Icon up Overzicht

Onderzoek aan een lichtsensor (HAVO12 2001)

Onderwerp: Signaalverwerking

Natuurkunde Havo 2001-I NT1,2 en Oud

Opgave

Maaike en Lia onderzoeken hoe de weerstand van een LDR afhangt van de verlichtingssterkte. Daartoe hangen ze een gloeilamp boven de LDR in een voor de rest verduisterde ruimte. Ze variëren de afstand tussen de lamp en de LDR. Bij elke afstand meten ze de weerstand van de LDR.
Van de resultaten van de proef maken ze een grafiek die is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1: De resultaten van de proef

a) Leg met behulp van figuur 1 uit of de weerstand van de LDR groter of kleiner wordt als de verlichtingssterkte toeneemt.

Vervolgens maken ze de schakeling die in figuur 2 is afgebeeld.
Voor de grootte van de weerstand R kan gekozen worden uit een weerstand van 100 Ώ en een weerstand van 500 Ώ.

Figuur 2: De schakeling

b) Leg uit bij welke van deze twee weerstanden (R = 100 Ώ of R = 500 Ώ) de spanningsmeter de grootste spanning aangeeft, als op de LDR eenzelfde hoeveelheid licht valt.

De hele schakeling van figuur 2 heeft de functie van lichtsensor. De spanning over R is het signaal dat de sensor afgeeft. Deze spanning als functie van de verlichtingssterkte bij de LDR is weergegeven in figuur 3.

Figuur 3: De grafiek van de LDR

c) Bepaal de gevoeligheid van de sensor in het lineaire gebied.

Hierna willen Maaike en Lia onderzoeken hoe de sensor reageert op verschillende kleuren licht.
Zij formuleren de volgende onderzoeksvraag:
"Hoe is, bij gelijkblijvende verlichtingssterkte, het verband tussen de kleur van het opvallende licht en de spanning die de sensor afgeeft?"

Behalve de sensor en de spanningsmeter hebben zij de beschikking over:

• een blauw, een geel en een rood stuk glas (kleurenfilters),
• een meter die, onafhankelijk van de kleur, de verlichtingssterkte kan meten,
• een lichtbron waarvan de sterkte veranderd kan worden.

De kleurenfilters laten niet allemaal evenveel licht door.

d) Beschrijf een onderzoek dat een antwoord kan geven op de onderzoeksvraag. Bij het onderzoek moet het hierboven genoemde materiaal gebruikt worden.