Springen naar inhoud

[natuurkunde] - rendement dynamo


  • Log in om te kunnen reageren

#1

4444

    4444


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2008 - 09:57

Hoi,

ik heb een proefje gedaan waarbij een fietsdynamo werd aangedreven met een fietswiel dat met constante snelheid draaide.
Wij hebben de dynamo steeds met een andere weerstand belast en de spanning over die weerstand met de computer gemeten.
Daarna hebben we bij elke weerstand het rendement van de dynamo bepaald.

En toen hebben we een diagram gemaakt waarbij we het rendement op de y-as en de weerstand op de x-as hebben gezet.

Dan krijgen we punten die een soort optimun-grafiek vormen, daarmee bedoel ik dat het rendement bij 1 weestand het hoogst is en bij kleinere of grotere weerstanden wordt het rendement kleiner.
Ik hoop dat ik het duidelijk uitgelegd heb, ik kan de grafiek niet laten zien, weet niet hoe dat moet.

Maar we hebben weinig meetpunten, want we hebben maar vier weerstanden gebruikt.
Mijn vraag is nu: Kan onze grafiek kloppen met de werkelijkheid, is er een optimum belasting voor elke dynamo? Of hoort onze grafiek volgens de theorie anders te gaan?

Ik heb op internet (google) gezocht naar informatie over dynamo's maar heb niets kunnen vinden over het rendement.

Alvast bedankt

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 januari 2008 - 10:41

Er is inderdaad een optimum voor de energie-overdracht, en dat ligt over het algemeen op het punt waarbij de belastingsweerstand gelijk is aan de inwendige impedantie van de bron, in dit geval dus de dynamo.

Toch heb ik het idee dat je de verkeerde term gebruikt. Je hebt het over rendement, maar waarschijnlijk bedoel je het elektrisch vermogen. Om het rendement vast te stellen moet je ook de ingaande mechanische energie meten, en daar zeg je niks over.

#3

4444

    4444


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2008 - 11:30

Er is inderdaad een optimum voor de energie-overdracht, en dat ligt over het algemeen op het punt waarbij de belastingsweerstand gelijk is aan de inwendige impedantie van de bron, in dit geval dus de dynamo.

Toch heb ik het idee dat je de verkeerde term gebruikt. Je hebt het over rendement, maar waarschijnlijk bedoel je het elektrisch vermogen. Om het rendement vast te stellen moet je ook de ingaande mechanische energie meten, en daar zeg je niks over.


Sorry dat ik onduidelijk was, we hebben de ingaande mechanische energie niet gemeten, maar berekend.
Ik weet zeker dat we het rendement goed hebben berekend, en daarom heb ik niet uitgelegd hoe we dat hebben gedaan. Ik ben niet zo goed in het uitleggen van iets.

En nog een vraag over de inwendige impedantie, het is voor het eerst dat ik daarvan hoor. Ik heb een beetje op internet zitten zoeken en is dat hetzelfde als inwendige weerstand van een batterij, maar dan is de inwendige impedantie van een spoel afhanklijk van de fraquentie.
Volgens wikipedia is de inwendige impedantie van een spoel laag bij lage frequentie.

Betekent dat, dat als ik een grotere draaisnelheid van mijn wiel neem en ik houd de belasting (uitwendige weerstand) gelijk, dat de 'weerstand' van mijn spoel omhoog gaat, en dus mijn rendement omlaag gaat?

Of denk ik nu te makkelijk?

#4

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 januari 2008 - 13:07

we hebben de ingaande mechanische energie niet gemeten, maar berekend.

Dan ben ik toch wel benieuwd hoe je dat hebt gedaan. Dat is nl. helemaal niet zo eenvoudig.
En ik betwijfel nog steeds of je echt het rendement hebt berekend, of dat je alleen maar het afgegeven vermogen hebt geregistreerd.

Betekent dat, dat als ik een grotere draaisnelheid van mijn wiel neem en ik houd de belasting (uitwendige weerstand) gelijk, dat de 'weerstand' van mijn spoel omhoog gaat, en dus mijn rendement omlaag gaat?

Bijna goed.
Fietsdynamo's zijn opzettelijk gebouwd met een vrij hoge impedantie (door zelfinductie), die toeneemt met de frequentie (snelheid) om de stroom enigszins te stabiliseren. Anders zouden je lampjes doorbranden als je heel hard fietst.
Dat wil nog niet zeggen dat je rendement omlaag gaat. Het afgegeven elektrisch vermogen blijft ongeveer constant. En dat is wat anders dan rendement.

#5

4444

    4444


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 januari 2008 - 13:56

Dan ben ik toch wel benieuwd hoe je dat hebt gedaan. Dat is nl. helemaal niet zo eenvoudig.
En ik betwijfel nog steeds of je echt het rendement hebt berekend, of dat je alleen maar het afgegeven vermogen hebt geregistreerd.

Bijna goed.
Fietsdynamo's zijn opzettelijk gebouwd met een vrij hoge impedantie (door zelfinductie), die toeneemt met de frequentie (snelheid) om de stroom enigszins te stabiliseren. Anders zouden je lampjes doorbranden als je heel hard fietst.
Dat wil nog niet zeggen dat je rendement omlaag gaat. Het afgegeven elektrisch vermogen blijft ongeveer constant. En dat is wat anders dan rendement.


Heel erg bedankt voor de hulp, ik denk dat ik het nog snap ook.

#6

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 januari 2008 - 14:50

Fietsdynamo's zijn opzettelijk gebouwd met een vrij hoge impedantie (door zelfinductie), die toeneemt met de frequentie (snelheid) om de stroom enigszins te stabiliseren. Anders zouden je lampjes doorbranden als je heel hard fietst.
Dat wil nog niet zeggen dat je rendement omlaag gaat. Het afgegeven elektrisch vermogen blijft ongeveer constant. En dat is wat anders dan rendement.

Maar als het afgegeven vermogen ong. constant blijft, terwijl ingegeven vermogen stijgt (harder trappen), gaat je rendement = (afgegeven elektrisch vermogen / ingegeven vermogen) toch omlaag?
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#7

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 januari 2008 - 17:49

Maar als het afgegeven vermogen ong. constant blijft, terwijl ingegeven vermogen stijgt (harder trappen), gaat je rendement = (afgegeven elektrisch vermogen / ingegeven vermogen) toch omlaag?

Wie zegt er dat door harder trappen ook het ingaande vermogen van de dynamo stijgt?

#8

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 januari 2008 - 18:02

Tja, dan is het dus afhankelijk van wat voor soort rendement je berekent. Ik beschouw de mechanische arbeid geleverd door het trappen als ingaand vermogen. Als hiervan een deel verloren gaat aan energie dat niet in de dynamo terecht komt, noem ik dat geen nuttige arbeid, gegeven dat je het rendement van de dynamo (waarbij alle lichtopbrengst nuttig is) berekent. Maar dat zal wel iets anders zijn dan elektrisch rendement, waar jij het denk ik over hebt.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#9

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 januari 2008 - 19:43

Phys,

Volgens mij hebben we het over hetzelfde. Maar je moet de zaken goed onderscheiden, nl. het vermogen om te rijden, en het vermogen wat de dynamo in gaat.
Als je harder trapt, dan doe je dat om sneller te kunnen rijden. en dat kost extra vermogen, om sneller te kunnen rijden.

De dynamo gaat dan vanzelf sneller draaien, maar door het stroomstabilisterend effect wordt het afgegeven elektrische vermogen nauwelijks groter. Wat ik nu beweer: het staat helemaal niet vast dat het mechanisch vermogen, geleverd aan de dynamo, wel groter wordt. Het zou kunnen dat het groter wordt, maar dat weet je alleen als je daar meetgegevens van hebt, en die heb ik niet.
De topicstarter kennelijk wel, want hij beweert dat hij het rendement heeft gemeten.
Dus 4444, ik zou zeggen, kom maar eens op met je cijfers, misschien worden wij er ook nog wijzer van.

#10

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 januari 2008 - 20:06

Inderdaad, we heben het over hetzelfde. Ik bekijk het alleen wat theoretischer denk ik: praktisch gezien trap je inderdaad harder om sneller te kunnen rijden, maar ik keek puur naar de lichtopbrengst (waarbij alle energie die niet in de lichtopbrengst gaat zitten als onnuttig wordt beschouwd) en stelde dat een grotere lichtopbrengst in principe een hogere trapfrequentie vereist. Laten we maar weer over gaan naar 4444.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#11

4444

    4444


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 januari 2008 - 18:51

Sorry dat ik nu pas terug schrijf, ik ben de laatste tijd niet op het forum geweest.
Als jullie nog steeds mijn gegevens willen, moeten jullie dat even zeggen.
Als ik niets hoor, ga ik ervan uit dat jullie nu met andere dingen bezig zijn en dat jullie het hier al lang niet meer over hebben.
Dus als jullie de gegevens nog willen ik wil ze wel gegeven. Dan moet je wel even vertellen hoe ik ze aan jullie moet geven.
Ik weet trouwens zeker dat mij berekeningen goed zijn, want anderen hebben het op een veel makkelijkere manier gedaan en zij hebben hetzelfde als ik gekregen.

Groetjes
Maja

#12

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 21 januari 2008 - 19:51

Ik ben nog steeds geinteresseerd in wat je allemaal hebt gemeten en uitgerekend.
Dat anderen dezelfde uitkomsten hebben als jij zegt me niet zo veel. Jullie kunnen allemaal dezelfde denkfout hebben gemaakt. Maar of dat zo is kan ik pas beoordelen als ik de gegevens heb gezien.

Veranderd door klazon, 21 januari 2008 - 19:54


#13

4444

    4444


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 januari 2008 - 09:42

Hey,

Ik kan jullie niet uitleggen hoe ik het energie heb berekend, want daar heeft de leraar me mee geholpen en ik zelf snap het namelijk niet helemaal. De geleverde elektrische energie van de dynamo kan ik wel uitleggen, de computer maakt namelijjk een U,t-diagram en ik maak daarmee een U^2/R,t-diagram gemaakt en daarvan de oppervlakte tijdens een bepaalde tijd bepaald. Dat is dan de geleverde energie gedurende die tijd. Ik weet niet hoe ik jullie de grafieken kan laten zien, dus sorry.
De ingaande energie was bij elke werstand 0,117 J, dat is gewoon zo, ik kan dat verder niet uitleggen, want ik zelf snap ook niet hoe de leraar hier op kwam.
Bij 6 Ohm was de geleverde energie 0,03939 J
15 Ohm : 0,044055 J
22 Ohm : 0,040923 J
39 Ohm : 0,040514 J

En dat waren al mijn metingen.

Ik hoop dat jullie hier iets aan hebben, maar ik betwijfel het.

Groetjes
Maja

#14

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 26 januari 2008 - 10:11

De ingaande energie was bij elke werstand 0,117 J, dat is gewoon zo, ik kan dat verder niet uitleggen, want ik zelf snap ook niet hoe de leraar hier op kwam.

Als ik heel slecht denk, dan zeg ik dat de leraar het zelf waarschijnlijk ook niet snapt.
Toch ligt hier de crux van het verhaal. De elektrische energie vaststellen is niet zo moeilijk, daar bestaan goede meetinstrumenten voor. Maar zoals ik al eerder zei, het meten van mechanische energie is lastiger. Om het rendement te kunnen bepalen is het toch wel van belang dat dit boven water komt, anders wordt voor mij het hele experiment ongeloofwaardig.

Waar ik nog wel benieuwd naar ben zijn de spanningen die je in de verschillende situaties hebt gemeten, en hoe lang de "bepaalde tijd" was.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures