Icon up Overzicht

Geheugenmetaal en elektrische stroom

Onderwerp: Materiaalonderzoek

Deze opgave is gemaakt door het Bètasteunpunt Zuid-Holland. Bij deze opdracht kan je gebruikmaken van de uitleenkoffer Stoffen & Materialen. Docenten kunnen een aanvraag doen om deze koffer (of delen hiervan) te lenen, dit gaat via het Bètasteunpunt Zuid-Holland. Voor meer informatie, zie de website van het steunpunt.

Doelgroep

Leerlingpracticum, 50 minuten.

Inleiding

In deze proef onderzoek je de hoe je de lengteverandering van een draad van geheugenmetaal kunt beïnvloeden met elektrische stroom.

Onderzoeksvragen

  1. Welk verband is er tussen de lengteverandering van een draad geheugenmetaal (zonder stroom) en de massa die er aan hangt?
  2. Welk verband is er tussen de lengteverandering van een draad geheugenmetaal waar een stroom door loopt en de massa die er aan hangt?

Theorie

Je docent heeft de theorie die je eventueel kunt bestuderen.

Benodigdheden

  • statief met klem
  • ongeveer 25 cm geheugenmetaaldraad (0,15 mm dik) (aanwezig in leskoffer)
  • 2 S-haakjes
  • spanningsbron (bij voorkeur een voeding van 6V)
  • elektriciteitsdraden
  • 2 krokodillenbekjes
  • Ampèremeter
  • massablokjes van 50 g (max. 16)

Uitvoering

  1. Knoop aan weerskanten van het geheugenmetaal een S-haakje en klem de eindjes vast met het krokodillenklemmetje (zie figuur 1).
  2. Bouw de opstelling in figuur 2 en zet de voeding aan zodat er een spanning van 6,0V op het geheugenmetaal staat.
  3. Meet de stroomsterkte door de draad.
  4. Meet de lengte l van het geheugenmetaaldraadje.
  5. Haal de spanning weer van het geheugenmetaal en wacht daarna ongeveer 20 seconden.
  6. Meet nogmaals de lengte l van het draadje.
  7. Hang nu een massa van 100 g aan het haakje en herhaal stap 3 t/m 6.
  8. Herhaal punt 7 voor massa's t/m 800 g.
  9. Bereken voor elke meting de lengteverandering Δl.

Noteer je metingen en berekeningen overzichtelijk.

geheugenmetaal bevestiging klemmen

Figuur 1: Bevestiging geheugenmetaal met S-haakjes en krokodillenklemmetjes.

Opstelling proef geheugenmetaal en stroom

Figuur 2: Proefopstelling geheugenmetaal en stroom.

Uitwerking

Maak in één diagram de grafieken waarin Δl  is uitgezet tegen m voor de draad met en zonder elektrische stroom.

Conclusie

Geef antwoord op beide onderzoeksvragen. Maak daarbij duidelijk welke verschillen er zijn.

Evaluatie

Geef aan welke problemen je tegenkwam en hoe je die hebt opgelost of hoe je de uitvoering zou kunnen verbeteren.

Geef het antwoord op de volgende vragen:

  1. Welke verklaring kun je bedenken voor het verschil in de twee grafieken?
  2. Welke toepassing is er bij deze proef te bedenken?
  3. Wat zou er in deze proef gebeuren als je een normaal metaaldraadje zou gebruiken i.p.v. het geheugenmetaal? Licht je antwoord kort toe.

Extra

Bepaal uit je metingen de elasticiteitmodulus voor geheugenmetaal zonder stroom  en voor geheugenmetaal met stroom.