En tolkning ström och spänning

-hur man mäter och vad det betyder

Inledning;

Ofta mäter man spänning och ström, men vad är det vi mäter?

I vår laboration mätte vi strömmen genom lampan och spänningen över lampan.

Material och utförande:

För att mäta strömmen och spänningen använde vi en lampa, som var kopplad till en spänningslåda. Spänningslådan kopplade vi till ett eluttag och från eluttaget kunde vi få ström och med hjälp av spänningslådan kunde vi kontrollera hur mycket ström som gick ut i lampan.  Spänningslådans pluspol kopplas direkt till lampan men spänningslampans minuspol kopplades via en amperemätare till lampan.  Även en voltmeter kopplades in. Amperemätaren och kopplades till voltmetern och datorn och där kördes programmet Pasco Capestone för att samla in information och spänningen och strömmen.  Allt kopplades samman enligt nedan:

Kopplingsschema över instrument uppställningen.

Bild över instrument uppställningen.

  

Resultat & tolkning:

Ovan visas graf över sambandet mellan ström och spänning.

I grafen ovan visas strömmen på y-axeln och spänning på x-axeln. Ur grafen ovan kan ett linjärt (mer eller mindre) samband finnas mellan spänning och ström. Ökar spänningen ökar strömmen.

I punkten (5,43;0,02) (tabell data 82) ser vi att spänningen är 5,43 volt och strömmen är 0,02 ampere. 

Med spänning (U) mäter man ändring i energiinnehålls ändring genom varje laddningsenhet, d.v.s. en elektron,

Ovan visas tabellen till grafen.

U= ΔE/Q                              ΔE- energiändring                    Q- laddning

          

Energiändringen är energin som en laddning tappar när den färdas i elektriskt fält. I denna labb var fältet i sladdarna, man kan alltså säga att spänningen är den energi varje elektron tappar när den färdas i sladdarna.

Strömmen (I) är ett mått på hur stor laddning som varje sekund passerar genom ett tvärsnitt i kretsen.  Laddningen Q motsvaras av alla elektroner, strömmen blir då alla elektroner som rör sig i en viss punkt i kretsen under 1 sekund.

I = Q/t                              t - tid i sekunder

Genom att veta strömmen kan man beräkna hur många elektroner som färdades genom punkten, eftersom att en elektron alltid har laddningen 0.16 aC. I punkten ovan ser vi att vi hade 0,02 ampere vilket är samma sak som 0,02 C/1 sek.

Antalet elektroner är då

Q = N e                        N- antal elektroner                              e – elementärladdningen

Q/e = N

0,02/0,16 aC = 0,125  10^18 st

 

è  125 000 000 000 000 000 st elektroner passerar genom ett tvärsnitt av kretsen varje sekund.