Kynning á eðlisfræði í Flensborg/Leyndardómar innra viðnáms

Bakgrunnur

Rafhlaða framleiðir rafstraum með efnahvarfi sem hefur takmarkaðan hvarfhraða og tregða efnahvarfsins er túlkuð sem innra viðnám rafhlöðunnar samkvæmt $V_{0}=V_{p}+I\cdot r$ þar sem $V_{0}$ er íspenna (rafspenna efnahvarfsins) mæld í $V$, $V_{p}$ er pólspenna (nýtanleg rafspenna), $I$ er rafstraumurinn, mældur í $A$ og $r$ (resistance) er innra viðnámið mælt í $\Omega$ (ohm).

Tæki

• 4,5 V rafhlaða (r=1,1 Ω)
• 2 fjölmælar
• 9 vírar
• 3 perur
• 6 klemmur

Innra viðnám

Tilgangur

Að kanna hve mikið innra viðnám í rafhlöðu er.

Fyrirbæri	Mæligildi	Eining
Íspenna rafhlöðu
Hámarks rafstraumur
lágmarksspenna rafhlöðu
Mælt innra viðnám
Uppgefið innra viðnám
% frávik

Framkvæmd

Stilltu annan fjölmælinn á 20 V og mældu íspennu rafhlöð-unnar með því að tengja svartan vír milli COM á fjölmælinum og mínus skauts rafhlöðu og rauðan vír milli V−Ω á fjölmælinum og plús skauts rafhlöðu; þá er enginn rafstraumur. Stilltu hinn fjölmælinn á 20A og mældu hámarksstraum, I, og lágmarksspennu, Vp, rafhlöðunnar með því að tengja svartan vír milli COM á fjölmælinum og mínus skauts rafhlöðu og rauðan vír milli 20 A á fjölmælinum og plús skauts rafhlöðunnar.

Sýndu hér reikninga með einingu á innra viðnámi og % fráviki:

Muna:

• $V_{0}=V_{p}+I\cdot r$,
• $\%{\text{frávik}}={\tfrac {{\text{mælt gildi}}-{\text{uppgefið gildi}}}{\text{uppgefið gildi}}}\cdot 100$

Tengsl rafstraums og rafspennu

Framkvæmd

Mældu rafstraum sem fer í gegn um ljósaperu og skráðu spennu rafhlöðunnar. Endurtaktu fyrir tvær hliðtengdar perur og 3 hliðtengdar perur. Skráðu svo mælingarnar af forsíðunni hér líka.

Perur	Rafstraumur	Pólspenna
1 pera logar
2 perur loga
3 perur loga
Enginn straumur, íspenna
Hámarksstraumur/lágmarksspenna

Úrvinnsla

Gerðu graf af pólspennu rafhlöðu sem fall af rafstraumi. Teiknaðu graf með tölunum í töflunni að ofan. Merktu ása með fyrirbæri og einingu, dragðu eina beina línu með glærri reglustiku milli punktanna þannig að þeir lendi jafnt fyrir ofan línu og neðan; þessi lína heitir „besta beina lína“.

Ítarefni

Fyrirmynd þessa verkefnis er Mynd:FlensEDLI1KE05Tilraun10Rafafl.docx frá Viðari Ágústssyni.