Rendement Dynamo

Mitchell stelde deze vraag op 08 oktober 2010 om 12:02.

hallo,

Ik heb even een vraag voor een opdracht van natuurkunde moet ik het rendement van een dynamo berekenen. Ik heb de volgende grafiek gemaakt met behulp van het programma IP coach.



We hebben een wiel aan een dynamo gemaakt. Aan dit wiel zat een touw van 1.40 meter. Aan het touw zat een gewicht van 100 gram. Weet iemand welke gegevens ik nog nodig heb of hoe dat ik het rendement van de dynamo kan berekenen?


Hartelijk bedankt!

Reacties

Jan op 08 oktober 2010 om 18:23

Dag Mitchell,

In dit geval heeft rendement iets met energie of met vermogen te maken.

Door het hoogteverschil dat het blokje doorloopt te bekijken kun je met Ez=mgh berekenen hoeveel potentiële energie het blokje "verliest". Wel even opletten, dat blokje "wint" daardoor óók bewegingsenergie ½mv². Stukken van je metingen waarin die snelheid niet constant was mag je dan ook niet meerekenen.

Het netto"verlies" is de energie die de dynamo zou kunnen omzetten in elektrische energie. Maar de vraag is of dat voor 100% gebeurt (rendement dynamo is dan 100%). Dat zal vast niet gebeuren, jouw taak is dus óók om te berekenen hoeveel elektrische energie die dynamo leverde.

De spanning alleen zoals je die in je grafieken laat zien is daarvoor zeker niet genoeg. Zoek dus om te beginnen eens een formule voor elektrische energie, en kijk eens of je die grootheden gemeten hebt? Zo niet, tja, dan betekent dat herstarten van je experiment waarbij je niet vergeet om álle benodigde grootheden vast te leggen. Uit mijn verhaal hierboven zou je moeten kunnen begrijpen welke dat allemaal zijn.

Vertel eens wat je bij een eventueel volgend experiment allemaal zou gaan meten, en waarom? Dan zetten we je conclusies zonodig verder op het goede spoor.

Groet, Jan

Mitchell op 08 oktober 2010 om 20:00

Hartelijk dank voor je reactie!

Ik snap het eerste gedeelte niet precies wat bedoel je precies met de termen verliest en winst en vervolgens het netto verlies? Moet ik beide formules invullen en dan van elkaar afhalen zodat ik netto over houdt?

Ik heb wel een beetje een idee wat ik moet gaan doen. Het is denk ik de bedoeling dat ik een ampere meter aan ga sluiten op de dynamo zodat ik het aantal watt uit kan rekenen die ik nodig heb voor de formule van electrische energie.

Ik denk dat u bedoel om het aantal ampere keer het aantal volt te doen en dan het aantal watt te krijgen?

Werkt dit ook met een dynamo en wisselspanning of moet ik dan gewoon een gemiddelde ervan pakken?

Alvast heel erg bedankt voor al de tijd en de moeite!

Jan op 08 oktober 2010 om 20:50

wat bedoel je precies met de termen verliest en winst en vervolgens het netto verlies? Moet ik beide formules invullen en dan van elkaar afhalen zodat ik netto over houdt?

Volgens mij heb je me gesnapt. Als je het blokje gewoon laat vallen dan verliest het een zekere hoeveelheid hoogte-energie, maar krijgt het dat helemaal terug in bewegingsenergie.

 Nu valt het echter niet vrij, maar ook niet zonder toenemende snelheid gedurende een groot deel van je meting; een deel van de "verloren" hoogte-energie komt terug als bewegingsenergie van het blokje, en het andere deel drijft je dynamo aan.

Ik denk dat u bedoelt om het aantal ampere keer het aantal volt te doen en dan het aantal watt te krijgen?

 Het vermogen van je systeem is zo te zien niet constant (dat vermoeden baseer ik op je grafieken). Maar je zou energie kunnen gaan opmeten vanaf een ogenblik dat je blokje met constante snelheid valt tot een ogenblik even later.

Werkt dit ook met een dynamo en wisselspanning of moet ik dan gewoon een gemiddelde ervan pakken?

Nou, niet "gewoon" een gemiddelde.  Ik heb een stukje uit je U/t diagram gepakt. Je spanningspieken zijn best hoog, tot wel 9 V, maar duren ook maar heel even. Je zou dus die spanning moeten gaan integreren over de tijd. Als je niet helemaal begrijpt wat ik bedoel, over een stukje van 0,2 s heb ik de oppervlakte tussen je spanningsgrafiek en de tijdsas ingekleurd. <



Denk je even in dat die gekleurde pieken ijspegels zijn. Laat ze in gedachten smelten zodat ze egaal uitvloeien over heel de breedte. In plaats van een variërende spanning van 5-6 V blijft er een zogenoemde effectieve spanning van misschien minder dan 1,5 V over. Zoiets zul je dan ook met je stroomsterktegrafiek moeten doen om een effectieve stroomsterkte te krijgen. En dan kun je pas P=U·I toepassen, en eventueel nog vermenigvuldigen met de tijd om een energie te berekenen.

Uit een grafiek halen lijkt me dan ook een heel werk, tenzij Coach dat voor je kan doen, dat weet ik eventjes niet zeker. Alternatief is met goede wisselspannings- en wisselstroommeters werken, die meten namelijk direct de effectieve spanning en effectieve stroomsterkte. Over een korte tijdsperiode waarin er een constante! valsnelheid is en je de valafstand meet zou je zo aan voldoende gegevens moeten kunnen komen.

Beetje duidelijk zo?

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft negentien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)