2. Se figur 1.
Hva er klemmespenningen over
batteripolene tilnærmet lik ?
.
Hva er strømmen gjennom
lyspæra ?
.
Hva er effekten i lyspæra ?
.
Hvor mye energi omsetter
lyspæra på 1 døgn ?
OPPGAVE 1 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Figur 1.
3. ELEKTRISK ENERGI W:
Når vi kobler et elektrisk apparat til en spenningskilde, ønsker vi som regel å
få til en energiomforming fra elektrisk energi til f.eks: Varmeenergi, lysenergi
eller mekanisk energi. (Side 48)
For energi bruker vi størrelsessymbolet W
.
Måleenhetene er: Wattsekund Ws
Joule J
Newtometer: Nm
Energien som blir utviklet i en panelovn er: Spenning ∙ strøm ∙ tid
Joules lov: W = U ∙ I ∙ t der enheten er Ws (Wattsekund)
1 J = 1 Ws
4. ELEKTRISK EFFEKT P:
Effekten P er den energien et apparat kan utvikle eller omsette pr sekund.
Effekt er energiforbruk eller arbeid pr tidsenhet. (Side 48-49)
For effekt bruker vi størrelsessymbolet P
Måleenheten er: Watt W
Kilowatt kW
Effekten som blir utviklet i en panelovn er: Spenning x strøm
Formelen for effekt: P = U ∙ I der måleenheten er W (Watt)
5. ELEKTRISK EFFEKT P
er energiforbruk eller arbeid per tidsenhet.
Energi W: W = U ∙ I ∙ t
Effekt P: P = U ∙ I ∙ t / t = U ∙ I P=U ∙ I
Enheten for effekt er 1 watt (1 W). I formelen får vi P i watt hvis vi angir U i volt og I i
ampere. En større enhet er 1 kilowatt (1 kW). Du må ikke forveksle størrelsessymbolet
W for energi med enhetssymbolet W, som står for watt.
Du må også skille mellom effektenheten 1 watt og energienheten 1 wattsekund.
6. Se figur 1.
Hva er klemmespenningen over
batteripolene tilnærmet lik ?
.
OPPGAVE 1 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Figur 1.
Spenningen over
batteripolene er
tilnærmet lik 3,0 VDC
7. Se figur 1.
Hva er strømmen gjennom
lyspæra ?
OPPGAVE 1 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Figur 1.
Strømmen gjennom
lyspæren er 500mA
8. Se figur 1.
.
Hva er effekten i lyspæra ?
OPPGAVE 1 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Figur 1.
P= U ∙ I = 3 ∙ 0,5 = 1,5W
9. Se figur 1.
Hvor mye energi omsetter
lyspæra på 1 døgn ?
OPPGAVE 1 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Figur 1.
Energiomsetningen til lyspæra per døgn er:
W = P ∙ t = U ∙ I ∙ t = 3 ∙ 0,5 ∙ 24 t =
36Wt eller 36Wh
W = P ∙ t = U ∙ I ∙ t = 3 ∙ 0,5 ∙ 24 t = 3 ∙ 0,5 ∙ 24 ∙ 3600 =
129600 J = 129,6 kJ
10. En lang kobber kabelrull har
resistansen 17,5 ohm mellom
endene.
Tverrsnittet er A=1,0 mm2
Hvor lang er kabelen ?
Tabell for resistivitet finnes i
læreboka eller på internett:
OPPGAVE 2 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
http://www.nb.no/nbsok/nb/66582a36d1f975c16fe58fa1c5d903bb?index=10#20
11. Resistivitet, 𝜌 (roh) , angis med enhet Ω mm²/m:
R = 𝜌 ∗
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒
𝑎𝑟𝑒𝑎𝑙
𝜌 = R ∗
𝑎𝑟𝑒𝑎𝑙
𝑙𝑒𝑛𝑔𝑑𝑒
Eksempel:
Resistivitet til kobber er 0,017 Ω mm²/m,
se tabell side 19 i elektroteknikkboka.
12. En lang kobber kabelrull har
resistansen 17,5 ohm mellom
endene.
Tverrsnittet er A=1,0 mm2
Hvor lang er kabelen ?
Tabell for resistivitet finnes i
læreboka eller på internett:
OPPGAVE 2 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
http://www.nb.no/nbsok/nb/66582a36d1f975c16fe58fa1c5d903bb?index=10#20
𝑅 = 𝜌∙𝑙 / 𝐴
Ved å snu på formelen får man
𝑙 = 𝐴∙𝑅 / 𝜌CU
𝑙 = 1 ∙ 17,5 / 0,0175 = 1000𝑚
Den totale lengden på kabelen er
1000m.
𝜌CU = 0,0175
13. OPPGAVE 3 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
2 lyspærer på 40W ved 230VAC er
koblet i parallell og har effekten
80W til sammen.
Du seriekobler de samme
lyspærene og har fortsatt tilkoblet
230VAC.
Hvor stor er den totale effekten nå
for begge lyspærene til sammen ?
(Vi forutsetter i oppgaven at
resistansen ikke endrer seg)
230VAC
230VAC
14. Resistansen i 1 lyspære:
Resistansen i 2 lyspærer:
Total effekt i 2 lyspærer
til sammen:
15. En person kortslutter batteriet i motorrommet i bilen med en skiftenøkkel av jern.
Skiftenøkkelen er ikke isolert.
Hva skjer ? Påstand A eller B ? (IKKE PRØV DETTE SELV I BILEN DIN FOR Å FINNE UT HVA SOM SKJER)
A: Det skjer ingenting.
.
B: Det dannes gnister i kontaktpunktene og det går en høy strøm gjennom skiftenøkkelen. Skiftenøkkelen
blir også oppvarmet av kortslutningsstrømmen. Det kan sprute smeltet bly.
KORTSLUTNING med skiftenøkkel:
OPPGAVE 4 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
16. En person kortslutter batteriet i motorrommet i bilen med en skiftenøkkel av jern.
Skiftenøkkelen er ikke isolert.
Hva skjer ? Påstand A eller B ? (IKKE PRØV DETTE SELV I BILEN DIN FOR Å FINNE UT HVA SOM SKJER)
A: Det skjer ingenting.
.
Riktig svar er: B: Det dannes gnister i kontaktpunktene og det går en høy strøm
gjennom skiftenøkkelen. Skiftenøkkelen blir også oppvarmet av
kortslutningsstrømmen. Det kan sprute smeltet bly.
KORTSLUTNING med skiftenøkkel:
OPPGAVE 4 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
17. En lyspære er merket med 12V / 55W.
Hva betyr denne merkingen ?
Hvor stor strøm går det i pæra hvis den tilkobles 12V DC ?
OPPGAVE 5 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
18. En lyspære er merket med 12V / 55W.
Hva betyr denne merkingen ?
Hvor stor strøm går det i pæra hvis den tilkobles 12V DC ?
19. OPPGAVE 6 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Du skal sjekke om det er spenning i en
stikkontakt. Er det OK å måle spenningen
med et multimeter og ha den ene
måleledningen på uttaket merket COM
og den andre måleledningen på A ?
0,00 A
NEI !
20.
21. OPPGAVE 7 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
En lyspære som på bildet er merket med
230 V / 100W.
Når pæra er kald, måler du resistansen til
å være 47 Ω.
Hva er strømmen i pæra når den har vært
tilkoblet 230 VAC noen minutter og har
blitt varm ?
Begrunn valg av den formelen du bruker
til å regne ut svaret.
22.
23. OPPGAVE 8 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Ohms lov inneholder U, R og I
a) Hva betyr bokstavene U, R og I i denne sammenhengen ?
b) Finn U uttrykt ved R og I
c) Finn R uttrykt ved U og I
d) Finn I uttrykt ved U og R
24.
25. OPPGAVE 9 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Hvilke 2 former for strøm har vi gjennomgått i
elektroteknikk høst ?
Kan du oppgi forkortelsene, hva forkortelsene står
for og forklare forskjellen(e).
28. OPPGAVE 10 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Hvor stor strøm går igjennom R3 ?
29.
30. OPPGAVE 11 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Hvor er spenningen over R3 ?
.
Hva er resistansen mellom a og b ?
31.
32. OPPGAVE 12 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Hva er elektrisk strøm ?
33. OPPGAVE 12 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Hva er elektrisk strøm ?
Elektrisk strøm er elektrisk ladning i bevegelse. Strømmen
oppstår når det er en elektrisk potensialforskjell (spenning)
mellom forskjellige punkter i en leder. Omkring en
strømførende leder dannes et magnetfelt med feltlinjer som er
lukkede kurver og omslutter lederen.
elektrisk strøm – Store norske leksikon
https://snl.no/elektrisk_strøm
34. OPPGAVE 12 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Hva er elektrisk strøm ?
Elektrisk ladning i bevegelse er godkjent svar.
Et av de første bildene av et lyn. Bildet ble tatt den 3. juni 1902 klokken 21:20, og viser
elektrisk strøm både som et naturfenomen og som elektrisk belysning i en storby.
Elektrisk strøm er definert som bevegelse av elektrisk ladning.
Oftest menes en strøm som flyter gjennom en elektrisk krets, men i elektrostatikken må
det ikke nødvendigvis finnes et kretsløp, og strømmen er da en kortvarig begivenhet.
I elektriske kretser består strømmen av at ladningsbærere i form av elektroner flyter
gjennom en metallisk leder. Strøm kan ellers bestå av ioner som beveger seg i en
elektrolytt, eller av flyt av både ioner og elektroner som i et plasma.
Mengden av strøm gjennom lederen kalles strømstyrke. SI-enhet for elektrisk strømstyrke
er ampere, som er definert som mengden av elektrisk ladning, målt i Coulomb (C), som
flyter gjennom et tverrsnitt av lederen per sekund.
35. Et bilbatteri har 6 seriekoblede celler, hver med E = 2 V og
Ri = 0,005 Ω.
Når vi kobler inn startmotoren, går det 200A fra batteriet.
a) Hvor stor EMS har bilbatteriet ?
b)Hvor stor er den indre resistansen til bilbatteriet ?
c) Hvor stor blir kortslutningsstrømmen til dette
bilbatteriet ?
OPPGAVE 13 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
36.
37. OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Regn ut strømmen I2 som går igjennom R2. Metode er valgfritt, men du kan f.eks bruke maske- og
knutepunktreglene (KVL og KCL) eller superposisjonsprinsippet.
38. OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Regn ut strømmen I2 som går igjennom R2.
Metode er valgfritt, men du kan f.eks bruke maske-
og knutepunktreglene (KVL og KCL) eller
superposisjonsprinsippet.
Oppgaven kan løses på flere måter og en skal få samme
resultat uansett metode.
Jeg viser framover her superposisjonsprinsippet og
løsning med KVL og KCL. Jeg bruker også
strømdelingsprinsippet som er forholdet som strømmen
fordeler seg mellom to resistanser i parallell.
40. s1
Strømforsyning Vs2 kortsluttes og vi beregner kretsen med kun Vs1
RT (S1) = R1 + (R2*R3)/ (R2+R3) =
10kΩ + (12kΩ * 3,3kΩ) / (12kΩ * 3,3kΩ) RT (S1) =12,558kΩ
IT (S1) = V(S1) / RT (S1) = 12V /12,558 * 103Ω =1,03 * 10-3 A IT (S1) = 0,9556 mA
Strømdelingsprinsippet mellom to resistanser i parallell gir:
I2 (S1) = R3 / (R2 + R3) * IT (S1)
I2 (S1) = 3,3*103Ω / (12 + 3,3) * 103Ω * (0,9556 * 10-3 A)
I2 (S1) = 2,2*10-4 A 0,206 mA
OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Løsning med superposisjonsprinsippet og strømdelingsprinsippet:
41. s2
Strømforsyning Vs1 kortsluttes og vi beregner kretsen med kun Vs2
RT (S2) = R3 + (R1*R2)/ (R1+R2) =
3,3kΩ + (10kΩ * 12kΩ) / (10kΩ + 12kΩ) RT (S2) =8,755kΩ
IT (S2) = V(S2) / RT (S2) = 5V /8,755 * 103Ω = 5,71 * 10-4 A IT (S2) = 0,571 mA
Strømdelingsprinsippet mellom to resistanser i parallell gir:
I2 (S2) = R1 / (R1 + R2) * IT (S2) I2 (S2) = 10*103Ω / (10 + 12) * 103Ω * (5,71 * 10-4 A)
I2 (S2) = 2,596*10-4 A 0,2596 mA
OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Løsning med superposisjonsprinsippet og strømdelingsprinsippet:
42. Superposisjonsprinsippet sier at totalstrømmen er
summen av delstrømmene:
I2 = I2 (S1) + I2 (S2) = 0,206 mA + 0,2596 mA = 0,466 mA
OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Løsning med superposisjonsprinsippet og strømdelingsprinsippet:
43. Superposisjonteoremet
Fra elektroteknikkboka side 43:
I alle nettverk av lineære resistanser der det er mer enn en
spenningskilde med elektromotorisk spenning (ems), er
resultantstrømmen som flyter i hver grein, lik den
algebraiske summen av den strømmen som ville flyte i
greina hvis hver enkelt spenningskilde ble betraktet separat,
samtidig som alle andre spenningskilder ble byttet ut med
resistanser med en verdi lik den indre resistansen i
spenningskilden.
48. Løsning 2 med superposisjon:
Kortslutter Vs2 iht
superposisjonsprinsippet og regner
ut resistansen sett fra Vs1.
Regner ut strømmen Is1 fra Vs1.
Is1
10 kΩ + (12*3,3) / (12+3,3) kΩ =
12.588 kΩ
12V / 12,588kΩ = 0,953 mA
Slik er utregningene:
49. Løsning 2 med superposisjon:
Nå kan vi regne ut spenningsfallet
over R1 som er forårsaket av Is1:
Is1
= 0,953A * 10kΩ = 9,533V
50. Løsning 2 med superposisjon:
Kortslutter Vs1 iht
superposisjonsprinsippet og
regner ut resistansen sett fra Vs2.
Regner ut strømmen Is2 fra Vs2.
Is2
Slik er utregningene:
= 5V / 8,755 kΩ = 0,571 mA
=
3,3 kΩ + (10*12) / (10+12) kΩ =
8,755 kΩ
51. Løsning 2 med superposisjon:
Is2
Nå kan vi regne ut spenningsfallet
over R3 som er forårsaket av Is2:
= 0,571 mA * 3,3 kΩ = 1,885V
53. OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Regn ut strømmen I2 som går igjennom R2. Metode er valgfritt, men du kan f.eks bruke maske- og
knutepunktreglene (KVL og KCL) eller superposisjonsprinsippet.
54. OPPGAVE 14 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Løsning med støm- og maskereglene:
Kirchhoffs 1.lov og Kirchhoffs 2.lov
61. OPPGAVE 15 – 21.11.2016 - ELEKTROTEKNIKK
Effektloven inneholder P, U og I
a) Hva betyr bokstavene P, U og I i denne sammenhengen ?
b) Finn P uttrykt ved U og I
c) Finn U uttrykt ved P og I
d) Finn I uttrykt ved P og U
e) Finn P uttrykt ved U og R
d) Finn P uttrykt ved I og R
62.
63. ELEKTRISK EFFEKT P:
Effekten P er den energien et apparat kan utvikle eller omsette pr sekund.
Effekt er energiforbruk eller arbeid pr tidsenhet. (Side 48-49)
For effekt bruker vi størrelsessymbolet P
Måleenheten er: Watt W
Kilowatt kW
Effekten som blir utviklet i en panelovn er: Spenning ∙ strøm
Formelen for effekt: P = U ∙ I der måleenheten er W (Watt)
64. ELEKTRISK EFFEKT P
er energiforbruk eller arbeid per tidsenhet.
Energi W: W = U ∙ I ∙ t
Effekt P: P = U ∙ I ∙ t / t = U ∙ I P=U ∙ I
Enheten for effekt er 1 watt (1 W). I formelen får vi P i watt hvis vi angir U i volt og I i
ampere. En større enhet er 1 kilowatt (1 kW). Du må ikke forveksle størrelsessymbolet
W for energi med enhetssymbolet W, som står for watt.
Du må også skille mellom effektenheten 1 watt og energienheten 1 wattsekund.