Icon up Overzicht

LED (HAVO, 2012-1, opg 2)

Onderwerp:

Examenopgave HAVO, natuurkunde, 2012 tijdvak 1, opgave 2: LED

Lees eerst de tekst hieronder:

Een LED (Light Emitting Diode) is een diode die licht kan uitzenden. Men kan een LED op twee manieren op een gelijkspanningsbron aansluiten. Als de LED in de doorlaatrichting is geschakeld, loopt er vanaf een zekere spanning, de drempelspanning, een elektrische stroom.

Als de LED in tegenovergestelde richting, de sperrichting, is geschakeld, laat hij geen stroom door. Zie de (I,U)-karakteristiek hieronder; daarin zijn de doorlaatrichting, sperrichting en drempelspanning aangegeven.

Marissa bouwt de schakeling van figuur 1. Ze varieert de spanning van de spanningsbron en meet de stroomsterkte in de stroomkring en de spanning over de LED. Zie tabel 1.

figuur 1.

tabel 1.

In de specificaties van de fabrikant staat dat de drempelspanning van deze LED 1,7 V is.

Opgaven

a) Leg uit dat de metingen van Marissa dat niet tegenspreken.

Hieronder staan enkele zinnen over de situatie waarbij de spanning van de spanningsbron lager is dan de drempelspanning.

b) Maak de onderstaanden zinnen compleet, zodat er juiste beweringen ontstaan:
- Als de spanning van de spanningsbron lager is dan de drempelspanning, is de stroomsterkte in de schakeling _____ A.
- De spanning over de weerstand is _____ V.
- De spanning over de LED is _________________ de spanning van de spanningsbron.

Marissa heeft in haar schakeling één van de volgende vijf weerstanden opgenomen: 0,030 Ω, 0,30 Ω, 3,0 Ω, 30 Ω of 3,0 * 102 Ω.
Voor elke weerstand geldt dat hij 10% kan afwijken van de genoemde waarde.

c) Welke van deze vijf weerstanden heeft ze gebruikt? Licht je antwoord toe met een berekening.

Marissa sluit de LED (met een drempelspanning van 1,7 V) rechtstreeks aan op een wisselspanningsbron. Zie figuur 2.

figuur 2.

In figuur 3 is voor één periode de spanning van de bron weergegeven als functie van de tijd.

figuur 3.

d) Bepaal met behulp van figuur 3 hoeveel procent van de tijd de LED stroom doorlaat.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.