är denna Fermigas som binder ihop atomerna i metallen. Alkalimetallerna (som natrium och kalium) har en fri elektron och är löst bundna. De är mjuka och har låg smältpunkt. Wolfram har 6 fria elektroner och är hårt bunden. Metallen är hård och har mycket hög smältpunkt.

Det är denna elektrongas som bestämmer de metalliska egenskaperna som metallglans och ledningsförmåga för elektricitet och värme. Typisk hastighet för elektronerna i denna gas är 1000 km/s. Alltså, när man talar om elektronernas "hastighet" i en ledare, menar man i de flesta fall elektrongasens drifthastighet.

Detta som inledning till dina frågor.

1. Vad du behöver veta är att 1 A = 1 C/s och att elektronladdningen är 1.6 * 10-19 C. Dessutom behöver du veta elektrontätheten, ne (fria elektroner/m3. För att räkna ut denna behöver du veta antalet fria elektroner per atom (1 - 6), densiteten, atomvikten och Avogadros tal (6.022 * 1023 mol-1). Sedan är det bara att räkna på.

2. Det primära är strömmen. Sedan kan man ju använda Ohms lag för att räkna om till spänning.

Ett uttryck för drifthastigheten vd kan härledas från den på tiden t transporterade laddningen

Q = vd*t*A*ne*q

A är ledningens tvärsnittsyta och q är elektronens laddning 1.60*10-19 C. Dividerar man med t får man

Q/t = I = vd*A*ne*q

och

vd = I/(A*ne*q)

Om man sätter in rimliga värden får man det mycket låga värdet c:a 0.28 mm/s, se bilden nedan och Drift_velocity .



/KS/lpe

Se även fråga 3460

Nyckelord: elektrisk ström, hastighet [4];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7178 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-20 12:13:24.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.