Probleem temperatuurscoefficient

Steven stelde deze vraag op 05 december 2017 om 10:10.

Hallo,

Wij zijn bezig met een verslag over de relatie tussen weerstand en temperatuur, maar nu zijn we op een probleem gestuit.

We hebben de formule Rt = R0 * (1+ alpha * delta T) gevonden, en we hebben de metingen gedaan waarbij we met een spanningsmeter en stroommeter de weerstand kunnen uitrekenen, en de geleider, ijzer, hebben we verwarmd met een gasbrander.

Nu is het probleem dat alpha uitgewerkt hebben want we dachten dat we die niet gewoon uit de BiNaS konden halen omdat als je deze opzoekt:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Temperatuurco%C3%ABffici%C3%ABnt (de eerste formule op de pagina)
dan zie je delta T staan dus is deze afhankelijk van de temperatuursverandering en dus denken we dat we alpha niet uit de BiNaS kunnen halen.

Maar het probleem als we de formule van alpha bekijken is bij deze formule
https://nl.wikipedia.org/wiki/Soortelijke_weerstand (tweede formule onder het kopje de wet van pouillet)
het probleem is dat we deze gegevens wel hebben maar, we moeten ook de verandering van deze gegevens hebben (als je kijkt naar de formule van alpha), en tijdens de metingen is de ampere gelijk gebleven, en de uitzetting hadden we eigenlijk niet gemeten omdat we dachten dat die minimaal was, en we wisten niet echt hoe we die moesten meten.
Dus ja, misschien hebben jullie het probleem hier al gezien, is alpha wel constant (maar dan hoeven we niks met de doorsnede en lengte te doen?)

Een beetje hulp zou heel erg geappriceerd worden.

 

Reacties

Theo de Klerk op 05 december 2017 om 11:44
alpha is een evenredigheidsconstante, zodat een afhankelijkheid tussen B en C als een vergelijking kan worden geschreven: B = αC
Als zodanig is α zelf niet (ook) van ΔT afhankelijk.

De wet van Pouillet (R = ρL/A) geeft alleen maar aan hoe een weerstand verandert bij andere lengtes L en doorsneden A. Daarbij gaat men uit van een behouden temperatuur. Verandert die (wat in realiteit altijd gebeurt) dan verandert de waarde van ρ want die is wel temperatuursafhankelijk.
En daar zit dan de alpha in verborgen die bij deze afhankelijkheid hoort.
Steven op 05 december 2017 om 20:54
Bedankt Theo dit heeft geholpen!


Nu stuitten we helaas nog op een ander probleem. 
Ik heb het hier veel over onze metingen, ik zeg maar alvast dat ik een foto van 2 metingen, achter elkaar, van ijzer, in de bijlage heb gezet.
We hebben de meetgegevens in excel gezet en via de formule 
Rt = R0 * (1+ alpha * delta T)
(die we hebben omgewerkt naar delta T = (Rt-R0)/(R0 * (alpha van ijzer), dit klopt als het goed is want als ik de gegevens bij allebei de formules invul komt er hetzelfde uit)
En als we dezelfde formule gebruiken voor de rest van de meting gaat het goed, de temperatuur lijkt dan normaal omhoog te gaan (we hebben ook rekening mee gehouden dat het de verandering in temperatuur is en daarom tellen we bij de uitkomsten 21,7 graden celsius bij op, al is Kelvin misschien netter ), maar als we het vergelijken met de tweede meting, of we plaatsen een meting voor de begin weerstand waarbij je zou verwachten dat de temperatuur gewoon lineair zal dalen dan gebeurt dat niet en neemt het opeens af met 20 graden ten opzichte van de begintemperatuur. Ook als je de 1e en 2e meting vergelijkt dan is bij dezelfde weerstand een andere temperatuur (alhoewel ik dit denk ik iets meer begrijp omdat de beginweerstanden verschillend zijn)
Theo de Klerk op 05 december 2017 om 21:19
Kijkend naar je twee tabellen, zie ik dat jullie steeds de weerstand R uitrekenen uit gemeten waarden van U en I (R = U/I). Dat geldt ook altijd voor elke draad. Alleen voor ohmse weerstanden blijft die waarde ook dezelfde, maar jullie draad is duidelijk niet ohms.
Knap trouwens dat telkens 0,206 A aan stroomsterkte ingesteld kan worden.
Zijn beide metingen van dezelfde ijzerdraad? De weerstanden U/I suggereren zoiets. 

De temperatuur hebben jullie apart gemeten neem ik aan. Is de lengte van de draad veranderd bij het opwarmen? Want dan zitten jullie aan 2 knoppen tegelijk te draaien:  temperatuur (met de α-afhankelijkheid, zich uitend in een andere soortelijke weerstand) en de lengte en doorsnede (materiaal blijft gelijk, dus wat er aan lengte gewonnen wordt, neemt af in diameter en doorsnede).
Dan wordt  R = ρ(t) . L/A
Als ρ een "typische" weerstandswaarde is bij een temperatuur, dan zal die waarde veranderen met ΔT, en lijkt een relatie als ρ = ρ0(1+αΔT) niet onwaarschijnlijk. Of je voor ΔT graden celsius of kevin eenheden gebruikt maakt niet uit: verschillen hebben dezelfde numerieke waarden hierbij.
De temperatuurwaarde 0,14 valt wel erg uit de toon bij de overigen die zo'n 19,8 graden hoger zijn.

Dan zou je eens kunnen kijken of R = ρ0(1+αΔT).L/A met meetwaarden overeenkomt.

Bij gelijkblijvende L en A (materiaal zet niet uit) wordt R een lineaire functie van ΔT. Als ik beide meetreeksen uitzet in een grafiek (na jullie plaatje eerst tekstherkend te hebben en als spreadsheet op te slaan), dan lijken ze prima lineair met ΔT op te gaan. Van enige uitzetting lijkt nauwelijks sprake.



Zet het materiaal wel uit, dan spelen zowel ΔT als L/A een rol. Drie wijzigende waarden...

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)