de wet van ohm

nienke stelde deze vraag op 06 november 2019 om 14:50.

Quote

hallo ik vroeg me af wat het verband nu precies is tussen de spanning en de stroomsterkte? en waarom verschillen mijn metingen zo drastisch bij een metalen draad en een lamp? bedankt. (in bijlage mijn metingen)

Bijlagen:

Reacties:

Jan van de Velde
06 november 2019 om 15:28
Quote
dag Nienke,

nienke plaatste:

ik vroeg me af wat het verband nu precies is tussen de spanning en de stroomsterkte? 

Precies wat je in je titel al zegt: wet van ohm , oftewel U/I=R . 

Voor een ohmse weerstand geldt dus dat als je de spanning verdubbelt, de stroomsterkte ook verdubbelt (en dus de weerstand constant blijkt) 

Iets dergelijks vond je in je metingen van de metaaldraad. Als we dat even afronden allemaal is en blijft die weerstand van die draad 4 Ω . We kunnen later nog wel eens gaan proberen te bedenken waarom je bij een hogere spanning een iets dalende weerstand vindt, want dat vind ik vreemd. 

maar:

nienke plaatste:

waarom verschillen mijn metingen zo drastisch bij een metalen draad en een lamp? 

dat is omdat de zg weerstandscoëfficiënt van elke stof (stofeigenschap) niet een constante waarde heeft, maar zelf weer afhangt van de temperatuur. Kijken we dan naar het gloeidraadje van je lampje, dan zal dat bij je laagste meting maar niet of nauwelijks zichtbaar zijn opgegloeid, de temperatuur was nog laag (een paar honderd graden celsius hoogstens) Maar eenmaal op de 4 volt wordt dat draadje al letterlijk zichtbaar gloeiend heet, misschien wel al 2000ºC . 

Bij dat soort temperaturen trillen de atomen in zo'n metaalrooster heel heftig, en dat betekent dan weer dat de elektronen er veel moeilijker langs kunnen.  En dat "moeilijker" heeft een praktische betekenis : hogere weerstand. 

Waarom dat metaldraadje in dat lampje wel, en de metaaldraad niet? 
Bij je metingen rond de 1,3 V zien we dat in beide draden een ongeveer even groot vermogen wordt ontwikkeld (P=U x I ≈ 1,3 x 0,35 ≈ 0,5 watt) . In elke draad ontwikkelt zich dus ongeveer evenveel warmte. Alleen, jouw metaaldraad kon dat nog makkelijk kwijt aan zijn omgeving: een lange draad met een groot contactoppervlak met de open buitenlucht). Bij het draadje in het lampje lukt dat niet: klein draadje, op een spiraal gewonden, bijna geen circulerend gas in de buurt. En dus wordt dat draadje met maar evenveel energie veel sneller warm, en krijgt daardoor al snel een veel hogere weerstand dan in koude toestand. 


Om even terug te komen op je metaaldraad: we zouden verwachten dat ook die toch wel een beetje warmer zou worden bij hoger vermogen (= hogere spanning en stroomsterkte) , en dat we daarbij dus ook wel minstens een lichte stijging van de weerstand zouden waarnemen. Maar dat van jouw metaaldraad de weerstand licht daalt verbaast me een beetje: er zijn stoffen met een weerstandscoëfficiënt die maar heel weinig toeneemt als de temperatuur stijgt, zoals bijvoorbeeld constantaan (what's in a name) . Dat soort draden liggen bij elke TOA in de kast. Maar stoffen met een negatieve weerstandstemperatuurcoëfficiënt (temperatuur stijgt, weerstand neemt af) zijn er wel, maar dan hebben we het toch meestal over halfgeleiders (bijv silicium met een klein beetje exotische stofjes verontreinigd) en daarvan maken we in het algemeen geen draden. Weet jij waarvan jouw metaaldraad was gemaakt? 

groet, Jan

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

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

Noortje heeft tweeëntwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)