Nästa vecka kommer vi att göra en laboration som går ut på att undersöka hur effekt (P) som avges i en glödtråd och en och glödtrådens temperatur (T) är relaterade till varandra. Vi kommer att se att dessa storheter inte direkt förhåller sig till varandra i ett linjärt samband, utan av typen är proportionellt mot P. Vi kommer att vilja ta reda på talet n med hjälp av mätvärden och algebraisk hantering av dessa.
Potensfunktioner – inför laboration
Effektivvärde för växelström och -spänning
Redan i Fysik A har vi studerat likström och likspänning. Det trevliga med dessa är att de är konstanta, och att de inte varierar som funktion av tiden. Det gör att vi enkelt kan beräkna en krets utvecklade effekt (minns ), då ström och spänning ju är konstanta.
En växelspänning varierar spänningen periodiskt (titta på denna Wolfram-demonstration som visar hur en växelspänning skapas, kräver Wolfram CDF-Player), för en sinusformad spänning gäller att , vilket innebär att spänningen varierar såväl till storlek och riktning (innebörden av
är spänningens toppvärde, och
är dess vinkelhastighet, för vilken sambandet
gäller mellan vinkelhastighet och frekvens
). Då spänning (och därmed ström) kommer att variera kommer också effekten hos den anslutna apparaten att variera med tiden. Den korta historien är att den ström och spänning som används vid beräkningarna är
och
Dessa värden på och
kallas effektivvärdet av spänningen respektive strömmen, och motsvarar den effekt
en apparat kommer att utveckla som om den drevs med likspänningen
och likströmmen
.
Orsaken till att toppvärdet divideras med utreds nedan i detta inlägg.
Planering för induktionsavsnittet
I tidigare inlägg i kursen har vi sett Michael Faradays upptäckt av induktionslagen samt två videoillustrationer som visar Lenz lag. På lektioner har vi också sett exempel på både induktionslagen (när vi betraktade en galvanometer som gav utslag när vi rörde en magnet i närheten av en spole) och Lenz lag (som bl a visades genom att en magnet föll långsamt genom ett icke-magnetiskt rör). Här följer nu en formell planering för avsnittet Induktion.
Michael Faradays upptäckt av induktionslagen
Michael Faraday (engelsk naturfilosof, 1791 – 1867) upptäckte år 1821 det eftersökta sambandet mellan magnetism och produktion av elektricitet (H.C. Ørstedt hade år 1820 upptäckt det omvända, nämligen att elektricitet gav upphov till magnetism), det som idag kallas induktionslagen. Läs mer om Faradays experiment här.
Dessa upptäckter är den grund som avsnittet om induktion tar avstamp i. Vi kommer under avsnittets gång att se att induktionslagen kan uttryckas på tre olika sätt.
Bestäm flödestätheten på Jordens magnetfält!
En klassisk laboration man brukar göra i kursen Fysik B är att bestämma ett värde på flödestätheten på Jordens magnetfält. Även jag brukar låta klasserna utföra laborationen, men detta år fanns inte en sådan möjlighet. Därför tänkte jag att det näst bästa är att själv göra de nödvändiga mätningarna och ge värdena. Vid närmare eftertanke så tror jag inte att det är det näst bästa – jag tror att det ger större möjlighet till träning på ett annat viktigt område inom fysiken: nämligen övning på att strukturera data under mindre tidspressade förhållanden än under en laboration.
Elektriska fält – Avsnittsplanering
De kommande två veckorna kommer vi att behandla avsnittet Elektriska Fält, Kapitel 7 i Heureka! B. Vi har redan under en introduktionslektion fått se exempel på hur elektriska fält kan visualiseras med hjälp av mannagryn i ricinolja, vi har fått se verkningarna utav dem med hjälp av en pingisboll som studsade fram och tillbaka mellan två laddade plattor samt dessutom sett varför den elektriska fältstyrkan har två olika enheter: 1 N/C = 1 V/m.
Prov på avsnitten Vågoptik och Relativitetsteori
Nu på måndag är det ju dags för terminens första prov i Fysik B för NV08FMT. Det kommer att omfatta avsnitten Relativitetsteori och Vågoptik, i boken Heureka! B är det avsnitten 3.1 – 3.5, 3.7, 11.1 – 11.3, 11.5 – 11.6.
Förutom detta bokmaterial finns detta blogginlägg om relativitetsteori, och detta om vågoptik.
Ljus som vågrörelse
Det kompendium som jag hämtar bilder från till lektionerna i vågoptiken finns här.
