Et lyn er en elektrisk strøm, som opstår, når der kortvarigt skabes elektrisk forbindelse mellem en tordensky og jordoverfladen. Disse kan undersøges med måleudstyr, som måler strømmen fra lynet gennem en resistor, og spændingsfaldet over resistoren.
Beregn strømstyrken i resistoren.
R=5,1?10-4? U=7,2V
Vi finder strømstyrken, I, i resistoren ved at omskrive Ohms lov:
U=R?II=UR=7,2V5,1?10-4?=14117,6A
Strømstyrken i resistoren er 14.117,6 A.
Hvor mange elektroner passerer et tværsnit af resistoren under et andet lynnedslag.
I=25kA=25000A t=15ms=0,015s
Vi finder ladningen, q:
I=qtq=I?t=25000A?0,015s=375C
Vi finder hvor mange elektroner, der passerer under lynnedslaget ved at dele med elementarladningen:
qe=375C1,602?10-19C=2,34?1021
Der passerer altså 2,34·1021 elektroner i et tværsnit af resistoren.
Beregn temperaturstigningen i resistoren, når der løber en strøm på 25 kA gennem den i 15 ms. Gør herunder rede for de relevante antagelser.
mresistor=0,72 kg cmetal=415Jkg?K I=25kA=25000A R=5,1?10-4?
Vi finder spændingsforskellen ved at omskive Ohms lov:
U=R?I=25000Cs?(5,1?10-4)?=12,75V=12,75JC
Vi finder det arbejde, der er udført på ladningen, q:
U=AelqAel=U?q=12,75JC?375C=4781,25J
Her er det elektriske arbejde lig med tabet i ladningen Q’s potentielle energi.
Vi finder temperaturstigningen, ved at omskrive formlen for specifik varmekapacitet:
Q=m?c??T?T=Qm?c=4781,25J0,72kg?415Jkg?K=16,0K
Temperatur ændringen er på 16,0 K.
Vi antager, at der ikke går noget energi tabt til omgivelserne, da lynnedslaget varer i 0,015 s, og varme breder sig på flere sekunder.
Det er gratis at oprette en konto