Practicum NatuurkundeElektrische metingen - 1 Elektrische Metingen Algemene opmerkingen: Het is NIET nodig de schema’s over te nemen in uw verslag Het is NIET nodig om de methode op te schrijven. Schrijf WEL voor elk onderdeel het doel van dat onderdeel. 1 WET VAN OHM 1.1 Schema R = (1000±50) Instelspanning 2 V tot 10 V 1.2 Opdracht 1. Verander U, de spanning over de weerstand, in stappen van 2 V. Begin bij 2 V en eindig bij 10 V. Meet telkens de stroomsterkte I en de spanning U met de multimeter. Bereken de verhouding U/I. Doe dit voor zowel de weerstand van 1 kΩ, 2,20 kΩ en 4,70 kΩ. Enkel voor de weerstand van 1 kΩ, moet je de fouten hierop berekenen. Werk steeds in tabelvorm: Voor R1 = 1 kΩ ziet je tabel er als volgt uit: AF(U) RF(U) I AF(I) RF(I) U (mA) (mA) (V) (V) U/I (k) AF(U/I) RF(U/I) (k) R.I (V) Merk op dat je voor R.I de fout niet hoeft te berekenen. - 1/5 - 24) k Instelspanning = 10 V .Practicum Natuurkunde Voor R2 = 2. Beantwoord hierbij volgende vragen : a) Hoe verandert I als eerst één weerstand in de stroomkring geschakeld is. Maak ook een grafiek waarin je voor de drie weerstanden de spanning uitzet in functie van de stroom.20 k ingeschakeld zijn.20±0.2/5 - .1 Schema R1 = (1.70 kΩ ziet je tabel er als volgt uit I U/I R.050) k R2 = (4.2 Opdracht 1. en vervolgens een tweede even grote weerstand in serie geschakeld wordt? b) Op welke plaats in de keten kan de stroomsterkte gemeten worden? 3 DEELSPANNINGSSCHAKELING 3. 2.1 Schema R1 = R2 = (2.20 k ingeschakeld is.70±0. 4. Verander de schakeling zodanig dat de ampèremeter tussen de twee weerstanden wordt geplaatst. Formuleer een besluit. Kan je de weerstand hier op aflezen? 2 SERIESCHAKELING VAN WEERSTANDEN 2. 3.2 2.000±0. Meet de stroomsterkte I als enkel R1 = 2. Meet de stroomsterkte I als beide weerstanden R1 = R2 = 2.11) k Instelspanning = 10 V 2. Formuleer een besluit.20 kΩ en R3 = 4.I U (mA) (k) (V) (V) Elektrische metingen . de deelspanning U1 juist 1 V zou zijn (nog steeds bij U = 10 V)? 4 PARALLELSCHAKELING VAN WEERSTANDEN 4. c en meet I3. Antwoord hierbij op de volgende vragen: a) Wat gebeurt er met de stroomsterkte I1 als er met R1 een andere weerstand (R2) parallel geschakeld wordt? b) Welke van de gemeten stroomsterkten duidt de gezamenlijke (of totale) stroom aan? c) Hoe berekent men de substitutieweerstand van een parallelschakeling? Bewijs de formule en controleer deze formule m.b. Vervang R1 door de weerstand van 2.7 4. . Formuleer een besluit.1 Schema (a) U = 10 V (b) R1 = 1 k (c) R2 = 2.v. 3. a) Schakel nu R2 parallel met R1 (fig. (fig. en meet opnieuw U1 en U2.3/5 - . Formuleer een besluit. uw metingen. b) en meet I1 en I2. c) Welk verband is er tussen U1 / U2 en R1 / R2 ? d) Welke waarde zou de weerstand R2 moeten hebben opdat. 4.2 k 4.Practicum Natuurkunde Elektrische metingen . 2.b. 4. Schakel de ampèremeter nu zoals in fig. 2.7 U1 (V) U2 (V) U1 + U2 (V) U1 / U2 R1 / R2 5.2 Opdracht 1. Meet de spanning U2 over de weerstand R2. uw metingen. Antwoord op de volgende vragen: a) Welk verband is er tussen de totale spanning U en de som van de deelspanningen voor deze serieschakeling? b) Hoe berekent men de totale weerstand in de kring? Bewijs de formule voor de substitutieweerstand en controleer deze m.v.3 3.2 Opdracht 1. als R2 in serie geschakeld wordt met R1 = 1 k. 3. Maak een tabel met de resultaten (zonder fout): U (V) R1 (k) 1 2.20 k. Meet de spanning U1 over de weerstand R1.2 R2 (k) 4. Meet I1 als enkel weerstand R1 ingeschakeld is. Bij een gewone metallische weerstand is deze . die de NTC beïnvloedt. Noteer wat er gebeurt met de stroomsterkte tijdens de opwarming. Leg 1 V spanning (en niet meer!) aan over de NTC. Formuleer een besluit. 2. Verwarm nu de NTC door hem zo dicht mogelijk bij het brandende lampje te plaatsen.4 5 WEERSTAND MET NEGATIEVE TEMPERATUURCOEFFICIENT (NTC) 5. Antwoord hierbij op de volgende vragen: a) Hoe groot is de weerstand van de onverwarmde NTC? b) Hoe verandert deze weerstand als de temperatuur stijgt? Opmerking: Onder temperatuurcoëfficiënt verstaat men de relatieve verandering van de weerstand per graad temperatuurstijging coëfficiënt positief.1 Schema . Meet de stroomsterkte als de NTC nog niet verwarmd is.1 Schema U=1V! 5. afgegeven door de brandende lamp.2 Opdracht 1. R dT 6 DE FOTOWEERSTAND (LDR = Light Dependent Resistance) 6.Practicum Natuurkunde Elektrische metingen . Het koperen plaatje onderaan de NTC schermt deze af van het licht van het lampje. 1 dR . Het is dus wel degelijk enkel de warmte.4/5 - . 3. sluit de voltmeter dus op de correcte manier aan! 7. Deze fotospanning kan gebruikt worden als spanningsbron in o. 3. Plaats het derde filter erbij en meet en bereken weer respectievelijk I en R. Plaats een tweede filter bij tussen de LDR en het lampje en doe hetzelfde. De zonnecel heeft een negatieve en een positieve pool. Belangrijk: 1. Formuleer een besluit. 7. 6.5 6.2 Opdracht 1.5/5 - . Belicht de LDR bij een constante spanning van 10 V met het lampje (100% belichting) en meet de stroomsterkte I. 5. Zet NOOIT spanning over de zonnecel! 2. fotometers en als zonnebatterij in rekenmachines en satellieten. Scherm tenslotte de LDR volledig af van het licht met het aluminiumplaatje (0% belichting) en meet en bereken opnieuw respectievelijk I en R. !!! ZIE OOK APPENDIX 3: DIGITALE MULTIMETERS VOOR HET GEBRUIK EN HET BEPALEN VAN DE FOUT OP EEN AFLEZING MET EEN DIGITALE MULTIMETER !!! .2 Opdracht 1. Meet de fotospanning bij volle belichting. Antwoord hierbij op de volgende vraag: a) Hoe verandert de weerstand van de LDR als functie van de belichting? 7 DE ZONNECEL Wanneer een zonnecel belicht wordt ontstaat een zogenaamde fotospanning.Practicum Natuurkunde Elektrische metingen .a. Bereken de weerstand van de LDR.1 Schema 7. Plaats nu tussen de LDR en het lampje één filter (transmissievermogen = 46%) en meet opnieuw I. 2. Bereken weer R. 4. Zet de resultaten in een tabel en maak een grafiek met op de horizontale as de belichting (%) en op de verticale as de weerstand van de LDR.