Effektivvärde för växelström och -spänning

Fysik B - NV09FMT

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 P=U\cdot I), 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 u(t)=\hat{u}\sin{\omega t}, vilket innebär att spänningen varierar såväl till storlek och riktning (innebörden av \hat{u} är spänningens toppvärde, och \omega är dess vinkelhastighet, för vilken sambandet \omega=2\pi f gäller mellan vinkelhastighet och frekvens f). 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

U=\frac{\hat{u}}{\sqrt2} och I=\frac{\hat{i}}{\sqrt2}

Dessa värden på U och I kallas effektivvärdet av spänningen respektive strömmen, och motsvarar den effekt P en apparat kommer att utveckla som om den drevs med likspänningen U och likströmmen I.

Variation av spänning med markerat topp- och effektivvärde
Variation av spänning med markerat topp- och effektivvärde

Orsaken till att toppvärdet divideras med \sqrt{2} utreds nedan i detta inlägg.

Fortsätt läsa ”Effektivvärde för växelström och -spänning”

Bestäm flödestätheten på Jordens magnetfält!

Fysik B - NV09FMTEn 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. Fortsätt läsa ”Bestäm flödestätheten på Jordens magnetfält!”

Tal i potensform samt tal i olika baser

Matematik 1 - NA11FMDenna vecka har vi jobbat med mycket tal i potensform. Från de gamla kända tiopotenserna till några kanske obskyra lagar i form av att negativa exponenter blir positiva om samtidigt som talet i fråga inverteras. Detta, tillsammans med regler för multiplikation och division med tal i potensform, har vi ägnat en del av veckan åt. Fortsätt läsa ”Tal i potensform samt tal i olika baser”

Likformig och accelererad rörelse

Fysik 1 - NA11FMUnder veckorna 35 och 36 kommer vi att ägna oss åt rörelse i fysiken, både likformig och accelererad. Några mål med undervisningen är att var och en ska lära sig både att upprätta och tolka tre vanliga diagramtyper som beskriver rörelse samt att kunna beräkna läget på ett föremål vars rörelse beskrivs med hjälp av en formel. Fortsätt läsa ”Likformig och accelererad rörelse”

Fysik idag

Fysik 1 - NA11FMNågra begrepp på fysiken idag: SI-enheterprefix, värdesiffror, avrundningsregler och densitet. Antalet värdesiffror är ett mått på mätnoggrannheten; ju fler värdesiffrordesto större mätnoggrannhet.

Exempel: Om en sträcka mäts till 1,5 meter kan den vara avrundad från 1,450 meter till 1,55  meter (ett osäkerhetsintervall på 0,1 m, som man kan skriva som 1,5 m ±0,05 m). Anges sträckan till 1,50 meter är  osäkerhetsintervallet endast 0,01 meter, felintervallet är från 1,4950 m till 1,505 m (ett osäkerhetsintervall på 0,01 m, så att sträckan kan skrivas 1,5 m  ±0,005 m). Ett svar skall som mest innehålla det minsta antalet värdesiffror som är givet i uppgiften. Fortsätt läsa ”Fysik idag”

Matematik idag

Matematik 1 - NA11FMDagens mattelektion för NA11FM: Olika talmängder (se sid. 9 i boken). Ej helt komplett, det finns även komplexa tal, vilket vi återkommer till i Matematik 2.

Prioriteringsregler, räkna parenteserna först, sedan exponenterna, multiplikation och division, slutligen addition och subtraktion. Kolla hur era miniräknare prioriterar. Oftast är det säkrast att använda parenteser om man är osäker.

Primtal, tal som inte är delbara (så att kvoten blir ett heltal) med något annat tal än sig själv och 1. Det minsta primtalet är 2. När man multiplicerar primtal med varandra kan alla övriga tal byggas upp. Orsken till att vi inte definierar några negativa tal som primtal är att dessa kan byggas upp som en produkt av andra tal samt talet -1.

Rekommenderade uppgifter, skall vara klara (efter förmåga) till onsdag den 24 augusti: Fortsätt läsa ”Matematik idag”

Fysiken bygger på observationer

Fysik 1 - NA11FM

Enligt Nationalencyklopedin är fysik är den mest grundläggande naturvetenskapen.

Den behandlar strukturer och processer för materia och strålning med bl a energi som centralt begrepp, inom domäner från det allra minsta till det allra största” och ”Den har stark betoning på samspel mellan experiment och matematiskt formulerad teori” (uppslagsordet Fysik i Nationalencyklopedin, NE i tjugo band). Fortsätt läsa ”Fysiken bygger på observationer”

Att utföra beräkningar i trianglar som ej är rätvinkliga

Utifrån definitionerna för de trigonometriska funktionerna sinus, cosinus och tangens kan sidor och vinklar beräknas i rätvinkliga trianglar. Däremot säger inte definitionerna direkt något om beräkningar i allmänna trianglar. Fortsätt läsa ”Att utföra beräkningar i trianglar som ej är rätvinkliga”

Några noteringar och länkar kring vågutbredning

Fysik B - NV09FMTTemat för dagens lektion är vågutbredning. Vi känner ju till att t ex ljud reflekteras mot fasta föremål. Ljud är en vågrörelse i luften, och faktum är att all mekanisk vågrörelse reflekteras vid övergång mellan olika medier, eller när vågorna träffar på något fast föremål. Men hur sker då reflexionen? Fortsätt läsa ”Några noteringar och länkar kring vågutbredning”

Trigonometri i enhetscirkeln och i rätvinkliga trianglar

Matematik D - NV09FMTTrigonometri i trianglar

Ordet Trigonometri kommer från grekiskans ”trigōnon” (triangel) och ”metron” (mäta). Vi har tidigare studerat trigonometri trianglar, och sett att definitioner för de trigonometriska värdena sinus, cosinus och tangens, för en given vinkel, utifrån figuren Fortsätt läsa ”Trigonometri i enhetscirkeln och i rätvinkliga trianglar”