Natuurkunde.nl - stroom en spanning

stroom en spanning

Samantha stelde deze vraag op 28 april 2005 om 10:49.

Ik heb een paar vraagjes over elektriciteit waar ik zelf niet uitkom. Doe op dit moment zelfstudie VWO Natuurkunde 1 bij de NHA en kom uit deze opgaven niet uit:

1) Tussen 0 en 2000 sec, stroomt er met constante stroom 8A van een laadapparaat naar de accu. Dit betekent, berekend met de wet van Ohm, dat de hoeveelheid lading die van het laadapparaat naar de accu stroomt dan 8000 Coulomb is in deze 2000s. Mijn vraag:

Hoeveel lading stroomt er dan in dezelfde tijd terug van de accu naar het laadapparaat?

2) een metalen bolletje A is negatief geladen. Deze wordt geleidend verbonden met een even grote bol B die oorspronkelijk elektrisch neutraal is. De vraag is nu:

Hoe zal zich de lading over de twee bollen gaan verdelen?
Gebeurd er überhaupt iets, omdat de negatieve deeltjes toch helemaal geen rede hebben te verplaatsen?
Ik weet wel dat de lading zich gaat verdelen als de ene bol negatief is en de andere positief, maar hoe zit het nou met een neutrale bol?
En heeft de grote van de bol er iets mee te maken?
Hoe zit het als de neutrale bol nou groter is als de negatieve of maakt dit niets uit?
En wat gebeurd er precies als bol A en B verbonden worden met de aarde?

3) ik heb een opgave waar ik niet uitkom omdat er volgens mij iets mist: Een onbelichte LDR heeft een weerstand van ongeveer 10MOhm. Bij belichting neemt de weerstandswaarde sterk af.
Hoe groot is de weerstandswaarde als deze wordt aangesloten op een spanningsbron van 4,5V in het donker? Oke, die kun je nog berekenen, maar dan moet ik beantwoorden hoe groot de spanning is als er licht op de LDR valt, dit kan ik toch niet berekenen als ik niet weet HOEVEEL de weerstandswaarde afneemt? Of wel? Nu wordt de LDR in serie met een serieweerstand aangesloten. De spanning over de serieweerstand van 10kOhm is 4,1 V als de LDR belicht wordt. Hoe groot is de spanning over de serieweerstand in het donker???

4) Een schakeling bevat 3 precies dezelfde gloeilampjes, A, B en C. A is in serie aangesloten op een spanningsbron van 12 V. De stroomsterkte is o,52A. B en C zijn parallel aangesloten met een schakelaar S die openstaat. Bereken de weerstand van een lampje. Moet ik nu alleen Lampje A en B in betracht nemen omdat de schakelaar nog open staat en zo niet alle drie de lampjes branden of moet ik zo doen alsof de schakelaar dicht is en zo de weerstand berekenen omdat het 3 dezelfde lampjes zijn, en ze dus alle 3 dezelfde weerstand zouden moeten hebben? Dus, OF de weerstand van alle 3 de lampjes is 15,4Ohm, aangezien de totale weerstand 23,1Ohm is( 12/0,52) en B plus C is dan 7.7Ohm(vanwege de parallele schakeling), OF de weerstand is 11,6 als ik alleen naar lampje A en B kijk (totaalweerstand gedeeld door 2 omdat het dan alleen om een serieschakeling gaat)??? Nu wordt schakelaar S gesloten. Nu wordt de spanningsbron zo ingesteld dat de spanning over lampje A 8V is. Dan staat er een diagram bij wat voor alle 3 de lampjes geldt, en bij 8 V is de stroomsterkte 0,38A. Nu moet ik berekenen op hoeveel spanning de spanningsbron is ingesteld. Kan ik dan wel van dit diagram uitgaan, omdat dan A in serie is, en B en C parallel, en in een parallelschakeling zijn de stroomsterkten ja niet overal hetzelfde... En hoe zit het dan weer met die weerstanden? Zijn die verandert omdat schakelaar S is dichtgegaan? Omdat ik met de wet van Ohm, voor lampje A dan op een weerstand van 21,1Ohm kom( 8Volt= 0,38 maal Ra, Ra is dan 21,1 Ohm) en niet op 15,4 of, 11,6??? 5)

Laatste vraagje!:
We maken een spanningsdeler door een constantaandraad van 0,90m lengte aan te sluiten op een spanningsbron van 3V en door op de draad een schuifcontact aan te brengen. Bereken de plaats van het schuifcontact om tussen het schuifcontact en het uiteinde van de draad dat aan de minpool van de spanningsbron zit, een spanning van 1,2 V te krijgen. Zo, nu heb ik de soortelijke weerstand van constantaandraad opgezocht, maar mijn probleem is nu, ik moet toch ook eerst weten hoe dik die draad überhaupt is om de vraag te kunnen beantwoorden? Aangezien de formule voor de weerstand is: p maal lengte/A???

Alvast bedankt!

Reacties

Bert op 28 april 2005 om 15:57

Dag Samantha,ik begin maar bij vraag 1.8 A * 2000 s = 16 000 C (vlgs. de definitie van A=C/s heeft dus niets met wet van Ohm te maken)Als een accu stroom levert, dan loopt er lading van de pluspool - via een draad, lamp of wat dan ook - naar de minpool.Als je de accu oplaadt, voer je het omgekeerde proces uit. Dus dan haal je lading weg bij de min-pool en "duwt" dat (tegen de spanning in) naar de plus-pool toe. In beide gevallen gaat het om hetzelfde bedrag: bij de min-pool haal je 16 000 C weg, en bij de plus-pool voeg je 16 000 C toe.(N.B. Eigenlijk hebben de elektronen die voor het ladingstransport zorgen een negatieve lading, zodat je het hele verhaal 'andersom' moet vertellen, maar dat moet je zelf maar proberen)De vragen 2 t/m 5 laat ik (voorlopig) aan iemand anders over.Bert

Bert op 28 april 2005 om 17:36

2a) De negatieve lading (electronen) verdeelt zich over de beide bollen.Als ze even groot zijn, dan krijgen ze allebei de helft van de lading die eerst op bolletje A zat.2b) Als de bollen verschillende grootte hebben, dan zal de verhouding Q/C hetzelfde worden. Q is de lading, C de capaciteit van de bol, die evenredig is met de straal van de bol. Dus de grootste bol krijgt de meeste lading.2c) Als een van de twee bollen (of allebei, dat maakt niet uit) met de aarde verbonden wordt, dan stroomt alle lading naar de aarde, en worden de bollen neutraal. De aarde zelf blijft neutraal omdat het een heel erg grote geleidende bol is.Overigens: met positieve lading het "omgekeerde" verhaal. Positieve lading is een tekort aan negatieve lading.

Bert op 28 april 2005 om 17:50

3a) In het donker is de LDR onbelicht, dus de weerstandswaarde is 10 MOhm (de spanning doet er niet toe)3b) Als er 4,5 V volt over de LDR (10 MOhm) en de serieweerstand (10 kOhm = 0,01 MOhm) samen staat, dan staat er over de serieweerstand 0,01/10,01 X 4,5 = 0,0045 V.Het lijkt erop dat je juist teveel in plaats van te weinig gegevens hebt.Heb je de vraag goed weergegeven?

Bert op 28 april 2005 om 18:12

Het blijft wel een probleem dat je op deze site niet kunt tekenen, want het is me helaas niet duidelijk hoe de schakeling in elkaar zit.Komende vanaf de spanningsbron gaat alle stroom door lampje A, en dan is er een vertakking. Maar hoe gaat het dan verder? Staan B en C parallel aan elkaar? En waar zit die schakelaar precies? Sluit de schakelaar een (of beide) lampjes kort (dat gebeurt als hij parallel aan een lampje staat) of staat hij juist in serie met B en of C?

Bert op 28 april 2005 om 18:18

5) Laatste antwoord!:Als de draad overal even dik is (....) dan is de weerstand evenredig met de lengte. Dus als je de schuif op de helft van de lengte zet (0,45 m) zet, dan tap je ook de halve spanning af. En dus je hoeft helemaal niet te weten of die draad van constantaan is, en de dikte doet er ook niet toe. Flauw he!

Samantha op 28 april 2005 om 21:32

Beste Bert,alvast heel erg bedankt voor het beantwoorden van de vragen. Hier nog een keer wat er letterlijk in mijn opgave voor vraag 3 staat en dan zal ik proberen de schakelaar van vraag 4 nog iets beter uit te leggen.Vraag 3: een onbelichte LDR heeft een weerstand van ongeveer 10Mohm. Bij belichting neemt de weerstandswaarde sterk af. a) Hoe groot is de spanning over de LDR als deze wordt aangesloten op een spanningsbron van 4,5 V in het donker? En als de LDR belicht wordt? b) De spanning over de serieweerstand van 10Kohm is 4,1 V als de LDR belicht wordt. Bereken in deze situatie nu de weerstandswaarde van de LDR, en de spanning over de serieweerstand in het donker.Vraag 4: De schakelaar staat in serie met de lampjes B en C, en B en C staan parallel met lampje A.De stroomsterkte loopt eerst door lampje A, en dan komt de vertakking. Eerst staat de schakelaar nog open, spanningsbron is 12 V en de stroomsterkte is 0,52 A. Alle 3 de lampjes, zijn dezelfde gloeilampjes, waarbij ik nu de weerstand van een lampje moet berekenen. Dan verandert de spanningsbron zodat de spanning over lampje A 8 V is. Voor elk lampje geldt algemeen: bij 8 V is de stroomsterkte 0,38 A. Bepaal nu de stroomsterkte door lampje A (wat dus die 0,38 A is) en bepaal de spanning waarop de spanningsbron is ingesteld.

Bert op 28 april 2005 om 22:13

Vraag 3:een onbelichte LDR heeft een weerstand van ongeveer 10Mohm. Bij belichting neemt de weerstandswaarde sterk af.a) Hoe groot is de spanning over de LDR als deze wordt aangesloten op een spanningsbron van 4,5 V in het donker? En als de LDR belicht wordt?De spanning verandert niet (als de spanningsbron doet wat hij doen moet).b) De spanning over de serieweerstand van 10Kohm is 4,1 V als de LDR belicht wordt. Bereken in deze situatie nu de weerstandswaarde van de LDR, en de spanning over de serieweerstand in het donker.Je hebt dus 0,4 V over de LDR, dus de weerstand van de belichte LDR is 0,4/4,1*10 KOhm, dus ongeveer 1 KOhm.Antw. serieweerstand in het donker blijft hetzelfde.Vraag 4:De schakelaar staat in serie met de lampjes B en C, en B en C staan parallel met lampje A.De stroomsterkte loopt eerst door lampje A, en dan komt de vertakking. Hier gaat het bij mij al mis. Als B en C parallel staan met A, dan kan de vertakking nooit na A komen....Misschien kun je het tekenen met streepjes, bijvoorbeeld zo (S voor schakelaar): ---S--- 2 ----- | | | | ------1-----| |------------- | | -------3-------Maar dan goed ....

Bert op 28 april 2005 om 22:21

Met die streepje dat wil niet zo goed.Je mag me ook een schema sturen:http://www.natuurkunde.nl/adresboek/view.jsp?addressId=836Bert

Bert op 29 april 2005 om 14:11

Na ontvangst van schema's per mail de volgende toevoeging:Hoi Samantha,bij de vraag over de LDR maak je het te ingewikkeld, denk ik. Bij 3.a wordt er nog niet over de serieweerstand gesproken, en dus is - voorzover ik de opgave begrijp - alleen de LDR aan de spanningsbron verbonden. Daarom maakt het in deze situatie voor de spanning over de LDR niet uit of hij belicht is of niet. De spanningsbron levert 4,5 V en daarmee is de kous af.De vragen 3.b en 3.c heb ik al beantwoord; hopelijk kun je daar zo mee uit de voeten.Vraag 4Als de schakelaar open is staan A en B in serie aangesloten op een spanningsbron van 12,0 V. Lampje C doet niet mee, want S is open.De stroomsterkte is 0,52 A.a. Per lampje heb je een deelspanning van 6,0 V. De stroom is overal hetzelfde, dus de weerstand van een lampje is in deze situatie R = 6,0/0,52 = 11,5 Ohm.Als de schakelaar gesloten is, staan B en C parallel aan elkaar, en dit parallele paar staat in serie met A.b. Die snap je blijkbaar (de totale weerstand neemt af, want de weerstand van twee lampje parallel is altijd lager dan van één lampje).c. Als de spanning over lampje A 8,0 V is dan kun je stroom aflezen uit de grafiek (0,38 A).d. Als er doorlampje A 0,38 A loopt, dan krijgen B en C ieder de helft daarvan dus 0,19 A. Uit de grafiek lees je nu af dat daarbij een spanning hoort van 3,0 V. Dus de bronspanning is 8,0 + 3,0 = 11,0 V.Overigens is er wel iets raars aan de hand, want als je in de grafiek kijkt, dan hoort er bij een spanning van 6,0 V een stroom van 0,32 A en niet van 0,52 A zoals in de opgave staat. Dat klopt ook wel, want als je S sluit gaat A feller branden, dus de hoofdstroom wordt groter: die neemt toe van 0,32 A tot 0,38 A.Dus het goede antwoord bij 4.a is: R = 6,0/0,32 = 18,8 Ohm.Succes,Bert

Lisa op 03 mei 2005 om 11:33

Hallo,het is eigenlijk niet de bedoeling dat wij hier hele uitwerkingen produceren op vragen waar jullie niet uitkomen. Ik zal echter vraag 2 nog wel even beantwoorden. Als de bollen geleidend contact hebben kunnen elektronen uitgewisseld worden. Deze negatieve lading die aanvankelijk op een bol zat wil zover mogelijk uit elkaar zitten (stoot elkaar af), als ze dus naar de andere bol kunnen reizen zal de helft van de negatieve lading naar de neutrale bol reizen, zodat de lading zover mogelijk uit elkaar zit.Succes.

judith op 05 mei 2005 om 17:56

heey samantha,ja ik ben ook aan het lezen voor mn examens en ik heb een vraag die gaat over hetzelfde onderwerp. Je hebt namelijk de formule: R= P (ro) x (l / A) . En mijn vraag is nu wat die A inhoudt.Ik weet namelijk:P = constante (kun je vinden in tabel 8, onder soortelijke weerstand)l = lengte in metersA= doorsnede (in m2) x ........... iets :S... toch? Ik weet dus niet wat A is. Heb jij het antwoord hiervoor? Of kan degene die Samantha helpt, mij hierop het antwoord geven?Groetjes Judith

Samantha op 05 mei 2005 om 21:50

Hallo Lisa,even een kleine reactie op je berichtje:''het is eigenlijk niet de bedoeling dat wij hier hele uitwerkingen produceren op vragen waar jullie niet uitkomen''.Natuurlijk is het logisch dat de vraagbaak niet bedoeld is om huiswerkopdrachen en opgaven van studenten en leerlingen te maken en voor anderen op te lossen. Maar ten eerste heb ik zelf eerst lang genoeg geprobeerd de vragen zelf op te lossen en ik kwam er gewoon echt niet uit. Ten tweede zullen de meeste mensen hier met hun vragen zeker ook bij leraren op hun eigen school terecht kunnen, en dat voordeel heb ik dus niet aangezien ik een thuisstudie doe, wat ik ook al eerder vermeld heb. Ik wil hier nu niet een hele discussie laten ontstaan, maar toch een beetje voor mezelf opkomen, aangezien ik echt niet een van diegenen ben die geen zin hebben om zelf de sommen op te lossen. Volgens mij is de vraagbaak er toch juist voor de mensen die zelf niet meer uit vraagstukken met betrekking tot natuurkunde komen, en van deze mogelijkheid wilde ik gebruik maken omdat ik uit 5 vragen zelf niet meer uit kwam. Hier heeft Bert Mertz die zo vriendelijk was mij te helpen ook geen probleem van gemaakt, dus hoeft verder niemand anders dat wel te doen. En als andere mensen een andere mening zouden hebben, dan zijn ze ook niet verplicht een antwoord op de vragen te geven. Samantha

Michael op 27 februari 2007 om 20:44

De A in de formule R = p * l/A is de oppervlakte van de doorsnede van de draad. Meestal is een draaddoorsnede toch cirkelvormig en kun je A dus berekenen met pi maal de straal in het kwadraat. Straal in meters uiteraard, en dan wordt A vanzelfsprekend in de eenheid vierkante meter (m2).

stroom en spanning

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen