Joules lov: eftervisning af effekt og resistans

Ved dette forsøg vil vi eftervis Joules lov, som siger at den afsatte effekt P i en elektrisk komponent med resistansen R er proportional med kvadratet på strømstyrken I:P = R*I2

Teori:

Udtryk for den samlede varmekapacitet af kalorimeterskål og vand =?E = m*c*?T?Esamlet = ?Evand + ?Eskål= mv*cv*?T + ms*cs*?T= (mv*cv + ms*cs)*?T= C*?TDerfor må C være =C = mv*cv + ms*cs

Udtryk for den elektriske energi som afsættes med effekten P af modstanden kalorimetret =Den afgivede energi er = Eel = P*?t

Udtryk for energi som kalorimeteret med vandet har modtaget:?E = (mv*cv + ms*cs)*?TDvs. den modtaget energi = C*?T

Ud fra ovenstående kan vi nu finde et udtryk for P’s afhænighed af temperaturstigningen pr. tid:E(afgivet) = E(modtaget)P*?t = C*?TUd fra det, kan P isoleres og derved får vi:P = C*?T/?t

Materialer:

Termometer

Kalorimeter

Strømforsyning

Amperemeter

Omrører

Vægt

Fremgangsmåde:

Vi startede med at bestemme kalorimeterskålens masse, som er 80,7 g. Derefter afvejede vi 200 gram vand i kalorimeterskålen, og vandets temperatur skulle være under stuetemperatur som cirka er 20 oC. Derefter sluttede vi kredsløbet sammen, og indstillede strømstyrken på de ønskede værdier. Under forsøget rørte vi hele tiden rundt og hvor 30. sekund aflæste vi temperaturen, og de blev vi ved med at gøre indtil den var steget med omkring 10 oC. Vi brugte strømstyrkerne: 1,4 A, 1,8 A og 2,2 A, og indsatte dem derefter i et skema.