Schuifcontact

FG stelde deze vraag op 13 mei 2017 om 14:37.

 Hallo allemaal,

Bij vraag 8 van het examen natuurkunde (zie bijlage) snap ik het principe van het schuifcontact niet. Ik heb versch. filmpjes bekeken en daarin zeggen de mensen het allemaal anders. Vandaar mijn vraag; is het zo dat als het schuifcontact naar onder wordt geplaatst, dus dichter bij de + pool, dat dan de weerstand toeneemt en daarmee de spanning? Zo ja; mag je er dan vanuit dat altijd geldt dat wanneer je een grotere spanning wil, je de schuifweerstand dichter naar de + pool moet brengen?



En daarnaast. Wat betekent het als een lampje minder fel brandt? Betekent dat dat er minder stroom door heen loopt of er sprake is van een kleinere spanning?

Mvg

Bijlagen:

Reacties

Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 14:56
dag FG,

dat "schuifcontact " is hier onderdeel van een regelbare weerstand die hier gebruikt wordt als een zogenoemde spanningsdeler.

Ik weet niet welke filmpjes je bekeken hebt, maar ik vond deze van collega Van Helden die het wel netjes uitlegt:

https://www.youtube.com/watch?v=NOtRlHqsymc

Wordt het je hiermee wél duidelijk? 
En zo niet, dan horen we het wel, dan proberen we het hier nog eens op een andere manier. 

Groet, Jan
Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 15:08

FG plaatste:

 En daarnaast. Wat betekent het als een lampje minder fel brandt? Betekent dat dat er minder stroom door heen loopt of er sprake is van een kleinere spanning?

dat is een heel andere vraag.  

Spanning en stroomsterkte zijn natuurlijk geen of/of verhaal. Als er meer spanning over een weerstand wordt gezet zal er daardoor een grotere stroom gaan lopen (en andersom) . Het een kan moeilijk zonder het andere zolang je het tenminste over dezelfde weerstand hebt. Wet van Ohm, I=U/R dus stroomsterkte en spanning zijn rechtevenredig voor een constante weerstand.

De warmte in het gloeidraadje ontstaat doordat er bij botsingen tussen de stromende elektronen en de atomen van de geleider energie vrijkomt. De atomen gaan harder trillen door die botsingen, m.a.w. de temperatuur stijgt. 

Groet, Jan
FG op 13 mei 2017 om 15:12
Beste Jan,

Dit filmpje zegt juist dat als de schuifweerstand meer in de richting van de min pool zit dat dan de spanning over de lamp toeneemt, dat klopt dan toch niet?
Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 16:02
dag FG

Die plus-of minpolen hebben met dit hele verhaal niks vandoen, dáár zit dus jouw misverstand. 

In een serieschakeling moeten de weerstanden de spanning delen. Hoe groter een van de weerstanden ten opzichte van de andere, hoe groter het deel van de totale spanning dat over die weerstand valt.

Spanning kun je meten door een voltmeter parallel over een weerstand te zetten. 

Knippen we de kring met de spanningsdeler even los:



eerste plaatje: rode en blauwe deel even groot, over elk deel staat dus de helft van de totale spanning. De aan het blauwe deel parallel staande voltmeter zal dus 12 V aangeven .

tweede plaatje: het blauwe deel heeft een 3 x zo grote weerstand als eht rode deel, er zal ook 3 x zoveel spanning over dat blauwe deel vallen. De aan het blauwe deel parallel staande voltmeter zal dus 18 V aangeven 

Ik zou de 24V-bron kunnen omkeren (plusmin wordt minplus) maar dat verandert niks aan de aanduiding van mijn voltmeter, bealve dat die in het eerste plaatje -12V zou aanduiden, en in het tweede plaatje -18 V.

Nu wel duidelijk?

groet, Jan


Die getalletjes gaan natuurlijk wel veranderen indien er door die blauwe draad met die voltmeter ook een stroom zou kunnen lopen, door bijvoorbeeld aan die voltmeter nog een weerstandje parallel te zetten. In dat geval verandert de vervangingsweerstand van dat het bovenste, blauqwe deel van heel de schakeling. Nu, omdat de voltmeter een in principe oneindig hoge weerstand heeft is die vervangingsweerstand gelijk aan de weerstand van het blauwe deel van de spanningsdeler. 


Theo de Klerk op 13 mei 2017 om 16:06
Misschien maak je het voor jezelf inzichtelijker als je een kant van de batterij "aardt". Het gaat steeds om spanningsverschillen (zoals Jan ook aangeeft), maar misschien dat als je een kant aan "absoluut" 0 V aarde verbindt, de waarde aan de andere kant van de batterij + U V is (als de - kant geaard is) of - U V (als de + kant aan aarde ligt)
FG op 13 mei 2017 om 16:14
Okay, ik snap het nu beter.
Maar het maakt dus wel uit over welk deel van de schuifweerstand je het lampje parallel aansluit?
Theo de Klerk op 13 mei 2017 om 16:23
Ja en nee.
Als je het over de bovenste contacten aansluit zal het gedrag net omgekeerd zijn als wanneer je het over de onderste contacten aansluit.
Immers, de spanning over de hele weerstand blijft hetzelfde. De spanning op de "aftap" is ten opzichte van of de bovenkant van de weerstand of de onderkant. En bij schuiven van de aftap zal de ene spanning toenemen en de andere af.
Dus afhankelijk van je verbinding zal het lampje het spanningsverschil tussen bovenkant en aftap of tussen onderkant en aftap zijn.
FG op 13 mei 2017 om 16:24

Toevoeging:

Bij het bovenste plaatje (van vraag 8) wil je dus dat de spanning toeneemt. Aangezien je het schuifcontact kunt verplaatsen kun je de weerstand door het deel vergroten of verkleinen. Aangezien de stroomsterkte in het schuifcontact gelijk is (als je het schuifcontact opvat als twee weerstanden) moet dan als de weerstand toeneemt daardoor ook de spanning toenemen, klopt mijn beredenering dan zo?

Theo de Klerk op 13 mei 2017 om 16:29
Je wilt een zo groot mogelijke spanning tussen de elektronenbron en de plaat waarop ze afschieten. Die plaat moet dus een zo groot mogelijke positieve spanning krijgen (positief geladen platen trekken negatief geladen elektronen aan). De schuif zal dus zoveel mogelijk naar beneden moeten.
(Je kunt ook die weerstand weghalen en de + kant van de batterij zoals getekend rechtstreeks op de plaat aansluiten)
Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 16:43

FG plaatste:

Toevoeging:

Bij het bovenste plaatje (van vraag 8) wil je dus dat de spanning toeneemt. Aangezien je het schuifcontact kunt verplaatsen kun je de weerstand door het deel vergroten of verkleinen. Aangezien de stroomsterkte in het schuifcontact gelijk is (als je het schuifcontact opvat als twee weerstanden) moet dan als de weerstand toeneemt daardoor ook de spanning toenemen, klopt mijn beredenering dan zo?

je gebruikt de termen niet consequent en raakt dan op den duur in de war. een schuifcontact is een onderdeel van een spanningsdeler:



zelfde verhaal als hierboven, maar in rood toevoegingen of vervangingen van mij:  

Bij het bovenste plaatje (van vraag 8) wil je dus dat de spanning tussen kathode en anode van het elektronenkanon toeneemt.

Aangezien je het schuifcontact kunt verplaatsen kun je de weerstand parallel aan kathode en anode van het elektronenkanon vergroten of verkleinen.

Aangezien de stroomsterkte door de spanningsdeler  gelijk is (als je de spanningsdeler opvat als twee serieweerstanden) moet dan als de weerstand parallel aan kathode en anode van het elektronenkanon toeneemt daardoor ook de spanning tussen kathode en anode van het elektronenkanon toenemen.
FG op 13 mei 2017 om 16:47
Beste Jan,

U zei; Ja en nee?
Het maakt toch wel degelijk uit dat als je het schuifcontact op bv. 3/4 of juist 1/4 van het schuifcontact hebt aangesloten?  
De ene kant is dan namelijk 1/4 van het schuifcontact en het andere 3/4. Maar ik denk dat u bedoelt dat het dus wel uitmaakt, met als toevoeging dat het gedrag precies andersom is als je hem op het de ene verbinding of op de andere verbinding aansluit?
Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 16:58
ja het maakt voor de spanning die je meet tussen schuifcontact en een of andere kant van de stroomkring uit wat de plaats van dat schuifcontact op de spanningsdeler is, en parallel aan welk deel van de spanningsdeler je de spanning meet. 

Maar de grootte van die spanning moet je dus bekijken aan de hand van dat deel van de spanningsdeler dat parallel aan je meter staat, niet waar toevallig de plus- of minpool van je spanningsbron zit. 

Jouw eerdere uitspraken als 

FG plaatste:

 mag je er dan vanuit dat altijd geldt dat wanneer je een grotere spanning wil, je de schuifweerstand dichter naar de + pool moet brengen?

en

FG plaatste:

Dit filmpje zegt juist dat als de schuifweerstand meer in de richting van de min pool zit dat dan de spanning over de lamp toeneemt, 
slaan dus nergens op, want de grootte van de spanning heeft niks te maken met de richting van de stroom door de spanningsdeler.


In DIT geval, DEZE schakeling zoals hier gebouwd, betekent dat dat voor een grotere spanning tussen kathode en anode dat schuifcontact van die spanningsdeler moet opschuiven richting  pluspool van de linkse spanningsbron.
FG op 13 mei 2017 om 17:09
Nee okay, ik snap dat het niet afhankelijk is waar de + en - pool zit, maar dat het afhankelijk is op welke plaats het lampje parallel is geschakeld op de schuifweerstand. 
Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 17:19

Jan van de Velde plaatste:

In DIT geval, DEZE schakeling zoals hier gebouwd, betekent dat dat voor een grotere spanning tussen kathode en anode dat schuifcontact van die spanningsdeler moet opschuiven richting  pluspool van de linkse spanningsbron.
en als je de draadjes een beetje verlegt, zoals hieronder:



Dan zal voor een grotere spanning tussen kathode en anode dat schuifcontact juist naar boven moeten, richting de minpool. 

Want kathode en anode staan NU, in DEZE schakeling,  parallel aan het onderste deel van de spanningsdeler.
Tim op 13 mei 2017 om 19:16

Tof om te zien dat mensen de moeite nemen om elkaar het allermooiste vak uit te leggen!

 

Theo de Klerk op 13 mei 2017 om 19:55
Meer mensen om het uit te leggen zijn altijd welkom!
Inderdaad het mooiste vak. Maar dat vinden sterrenkundigen van hun vak ook. En psychologen, en geografen en...
Maar die hebben (hopelijk) hun eigen websteks...
FG op 13 mei 2017 om 21:13
Beste Jan,

Ik snap wat u bedoelt, bedankt.
Nog een laatste vraag; als je het schuifcontact dus opvat als twee serieweerstanden geldt daar dus dat de stroom overal gelijk is. Daarom is het dus zo dat als je het schuifcontact verandert van plek, de weerstand verandert van waarmee de schakeling parallel aangesloten zit. Is het dan dus zo dat aangezien de stroomsterkte constant is en de weerstand verandert, als gevolg daarvan dus de spanning verandert?
Theo de Klerk op 13 mei 2017 om 21:49
Daarom heet de schakeling ook een spanningsdeler: de totale spanning wordt over 2 stukken van de weerstand verdeeld: U = U1 + U2 - zoals ik in een eerder antwoord en figuur al aangaf.
FG op 13 mei 2017 om 22:04
Okay. En de spanning wordt dus verdeeld als gevolg van het veranderen van de weerstand?
FG op 13 mei 2017 om 22:06
Dan snap ik het, dankuwel voor de hulp.
Jan van de Velde op 13 mei 2017 om 22:21

FG plaatste:

Nog een laatste vraag; als je het schuifcontact dus opvat als twee serieweerstanden 
nogmaals, dat heet een spanningsdeler, en dat schuifcontact is in het symbool dat pijltje, in het echt een klemmetje dat je letterlijk langs die weerstandsdraad kan schuiven, een technisch onderdeel van die spanningsdeler dus (hier zichtbaar bij een schuifweerstand in gebruik als eenvoudige variabele weerstand):





 Daarom is het dus zo dat als je het schuifcontact verandert van plek, de weerstand verandert van waarmee de schakeling parallel aangesloten zit. 

yep

 Is het dan dus zo dat aangezien de stroomsterkte constant is en de weerstand verandert, als gevolg daarvan dus de spanning verandert? 

Zo mag je dat zien, als je tenminste de spanning over die veranderende serieweerstand bedoelt.

Wateranalogie: vergelijk heel die weerstand voor mijn part met water dat over 100 meter naar beneden valt over een stroomversnelling. 



Leg ik een slang A van helemaal boven naar helemaal beneden langs die rivier, dan staat tussen begin en eind van slang A een drukverschil (elektrische equivalent: spanning) van 100 meter waterkolom (10 bar) . 
Over een slang B die halverwege weer in die rivier stroomt heb ik maar een drukverschil van ongeveer 5 bar, over slang C die ik maar 25 meter van de onderkant aansluit slechts een drukverschil van 2,5 bar.

En zo kan ik langs die stroomversnelling aansluitpunten kiezen waarover ik elk denkbaar drukverschil van 0 tot 10 bar kan toveren. Zo ook langs die schuifweerstand.

En zo zou je met zo'n spanningsdeler een eenvoudige dimmer kunnen maken voor de kamerverlichting (hopeloos inefficiënt overigens omdat je behoorlijk veel vermogen in die serieweerstanden gaat verstoken). Of een volumeregeling voor je geluidsinstallatie.

 
Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)