Icon up Overzicht

Rekstrookje (vwo voorbeeldexamen 2016, opg. 1)

Onderwerp: Elektrische stroom

Examenopgave VWO, natuurkunde, voorbeeldexamen 2016, opgave 1: Rekstrookje

 

Om te controleren of een brug niet te zwaar belast wordt, maakt men gebruik van sensoren. In zo’n sensor zit een zogenoemd ‘rekstrookje’, dat op een kabel van de brug is geplakt. In het rekstrookje is een lange, dunne constantaandraad verwerkt. Zie figuur 1.

Rekstrookje_figuur_1

Figuur 1: Schematische weergave van een rekstrookje op een kabel. Dit is een onderdeel van een druksensor.

Deze draad heeft een weerstand van 350 Ω en een diameter van 40 μm.

Vraag a. Bereken de lengte van de constantaandraad.

Als er veel verkeer op de brug is, rekt de kabel een beetje uit. Het rekstrookje rekt relatief evenveel uit. Bij de uitrekking verandert de weerstand van het rekstrookje. Door de weerstandsverandering te meten, weet men of de kabel te veel uitrekt.

Als het rekstrookje uitrekt, wordt de weerstand van de constantaandraad groter.

Vraag b. Geef hier twee redenen voor.

De weerstandsverandering van het rekstrookje kan bepaald worden met de schakeling van figuur 2. Als de weerstand van het rekstrookje 1,0 Ω groter wordt, verandert de spanning die de spanningsmeter aangeeft minder dan een half procent.

Rekstrookje_figuur_2

Figuur 2: Schematische weergave van de druksensor, met daarin het rekstrookje

Vraag c. Toon dit aan.

Om de weerstandsverandering nauwkeuriger te meten, wordt de schakeling van figuur 3 gebruikt.

Rekstrookje_figuur_3

Figuur 3: Nauwkeurigere druksensor, met hierin een rekstrookje

Als het rekstrookje niet is uitgerekt en een weerstand heeft van 350 Ω, geeft de microampèremeter 0,000 μA aan.

Als het rekstrookje uitrekt en de weerstand dus groter wordt, gaat er een stroom lopen door de microampèremeter. Dit is te verklaren met behulp van de wetten van Kirchhoff.

Vraag d. Leg uit, gebruik makend van de wetten van Kirchhoff, in welke richting de stroom dan loopt: Van A naar B of van B naar A.