Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 23 frågor/svar hittade Elektricitet-Magnetism [21435] I kretsen där vi hade 3 lampor visade strömmen 0,05 Ampere och när vi hade 2 lampor visade strömmen 0.065 Ampere Svar: Resistansen för en lampa varierar med strömmen enligt Ohms lag
U=R*I. Vid seriekoppling av två eller flera lampor ökar totala resistansen med antalet lampor. Strömmen blir då mindre ju fler lampor man seriekopplar. Låt oss tillämpa Ohms lag på 3 och 2 lampor och dina uppmätta strömmar. Antag att spänningen U är konstant och resistansen för varje lampa är R: U = 3*R*0.050 = 0.150*R U = 2*R*0.065 = 0.130*R Vilket, om vi förkortar bort R, ger 0.150 = 0.130!! Hm... Uppenbarligen helt tokigt! Felet ligger i antagandet att resistansen är lika för 3 lampor och 2 lampor. Anledningen till olikheten i resistans är att högre ström orsakar uppvärmning och därmed högre resistans, se frågorna 18851 , 21327 och 13307 . Låt oss göra om räkningen med olika resistanser för 3 och 2 lampor: U = 3*R3*0.050 = 0.150*R3 U = 2*R2*0.065 = 0.130*R2 vilket ger R3/R2 = 0.130/0.150 = 0.867 R3, med lägre ström, är alltså som väntat mindre än R2. Nyckelord: serie- och parallellkoppling [19]; glödlampa [23]; Elektricitet-Magnetism [21353] I Annas adventsljusstake för 7 ljus har en lampa gått sönder och alla ljusen slocknar. På lampan står 34 V, 3 W. Hon har ingen sådan lampa men hittar lampor till julgranen. På dem står 16V, 3 W Vad händer om hon skruvar i en sådan lampa i ljusstaken? Lyser den starkare eller svagare än de andra? Hur lyser den jämfört med om hon hade satt i en riktig lampa? Svar: Formler: (a) (j) Nu har vi allt som behövs för att besvara frågan (och lite till ). Eftersom strömmen är densamma blir effekten proportionell mot R. En lampa från (j) med resistansen 84 ohm i (a) med resistansen 390 ohm kommer att ha lägre effekt och därmed lysa svagare än de övriga. Att resistansen hos en glödlampa ökar med ökande ström, se fråga 18851 , ändrar inte resultatet. Se även fråga 13909 . Nyckelord: serie- och parallellkoppling [19]; glödlampa [23]; Elektricitet-Magnetism [21327] Svar: Figuren nedan från länk 1 visar strömmen som funktion av spänningen för en resistor (blå linje) och för en glödlampa (grön kurva). Enligt Ohms lag gäller I = (1/R)*U Detta är för konstant resistans en rät linje (blå) med lutningen 1/R. För glödlampan får vi en kurva (grön) med avtagande lutning. Lutningen (derivatan dI/dU) är fortfarande 1/R, dvs R ökar med avtagande lutning. I videon nedan diskuteras temperaturberoendet hos resistansen i en glödlampa. Nyckelord: glödlampa [23]; resistans [15]; 1 https://physics.stackexchange.com/questions/522144/light-bulb-resistance Elektricitet-Magnetism [21274] 2 Hur lyser lamporna om jag kopplar 2 parallelkopplade lampor i serie med en lampa (lamporna är identiska)? Svar: 2 Man kan bara säga att de inte lyser med full styrka eftersom resistansen varierar med spänningen, se fråga 18851 . Nyckelord: serie- och parallellkoppling [19]; glödlampa [23]; Elektricitet-Magnetism [21081] Svar: Lågenergilampor (liknande lysrör) har emellertid dokumenterad kortare livslängd om de tänds och släcks ofta. Det dröjer nog inte länge innan nästan all belysning använder LED-teknik. Se vidare länk 1 och 2. Nyckelord: glödlampa [23]; 1 https://www.directenergy.com/blog/turn-off-lights-save-money/ Ljud-Ljus-Vågor [20364] Svar: Se även Flicker_(screen) och Flicker_fusion_threshold . Se fråga 15153 för induktion och fråga 12295 för transformator. Nyckelord: ögat [18]; glödlampa [23]; Elektricitet-Magnetism [20105] Svar: Eftersom effektutvecklingen U ges av P = R*I2 har strömmens riktning (tecken) ingen betydelse. För det normala 50 Hz växelström blir då den effektiva frekvensen 100 Hz. Detta är tillräckligt för att ögat skall uppfatta belysningen som konstant. Dessutom finns det lite tröghet i temperaturändringen i glödtråden vilket bidrar till stabilare ljusflöde. Du har kanske sett att en datorskärm med frekvenser under 70 Hz blinkar på ett irriterande sätt. Järnvägen i Sverige använder växelström med frekvensen 16 2/3 Hz. Glödlampor i tågvagnar blinkade därför tydligt förr i tiden. Numera antar jag att man har fixat detta. Se även fråga 19720 . Nyckelord: glödlampa [23]; 1 http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikfragan/article3479220.ece Ljud-Ljus-Vågor [19720] Jag är inte en student men jag har en ganska intressant fråga angående ljus och videoupptagning. Många har säkert råkat ut för fenomenet att ljuset "pulserar" när användning av LED armaturer används i samma utrymme där inspelning av video utförs. Mig veterligen är det frekvensen av ljuset som uppfattas av videoupptagningen varav "pulseringen" uppstår. Har nu råkat ut för ett annat "case" där slowmotion inspelning skall göras i 720p 250 bilder i sekunden och ljuskällorna i utrymmet skall vara LED.
Frågan är om man på någotvis kan försäkra sig att "viss typ av ljuskälla" kan användas? Satte mitt hopp i att detta forum kanske skulle kunna ge svar på detta då dom flesta armaturtillverkare har svårt att svara mig på frågeställningen. Jag misstänker att jag måste hitta en armatur med högre frekvens för att lyckas med detta? Tack på förhand // Johan Svar: Om du skaffar LED-belysning som föds med likspänning (från ett batteri eller med en ordentlig kondensator) bör ditt problem vara löst. Nyckelord: lysdiod [14]; glödlampa [23]; Elektricitet-Magnetism [19523] Svar: P = U2/R = U*I där R är glödtrådens resistans när lampan är tänd och I är strömmen. (Observera att glödtrådens resistans är mycket mindre vid rumstemperatur.) Det är alltså resistansen som bestämmer wattalet. Låg resistans ger en hög ström och därmed hög utvecklad effekt. Resistansen beror av glödtrådens längd, tvärsnittsyta och vilket material den är gjord av (bestämmer resistiviteten), se länk 1. Nyckelord: glödlampa [23]; resistans [15]; 1 http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=DCcircuits_Filaments.xml Elektricitet-Magnetism [19502] Svar: Elektronerna förlorar en del av sin rörelseenergi, vilket värmer upp glödtråden. Ett föremål med en temperatur över absoluta nollpunkten strålar ut elektromagnetisk strålning, så kallad temperaturstrålning, se fråga 12564 . Glödtråden blir så varm att en liten del av strålningen (ett par procent) är synligt ljus. Största delen av lampans effekt blir emellertid till värmestrålning som normalt inte är till någon nytta. Detta är skälet till att vi nu håller på att ersätta glödlampan med lysdiodslampor. Se vidare Glödlampa Nyckelord: glödlampa [23]; temperaturstrålning [29]; Elektricitet-Magnetism [18851] Ursprunglig fråga: Enligt teorin skall strömstyrkan för seriekoppling minska till hälften om man byter från en lampa till två lampor, bli en tredjedel om man har tre lampor och så vidare..men i praktiken blir inte resultatet det! Strömtyrkan minskade nog men mindre än det teoretiska. Tänker man sig att sladdarnas resistans påverkar oxå så borde ju strömstyrkan minska mer än det teoretiska. Svar: Om du mäter resistansen för en släckt lampa med en ohmmeter så finner du att resistansen är c:a 40 ohm. För en 40 W lampa ansluten till 230 V blir resistansen R = U2/P = 2302/40 = 1300 ohm. Anledningen är helt enkelt att resistansen hos glödtråden ökar med temperaturen. Ju varmare glödtråd desto högre resistans. När man tänder lampan får man under en mycket kort stund mycket hög ström. Effekten i en kall glödtråd blir P = U2/R = 2302/40 = 1300 W På en bråkdel av en sekund stiger temperaturen och motståndet tills ett jämviktsläge med effekten 40 W inställer sig. Strömmen blir enligt Ohms lag I = U/R = 230/1300 = 0.18 A. Vad händer om man seriekopplar två lampor? Om resistansen vore densamma skulle vi få strömmen I = U/(2R) Men eftersom strömmen är mindre blir även uppvämningen mindre. Du får då en lägre resistans än 2R, så strömmen blir mer än hälften av värdet med en lampa. Detta är precis vad du observerade. Lägg märke till att lampor uppför sig helt annorlunda än resistorer! Resistorer har konstant resistans eftersom man normalt inte låter strömmen bli så hög att de värms upp till höga temperaturer. Nyckelord: glödlampa [23]; *vardagsfysik [64]; serie- och parallellkoppling [19]; resistans [15]; Blandat [16280] Ursprunglig fråga: Svar: Glödlampan, en av de klassiska uppfinningarna, uppfanns faktiskt inte av Edison, han bara förbättrade grödtråden och såg till att man fick en användbar produkt, se Light_Bulb och länk 1. Den förra är för övrigt en bra beskrivning av processen från idé till användbar produkt. Nedan är en bild på Edisons glödlampa. Även den svenska Wikipedia-artikeln är bra: Glödlampa . Se även glödlampa . Både när det gäller teknikutveckling och i naturvetenskapen sker framstegen i allmänhet i små steg. Man bygger alltså oftast på kunskap som har tagits fram under lång tid och av flera personer/organisationer. Det kan vara ett mycket långvarigt utvecklingsarbete innan en produkt baserad på en upptäckt kommer ut på marknaden. Ett ovanligt exempel på motsatsen är jättemagnetresonans (nobelpris 2007, se länk 2). I detta fallet tog det bara några få år (från upptäckten 1988 till mitten av 1990-talet) innan upptäckten resulterade i kompakta hårddiskar med hög kapacitet. Det räcker inte med att upptäcka en användbar effekt för att det skall bli en spridd produkt. Det måste först finnas (eller skapas) en marknad. Tillverkningsprocessen måste göras billig och tillåta massproduktion. Det är massproduktionen som tillåter priset att bli lågt så att produkten får ett stort genomslag. Du har säker sett att priset på platta skärmar har sjunkit radikalt de senaste åren. Den första plattskärmen var Flat_screen_pocket_TV från Sinclair. Den byggde på samma princip som en tjock-TV men med en kompakt elektronkanon monterad åt sidan. Det blev en kollosal flopp eftersom man redan hade uppfunnit flytande kristaller (LCD, liquid crystal display). LCDn var från början mycket dyr och användes först i små svart-vita dispayer t.ex. klockor och portabla datorer med pyttesmå skärmar. LCD kan nu göras stora, i färg och dessutom billiga. Se Liquid_crystal_display , Flytande_kristallskärm för mer om LCD och Plasma_display , Plasmaskärm för information om plasmaskärmen som är den nuvarande konkurrenten till LCD. Det finns flera nya tekniker för att göra bildskärmar för olika behov, se Comparison_of_display_technology . En svaghet med både LCD och plasmaskärm är att de med sin inre belysning fungerar dåligt i starkt ljus. Det finns projekt att utveckla skärmar där bilden belyses av omgivningsljuset, t.ex. Elektroniskt papper (Electronic_paper ). En intressant tillämpning av detta skulle vara elektroniska böcker som fortfarande är ganska klumpiga och har begränsat användningsområde. Nyckelord: TV [9]; bildskärmar [4]; glödlampa [23]; 1 http://energy.gov/articles/history-light-bulb Blandat [14280] Svar: För andra aspekter på glödlampor se glödlampa .
Se mer om glödlampor under länkarna nedan, tyvärr på engelska så du behöver kanske hjälp av din lärare. Nyckelord: glödlampa [23]; 1 http://science.howstuffworks.com/light-bulb.htm Elektricitet-Magnetism [14122] Svar: Länken nedan ger mer information om glödlampor. Nyckelord: glödlampa [23]; Elektricitet-Magnetism [13909] Svar: I elljusstakar och julgransbelysning är lamporna kopplade i serie, se fråga 13729 . Lamporna delar då upp spänningen mellan sig. Om nätspänningen är 220V och vi har t.ex. 16 lampor i en julgransslinga så får varje lampa spänningen 220/16 = 14V. Om vi i stället har en elljusstake med t.ex. 5 seriekopplade lampor så blir spänningen över varje lampa 220/5 = 44V. Man behöver alltså helt olika lampor. Märkspänningen för den korrekta lampan räknar du ut som 220/(antalet lampor). Men denna information räcker inte om du redan har lampor. Då måste även effekten (watt-talet) matchas, annars lyser lampan inte som den skall och går eventuellt sönder. Låt oss anta vi vill att lamporna skall vara på 3W. Effekten P ges av P = U*I Vi kan då räkna ut strömmen I i julgransslingan som I = P/U = 3W/14V = 0.21A (ampere) För ljusstaken får vi I = P/U = 3W/44V = 0.07A Du ser alltså att lamporna har mycket olika ström eftersom resistansen är olika. Sätter du lampan från julgransbelysningen i ljusstaken kommer den att lysa dåligt. Om du i stället sätter in lampan från ljusstaken i julgransbelysningen så kommer den att lysa med så hög effekt att den går sönder. Det är alltså lite krångligt. Det enklaste du kan gära när du köper en reservlampa är att matcha både spänningen (V) och effekten (W). Sen måste förstås gängorna passa också! Kommentar: Vi har i ovanstående resonemang bortsett från att vi har växelström, men detta ändrar inte slutsatsen. Se även fråga 4018 Nyckelord: glödlampa [23]; serie- och parallellkoppling [19]; Elektricitet-Magnetism [13307] Svar: Nyckelord: glödlampa [23]; Energi [13166] Svar: För mer detaljer se länk 1 nedan där man bl.a. säger:
"Ett exempel på lysdioders praktiska tillämpning är att Stockholm Stad nu börjar byta ut sina glödlamps- och halogenlampsbaserade trafikljus mot trafikljus baserade på lysdioder. Detta har blivit praktiskt genomförbart sedan lysdioder med hög ljusstyrka som samtidigt har rätt grön, gul och röd färg kunnat framställas till en rimlig kostnad. I och med detta beräknar Gatukontoret att spara uppemot 5,5 miljoner kronor per år. Två miljoner sparas på underhållet och 3,5 miljoner på elräkningen, eftersom lysdioder drar ca 10W per trafikljus mot glödlampans 35-70W. Underhållskostnaden hålls nere då lysdioder har en livslängd på uppemot 30 gånger en glödlampas." Se även fråga 12571 Nyckelord: glödlampa [23]; lysdiod [14]; Elektricitet-Magnetism [12571] Ursprunglig fråga: Svar: För att få vitt ljus kan man ha flera lysdioder av olika färg (röd, grön, blå). Dessa kan då blandas till en godtycklig färg, inklusive vitt. För att ersätta glödlampor använder man ofta fluorescens för att göra om blått ljus (som har det högsta energiinnehållet) till andra färger. Detta är samma metod som används i lysrör och lågenergilampor. Bilden nedan (från Wikipedia-artikeln ovan) visar hur spektrum ser ut. Den smala toppen vid 450 nm är det blå ljuset från dioden och den breda fördelningen vid längre våglängder från fluorescensen gör att ljuset uppfattas som någotsånär vitt. Det finns två fördelar med att använda lysdioder för belysning. För det första håller de mycket längre (c:a 100000 timmar jämfört med c:a 1000 timmar för en glödlampa och c:a 10000 timmar för ett lysrör). För det andra går nästan 100% av den elektriska energin till produktion av ljus. För en glödlampa är denna effektivitet mindre än 5% - mer än 95% blir värme. För fluoriserande vita lysdioder har man lite förluster som uppkommer när man skiftar det blå ljuset till ljus med lägre energi (längre våglängd) - effekten kallas Stokes-förskjutning, se Stokes_shift . Vad gäller priset så finns nog ett antal förklaringar. Dels är lysdioder som ger blått ljus (som behövs för att göra vitt ljus) svåra att tillverka. Lysdioder tillverkas under extremt rena förhållanden, för att materialen inte skall kunna ta skada av störande partiklar som försämrar deras funktion. Sedan är produkterna relativt nya - med mer konkurrens kommer de säkert att bli billigare. Dessutom kommer man säkert snart på hur man skall tillverka dem billigare. PS 7/10/2014: Se även fråga 1677 Nyckelord: Illustrerad Vetenskap [17]; lysdiod [14]; glödlampa [23]; fluorescens [6]; #ljus [63]; 1 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/press.html Elektricitet-Magnetism [12034] Svar: Åtminstone förr hade man på SJ en lägre period på växelströmmen i vagnarna (16 2/3 hertz). Då kunde man lätt se att lamporna blinkade. Nyckelord: glödlampa [23]; Energi [723] Ursprunglig fråga: Svar: Lågenergilampor är små kompakta lysrör, som i stället för en glödtråd har en gas i vilken det blir en urladdning. Lågenergilampor innehåller miljöfarliga ämnen (t.ex. kvicksilver), så när de går sönder måste de tas om hand på ett bra sätt. Lågenergilampor är betydligt dyrare än vanliga lampor, men de varar längre, så kostnaden blir ungefär densamma. Det har ingen betydelse om värmen kommer från lampor eller element - all energi från lamporna utom den lilla del som går ut genom fönstren används till uppvärmning. Dessutom är det ju så att vi behöver mest uppvärmning på vintern när vi även behöver mest ljus. Värmen från utspridda lampor blir även jämnare fördelad i rummet än från enstaka element. Skulle man då lika gärna kunna använda bara lampor för uppvärmningen? Nej, det skulle bli för dyrt. Visserligen blir energiförbrukningen (det vill säga elräkningen) densamma, men lamporna går sönder efter en tid, medan ett el-element kan användas mycket länge. Dessutom blir det väldigt ljust hela natten, vilket kan vara störande. Se även Lågenergilampor sprider kvicksilver med soporna . Ljuskällor Ljuskällor är konstruktioner som genererar ljus. Det finns flera olika ljuskällor som bygger på varierande fysikaliska fenomen. Nedan är en sammanställning av fördelar och nackdelar med olika ljuskällor. Detaljer om hur de olika ljuskällorna fungerar finns under länk 1, i Wikipedia-artiklarna Glödlampa och Lågenergilampa samt under nyckelordslänkarna nedan. Eftersom olika ljuskällor skapar ljus på olika sätt (se nedan) så är fördelningen av ljuset med olika våglängd (spektrum) mycket olika, se figuren nedan. Glödlampa Lysrör Lågenergilampa Halogenlampa Lysdiod Översikt över de vanligaste lamptyperna (från Sydsvenska Dagbladet 5/12/09): Se Luminous_efficacy för en översikt av effektiviteten (verkningsgraden) av olika ljuskällor. Se länk 2 och Plasma_lamp för information om plasmalampor. Nyckelord: *miljöpåverkan [14]; uppvärmning av bostäder [2]; lågenergilampa [13]; glödlampa [23]; lysdiod [14]; lysrör [10]; halogenlampa [3]; verkningsgrad [26]; #ljus [63]; 1 http://www.blewbury.co.uk/energy/lighting.htm Blandat [8723] Svar: I en halogenlampa finns lite jod (en halogen) i glaskolven. När en
wolframatom lossnar från glödtråden, förenar den sig med jod, och det
bildas wolframjodid. När denna molekyl kolliderar med den heta glödtråden,
sönderdelas molekylen, och wolframatomen fastnar åter på glödtråden.
Detta gör att man kan hålla högre temperatur på glödtråden, vilket gör
att halogenlampan Har bättre ljusutbyte än en vanlig glödlampa. Fundera: Man skulle få längre livslängd på en glödlampa genom att
sänka temperaturen på glödtråden. Varför gör man inte det? Nyckelord: glödlampa [23]; halogenlampa [3]; Ljud-Ljus-Vågor [8314] Svar: Nyckelord: glödlampa [23]; lågenergilampa [13]; Elektricitet-Magnetism [4730] Svar: Mät resistansen hos en glödlampa med en ohmmeter. Räkna ut effekten. Förklara varför den uträknade effekten inte stämmer med lampans märkeffekt. Ovanstående är förklaringen till att lampor ofta går sönder precis när de tänds. Den snabba uppvärmningen orsakar mekaniska spänningar (termisk materialutmattning) i glödtråden, vilket kan orsaka att den går sönder. Kommentar om motstånd och glödlampor: Ett elektriskt motstånd har normalt inte så hög ström att det värms upp särskilt mycket. Resistansen är därför konstant, och strömmen ges av I = U/R där U är spänningen och R resistansen. Den utvecklade effekten P ges av P = U*I = U2/R En glödlampa eller ett elektriskt värmeelement, däremot, värms upp till över tusen grader vilket gör att resistansen ökar väsentligt. Strömmen minskar då och temperaturen stabiliseras till ett värde så att det är balans mellan den utstrålade effekten och värmeutvecklingen i glödtråden. Denna effekt är märkeffekten för den aktuella spänningen. I metaller leds strömmen av fria elektroner. Om temperaturen ökar "vibrerar" atomerna mer vilket hindrar elektronernas rörelse. Detta är skälet till att resistansen ökar med ökande temperatur för nästan alla metaller. (Electrical_resistivity_and_conductivity#Metals ) Nyckelord: glödlampa [23]; resistans [15]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.