Natuurkunde.nl - formule geleidbaarheid I = G x U...

formule geleidbaarheid I = G x U...

Essa stelde deze vraag op 02 april 2017 om 15:44.

Beste Allen,

Bij het herhalen van de examenstof voor natuurkunde heb ik gemerkt dat ik nogal verward ben als het neerkomt op het begrip geleidbaarheid. In de stof van het boek: Systematische natuurkunde 8e editie wordt het volgende geschreven:

"Voor iedere weerstand Ri geldt dat de stroomsterkte gelijk is aan Ii = Gi x Ui. Omdat de spanning over iedere weerstand gelijk is aan Utot:

Itot = I1 + I2 + I3
Itot = G1 x Utot + G2 x Utot+ G3 x Utot
Itot = (G1 +G2+G3) x Utot

Je kunt de drie weerstanden dus vervangen door één weerstand zonder dat de spanning en de stroomsterkte bij de bron veranderen. De geleidbaarheid van deze weerstand is Gtot = G1 +G2+G3"

Ik probeer goed overzichtelijk te houden welke methoden ik moet aanhouden om opgaven met elektrische systemen zo goed mogelijk te maken. Ik heb het volgende schema in mijn hoofd:

- Serieschakeling: I = overal gelijk
- Parrallelschakeling: U = overal gelijk
- U = I x R, I = U/R, R=U/I
- Vervangingsweerstand (totaleR)bij een parrallelschakeling is altijd kleiner dan het onderdeel met de kleinste weerstandswaarde.
- Vervangingsweerstand (TotaleR) bij een serieschakeling is groter dan elke weerstand als deze apart wordt vergeleken.
- Rvervanging,serie= R1 + R2 +...
- Rvervanging,parrallel= 1/ ((1/R1)+(1/R2))

Dit is wat ik allemaal gebruik om de opgaven te maken. Nou snap ik dus niet wat het nut helemaal is van de Siemens formule.. Kan iemand het voor mij ophelderen? Ik denk dus dat door de geleidbaarheid te berekenen je ook met weerstanden kan berekenen (wat ik uit het boek gelezen heb). Ik zie het alleen niet voor me.

Mochten er nog wat tools of trucjes zijn die er ontbreken aan mijn somaanpak lijstje, hoor ik dat al te graag!

Met vriendelijke groet,
Essa

Reacties

Jan van de Velde op 02 april 2017 om 16:06

Essa plaatste:

Nou snap ik dus niet wat het nut helemaal is van de Siemens formule..

dag Essa,

Dat nut is er ook niet, in gewone omstandigheden. Op zijn best zijn er omstandigheden waarin praktisch gebruik van de grootheid geleidbaarheid als de inverse van weerstand om praktische redenen logisch is. Bijvoorbeeld als je in de tuinbouw gietwater voor de planten klaarmaakt door oplosbare meststoffen (en dat zijn zouten) toe te voegen. Dan kun je door een spanning tussen twee elektroden in dat water te zetten en daarna de stroom te meten vrij makkelijk de concentratie meten, want hoe meer opgeloste zouten hoe hoger de geleidbaarheid, en dat is dan bijna rechtevenredig.

Dat rekent en leest natuurlijk veel makkelijker dan het omgekeerd evenredig verband tussen concentratie en weerstand.

Maar voor de rest, in de schoolnatuurkunde wordt die geleidbaarheid bij mijn weten eigenlijk nergens gebruikt. Als voorbereiding op een examen zou ik me er dan ook niet door in de war laten brengen. Moeilijk is het overigens ook weer niet,

$G=\frac{1}{R}$

De een als het omgekeerde van de ander, en dat was ook nog heel herkenbaar in de oude eenheid voor geleidbaarheid: de "mho".

Dat omgekeerde zie je ook in die formules die je verzamelde, en waarin je kunt substitueren:

$I = G \times U = \frac{1}{R}\times U = \frac{U}{R}$ en daarmee heb je weer de gewone wet van Ohm :) .

De afkorting "G" voor geleidbaarheid kende ik overigens ook niet, al zie ik dat hij zo wel in BINAS staat. In de eerder vermelde tuinbouwtechniek gebruiken ze daarvoor de EC van "electrical conductivity".

Gewoon met je U, I en R aan de slag, en aan die G heb je met het stellen van deze vraag ruim genoeg van je voorbereidingstijd besteed.

Groet, Jan

Essa op 02 april 2017 om 16:19

Bedankt voor de reactie! ik snap het door het scenario van de tuingrond nu wel :)

Groet,
Essa

Essa op 02 april 2017 om 16:26

Jan van de Velde plaatste:

Essa plaatste:

Nou snap ik dus niet wat het nut helemaal is van de Siemens formule..

dag Essa,

Dat nut is er ook niet, in gewone omstandigheden...//..

Kijk hier is een concreet voorbeeld hoe geleidbaarheid gebruikt wordt om een totale weerstand te berekenen bij een gemixte schakeling.

Jan van de Velde op 02 april 2017 om 16:49

alternatief (of eigenlijk, de gebruikelijke weg):

Berekening R_tot
Volgens de regels van een parallelschakeling geldt voor de totale weerstand:

$\frac{1}{R_{tot}}=\frac{1}{R_{3}}+\frac{1}{R_{12}}$

$\frac{1}{R_{tot}}=\frac{1}{680}+\frac{1}{780}$

$\frac{1}{R_{tot}}=0,002753$

Dus $R_{tot}= \frac{1}{0,002753}=363\ \Omega$

Waarom hier per se die geleidbaarheid aan de haren erbijgesleurd wordt is me volslagen onduidelijk. "Waarom zouden we het makkelijk doen als het moeilijk ook kan" of zoiets???

Er is geen examenvoorschrift dat je gaat dwingen via die geleidbaarheid G te rekenen ipv via 1/R , dus maak je verder niet moe.

groet, Jan

formule geleidbaarheid I = G x U...

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen