/ Forside/ Karriere / Uddannelse / Mellem uddannelser / Spørgsmål
Login
Glemt dit kodeord?
Brugernavn 

Kodeord  


Reklame
Top 10 brugere
Mellem uddannelser
#NavnPoint
Nordsted1 1980
berpox 1673
svendgive.. 1293
gert_h 1098
ans 1005
Rellom 940
dova 791
frieda 533
arne.jako.. 515
10  erling_l 510
fysik
Fra : johanma
Vist : 2034 gange
300 point
Dato : 31-01-06 22:25

hej jeg er igang med fysik og kan ikke løse denne opgave... Håber der er nogen derude som kan hjælpe

En kobbertråd har en diameter på 2 mm. Der går en strøm på 10 A i kobbertråden.
Tætheden af ledningselektroner i kobber er 8,4 * 10^22 elektroner/cm3.

a) Hvor mange elektroner passerer et tværsnit af lederen i løbet af 1 s?
b) Beregn størrelsen af lederens tværsnitsareal
c) Med hvor stor en fart bevæger ledningselektronerne sig i lederen?


 
 
Kommentar
Fra : CLAN


Dato : 01-02-06 06:49

God morgen
Uden at ku' komme med det entydige svar, så er der måske hjælp at hente her (Google er din ven)
http://www.google.dk/search?hl=da&q=Hvor+mange+elektroner+passerer+et+tv%C3%A6rsnit+af+lederen+&btnG=Google-s%C3%B8gning&meta=cr%3DcountryDK

Kommentar
Fra : johanma


Dato : 01-02-06 14:41

Tak for tippet CLAN, google er min ven men desværre ikke helt go' til dette problem...

Kommentar
Fra : CLAN


Dato : 01-02-06 14:47

Hmmm! OK, jeg kigger videre senere, har lidt ½-travlt lige nu

Kommentar
Fra : arnely


Dato : 01-02-06 15:58

Early in the morning...

Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 17:30

Hey... Størrelsen af tværsnitsarealet(kvadratet) er = 0,25*3,14(pi)*2(diameter) = 1,57mm2



Kommentar
Fra : michaelholm


Dato : 01-02-06 17:40

Hej johanma,

Jeg kan simpelthen ikke finde min gamle fysikbog eller formelsamling, så det første spørgsmål kan jeg ikke svare på med sikkerhed, men her skulle være noget du kan bruge til de næste to spørgsmål

b) Cirkels areal A= Pi * r i anden potens.
r = 1/2 * diameter.
r = 1/2 * 2 mm
r = 1 mm
1 mm i 2 potens = 1 mm
Pi * 1mm = Pi
Ledningens tværsnitsareal må dermed være = Pi =22/7 = 3,14 mm2

c) En enkelt elektron bevæger sig med 3 mm/s, men virkningen igennem lederen forplanter sig med noget nær lysets hastighed 3*10 i 8 potens m/s.

MVH Michael


Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 17:51

Fandt dette på nettet, god fornøjelse med læsningen.
Læg Mærke til hvad der står under strømhastighed.

Hvor mange elektroner passerer et tværsnit af lederen i løbet af 1 s?
Jeg ved jo ikke hvor tykt dit tværsnit er, men hvis det er 1 mm kan det regnes sådan her ud
Da elektroner bevæger sig med 0,1 mm/sek vil der bevæge sig en elektron på 10 sek, altså vil der bevæge sig 0,1 elektron på et sek.

Ved ikke om du kan bruge noget af det her til noget... er selv lidt forvirret over det.

Mvh Jacob


1. Almen elektricitetslære
Opdagelsen og udnyttelsen af elektriciteten hører afgjort til blandt menneskets
mest afgørende bedrifter – på højde med brugen af ild og opfindelsen af hjulet.
Brugen af elektricitet er i dag så udbredt, at vi end ikke skænker det en tanke,
når vi benytter os af den. Ved et enkelt tryk på en knap giver elektriciteten os lys i
loftet, varme i ovnen, musik i radioen, mors stemme i telefonen eller fart i lillebrors
fjernstyrede racerbil – for slet ikke at tale om en ny kanal i fjernsynet eller en ny side
på internettet.
I de fleste menneskers bevidsthed er elektricitet bare en – mere eller mindre –
abstrakt energiform, der findes i ledninger og stikkontakter. En energi der kan give
lys, varme og bevægelse – eller stød. Mere er det heller ikke nødvendigt at vide for
at benytte sig af elektriciteten i det daglige, men for at forstå, hvordan vi kan bruge
den i behandlingssammenhænge, må vi imidlertid se lidt nærmere på, hvad elektricitet
egentligt er.
Hvis du allerede kender til begreber som ladning, spænding, strøm-styrke og
modstand – og hvis du ved, hvad forskellen er på elektricitet og strøm, på ampere
og volt og på en katode og en anode – så behøver du sandsynligvis ikke at læse dette
afsnit. Medmindre du skulle have brug for at få det frisket op …
HVAD ER E L E K T R I C I T E T ?
Vi skal i princippet helt tilbage til oldtidens Grækenland for at finde »opfinderen«
af elektricitet. Aristoteles opdagede, at rav, når det blev gnedet på, kunne tiltrække
lette ting. Tiltrækningskraften kunne han imidlertid kun forklare med, at ravet var
blevet besjælet, hvilket han i øvrigt også mente om magnetsten.
Først omkring år 1600 skelnede William Gilbert, som den første, mellem magneternes
tiltrækningskraft og den tiltrækningskraft rav – og andre stoffer – får ved
1 2
gnidning. Stoffer, der kunne blive tiltrækkende, kaldte han elektriske – efter det
græske ord for rav, elektron.
Fysikere og forskere beskrev gennem de følgende 300 år forskellige former for
elektricitet og en række lovmæssigheder for elektricitetens måde at opføre sig på.
Det var imidlertid først da, blandt andre, Niels Bohr i begyndelsen af 1900-tallet
kunne beskrive atomet, at man blev i stand til at forstå og forklare begrebet elektricitet.
L A D N I N G
Nøglen til forståelse af, hvad elektricitet er, ligger nemlig i atomets opbygning. Ifølge
Bohrs atommodel (figur 1.1) har atomerne en positiv kerne, der er sammensat
af protoner med en positiv ladning og neutroner, der er uden ladning. Rundt om kernen
kredser de negativt ladede elektroner i forskellig afstand fra kernen.
En egentlig definition af, hvad ladning er, mangler stadig, men det ligger fast,
at der findes to typer ladning, kaldet negativ og positiv ladning. Det ligger også
fast, at de to typer ladning virker (mekanisk) tiltrækkende på hinanden og tilsvarende
frastødende overfor ladning af samme type på sammen måde, som vi kender
det fra magneter.
Endelig ophæver de to typer ladning hinanden, når de findes i lige store mængder,
og det er denne tilstand af ligevægt elektronerne, der er »bærere« af den negative
ladning, konstant søger imod. Som helhed har et intakt atom derfor ingen ladning
udadtil, da protonernes positive ladning og elektronernes negative ladning
ophæver hinanden.
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 1 3
+
+ +
-
-
-
-
-
-
-
+
+
Elektron
Protron
Neutron
Figur 1.1. Niels Bohrs atommodel
I nogle stoffer, blandt andet rav, er de yderste elektroner imidlertid så »løst« bundet
til kernen, at de kan rives løs blot ved berøring af et andet stof (et andet atom). Elektronerne
bindes til det nye stof, der nu får en negativ ladning (på grund af de ekstra
elektroners negative ladning). Det oprindelige atom har derved mistet ladningsligevægten
og er tilsvarende blevet positivt ladet. Begge stoffer er nu elektriske:
Det stof, der får ekstra elektroner, bliver negativt elektrisk, imens det stof, der
mister elektroner bliver positivt elektrisk.
S TAT I S K E L E K T R I C I T E T
Denne opladning af elektricitet kender vi alle fra dagligdagen. En syntetisk trøje
slår gnister, når den tages af, fordi den er blevet opladet ved gnidning mod undertrøjen
i løbet af dagen. Den ekstra gnidning og den øgede afstand imellem de to
stoffer, der opstår når trøjen tages af, får elektronerne til at springe fra det ene stof
til det andet – for derved at udligne ladningsforskellen. Gnisterne er derfor ikke et
tegn på, at trøjen er elektrisk, men et tegn på, at den var elektrisk.
Trøjen er altså elektrisk inden den slår gnister, men ladningen er i hvile – deraf
udtrykket statisk elektricitet.
Omkring den statisk elektriske trøje opstår et elektrisk felt, der kan afsløres ved
at føre ærmet op til håret. Håret tiltrækkes nemlig af de elektriske kræfter.
Feltets styrke er proportionalt med ladningens størrelse og omvendt proportionalt
med kvadratet på afstanden (Coulombs lov) – altså stærkere jo større ladningen
er, og jo tættere den er på.
E L - T E R A P I 1 4
- + + -
Figur 1.2. Elektrisk felt. Den venstre figur viser det elektriske felt omkring to lige store negative
ladninger. Figuren til højre viser feltlinierne mellem en positiv og en negativ elektrisk ladning.
Statisk elektricitet er, så at sige, den simpleste form for elektricitet – og den letteste
at producere. Anvendelsesmulighederne er til gengæld begrænsede, da energien
netop kendetegnes ved at være i hvile.
Kræfterne fra det elektriske felt udnyttes dog blandt andet i fotokopimaskiner.
En selenbelagt tromle, der er gjort statisk elektrisk, aflades således ved belysning
(lyset kastes tilbage fra det hvide i det, der skal kopieres). Tilbage på tromlen står
nu det, der skal kopieres, »skrevet« med statisk elektricitet. Kræfterne fra det elektriske
felt bruges herefter til at trække toner (der er modsat ladet) over på papiret.
Efter samme princip kan statisk elektricitet bruges til at trække skadelige partikler
ud af røg med. Ved forbrændingen opvarmes partiklerne så meget, at de afgiver
deres yderste elektroner – og derved bliver positivt ladede. Ved at sende røgen gennem
et negativt ladet elektrisk felt kan man derfor trække partiklerne ud af røgen.
E L E K T R I S K S TRØM
Ligesom man anvender ordet strøm for strømmende vand i en å, anvendes det for
strømmende ladning i en ledning. Elektrisk strøm er altså – i modsætning til statisk
elektricitet – elektrisk ladning i bevægelse.
E L E K T R I S K E L E D E R E OG I S O L AT O R E R
En af betingelserne for at en strøm (af ladning) kan finde sted er, at der findes en
ladningsbærer, der kan transportere ladningen. Metal udgør en glimrende ladningsbærer
– en leder – fordi atomerne i metal er så tæt pakket, at de yderste elektroner
ikke er bundet til noget bestemt atom.
Det betyder, at de (frie) elektroner frit kan bevæge sig overalt i metallet – og
dermed transportere ladningen igennem eksempelvis en ledning.
Stoffer, der ingen eller meget få frie elektroner har – for eksempel plastik – kaldes
isolatorer, fordi ladningen ikke kan bevæge sig gennem dem; den isoleres derfor
inden i en ledning, der er dækket af plastik.
S T R Ø M R E T N I N G E N
En anden betingelse for at danne en strøm er, at der skal være negativ ladning i
den ene ende af lederen og positiv ladning i den anden ende. Det vil nemlig betyde,
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 1 5
at overskuddet af elektroner i den negative ende af ledningen vil bevæge sig mod
underskuddet af elektroner i den positive ende. Strømmen af elektroner, inde i ledningen,
går derfor fra negativ (minus) til positiv (plus).
Ser man på det, der sker for enderne af ledningen, betyder det tilsvarende, at
det positive område bliver mere negativt (får flere elektroner) og, at det negative
område bliver mere positivt (får færre elektroner).
Da man fra gammel tid har vedtaget at lade den positive ladnings »bevægelse
« være bestemmende for strømretningen, siger man derfor, at strømretningen
går fra plus til minus – altså modsat elektronernes egentlige bevægelsesretning.
[B]S T R Ø M H A S T I G H E D
Elektronerne bevæger sig inde i en ledning med en hastighed på kun 0,1 mm/sek
(36 cm i timen). Det vil derfor typisk tage et halvt døgns tid, før elektronerne når
fra stikkontakten i væggen til lampen over bordet.
Det hører derfor med til forståelsen af den elektriske strøm, at elektronernes
beskedne udbredelseshastighed (heldigvis) ikke har ret meget at gøre med den
hastighed – nær lysets – hvormed signaler eller energi kan sendes gennem en
ledning. En lampe tænder i samme øjeblik, der trykkes på kontakten, fordi
elektronernes bevægelse i den ene ende af ledningen presser andre elektroner ud
af den anden ende af ledningen – på samme måde som vand ud af en fyldt
haveslange. Man kan ikke sige, at der hele tiden står elektricitet i en ledning,
men der står hele tiden elektroner, der er parate til at lave en strøm af elektricitet.
S P Æ N D I N G
Størrelsesforskellen på ladningerne i de to ender af ledningen – kaldet strømspændingen,
som forkortes U og måles i volt – har betydning for, hvor megen energi
elektronerne bevæger sig gennem ledningen med. En stor forskel på ladningerne
betyder altså, at der er stor spænding – og denne spænding, der måles i joule
(måleenhed for energi) pr. coulomb (måleenhed for ladning) og kaldes volt har
betydning for, hvor stor en drivkraft elektronerne bevæger sig gennem ledningen
med, og hvor kraftig elektronernes »trang« til bevægelse er.[/B]E L - T E R A P I 1 6
S T R Ø M S T Y R K E
Strømstyrken, der forkortes I, er et tilsvarende udtryk for, hvor megen ladning der
bevæger sig igennem et tværsnit af ledningen pr. sekund. Ladning måles i coulomb,
men strømstyrken – således målt i coulomb pr. sekund – kaldes også ampere.
Strømstyrken siger altså ikke direkte noget om kraften af en strøm – hvilket ordet
styrke ellers kunne indikere. Den siger derimod noget om, hvor meget strøm der er.
Det giver således ikke megen mening alene at vide, at spændingen (drivkraften)
er høj – for hvis strømstyrken (mængden) i den samme ledning er lav, er den samlede
energi i strømmen minimal, men hvis også strømstyrken er høj, er den samlede
energi (livsfarlig) stor.
Det er derfor vigtigt at holde fast i, at man er nødt til at omtale både spændingen
og strømstyrken, når man skal beskrive den totale energi i en strøm.
E F F E K T
Den totale energi i en strøm kaldes også strømmens effekt (Watt). Effekten er et
udtryk for, hvor stor en energi den samlede mængde ladning indeholder. Den
måles i joule pr sekund og kaldes watt. Strømmens effekt i watt er derfor strømstyrken
gange strømspændingen.
MO D S TA N D
Ethvert materiale – selv gode ledere med mange frie elektroner – vil yde modstand
mod en gennemgående strøm. Grunden hertil skal findes i de frie elektroners egenbevægelser.
Kraften af egenbevægelserne skal overvindes, før strømmen af elektroner
kan gå i en og samme retning.
Modstanden, der forkorts R, stiger således, hvis lederen opvarmes, fordi elektronerne
får flere og hurtigere egenbevægelser. Tilsvarende falder modstanden, når
temperaturen i lederen sænkes. Ved det absolutte nulpunkt (-273°C) er der ingen
modstand tilbage i lederen – hos enkelte materialer, kaldet superledere, sker dette
før de -273°C nås.
Modstandens størrelse – der måles i Ohm (?) – er først og fremmest bestemt
af materialets art; den er stor i jern, mindre i kobber og endnu mindre i sølv. Dernæst
er den afhængig af lederens længde og tykkelse. Modstanden er således pro-
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 1 7
portional med længden og omvendt proportional med tykkelsen, hvilket vil sige, at
den stiger med længden og falder med tykkelsen (tænk på det når du skal have ledninger
til dine højttalere).
OH M S LOV
Der er en meget tæt sammenhæng mellem begreberne spænding (U), strømstyrke
(I) og modstand (R). Sammenhængen er udtrykt i Ohms lov, der siger, at
U=R x I
Det betyder, at ændringer i én af de tre størrelser har indvirkning på de andre. Man
kan sige, at strømstyrken (I) er proportional med spændingen (U) og omvendt
proportional med modstanden (R). Det vil sige, at strømstyrken i en leder vokser,
når spændingen stiger og aftager, når modstanden stiger, men også at spændingen
stiger, hvis modstanden øges, og strømstyrken holdes konstant.
Begreberne og deres indbyrdes sammenhænge kan være svære at huske – og forstå
– men det er værd at gøre et forsøg, da det er meget centrale begreber i ellæren.
Det kan måske hjælpe at sammenligne (elektron)strømmen i en ledning med
(vand)strømmen i en å:
• Spændingen svarer til åens hældning
• Strømstyrken svarer til mængden af vand
• Modstanden svarer til en dæmning i vandet
Nu virker det indlysende, at mængden af vand stiger, når hældningen øges, og at
mængden af vand efter dæmningen falder, når dæmningen gøres mere tæt. Det virker
også logisk, at hældningen skal øges, hvis der skal være samme mængde vand efter
dæmningen, når denne gøres tættere. Prøv selv at gøre tankeeksperimentet efter.
HVORDA N DA N N E S E L E K T R I C I T E T ?
GN I D N I N G S E L E K T R I C I T E T
Fremstilling af elektricitet ved gnidning er, som allerede nævnt, den oprindelige
form for produktion af elektricitet. I 1700-tallet udviklede forskellige viden-
E L - T E R A P I 1 8
skabsmænd såkaldte elektrisermaskiner, der ved hjælp af roterende kugler effektiviserede
gnidningsprocessen så meget, at den skabte elektricitet kunne studeres
nærmere. Mængden af elektricitet, der kunne udvikles på denne måde var dog
så begrænset, at den ikke kunne udnyttes til andet end forsøg (og underholdning
for datidens velhavere).
I dag er gnidningselektricitet næsten udelukkende et – ofte uønsket – biprodukt,
der opstår ved gnidning af sko mod syntetiske tæpper, hænder mod gelændere
eller bildæk mod vejbanen. Mere markant – og mere uønsket – er den meget
store gnidningselektricitet, der udvikles, når vanddråber eller hagl gnides mod den
omgivende luft. Spændingen kan nemlig blive så stor, at den afledes spontant ved
en gnist – et lyn.
K E M I S K E L E K T R I C I T E T
I 1792 fandt Alessandro Volta en metode til fremstilling af elektricitet ad kemisk
vej. Han lavede en søjle bestående af lag af skiftevis zink- og kobberplader med
et klæde vædet med svovlsyre imellem hver plade, idet han havde opdaget, at
dette frembragte en spændingsforskel imellem de to metaller. Dette første batteri
er siden forbedret i mange afskygninger, men de bygger alle på samme grundprincip.
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 1 9
Figur 1.3. Abbed Nollets elektrisermaskine. (Henry Schultz. Ravets hemmelighed).
I Daniell-elementet nedsænkes en zinkplade i en opløsning af zink-sulfat (en
salt af zink og svovlsyre) og en kobberplade i en opløsning af kobbersulfat (en
salt af kobber og svovlsyre). Disse to væsker er elektrolytter – hvilket vil sige, at de
er i stand til at lede elektricitet, fordi de indeholder ioner (atomer der er enten
positivt eller negativt ladet, fordi de har afgivet eller modtaget elektroner). I elementet
holdes de to væsker adskilt af en membran, der kun tillader passage af
ioner.
Ethvert metal, der nedsænkes i en syre, afgiver positive metalioner, men der er
stor forskel på, hvor store mængder af ioner de forskellige metaller udskiller. Zink
er meget tilbøjelig til at afgive ioner, imens kobber næsten ikke gør det. Zinkpladen
i elementet udskiller derfor positive zinkioner, imens kobberpladen – der er
anbragt i en syre, der i forvejen indeholder langt flere kobberioner, end der vil
udskilles – i stedet optager positive kobberioner. Derved får zinkpladen et overskud
af elektroner – og bliver en negativ pol – kaldet katoden, imens kobberpladen, der
kommer i elektronunderskud, bliver en positiv pol – også kaldet anoden. Forbindes
de to poler, løber der derfor en strøm imellem dem.
Det er stort set de samme principper, der i dag anvendes i tørbatterier. Blot
kommer de strømgivende processer fra omsætningen imellem faste stoffer, der er
oxiderende (fjerner elektroner), og stoffer der er reducerende (tilføjer elektroner).
E L - T E R A P I 2 0
e-
Zink
(-)
Kobber
(+)
Elektrolytopløsning
ZnSO4 CuSO4
Zn2+ Cu2+
SO2-
4
SO2-
4
Figur 1.4. Zinkionkoncentrationen
vokser, mens kobberionkoncentrationen
aftager. Sulfationerne bevæger
sig gennem membranen til zinksulfatopløsningen
og opretholder
således spændings-neutralitet imellem
de to væsker.
ME K A N I S K E L E K T R I C I T E T
E L E K T ROMAG N E T I S M E
Når en strøm går gennem en ledning, dannes der, udover det elektriske felt, også
et magnetfelt rundt om ledningen – samlet kaldes fænomenet et elektromagnetisk
felt. Magnetfeltet forstærkes, hvis der ligger flere ledninger – med strøm i
samme retning – ved siden af hinanden, som tilfældet er i en spole. Antallet af
vindinger i spolen afgør således, hvor kraftigt magnetfeltet bliver. Hvis en jernstang
anbringes inde i en sådan spole, vil det nydannede magnetfelt gøre stangen
magnetisk – elektromagnetisk. Jernstangen er kun magnetisk så længe strømmen
løber i spolen – og hvis strømretningen ændres, byttes der om på elektromagnetens
poler.
I N D U K T I O N
Hvis en magnet bevæges i forhold til en ledning, viser det sig omvendt, at der dannes
en strøm i ledningen. Fænomenet, der kaldes elektromagnetisk induktion, forstærkes
på samme måde som den elektromagnetiske kraft ved at bevæge magneten
i forhold til vindinger i en spole – og igen er det antallet af vindinger, der er
afgørende for hvor kraftig en strøm der induceres.
Denne tætte sammenhæng mellem elektricitet og magnetisme er bindeled, både
når elektrisk energi skal omdannes til mekanisk energi og omvendt, men også
når strøm skal ledes fra ét lukket kredsløb til et andet. Ved at anbringe to spoler
overfor hinanden vil en strøm i den ene spole nemlig inducere en tilsvarende
strøm i den anden spole. Endelig kan strømstyrken omformes (transformeres)
ved hjælp af induktion – ved at anbringe spoler med forskellige antal vindinger
overfor hinanden.
GE N E R AT O R E N
Langt størstedelen af den strøm der produceres i dag, laves ved hjælp af elektromagnetisk
induktion.
I en generator bruges mekanisk energi fra eksempelvis en dieselmotor (eller
en vind-/vandmølle) til at drive et spoleanker rundt i et statorhus med magne-
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 2 1
ter. Ved hjælp af induktionen omdannes spolernes bevægelse forbi magneterne
til strøm.
Elektriske motorer fungerer på nøjagtig samme måde, men her sendes strømmen
igennem spolerne, der bliver magnetiske og derved bevæger sig i forhold til
statorhusets faste magneter.
HVORDA N K A N E L E K T R I C I T E T
O P B E VA R E S ?
Hvis to metalplader anbringes overfor hinanden, kan den elektriske tiltrækningskraft
bruges til at oplagre elektricitet. Hvis den ene plade oplades med negativ
elektricitet og den anden med positiv elektricitet, vil de to ladninger tiltrække hinanden
så meget, at de bliver stående overfor hinanden, selv om opladningen stoppes,
og ledningerne fjernes. Der er dog en grænse for, hvor meget elektricitet der
kan opmagasineres i kondensatoren, som den hedder.
Kondensatorens kapacitet afhænger af flere ting. For det første har størrelsen
af kondensatorens overflade betydning, for hvor megen ladning der er plads til: et
stort areal giver plads til megen ladning. Dernæst har afstanden imellem de to plader
den betydning, at kapaciteten øges, når afstanden mindskes (fordi spændingen
bliver mindre).
Hvis kondensatorens kapacitet overskrides og den overfyldes med ladning,
springer elektronerne i en gnist gennem luften og aflader kondensatoren. Gnisten
fra en statisk elektrisk trøje springer, som nævnt, netop fordi ladningsmængden og
afstanden imellem ladningerne øges, når trøjen tages af og kondensatorfeltets
kapacitet overskrides.
F O R S K E L L I G E T Y P E R A F E L E K T R I C I T E T
J Æ V N S T R Ø M
Den strøm, der hidtil har været omtalt, har udelukkende været jævnstrøm. Med jævnstrøm
menes en ensrettet strøm af elektroner med en konstant spænding. Strømretningen
siges at være fra plus til minus, selvom den egentlige strøm af elektroner går
fra minus til plus Det væsentlige er her, at strømmen hele tiden går i samme retning.
E L - T E R A P I 2 2
Lavspændt jævnstrøm går nogle gange under betegnelsen galvanisk strøm, fordi
den oprindeligt kom fra galvaniske elementer, akkumulatorer (galvaniske elementer
der skal oplades) og batterier.
V E K S E L S T R Ø M
Strømmen i stikkontakterne er ikke jævnstrøm, men derimod vekselstrøm. Vekselstrøm
er en strøm, der rytmisk og regelmæssigt skifter retning. Man kan således
ikke tale om en decideret strømretning, idet strømmen hele tiden skifter retning.
Strømmen fra elkraftværkernes kæmpegeneratorer er en vekselstrøm, der som
nævnt udvikles ved elektromagnetisk induktion. Det er generatorens opbygning
med det roterende spoleanker, hvis nord- og sydpol skiftevis passerer magneterne,
der gør, at strømmen regelmæssigt skifter retning.
Den vekselstrøm elværkerne udsender, skifter retning 50 gange i sekundet,
hvilket også betegnes 50 Hz, fordi spoleankeret roterer med 50 omgange i
sekundet.
HØ J F R E K V E N T E S T R Ø M M E
Højfrekvente strømme er vekselstrømme med en frekvens på 100.000 Hz eller
mere. Så hurtige strømretningsskift kan ikke – eller kun meget vanskeligt – frembringes
mekanisk, men dannes derimod i et elektrisk kredsløb bestående af en
kondensator og en spole – en såkaldt svingningskreds.
Svingningskredsen udgør stammen i de elterapiformer, der bygger på højfrekvent
vekselstrøm; det drejer sig specielt om kortbølge- og ultralydsbehandling.
Teorien bag svingningskredsen er ikke nem at gå til, hvis man ikke før har
beskæftiget sig med elektriske kredsløb på et teoretisk niveau, og det skal da også
nævnes, at det på ingen måde er en betingelse, at man som terapeut skal have et
indgående kendskab til apparaturets opbygning for at kunne benytte det. Til
sammenligning kan man også sagtens se fjernsyn uden at vide, hvordan et billedrør
fungerer.
Der er imidlertid et enkelt snusfornuftigt argument (eller to) for alligevel at
sætte sig ind i grundprincipperne bag apparaternes opbygning. Argumentet er, at
en forståelse af de mekanismer, der ligger bag frembringelsen af vore terapeutiske
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 2 3
virkemidler, for det første gør os i stand til at vurdere relevansen af behandlingsformen
i forhold til patienterne. For det andet vil selv samme forståelse afmystifi-
cere terapeutens forhold til apparatet – og dermed behandlingsformen. Endelig
kan man sige, at vi skylder vore patienter at vide, hvad det helt nøjagtigt er, vi
arbejder med.
S V I N G N I N G S K R E D S E N
Svingningskredsen består, som allerede nævnt, af en kondensator og en spole forbundet
i et kredsløb. Hvis kondensatorens to plader, efter at være blevet opladt,
forbindes med en almindelig ledning, vil en elektronstrøm, gående fra den negativt
ladede plade til den positivt ladede plade, straks aflade kondensatoren og ophæve
spændingsforskellen.
Når en spole indskydes i dette kredsløb, sker der imidlertid det, at der udvikles
et magnetfelt omkring spolen, når strømmen løber gennem den. Når spændingen i
spolen begynder at falde (fordi kondensatoren aflades), fører dette magnetfelt til
en selvinduktion i spolen.
Selvinduktionen bevirker, at strømmen fortsættes, selvom spændingen i kondensatoren
er udlignet. Strømstyrken er dog aftagende. Ved hjælp af denne (inducerede)
strøm oplades kondensatorpladerne igen, men eftersom strømmen har
E L - T E R A P I 2 4
K
÷ +
S
A B
+ ÷
C D
÷ +
E
Figur 1.5. Skitse af to svingninger i en svingningskreds A) Kondensatoren (K) er opladt med
den negative ladning på højre kondensatorplade. B) Elektronstrømmen løber fra højre mod
venstre og danner et magnetfelt (kraftlinierne er angivet). Kondensatoren aflades, og selvinduktionen
»trækker ekstra strøm« med i samme retning. C) Den inducerede strøm har
opladt kondensatoren så den negative ladning nu er på venstre kondensatorplade. D)
Spændingen bliver så stor, at elektronstrømmen løber tilbage igen – fra venstre mod højre.
E) Svingningskredsen er tilbage ved udgangspunktet, men spændingsforskellen er formindsket
(Ernst Chr. Hansen. Elektroterapi).
samme retning som oprindeligt, vil pladerne blive opladt modsat før. Der vil nu
være overskud af elektroner på den plade, hvor der før var underskud.
Denne genopladning fortsættes, indtil spændingsforskellen imellem de to plader
er så stor, at strømmen begynder at løbe den anden vej igen. Herefter gentager
hele processen sig forfra i den modsatte retning, men den inducerede strømstyrke
bliver svagere fra gang til gang.
Processerne foregår – bogstaveligt talt – med lysets hastighed, og frekvensen
kan derfor blive meget høj. Den eksakte frekvens afhænger af kondensatorens
kapacitet og antallet af spolens vindinger (spolens induktans). Hvis kapaciteten
eller induktansen øges, falder frekvensen – og omvendt.
Den nu frembragte højfrekvente vekselstrøm kan overføres til videre brug, ved
simpelthen at anbringe en modtagerspole overfor svingningskredsens spole. Som
det ses af Figur 1.6 mindskes og ophører svingningerne, hvis der som her kun tilføres
kredsen strøm én gang. Da vi i praksis har brug for en konstant strøm med
en bestemt frekvens, må der derfor tilføres strøm til svingningskredsen. Det kan
gøres på flere forskellige måder, men det vil føre for vidt at komme nærmere ind
på det her.
A L M E N E L E K T R I C I T E T S L Æ R E 2 5
Figur 1.6. På grund af faldet i strømstyrke aftager spændingen for hver gang strømmen skifter
retning – hvis ikke yderligere strøm tilføres.
Tid
Intensitet
T E S T DI G S E LV
1. Hvad er elektrisk ladning?
2. Hvad er karakteristisk for statisk elektricitet?
3. I hvilken retning bevæger en elektrisk strøm sig?
4. Hvad er enheden for spænding?
5. Hvad måles i ampere?
6. Hvad er strømmens effekt (i watt) et udtryk for?
7. Hvilken sammenhæng er der mellem spændingen, strømstyrken og modstanden?
8. Beskriv sammenhængen mellem magnetisme og elektricitet.
9. Hvad dannes der ved induktion - og hvordan?
10. Hvad er en kondensator?
11. Hvordan laves vekselstrøm - og kan den gemmes til senere brug?
12. Hvordan fungerer svingningskredsen ?
E L - T E R A P I 2 6

Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 17:55

ups, fejl i min udregning af areal.. 0,25*3,14*(2*2) = 3,14 mm2

Kikker lige på det andet svar jeg gav dig og ser om jeg også har lavet fejl der.

Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 18:02

Rettelse, til min besvarelse af dit andet fysik spørgsmål.

Arealet(kvadratet) = 0,25*3,14*5^2=19,625 mm2

Resistens(modstand) = (0,018*200)/19,625 = 0,183 Ohm

Mange gange undskyld

Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 18:05

Michael sagde: En enkelt elektron bevæger sig med 3 mm/s, men virkningen igennem lederen forplanter sig med noget nær lysets hastighed 3*10 i 8 potens m/s.

MVH Michael

Hvor har du det fra Michael??? Siden jeg fik mine oplysninger om at en elektron bevæger sig med 0,1mm i sek ligger her: http://forlag.fadl.dk/sample/87-7749-398-2/Elterapi-Kap1.pdf

Du kan jo tage et kig derinde.

Mvh Jacob

Kommentar
Fra : michaelholm


Dato : 01-02-06 20:31

Til Simmaster,

Jeg beklager at jeg ikke har sat en dags tid af til at læse dine indlæg og dine mange forskellige links. Jeg er ikke i tvivl om at et af dine links eller en af dine udregninger nok skal være rigtige, spørgsmålet er bare hvilken af dem!
Med hensyn til din sidste kvardratregning er denne lige så forkert som den første....
Et lille spørgsmål til dig - Har du overhovedet nogen anelse om, hvad du snakker om???

Min oplysning omkring hastigheden for et elektron stammer fra en lærebog om el og jeg skal med det samme oplyse, at jeg ikke kan bekræfte rigtigheden af dette, da jeg har aldrig selv har set det eller målt dette.
Det korte af det lange må være at det også er fuldstændig ligegyldigt, da det ønskede svar sandsynligvis er lysets hastighed som er ca. 3 * 10 i 8 potens eller 300.000 km pr. sekund.

MVH Michael

Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 21:47

Prøv lige og hør her mester!!!

Den sidste kvadrat udregnig hører til et andet spørgsmål, stillet af samme person. Da jeg så at jeg havde lavet en fejl, valgte jeg at rette den i samme ombæring.

Hvis du læser tråden ordentligt kan du se at jeg har udregningen til kvadratet i dette spørgsmål med samme resultat som dig. Den sidste udregnig er bare for at gøre Johanna opmærksom på at i et af hendes andre spørgsmål havde jeg lavet samme fejl, og at det beklager jeg.

Så en anden gang før du gør grin med folk, så vær lige sikker på at læse rigtigt først.
Og med hensyn til elektroners hastighed, har jeg i det mindste noget konkret at referere til. I stedet for noget jeg har læst engang.

Så FUCK dig!



Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 21:50

Til Michael...

Et uddrag fra Den lange smøre jeg har sat ind længere oppe på siden:

Elektronerne bevæger sig inde i en ledning med en hastighed på kun 0,1 mm/sek
(36 cm i timen). Det vil derfor typisk tage et halvt døgns tid, før elektronerne når
fra stikkontakten i væggen til lampen over bordet.
Det hører derfor med til forståelsen af den elektriske strøm, at elektronernes
beskedne udbredelseshastighed (heldigvis) ikke har ret meget at gøre med den
hastighed – nær lysets – hvormed signaler eller energi kan sendes gennem en
ledning. En lampe tænder i samme øjeblik, der trykkes på kontakten, fordi
elektronernes bevægelse i den ene ende af ledningen presser andre elektroner ud
af den anden ende af ledningen – på samme måde som vand ud af en fyldt
haveslange. Man kan ikke sige, at der hele tiden står elektricitet i en ledning,
men der står hele tiden elektroner, der er parate til at lave en strøm af elektricitet

Accepteret svar
Fra : Simmaster

Modtaget 300 point
Dato : 01-02-06 22:01

Jeg må indrømme at det er en svær opgave og at jeg ikke har helt styr på det. Har tænkt lidt over den første opgave, og det at jeg skriver med o,1 elektron kan ikke passe.

Men jeg vil vove den påstand at mine svar til opg. b og c Passer 100%

b) 0,25*3,14*(2*2) = 3,14 mm2

C)Elektronerne bevæger sig inde i en ledning med en hastighed på kun 0,1 mm/sek
(36 cm i timen). Det vil derfor typisk tage et halvt døgns tid, før elektronerne når
fra stikkontakten i væggen til lampen over bordet.
Det hører derfor med til forståelsen af den elektriske strøm, at elektronernes
beskedne udbredelseshastighed (heldigvis) ikke har ret meget at gøre med den
hastighed – nær lysets – hvormed signaler eller energi kan sendes gennem en
ledning. En lampe tænder i samme øjeblik, der trykkes på kontakten, fordi
elektronernes bevægelse i den ene ende af ledningen presser andre elektroner ud
af den anden ende af ledningen – på samme måde som vand ud af en fyldt
haveslange. Man kan ikke sige, at der hele tiden står elektricitet i en ledning,
men der står hele tiden elektroner, der er parate til at lave en strøm af elektricitet

Kommentar
Fra : Simmaster


Dato : 01-02-06 22:07

Til Michael.

Jeg tvivler ikke på dine evner eftersom at du er el installatør.
Jeg bryder mig bare ikke om at folk gør grin med mig.

Hvis du ser min opsumering i indlægget lige før dette, kan du også se at det er rigtigt.

Dit svar med lysets hastighed, det er energien der bliver sendt med noget nær lysets hastighed IKKE elektronerne.

Undskyld mit sure opstød før, taler som regel pænt til folk

Godkendelse af svar
Fra : johanma


Dato : 06-02-06 13:26

Tak for svaret Simmaster Beklager forsinkelsen mit net har været i udu, men nu virker det igen

Kommentar
Fra : michaelholm


Dato : 06-02-06 19:59

Hej,

Jeg ville bare lige pointere at begge de svar som Simmaster er kommet med har jeg besvaret højere oppe i tråden!



Du har følgende muligheder
Eftersom du ikke er logget ind i systemet, kan du ikke skrive et indlæg til dette spørgsmål.

Hvis du ikke allerede er registreret, kan du gratis blive medlem, ved at trykke på "Bliv medlem" ude i menuen.
Søg
Reklame
Statistik
Spørgsmål : 173383
Tips : 31646
Nyheder : 719565
Indlæg : 6381823
Brugere : 218246

Månedens bedste
Årets bedste
Sidste års bedste