Heureka 7.17

Text under konstruktion tillhörande Kasper Vinberg. Ändras på egen risk! (Det finns loggar för sådant.)

Uppgift 7.17 i fysikbok Heureka.

En ackumulators kapacitet anger hur stor laddning som kan "tas ut ur" den innan den behöver laddas igen. Ett visst 12 V bilbatteri har kapaciteten 44Ah.
a) Hur många Coulomb motsvarar 44 Ah?

Lösning: 44 Ah = 44 amperetimmar vilket innebär att det är 44*60 ampereminuter och 44*60² amperesekunder vilket är 44*3600 amperesekunder (As).
Vi vet att definitionen av ampere är Coulomb per sekund så en amperesekund (As) motsvarar en Coulomb per sekund * sekund vilket lämnar kvar en Coloumb.
A = C/s => As = C/s*s = C. Dvs, 44*3600 As = 44*3600 C.
Svar: 44*3600 C ≈ 0.16 MC

b) Hur lång tid tar det att ladda ut batteriet med en ström av 2.0 A?
Om batteriet används på normalt sätt, är spänningen så gott som konstant.

Lösning: Vi har den kända spänningen för batteriet, 12 V samt laddningen som vi räknade ut i föregående uppgift, 0.16MC och strömmen som är 2.0 A.
Formel: [math]\displaystyle{ I {{=}} \frac{Q}{t} }[/math] => Q = I*t => [math]\displaystyle{ t {{=}} \frac{Q}{I} }[/math]
Vi sätter in våra värden i formeln och får att det tar [math]\displaystyle{ t {{=}} \frac{44*3600}{2} {{=}} 79200 Sekunder }[/math] för batteriet att ladda ur med den angivna strömmen alternativt [math]\displaystyle{ \frac{79200}{3600} {{=}} 22 timmar. }[/math]

c) Hur stor elektrisk energi kan batteriet lämna mellan två uppladdningar?

Lösning: Vi har den kända spänningen för batteriet, 12 V samt laddningen, 0.16MC (44*3600C).
Formel: [math]\displaystyle{ U {{=}} \frac{E}{Q} }[/math] => E = U*Q där E är den elektriska energin.
Vi sätter in våra värden i formeln och får att den elektriska energin är:
E = 12*44*3600 ≈ 1.9 MJ alternativt: E = 12*44 ≈ 0.53kWh.