Lösning - Fysikum - Stockholms universitet

3. Figuren visar en krets innehållande en spänningskälla med polspänningen 4,5 V och två
resistorer med resistanserna 1,0 Ω samt en glödlampa med resistansen 0,50 Ω när den
lyser.
Lösning:
a) Beräkna ersättningsresistansen i
kretsen. (2p)
b) Beräkna huvudströmmen i kretsen.
(1p)
c) Beräkna effektutvecklingen i
lampan. (1p)
a) Två parallellkopplade resistorer kan ersättas med en resistor enligt 1
=
Rers 1
+
R1 1
.
R2 Med insatta värden: 1
=
Rers 1 1
+
1,0 1,0 = 2 Ω−1 eller Rers = 0,50 Ω.
Glödlampan är kopplad i serie med dessa resistorer så att den totala ersättningsresistansen
i kretsen uppgår till Rtotal = Rers + Rglödlampa. Alltså får vi Rtotal = 0,50 + 0,50 Ω
= 1,0 Ω.
b) Ohms lag I = U 4,5
ger I = = 4,5 A (i huvudledningen).
R 1
c) Effekten i lampan ges av P = I 2 ⋅R . Alltså P = 4,5 2 ⋅0,50 = 10,1 W ≈10 W
{
a) 1,0 Ω
Svar: b) 4,5 A
c) 10 W
4. a) En utomhustermometer visar -10 0 C. Utomhustemperaturen kan förutsättas vara
konstant. Man omsluter termometern med ett isolerande hölje. Man väntar en lång
stund och läser på nytt av termometern. Visar termometern mer eller mindre eller lika
mycket som tidigare? (1p)
b) Ett välisolerat kärl innehåller 200 g av en vätska vid 20 0 C. Man tillför energi till
vätskan med en doppvärmare, som utvecklar 0,25 kW. Detta leder till en konstant
temperaturökning, som emellertid avstannar vid 65 0 C. Det tar 2,0 min för att nå denna
platå. Beräkna vätskans specifika värmekapacitet. (2p)
c) Förklara varför temperaturökningen avstannar. (1p)