Elektromotorisk kraft - Rapport i Fysik

Forsøg med Elektromotorisk kraft og indre modstand

Formål

Ved hjælp af et batteriopstillingsforsøg vil vi eftervise at polspændingen følger følgende formel: U = Ԑ-R · I For at kunne realisere dette, skal vi først opstille forsøget. Dette gør vi ved at opstille en serieforbindelse, hvor vi kobler et ekstra modstandsmodificeret batteri til en dekaderesistor vha. STX 3.g strømstyrken og spændingsforskellen, når vi regulerer modstanden i dekaderesistoren. Med udgangspunkt i kredsløbet, skal vi lave et (I,U)-karakteristik. Herefter vil vi besvare fire arbejdsspørgsmål, som behandler vores eftervisning af polspændingformlen. 1. Bestem ud fra (I,U)-karakteristikken hvad den elektromotoriske kraft er. Forklar begrebet elektromotorisk kraft og hvorfor polspændingen er forskellig fra denne. 2. Bestem den indre modstand ud fra (I,U)-karakteristikken. 3. Bestem kortslutningsstrømmen, altså den maksimale strøm hvorved batteriet ikke længere kan levere nogen polspænding.

4. Bestem ved hvilken ydre modstand man opnår den maksimale afsatte effekt i dekaderesistoren.

Teori

Batteriet er modificeret hvilket i vores tilfælde betyder at der koblet en ekstra modstand til, udover den allerede eksisterende indre modstand, hvilket gør udledningen af strøm langsommere. Grunden til dette er at der foregår en kemisk proces inde i selve batteriet, hvor pluspolen i princippet overfører sine elektroner til minuspolen, hvor de kan udledes i et tilslutte system. Men det er dog alligevel ikke en overførelse, men i stedet en fjernelse af elektroner i pluspolen og samtidig tilføjelse af elektroner i minuspolen. Modstanden går derfor ind og gør udledningen af elektroner mindre pr. tid. På den måde kan pluspolen nå at overføre sine elektronerne til minuspolen, inde den når at løbe tør i minuspolen, ved udledning. Grunden til at modstanden kan ’forsinke’ elektronernes fart, er fordi modstanden er sammensat på speciel måde, som gør at elektronerne, uundgåeligt, støder ind i andre partikler i selve modstanden, hvilket på en måde stopper dem i deres transport. Modstanden kan justeres, så den bliver stærkere eller svagere.

Dette er muligt fordi vi opvarmere modstanden, så partiklerne bevæger sig hurtigere, hvormed muligheden for at støde ind i elektroner forøges. Men elektronernes fart aftager faktisk ikke, på grund af deres evne til at ’se i fremtiden’, og dermed forudsige resistoren, derfor tilpasser elektronerne deres fart fra start af deres transport, så der ikke opstår en ophobning af elektroner ved resistoren.

Apparatur  Modificeret batteri med ekstra resistor  Dekaderesistor  2 Multimetre  Ledninger.

Fremgangsmetode

Vi starter med at opstille en serieforbindelse, bestående af et ekstra modstandsmodificeret batteri og en …