Ohms love – Fysik Rapport
Mads Leth Grønbeck 2.wz AG 7/4-16
Formål
Formålet er at eftervise Ohms lov for en resistor, samt bestemme erstatningsresistansen i serie og parallelkoblinger. Teori
Ohms lov beskriver den sammenhæng der er mellem elektrisk spænding, modstand og strømstyrke. Sammenhængen mellem spænding og modstand er nem at regne ud. Modstanden, også kaldet resistens, hvor meget stoffet, som elektriciteten bevæger si igennem, ”bremser” elektriciteten. Spændingen er så den kraft, der skal til for at flytte den strøm, der går igennem kredsløbet.
Det vil altså sige at Ohms lov siger at at elektrisk spænding (U) er lig modstand (R) gange strømstyrke (I). Formlen ser således ud:
U=R ·I
Dette kan ved hjælp af matematiske regneregler skives om til:
R=UI I=UR
Spænding måles normalt i volt (V), modstand måles normalt i Ohm (O) og strøm måles normalt i ampere (A).
Serieforbindelser og parallelforbindelser
For at forklare hvordan resistorer i serie forbindelse virker, kan jeg tage et eksempel. Jeg forestiller mig en serie forbindelse, der har 2 resistorer, der kaldes R1 og R2. Det gælder at den strøm der går gennem R2 er den samme der går gennem R1. I et sådan kredsløv ville man kunne erstatte disse 2 resistorer med en enkel resistor, med samme samlet resistens, uden at spændingsforskellen eller strømstyrken ændres. Resistensen af sådan en resistor R, kaldes en erstatningsresistans, og er udtryk ved formlen:
R = R1 + R2
Hvis man i stedet havde et kredsløb, hvor der var et punkt hvor strømmen blev delt i to, så en del går gennem en resistor R1, og resten går gennem en anden resistor R2. Altså har jeg en parallelforbindelse. Ligesom før kan disse to resistorer erstattes af en enkelt resistor uden at spændingsforskellen eller strømstyrken ændres. Parallelkoblingens erstatningsresistans R, er udtrykt ved formlen: 1R=1R1 +1R2
Forsøgsudførelse
Der blev lavet et kredsløb med den en resistor, et voltmeter og et amperemeter (som vist på diagrammet til højre og billede 1). Der blev aflæst 10 forskellige sammenhørende værdier af strømstyrke og spændingsforskel (hvor der startes med en spændingsforskel på omkring 10 V, og derefter fordeles målingerne i nogenlunde lige store intervaller nedefter). billede [ 1 ] billede [ 1 ]
Forsøget gentages med den anden resistor. diagram [ 1 ] diagram [ 1 ]
Forsøget gentages med de to resistorer i parallelforbindelse.
Forsøget gentages med de to resistorer i serielforbindelse.
Databehandling
Resistorer enkeltvis
Figur [ 1 ]
Figur [ 1 ]
Figur 1 viser forsøget med resistor 1. Det kan ses at hældningen er 67.500. Resistor 1 havde farverne: Blå, grå, orange, guld
Disse farver betyder 6+8+000 68.000 Ω. Den guld farve betyder at der må være en afvigelse på ±5 %.
Resultater afviger med 0.0011%. tolerancen var på ±5 %, så derfor er vores resultat præcist nok, til at blive accepteret.
Figur [ 2 ]
Figur [ 2 ]
Figur 2 viser forsøget med resistor 2. Det kan ses at hældningen er dermed resistansen er på 146.000. Resistor 2 havde farverne: Brun, grøn, gul, guld
Disse farver betyder 1+5+0000 150.000 Ω. Den guld farve betyder også her, at der må være en afvigelse på ±5 %. Resultater afviger med 0.0018%. tolerancen var på ±5 %, så derfor er vores resultat præcist nok, til at blive accepteret.
På begge af disse forsøg viste det sig at der var proportionalitet mellem A og V.
Figur 3 viser grafen over parallelforbindelsen. Det kan aflæses at resistansen er 46.430 Ω. Jeg kan finde den teoretiske resistans ud når jeg kender resistansen for R1 og R2 ved formlen. 1R=1R1 +1R2 omskrevet til:
R = 11R1 +1R2 =1R1 +1R2 -1
Jeg kan nu regne resistansen ud:
R = 1R1 +1R2 -1=167500+1146000-1=46159.3 Ω
Det er en afvigelse på 0.58%, hvilken gør at vores resultat præcist nok, til at blive accepteret.
Figur 4 viser grafen over serieforbindelsen. Det kan aflæses at resistansen er 213.100Ω.
Jeg kan finde den teoretiske resistans ud når jeg kender resistansen for R1 og R2 ved formlen R = R1 + R2Figur [ 4 ]
Figur [ 4 ]
. Jeg regner den teoretiske resistans:
146.000 Ω + 67.500 Ω = 213.500 Ω
det er en afvigelse på 0.18% hvilken gør at vores resultat præcist nok, til at blive accepteret.
