Icon up Overzicht

Gekleurde LED's (VWO examen, 2016-1, opg 1)

Onderwerp: Elektrische stroom

Examenopgave VWO, natuurkunde, 2016 tijdvak 1, opgave 1: Gekleurde LED's

Een LED (Light Emitting Diode) is een diode die licht uitzendt als deze in de doorlaatrichting geschakeld is. In figuur 1 staan de (U,I)-karakteristieken van een aantal LED’s met verschillende kleuren.


figuur 1.

In figuur 2 is een schakeling getekend waarin een rode LED in serie geschakeld is met een weerstand. De spanning U = 3,00 V. Door de rode LED in figuur 2 loopt een stroomsterkte van 0,60 mA.

 


figuur 2.

Opgaven

a) Bepaal de grootte van de weerstand R.

De rode LED in de schakeling wordt vervangen door een groene LED. De stroomsterkte door de groene LED is ook 0,60 mA.

b) Beredeneer of de waarde van de weerstand R dan groter of kleiner gekozen moet worden.

In figuur 3 is de bouw van een LED vereenvoudigd weergegeven. Een LED is opgebouwd uit twee materialen, A en B. In de materialen A en B hebben de geleidings-elektronen een verschillend energieniveau. De keuze voor de materialen A en B bepaalt de kleur van het licht dat de LED uitzendt.


figuur 3.

In figuur 4 staan vier schema’s met energieniveaus van de geleidings-elektronen weergegeven.


figuur 4.

In één van de schema’s is het proces waarbij in een LED licht ontstaat juist weergegeven.

c) Leg uit in welk schema dat is.

Een bepaalde, blauwe, LED zendt fotonen uit met een golflengte van 470 nm en zendt een vermogen van 0,075 W aan licht uit. De stroomsterkte door de LED bedraagt 50 mA.
Uit deze gegevens volgt dat niet bij alle geleidings-elektronen die door deze LED gaan, een ‘blauw’ foton vrijkomt. Dit gebeurt slechts bij een bepaald percentage van de geleidings-elektronen.

d) Bereken dat percentage.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.