Weerstand + Halve vermogen van een lamp
Sam stelde deze vraag op 27 februari 2013 om 19:47.Hey
Zit met 2 vragen over deze opgave:
-wat kan ik besluiten over de weerstand?
-welke figuur zou het best passen bij de vraag b) (als extra verduidelijking, allebei?)
-begrijp niet hoe ik dit moet berekenen (de uitkomst in de boek zegt U=7,5)
Opgave:
4. Een halogeenlamp werkt normaal op een spanning van 12V. Als je de stroom door de lamp meet bij verschillende spanningen krijg je de volgende tabel:
U(V) I(A)
0 0
2 1,2
4 2,1
6 2,8
8 3,3
10 3,7
12 3,9
a)Bereken de weerstand van de lamp bij elke spanning
b)Wat is je besluit over de weerstand?
c)Bereken het vermogen van de lamp bij elke spanning.
d)Maak een grafiek waarbij je het vermogen van de lamp uitzet als functie van de aangelegde spanning.
e)Hoe groot moet de spanning zijn opdat de lamp precies de helf van het maximaal vermogen levert?
Mijn antwoord:
a)+c)
U(V) I(A) R (ohm) P(W)
0 0 0,0 0,0
2 1,2 1,7 2,4
4 2,1 1,9 8,4
6 2,8 2,1 16,8
8 3,3 2,4 26,4
10 3,7 2,7 37,0
12 3,9 3,1 46,8
b)
Geen idee?? +zie fig 2
antwoord: dat I en U stijgt en dat hier R ook stijgt (geleidelijk maar niet lineair)
d) zie fig 1
e) geen idee oplossing in boek staat U=7,5V
Alvorens bedankt!
Reacties
Je hebt geen figuur meegeleverd (die moet je opnieuw opgeven als je per ongeluk een verkeerde captcha code gaf - heel irritant).
Maar je denkwijze lijkt goed.
Weerstand is ALTIJD R = U/I voor elke combinatie van U en I die gemeten wordt. Vermogen is ALTIJD P = U.I zodat je tabelberekeningen goed lijken.
De reden voor de vraag is waarschijnlijk dat de weerstand geen Ohmse weerstand is. Voor een Ohmse weerstand blijft de weerstand constant voor elke U en I zodat U/I = R = constant. En uit je metingen zie je dat dit voor jouw weerstand niet zo is: de weerstand neemt toe voor grotere spanningen. (dus wat is antwoord voor b?)
Voor d: Als we aannemen dat 12 V de normale werkspanning is, welk vermogen hoort hier dan bij? Wat is het halve vermogen? Welke spanning hoort hier dan bij volgens de P-U grafiek die je kunt tekenen?
(zie ook bijlage die met Excel even snel gemaakt is)
Dag Sam
a) correcte aanpak, ik heb niet elk sommetje nagerekend
b) Ik zou concluderen dat die weerstand niet constant is. Daar is overigens een goede (natuurkundige) reden voor, soortelijke weerstand is een stofeigenschap, maar loopt voor "normale" stoffen zoals het metaal van een gloeidraadje op met de temperatuur. Wat bijzonder stofjes, zoals sommige halfgeleiders, hebben de bijzondere eigenschap juist beter te gaan geleiden bij hogere temperatuur. Die worden gebruikt in NTC's (desnoods even googlen).
d: ik zie geen figuur. Bijlge even opnieuw uploaden? De site heeft de nare eigenschap bijlagen te cancellen als de verificatieprocedure bij het insturen van je bericht mislukt (bijvoorbeeld als je de recaptcha misleest).
e: de lamp is gemaakt voor 12 V, en levert daarbij volgens jouw gegevens een vermogen van 46,8 W. Kwestie van uit je grafiek aflezen bij welke spanning 23,4 W geleverd wordt.
Groet, Jan
Edit: de twee figuren.
Bedankt voor jullie reactie!
Maar zit nog met de volgende vragen:
b) welke figuren zou ik nemen?
Ik denk U-I?
Dus is dit dan correct:
Dat I en U stijgt en dat hier R ook stijgt (geleidelijk maar niet lineair)
En dat die weerstand niet constant is.
(eerste zin correct ?geleidelijk.....lineair? )
e)
Je zou dit moeten berekenen en niet aflezen.
De boek zegt U=7,5V (oplossing)
Bij vraag B past beter de I-U figuur omdat het gebruikelijk is om de onafhankelijke variabele (degene die je zelf instelt) langs de horizontale as te plaatsen en de daarvan afhankelijke (de stroomsterkte als resultaat doordat er een weerstand is) langs de vertikale as.
De I-U grafiek is niet fout (geeft precies hetzelfde weer) maar is niet "gebruikelijk" om bovenstaande reden. Het P-U diagram niet van toepassing: daaruit is geen weerstand(sverandering) te zien.
"Geleidelijk" in tegenstelling tot "sprongsgewijs"/"ineens"/"piekend" is goed. Natuurkundige processen gaan meestal geleidelijk en met een kleine wijziging Δx volgt bijna altijd een kleine wijziging Δy . Je kunt zo wiskundig zelfs aantonen dat de relatie een "continue functie" is, d.w.z een doorlopende, vloeiende lijn (waar best steile dalen en bergen in kunnen zitten).
Het "berekenen" van de spanning kan niet want je hebt er geen formule hiervoor - alleen enkele meetwaarden met grafiek waaruit een tussenwaarde is af te lezen.
Bedankt!