Syrer og baser

Forsøg #21
Undersøg om udvalgte stoffer fra din hverdag er syrer, baser eller neutrale 

Materialer:
- NaCl (alm. køkkensalt)
- Lagereddike
- Gips
- Solsikkeolie
- Opvaskemiddel
- Salpetersyre
- NaOh
- Opvasketablet

- PH-papir
- Glasspatel
- Filterpapir
- alm. vand fra hanen

Forsøgsdesign:

Jeg rev små stykker PH-papir stykker af, og lagde dem på filterpapiret som vist på billedet.
Derefter skulle jeg teste de viste stoffers ph-værdi på papiret. De stoffer der ikke var flydende, skulle først lige opløses i vand og derefter testes.
Jeg tjekkede stoffernes PH-værdi, ved at dyppe en glasspatel i det flydende stof. Derefter satte jeg en lille prik på det PH-papir ud for det valgte stofs navn.

Resultat:
Resultatet kan både ses på billedet til højre, og på nedenstående skema.

Stof:	PH-værdi:	Syre, base eller neutral
NaCl (alm. Køkkensalt)	7	Neutral
Lagereddike	3	Syre
Gips	7	Neutral
Solsikke olie	4	Syre
Opvaskemiddel	6	Meget svag base
Salpetersyre	1	Syre
NaOh	11	Base
Opvasketablet	9	Base

Konklusion:

Stofferne blev målt til både neutrale (PH = 7), stærke og svage syrer eller baser.

Nogle af stoffernes PH-værdi blev jeg lidt overrasket over. Specielt opvasketabletten hvis PH-værdi er helt oppe på 9, og derfor en rimelig kraftig base. 

Jeg vidste slet ikke at et stof som dette, som er et rengøringsmiddel vi bruger i hverdagen, var så basisk. 

Tilgengæld var det flydende opvaskemiddels PH-værdi på 6, hvilket nærmest er neutralt. 

Begge stoffer er jo opvaskemidler, man bruger til rengøring af fødevarer, og derfor synes jeg, det er mærkeligt, at der er så stor forskel på deres PH-værdi. 

Jeg tænker at grunden til dette er, at det flydende opvaskemiddel jo er et, vi kan få på hænderne, når vi vasker op, og derfor ville det ikke være så godt, hvis det ikke var neutralt.

Hvor imod opvasketabletten ikke er en, vi får direkte på hænderne. 

Transformation og el-transport

Forsøg #20
Hvorfor transformerer man spændingen op når man skal transportere elektricitet over store afstande?

Materialer:
- 1 strømforsyning
- 2 pærer på 6V
- 2 Jernkerner
- 2 spoler med 200 vindinger
- 4 spoler med 1600 vindinger
- 10 ledninger

Forsøgsdesign:
Forsøget går ud på at få en pære der ligger langt væk, til at lyse ligeså kraftigt som en pære der ligger tæt på. Dette gøres ved hjælp af en transformer.
Jeg startede med bare at få en enkelt pære til at lyse. Jeg forbandt den via 2 ledninger til vekselstrøm.
Strømforsyningen symboliserer kraftværket, og pæren en nærtliggende husstand. (Se billedet nedenunder)

Derefter skulle jeg få en pære (husstand) der ligger langt væk, til at lyse ligeså kraftigt.
Udover den pære jeg allerede havde i opstillingen, koblede jeg en ekstra til strømforsyningen. Denne var dog bare forbundet med 2 spoler med 1600 vindinger, som skulle symbolisere de lange ledninger vi har i virkeligheden.
Som man kan se på billedet nedenunder lyser pæren "langt væk" ikke ligeså kraftigt.

Det skal jo helst være sådan at begge pærer lyser lige kraftigt. Altså at alle husstande, ligemeget hvor de ligger, får lige meget strøm.
Det kan lade sig gøre pga. transformere.

Jeg lavede en opstilling hvor jeg tilkoblede 2 transformere på hver side af "den lange afstand" (spolen). Transformeren tættest på strømforsyningen (kraftværket) transformere spændingen op, og derfor strømstyrken ned, så elektronerne kan komme i gennem de lange ledninger uden problemer.
Transformeren tættest på pæren (husstanden) transformere spændingen ned igen, og derfor strømstyrken op.

Billedet herunder viser opstillingen.

Resultat og konklusion:

I den sidste opstilling lykkedes det, at få pæren længst væk til at lyse ligeså kraftigt som pæren tættest på. 

Dette kan kun ske ved hjælp af transformerene. 

Når en transformer transformere spændingen op, bliver strømstyrken samtidig transformeret ned. 

Det betyder at der vil ikke løbe ligeså mange elektroner gennem ledningerne, men effekten der kommer ud til sidst vil stadig være den samme pga. at spændingen er højere. 

Det kan være rigtig smart når man skal transportere strøm over lange afstande. Og det er også det man gør i virkeligheden. I højspændingsledninger, som navnet også antyder. 

Hvis man ikke transformerede spændingen op, ville strømstyrken jo være høj. Det ville give en masse problemer, da så mange elektroner har svært ved at komme igennem lange og tynde ledninger, uden at det medfører varme, og derfor energitab. 

Jeg har derfor nu fået en forståelse for hvor smarte transformere er, og at vi ikke kunne undvære dem. 

Transformation

Forsøg #19 
Transformer spændingen med en transformer.

Materialer:
- 2 spoler med 200 vindinger
- 2 spoler med 400 vindinger
- 2 spoler med 1600 vindinger
- 4 ledninger
- 1 voltmeter
- 1 jernkerne
- 1 strømforsyning

Forsøgs design:
I dette forsøg lavede jeg en transformer. Jeg forbandt forskellige kombinationer, af spoler med 200, 400 og 1600 vindinger, med en jernkerne.
Jeg satte ledninger til en strømforsyning som hele tiden stod på 4V, forbandt den til et voltmeter, som var tilsluttet vores primærspole.
Sekundærspolen var forbundet til et andet voltmeter, så jeg kunne måle spændingen på begge spoler.

Formålet med forsøget var at undersøge om spændingen i sekundærspolen ændre sig, hvis spollernes vindingstal er kombineret forskelligt. 

Resultat:

Vindinger på primærspolen:	Spænding på primærspolen:	Vindinger på sekundærspolen:	Spænding på sekundærspolen:
200	4V	200	4V
200	4V	400	8V
200	4V	1600	30V
400	4V	200	2V
400	4V	400	4V
400	4V	1600	16V
1600	4V	200	0,5V
1600	4V	400	1V
1600	4V	1600	4V

Konklusion:

En transformer kan transformere spændingen enten op eller ned. 

Det er fordi transformerens 2 spoler har 2 forskellige vindingstal. Hvis sekundærspolens vindingstal er dobbelt så stort som primærspolens, vil spændingen også blive transformeret til det dobbelte. 

(Se eksempel i nr. 2 kombination).

Generelt er forholdet mellem primær- og sekunderspolens vindingstal, det samme som forholdet mellem primær- og sekundærspændingen. 

Man kan derfor regne sig frem til spændingen i sekundærspolen hvis man kender begge spolers vindingstal og spændingen i primærspolen.

En gang i mellem kan man få nogle andre resultater end det man har regnet sig frem til.

Fx i kombination nr. 3, hvor voltmeteret viste at sekundærspæningen var 30V. 

Hvis man skulle regne sig frem til det, ville det give 32V. 

Det kan enten skyldes at voltmeteret ikke viste helt præcist, eller fordi der kan være sket et energitab.

Generatoren

Forsøg #18
Lav en generator og analyser vekselspændingskurven. 

Vi har lavet en generator der genererer strøm. Induktion er jo det der foregår i en generator og det binder dette forsøg sammen med de andre.

Materialer:
- strømforsyning
- ledninger
- moter
- elastik
- rund magnet
- spole med 400 vindinger
- jernkerne
- dataopsamler
- voltmeter

Forsøgsdesign:

(Se tallene på billedet til højre)

1. En strømforsyning giver strøm til en motor så den drejer rundt. 

2. Motoren får, via en elastik, en magnet til at dreje rundt.

3. Magnetens nord- og sydpol skiftes til at være tættest på spolen (der skabes induktionsstrøm). 

4. Det aflæses på det elektroniske dataopsamlings udstyr (og et voltmeter), og dataene bliver sendt direkte til den tilkoblede computer.

Her ses resultatet på computeren:

Akserne:

X-aksen viser tiden i sekunder. 

Y-aksen viser spændingen i Volt.

Grafen er zoomet meget ind, så man tydeligere kan se spændingen. På hele grafen ses altså mindre end et sekund på x-aksen. 

Amplitude:
Amplituden vises med den gule pil.
Det er afstanden fra 0 volt, til højeste spændingsværdi. Dvs. at det er på begge sider af 0, og maksimalspændingen kan sagtens være i bølgedalen i stedet for toppen.

Periodetid:
Vises med den røde pil.
Tiden der går på en periode, f.eks. fra bølgetop til bølgetop.
Hver periode svarer til at magneten drejer en omgang. 
I grafen vises der bl.a. en periodetid fra 0,58 sek til 0,64 sek. Altså en periode tid på 0,06 sek.

Den maksimale spænding:
Den maksimale spænding og amplitude kan godt forveksles. 
Amplituden er afstanden, men den maksimale spænding er selve punktet. Altså 0,5 volt (punktet lige over den gule pil).
Maksimal spændingen kan både være over og under 0.

Effektiv spænding:
Den effektive spænding svarer til det vi måler med et voltmeter, når det er tilsluttet vekselstrøm.
Det er den jævnspænding, der har samme effekt som vekselspændingen, vi måler på voltmeteret.

Får at udregne den effektive spænding skal vi gøre følgende:

Maksimal spænding ÷ √2 = effektiv spænding

(Mit forsøg) 0,5 V ÷ √2 = 0,35 V

Voltmeteret der også var tilsluttet opstillingen viste 0,2 V. 
Grunden til at jeg fik to forskellige resultater, er nok at vi arbejder med meget små tal. Derfor kan det være svært at få et helt præcist resultat. 

Frekvens:
Frekvensen er antal perioder pr. sekund målt i Hertz.
I danmark har vi en frekevens på 50 Hertz, det vil altså sige at der er 50 perioder pr. sekund. Magneten drejer 50 omgange pr. sekund. 

For at udregne frekvensen skal vi gøre følgende:

Frekvens = 1 ÷ periodetid i sekunder

(Mit forsøg) Frekvens = 1 ÷ 0,06 = 16,67 Hz

I dette forsøg er frekvensen på 16,67 Hertz. 16,67 perioder pr. sekund. 16,67 omgange pr. sekund.