vastestoffysica
advertisement
die Keure VASTESTOFFYSICA Oplossingen MODULE INTERACTIE - 3 e GRAAD 28 2 7 Oefeningen Oefeningen 7 R EE EE K K SS 1 1 R 1. Bij 27 °C heeft Si een dichtheid aan vrije elektronen van 1,5 · 1010 cm-3. Per hoeveel atomen Si is er een vrij elektron? 28 2. Een zuivere halfgeleider is aangesloten op1een bron. We beschouwen een stukje Si met volume cm3. De stroom is een gevolg van de verplaatsing van de vrije De massa hiervan is elektronen en de gaten. Verklaar waarom de driftsnelheid van de=vrije groter is dan die van de gaten. m t · Velektronen kg 3 = 2,33 · 10 m3 · 1 cm3 3. Een p-type halfgeleider bevat 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroomsterkte van 1,5 A. Bereken: a) de weerstand van de draad b) de diameter van de draad 12. Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230 V. De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen van 250 W bij 24 V. a) Welke lamp heeft de grootste weerstand? b) Van welke lamp is de gloeidraad het dikst als de lengte en het materiaal van beide draadjes hetzelfde zou zijn? kg vrije elektronen: 13. Een koperdraad heeft bij 0 °C een weerstand van = 2,33 · 103 3 · 10-6 m3 heel veel – veel m – niet zo veel – weinig – geen 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. beweeglijke gaten: –3 = 2,33 · 10 kg heel= veel 14. Een goudcontact in een elektrisch circuit van de Space 2,33–gveel – niet zo veel – weinig – geen positieve roosterionen: Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit cirDe stofhoeveelheid n (‘het aantal mol’) aan Si in dit blokje is negatieve roosterionen: cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact bij 2,33 g zo veel – weinig – geen m – veel heel veel – niet die temperatuur. n= = 0,0829 mol = M 28,09 g/mol 4. Als een diode in doorlaatrichting is aangesloten en de 15. De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij 0 °C 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een spanning erover is lager dan de drempelspanning, dan en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt Het aantal atomen Si is dan spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroomis de weerstand van de diode klein / groot. vanSihet materiaal. 23 22 N = n · NA = 0,0829 mol · 6,02 · 10 atomen Si / mol = 4,99 · 10 atomen sterkte van 1,5 A. Bereken: 3 22 10 Een a) de weerstand van de draad R E Eblokje K S 1 Si van 1 cm bevat 4,99 · 10 atomen Si en 1,5 · 10 vrije elektronen. 5. Een diode aangesloten in doorlaatrichting. 16. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt van 10 Er zijn 1,5 is · 10 vrije elektronen per 4,99 · 1022 atomen Si. b) de diameter -3 -1 van de draad Danis bewegen: 12 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke vrij elektron per 4,99 aan · 1022 / 1,5 · 1010 atomen 1. Er Bij 27dus °C1heeft Si een dichtheid vrije elektronen van Si = 3,3 · 10 atomen Si. a) gaten van p- naar n-gebied temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? 12. Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230 V. 1,5 · 1010 cm-3. Per hoeveel atomen Si is er een vrij elektron? b) gaten van n- naar p-gebied De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen c) vrije elektronen van p- naar n-gebied 17. Een koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . van 250 W bij 24 V. 2. Een zuivere halfgeleider is aangesloten op een bron. d) vrije elektronen van n- naar p-gebied Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de De stroom is een gevolg van de verplaatsing van de vrije a) Welke lamp heeft de grootste weerstand? weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? elektronen en de gaten. Verklaar waarom de driftsnelheid b) Van welke lamp is de gloeidraad het dikst als de 6. Een koperdraad heeft lengte 4,60 m en doorsnede 1,5 mm2. van de vrije elektronen groter is dan die van de gaten. lengte en het materiaal van beide draadjes hetBereken de weerstand van de draad. 18. Een PTC en een weerstand zijn in serie op een bron zelfde zou zijn? aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de 3. De Eenverplaatsing p-type halfgeleider bevat van een gat gebeurt door het overspringen van covalent gebonden elektronen. 7. Een koperdraad met lengte 14,50 m heeft een diameter van spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? 13. Een koperdraad heeft bij 0 °C een weerstand van vrijegaat elektronen: Dit trager dan de verschuiving van de vrije elektronen. 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron meet je een stroomsterkte van 0,758 A. beweeglijke gaten: aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen 14. Een goudcontact in een elektrisch circuit van de Space spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? positieve roosterionen: Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met een draad met heel veel – veel – niet zo veel -8 – weinig – geen Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit cir20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron diameter 0,50 mm en = 3,8 · 10 m. Hoe lang moet die negatieve roosterionen: cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact bij aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. draad zijn? heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen die temperatuur. Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 9. Een gloeilamp heeft op kamertemperatuur een weerstand 4. Als een diode in doorlaatrichting is aangesloten en de 15. De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij 0 °C van 120 en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloeispanning erover is lager dan de drempelspanning, dan en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, draadje is 12,8 cm. Bereken de dikte van het draadje. is de weerstand van de diode klein / groot. van het materiaal. omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is 10. Welke stof uit de tabel heeft de kleinste -waarde? Waarom 5. Een diode is aangesloten in doorlaatrichting. 16. b) Een een weerstand heeft eend)temperatuurcoëfficiënt van isolator is een gedopeerde halfgeleider is gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? Dan bewegen: 2,80 · 10 -3 °C -1 en een weerstand van 100 . Bij welke a) gaten van p- naar n-gebied temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? b) gaten van n- naar p-gebied c) vrije elektronen van p- naar n-gebied 17. Een koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . d) vrije elektronen van n- naar p-gebied Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de 7 Oefeningen 28 7 Oefeningen REEKS 1 28 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroom- 3 sterkte van 1,5 A. Bereken: a) de weerstand van de draad b) de diameter van de draad 1. Bij 27 °C heeft Si een dichtheid aan vrije elektronen van 1,5 · 1010 cm-3. Per hoeveel atomen Si is er een vrij elektron? 12. Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230 V. De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen 2. Een zuivere halfgeleider is aangesloten op een bron. van 250 W bij 24 V. 11. Over een koperdraad metgrootste lengte 1,50 m wordt een De stroom is een gevolg van de verplaatsing van de vrije a) Welke lamp heeft de weerstand? spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet eenals stroomelektronen en de gaten. Verklaar waarom de driftsnelheid b) Van welke lamp is de gloeidraad het dikst de sterkte van 1,5 A. Bereken: van de vrije elektronen groter is dan die van de gaten. lengte en het materiaal van beide draadjes heta) de weerstand van de draad REEKS 1 zelfde zou zijn? 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een b) de diameter van de draad 3. Een p-type halfgeleider bevat spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroom1. Bij °C heeft Si een dichtheid aan vrije elektronen van 13. sterkte Een koperdraad heeft bij 0 °C een weerstand van vrije27elektronen: van 1,5 A. Bereken: 12. Een 1,5heel · 1010veel cm-3 .veel Per hoeveel atomen Si is er–een vrij elektron? gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230 V. – – niet zo veel – weinig geen 0,150 . Bereken de weerstand a) de weerstand van de draad van die draad bij 40 °C. REEKS 1 De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen 11. b) Over koperdraad lengte 1,50 m wordt een beweeglijke gaten: deeen diameter van demet draad 2. Eenheel zuivere halfgeleider is aangesloten op een bron. van 250 W bij 24 V. spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroomveel – veel – niet zo veel – weinig – geen 14. Een goudcontact in een elektrisch circuit van de Space 1. Bij 27 °C heeft Si een dichtheid aan vrije elektronen van De stroom is -3een gevolg van de verplaatsing van de vrije a) Welke lamp heeft de grootste weerstand? sterkte van 1,5 A. Bereken: 10 roosterionen: Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 positieve 12. Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230.V. 1,5 · 10 cm . Per hoeveel atomen Si is er een vrij elektron? elektronen driftsnelheid b) Vanweerstand welke lamp isstijgt de draad gloeidraad het dikst a) van de R E heel E K S veel 1 en– de Tijdens de temperatuur vanals ditdecirveelgaten. – nietVerklaar zo veel –waarom weinigde – geen De de lampde vanlancering een overheadprojector heeft een vermogen van de vrije elektronen groter is dan die van de gaten. lengte en het materiaal van beide draadjes hetb) van draad cuit totdiameter 40 °C.24 Bepaal weerstand van het contact bij negatieve roosterionen: 2. Een zuivere halfgeleider is aangesloten op een bron. vande 250 W bij V. de de zelfde zou zijn? 1. Bij 27 °C heeft Si een dichtheid aan vrije elektronen van die temperatuur. heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen De stroom is -3een gevolg van de verplaatsing van de vrije a) Welke lamp heeft de grootste weerstand? 3. 1,5 Een ·p-type bevat 12. b) 1010 cmhalfgeleider Pergaten. hoeveel atomen Si is erdeeen vrij elektron? EenVan gloeilamp heeftiseen W als bij 230 elektronen en .de Verklaar waarom driftsnelheid welke lamp de vermogen gloeidraadvan het100 dikst de V. vrijeeen elektronen: 13. Een koperdraad heeft bij 0 °C een weerstand van De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen 15. 4. Een Als diode in doorlaatrichting is aangesloten en de De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij van de vrijehalfgeleider elektronen groter is dangaten die van de gaten. allemaal afkomstig zijn lengte en het materiaal vanenbeide draadjes het-0 °C p-type 'veel' diegeen praktisch van deacceptoratomen nagenoeg evenveel veel – veel – nietbevat zoaangesloten veel – weinig 0,150 .W Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. 2. spanning Eenheel zuivere halfgeleider is op –een bron. van 250 bij 24 V. erover is lager dan de drempelspanning, dan en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt zelfde zou zijn? negatieve roosterionen. Het aantal vrije elektronen en gaten afkomstig van de zuivere halfgeleider is klein. Dus: beweeglijke gaten: De stroom ishalfgeleider eenvan gevolg van de verplaatsing a) Welke heeft de grootste weerstand? is de weerstand de diode klein / groot. van de vrije van het lamp materiaal. 3. vrije Een p-type bevat elektronen: weinig heel veelen– de veelgaten. – nietVerklaar zo veel –waarom weinigde – geen 14. b) EenVan goudcontact iniseen elektrisch circuit van als de Space elektronen driftsnelheid welke lamp de het dikst elektronen: 13. Een koperdraad heeft bijgloeidraad 0 °C een weerstand vande vrije gaten: veel positieve roosterionen: Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . vanheel de vrije groter is dan die van de gaten. en het materiaal van beide draadjes het5. positieve Een diode is elektronen in 16. 0,150 Eenlengte weerstand heeft temperatuurcoëfficiënt van veel –aangesloten veel – niet zo doorlaatrichting. veel – weinig – geen . Bereken de een weerstand van die draad bij 40 °C. roosterionen: geen heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit cir-3 -1 zelfde Dan bewegen: 2,80 · 10 zou °C zijn? en een weerstand van 100 . Bij welke beweeglijke gaten: negatieve roosterionen: veel negatieve roosterionen: cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand vanzohet contact bij 3. a) Eengaten p-type halfgeleider bevat van pnaar n-gebied temperatuur is de tweemaal groot? heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen 14. Een goudcontact inweerstand een elektrisch circuit van de Space heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen die temperatuur. vrije elektronen: 13. Een koperdraad bijeen 0 °Cweerstand een weerstand van . b) gaten van n- naar p-gebied positieve roosterionen: Shuttle heeft bijheeft -15 °C van 0,0030 heel –– veel niet veel –– weinig 0,150 . de stijgt weerstand vanweerstand die draad bij 40cir°C. c) vrije elektronen p-zo naar 17. Tijdens Een koperdraad heeft bij 20de °Ctemperatuur een van . heel veel veel veel ––van niet zo veeln-gebied weinig –– geen geen deBereken lancering van dit1,0 15. De 4. d) Als een diode in doorlaatrichting is aangesloten en de weerstand van een metalen draad is 12,56 alsbijde0 °C beweeglijke gaten: vrije elektronen van nnaar p-gebied Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul negatieve roosterionen: cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact bij spanning erover is lager dan veel de drempelspanning, dan en 18,29 lineair bij 100in °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt heel 14. Een goudcontact een elektrisch circuit de Space weerstand zou blijven dalen met devan temperatuur? heel veel veel –– veel veel –– niet niet zo zo veel –– weinig weinig –– geen geen die temperatuur. is de weerstand van de diode klein / groot. van het materiaal. 2 positieve roosterionen: Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . 6. Een koperdraad heeft lengte 4,60 m en doorsnede 1,5 mm . heel veel – in veel – niet –is weinig – geenen de Tijdens de temperatuur van dit Bereken de weerstand vanzodeveel draad. 18. PTCde enlancering een weerstand zijn in serie op een 4. Als een diode doorlaatrichting aangesloten 15. Een De weerstand van eenstijgt metalen draad is 12,56 bron bij cir0 °C 5. Onder Een diode is aangesloten ingedraagt doorlaatrichting. 16.is aangesloten. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt van negatieve roosterionen: cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact de drempelspanning een diode zich als een isolator en de weerstand groot. Hoe verandert de stroomsterkte en de bij spanning erover is lager dan de drempelspanning, dan en 18,29 -3 bij-1 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt Danheel bewegen: 2,80temperatuur. · 10 °C de enPTC eenbij weerstand 100 . Bij welke veel – veel niet zo veel – geen die 7. Een spanning stijgendevan temperatuur? met 14,50 m– heeft een diameter van is dekoperdraad weerstand van–lengte de diode klein /weinig groot. van het over materiaal. a) gaten van pnaar n-gebied temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, b) gaten van nnaar p-gebied 4. meet Als een diode in doorlaatrichting is aangesloten en de 15. De van eeneen metalen is 12,56 bij 0 °C 19. NTC en een weerstand zijndraad in serie op eenbron je een vandoorlaatrichting. 0,758 A. 5. Een diode isstroomsterkte aangesloten in 16. Een Eenweerstand weerstand heeft temperatuurcoëfficiënt van c) vrije elektronen van p-dan naar n-gebied 17. aangesloten. Een koperdraad heeft bijBepaal 20 °Cdede een weerstand van 1,0 . spanning erover is lager de drempelspanning, dan en 18,29 bij 100 °C. temperatuurcoëfficiënt -3 -1 Hoe verandert stroomsterkte en de Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke Dan bewegen: d) vrije elektronen van nnaar p-gebied Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de is de weerstand diode klein / groot. van het over materiaal. spanning bij stijgende temperatuur? temperatuur is de de NTC weerstand tweemaal zo groot? a) gaten van p- van naarden-gebied weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met een draad met b) gaten van n- naar p-gebied 2 6. koperdraad heeft lengte 4,60 -8m en doorsnede 1,5 mm . 5. Een diode is aangesloten doorlaatrichting. 16. Een weerstand een temperatuurcoëfficiënt 20. thermistor heeft en een in serie opvan eenvan bron diameter 0,50 mm en = in 3,8 · 10 m. Hoe lang moet die c) vrije elektronen van pnaar n-gebied 17. Een Een koperdraad heeft bijlampje 20 °C zijn een weerstand 1,0 . -3 een -1 weerstand zijn in serie op een bron Bereken de weerstand van de draad. 18. Een PTC en Dan bewegen: 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. draad zijn? d) vrije elektronen van n- naar p-gebied Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de aangesloten. verandert stroomsterkte en dehet a) gaten van p- naar n-gebied temperatuur isHoe dezou weerstand tweemaal zo Als je de thermistor met een de lucifer verwarmt, gaat weerstand lineair blijven dalen met de groot? temperatuur? 7. spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? Een koperdraad met lengte 14,50 m heeft een diameter van b) van n-heeft naarop p-gebied lampje harder branden. Verklaar. 9. Een Eengaten gloeilamp kamertemperatuur een weerstand 6. koperdraad heeft lengte 4,60 m en doorsnede 1,5 mm2. Het juiste antwoord is adraad ennaar d.eenn-gebied 0,20 mm.elektronen Als jebestaat overvan de spanning aanlegt van gloei6,0 V, c) vrije p17. Een koperdraad bij 20zijn °C een weerstand 1,0 . van 120 en uit wolfraam. De lengte van het Bereken de weerstand van de draad. 18. Een PTC en een heeft weerstand in serie op eenvan bron 19. NTC en eeneen weerstand zijn in serie op nul eenals bron meet je een stroomsterkte A.van het draadje. d) vrije elektronen n-van naar p-gebied Bij welke temperatuur wordt de weerstand de 21. Een Koolstof heeft negatieve temperatuurcoëfficiënt, draadje is 12,8 cm. van Bereken de0,758 dikte aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de aangesloten. Hoezou verandert de stroomsterkte en de Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. weerstand lineair blijven dalen met de temperatuur? omdat koolstof 7. Een koperdraad met lengte 14,50 m heeft een diameter van 2 spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? spanning over de temperatuur? 6. 0,20 Een koperdraad heeft 4,60 m en doorsnede 1,5 mm V,. a) een metaal is NTC bij c) stijgende een halfgeleider is 10. Welke stofAls uitjedeover tabel heeft -waarde? Waarom mm. delengte draad de eenkleinste spanning aanlegt van 6,0 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met een draad met Bereken de weerstand van de draad. 18. Een PTC en een weerstand zijn in serie op een b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron bron meet je een stroomsterkte van 0,758 A. 20. Een thermistorHoe en verandert een lampjedezijn in serie op een bron diameter 0,50 mm en = 3,8 · 10-8 m. Hoe lang moet die aangesloten. stroomsterkte en de aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. draad zijn? R met spanning 7. De Een koperdraad weerstand is lengte 14,50 m heeft een diameter van spanning over over de de PTC NTC bij bij stijgende stijgende temperatuur? temperatuur? Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, R = t · l /A 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met een draad met ­–8 2 een weerstand lampje harder Verklaar. 9. meet Een gloeilamp heeft kamertemperatuur 19. en eenbranden. weerstand zijnzijn in serie op een bron je een -8 A. = 1,7 ·stroomsterkte 10mm Xen mop· 4,60 / 1,5 20. Een Een NTC thermistor en een lampje in serie op een bron diameter 0,50 = van 3,8m0,758 · 10 mm m. Hoe lang moet die – ­ 8 – ­ 6 2 van 120 en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloeiaangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. = 1,7 · 10 X m · 4,60 m / (1,5 · 10 m ) aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. draad zijn? Module VASTE STOF FYSICA .indd 28 21. Koolstof heeft negatieve temperatuurcoëfficiënt, 25/02/15 draadje is 12,8Xcm. Bereken de dikte van het draadje. spanning over een de NTC bijeen stijgende = 0,052 Als je de thermistor met lucifertemperatuur? verwarmt, gaat het omdat koolstof 8. een weerstand maken van 8,3 meteen eenweerstand draad met lampje harder branden. Verklaar. 9. Ik Eenwilgloeilamp heeft op kamertemperatuur -8 metaal en is een lampje c) eenzijn halfgeleider 10. diameter Welke stof0,50 uit de heeft kleinste Hoe -waarde? Waarom 20. a) Een een thermistor in serie opis een bron mmtabel en uit = wolfraam. 3,8de · 10 Dem.lengte lang moet die van 120 en bestaat van het gloeib) een isolator is d) een gedopeerde gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? brandt nauwelijks.halfgeleider is draad zijn? 21. aangesloten. Koolstof heeftHet eenlampje negatieve temperatuurcoëfficiënt, draadje is 12,8 cm. Bereken de dikte van het draadje. Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het omdat koolstof lampje harder 9. Een gloeilamp heeft op kamertemperatuur een weerstand a) een metaalbranden. is c)Verklaar. een halfgeleider is 10. Welke stof uit de tabel heeft de kleinste -waarde? Waarom van 120 en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloeib) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, draadje is 12,8 cm. Bereken de dikte van het draadje. omdat koolstof Module VASTE STOF FYSICA .indd 28 25/02/15 a) een metaal is c) een halfgeleider is 10. Welke stof uit de tabel heeft de kleinste -waarde? Waarom b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? 7 Oefeningen 7 Oefeningen 7 Oefeningen 09:38 09:38 1. heeftinSidoorlaatrichting een dichtheid aan vrije elektronen 4. Bij Als 27 een°Cdiode is aangesloten en devan 3. Een p-type bevat 10 halfgeleider -3 1,5 · 10 cm . Per hoeveel atomen Si is er een vrij elektron? spanning erover is lager dan de drempelspanning, dan vrije elektronen: is de weerstand van de diode klein / groot. 4 heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen 2. Een zuivere halfgeleider is aangesloten op een bron. beweeglijke gaten: is aangesloten een gevolg van de verplaatsing van de vrije 5. De Eenstroom diode is in doorlaatrichting. heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen elektronen en de gaten. Verklaar waarom de driftsnelheid Dan bewegen: positieve roosterionen: van de vrije elektronen groter is dan die van de gaten. a) gaten van p- naar n-gebied heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen b) gaten van n- naar p-gebied negatieve roosterionen: 3. Een p-type halfgeleider bevat c) vrije elektronen van pnaar n-gebied heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen vrije elektronen: d) vrije elektronen van n- naar p-gebied heel veel – veel – niet zo veel – weinig – geen 4. Als een diode in doorlaatrichting is aangesloten en de beweeglijke gaten: 6. Een koperdraad heeft lengte 4,60 m en doorsnede 1,5 mm2. spanning erover is lager dan de drempelspanning, dan heel veel – veel – niet – weinig – geen Bereken de weerstand vanzodeveel draad. is de weerstand van de diode klein / groot. positieve roosterionen: veel – veel niet zo veelm– heeft weinigeen – geen 7. Eenheel koperdraad met –lengte 14,50 diameter van 5. Een diode is aangesloten in doorlaatrichting. negatieve roosterionen: 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, Dan bewegen: heel veelstroomsterkte – veel – niet van zo veel – weinig – geen meet je een 0,758 A. a) gaten van p- naar n-gebied Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. b) gaten van n- naar p-gebied 4. Als een diode in doorlaatrichting is aangesloten en de c) vrije elektronen van p- naar n-gebied spanning erover is lager danvan de drempelspanning, danmet 8. UitR Ik wil =een maken 8,3 met een draad telektronen ·weerstand l / A volgt d) vrije van n- naar p-gebied -8 / groot. is de weerstand van de diode klein diameter t = R 0,50 · A / lmm en = 3,8 · 10 m. Hoe lang moet die draad zijn? eerst de weerstand R: We berekenen 6. Een koperdraad heeft lengte 4,60 m en doorsnede 1,5 mm2. 5. Een Rdiode aangesloten in doorlaatrichting. = Ude /isIweerstand = 6,0 V / 0,758 = 7,9 X Bereken van deAdraad. Dan bewegen: 9. Dan Een gloeilamp heeft op kamertemperatuur een weerstand is 2 a) n-gebied vangaten 120 van en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloei= 7,9 Xp· met rnaar · (0,10 14,50 7. Een t koperdraad lengtemm) 14,50/ m heeftmeen diameter van -3 2 b) gaten van nnaar p-gebied draadje is 12,8 cm. Bereken dem) dikte van het = 7,9 X · r · (0,10 · 10 / 14,50 m draadje. 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, -8 c) vrije elektronen van p- naar n-gebied = 1,7 · 10 m meet je een stroomsterkte van 0,758 A. vrijestof elektronen vanheeft n- naar 10. d) Welke uit de tabel de p-gebied kleinste -waarde? Waarom Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? 6. Een koperdraad heeft lengte 4,60 m en doorsnede 1,5 mm2. 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met een draad met Bereken de weerstand van de draad. diameter 0,50 mm en = 3,8 · 10-8 m. Hoe lang moet die draad zijn? 7. Een koperdraad met lengte 14,50 m heeft een diameter van 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, Module VASTE STOF .indd 9. FYSICA Een gloeilamp een weerstand UitR =t ·28l stroomsterkte / Aheeft volgtop kamertemperatuur meet je een van 0,758 A. 120 en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloeivan l = R · A / t Bereken hieruit de specifieke2 weerstand ­–van koper. draadje is 12,8 Bereken draadje. = 8,3 X · rcm. · (0,25 mm)de/ dikte (3,8 · van 10 8het Xm) ­–3 2 ­–8 = 8,3 X · r · (0,25 · 10 m) / (3,8 · 10 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met eenXm) draad met 10. Welke= stof tabel heeft de kleinste -waarde? Waarom 430,50 muit de diameter mm en = 3,8 · 10-8 m. Hoe lang moet die gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? draad zijn? 9. Een gloeilamp heeft op kamertemperatuur een weerstand van 120 en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloeidraadje is 12,8 cm. Bereken de dikte van het draadje. Module VASTE STOF FYSICA .indd 28 10. Welke stof uit de tabel heeft de kleinste -waarde? Waarom UitR = t · l / A volgt gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? A = t · l / R = 5,6- 10­–8 X m · 12,8 cm / 120 X = 5,6 · 10­–8 X m · 12,8 · 10-2 m / 120 X = 6 O · 10­–11 m2 · d 2 / 4 is d = 4 A / r = 4 · 6,O · 10­–11 m2/ r; = 7,6 · 10­–11 m2 d = 8,7 · 10­–6 m = 8,7 · 10­–3 mm Module VASTE STOF FYSICA .inddA = 28 r Vermits 2 zelfde zou zijn? 15. De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij 0 °C 12. Een gloeilamp eenBepaal vermogen van 100 W bij 230 V. en 18,29 bij heeft 100 °C. de temperatuurcoëfficiënt 13. Een koperdraad heeft bij 0 °C een weerstand van De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen van het materiaal. 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. van 250 W bij 24 V. lamp heeft een de grootste weerstand? 16. a) EenWelke weerstand temperatuurcoëfficiënt van 14. Een goudcontact in een elektrisch circuit van de Space -3 -1 b) Van welke lamp is de gloeidraad dikst de 2,80 · 10 °C en een weerstand vanhet 100 . als Bij welke Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . lengte en het materiaal van beide draadjes hettemperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit cirzelfde zou zijn? cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact bij 17. Een koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . die temperatuur. 13. Een koperdraad heeft bij 0 °Cdeeen weerstand Bij welke temperatuur wordt weerstand nul van als de 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? 15. De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij 0 °C en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt 14. Een PTC goudcontact in een elektrisch circuit Space 18. en een weerstand zijn in serie op van eende bron van het materiaal. Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de. Tijdens deover lancering de temperatuur van dit cirspanning de PTCstijgt bij stijgende temperatuur? 16. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt van cuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact bij 2,80 · 10 -3 °C -1 en een weerstand van 100 . Bij welke die temperatuur. 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de 15. spanning De weerstand draadtemperatuur? is 12,56 bij 0 °C overvan de een NTC metalen bij stijgende 17. Een koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de vanthermistor het materiaal. 20. Een en een lampje zijn in serie op een bron weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. 16. Als Eenjeweerstand heeft met een een temperatuurcoëfficiënt vanhet de thermistor lucifer verwarmt, gaat 18. Een PTC en -3 een -1 weerstand zijn in serie op een bron 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke lampje harder branden. Verklaar. aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? (let op: straal = diameter 2) bij stijgende temperatuur? spanning over de /PTC 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, 17. omdat Een koperdraad koolstof heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron Bij welke temperatuur wordt de halfgeleider weerstand nul a) een metaal is c) een is als de aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de weerstand lineairiszou blijven dalen met de temperatuur? b) een isolator d) een gedopeerde halfgeleider is spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? 18. Een PTC en een weerstand zijn in serie op een bron 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het 25/02/15 lampje harder branden. Verklaar. 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de 21. straal Koolstof heeft een/ negatieve temperatuurcoëfficiënt, (let op: = diameter 2) spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, 25/02/15 omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is 09:38 09:38 25/02/15 09:38 Bereken de weerstand van de draad. 7. Een koperdraad met lengte 14,50 m heeft een diameter van 0,20 mm. Als je over de draad een spanning aanlegt van 6,0 V, meet je een stroomsterkte van 0,758 A. Bereken hieruit de specifieke weerstand van koper. 8. Ik wil een weerstand maken van 8,3 met een draad met diameter 0,50 mm en = 3,8 · 10-8 m. Hoe lang moet die draad zijn? 9. Een gloeilamp heeft op kamertemperatuur een weerstand van 120 en bestaat uit wolfraam. De lengte van het gloeidraadje is 12,8 cm. Bereken de dikte van het draadje. 10. Welke stof uit de tabel heeft de kleinste -waarde? Waarom gebruikt men dat materiaal niet voor elektriciteitsdraden? 18. Een PTC en een weerstand zijn in serie op een bron aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? 5 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is Zilver heeft de kleinste p-waarde (1,6 · 10–8 X m), gevolgd door koper (1,7 · 10–8 X m) Men gebruikt koper omdat dat aanzienlijk goedkoper is dan zilver. Een nadeel is wel dat koper oxideert. Daarom worden contactpunten dikwijls verzilverd of verguld. Module VASTE STOF FYSICA .indd 28 van ektron? rije lheid n. van ektron? rije lheid n. e an van ektron? rije lheid n. 5e mm2. an r van n 6,0 V, d met oet die 5 mm2. e tand 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroomsterkte van 1,5 A. Bereken: a) de weerstand van de draad b) de diameter van de draad 12. Een gloeilamp heeft een a) De weerstand van devermogen draad is van 100 W bij 230 V. De lamp van heeft R = Ueen / Ioverheadprojector = 1,5 V / 1,5 A = 1,0 . Xeen vermogen van 250 W bij 24 V. a) Welke lamp de grootste weerstand? b)UitR = t ·heeft l / A volgt b) Van welke A = tlamp · l / Ris de gloeidraad het dikst als de –8 2 lengte en het· materiaal draadjes het= 1,7 10–8met Xmlengte .van 1 50beide m / 1,0 X = 2,6 11. Over een koperdraad 1,50 m wordt een· 10 m zelfde zou zijn? van 1,5 V. Men meet een stroomspanning aangelegd Vermits A r ·Bereken: d 2 / 4 is sterkte van 1,5= A. 13. a) Een bij 0 °C een weerstand van d2 =heeft 4 A /de rdraad dekoperdraad weerstand van 0,150 . Bereken de weerstand b) de diameter van de draad van die draad bij 40 °C. 14. Een goudcontact in een de 230 Space 12. Een gloeilamp heeft een elektrisch vermogen circuit van 100van W bij V. Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen Tijdens van 250de W lancering bij 24 V. stijgt de temperatuur van dit circuit tot 40 °C. Bepaal weerstand van het contact bij a) Welke lamp heeft dedegrootste weerstand? die temperatuur. b) Van welke lamp is de gloeidraad het dikst als de lengte en het materiaal van beide draadjes het11. een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een 15. Over De zelfde weerstand zou van zijn?een metalen draad is 12,56 bij 0 °C spanning aangelegd van 1,5 V.deMen meet een stroomen 18,29 bij 100 °C. Bepaal temperatuurcoëfficiënt sterkte van 1,5 A. Bereken: vankoperdraad het materiaal. 13. Een bij 0 °C eenmet weerstand van P = U2 / R a) de Deweerstand weerstandheeft kunde jedraad bepalen de formule a) van 2draad bij 40 °C. 2 0,150 . Bereken de weerstand van die gloeilamp: R = U / P = (230 deweerstand diameter van de draad 16. b) Een heeft een temperatuurcoëfficiënt vanV)2 / 100 W = 529 X 2 · 10lamp R = 100 U / . P = (24welke V) / 250 W = 2,3 X -3 2,80 °C -1overheadproj: enineen van 14. Een goudcontact eenweerstand elektrisch circuit van Bij de Space De gloeilamp heeft de grootste weerstand. 12. temperatuur Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230 V. weerstand tweemaal zo Shuttle heeftisbijde-15 °C een weerstand vangroot? 0,0030 . De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen Tijdens de =lancering stijgt de temperatuur van dit cirb)UitR · heeft l /V.A volgt van 250 W bijt24 17. cuit Een koperdraad bijde20weerstand °C een weerstand van 1,0 . tot 40 °C. Bepaal van het contact bij Atemperatuur =t · lheeft / R dewordt a) Welke lamp grootste weerstand? Bij welke de weerstand nul als de die temperatuur. Van Hoewelke kleiner dezou weerstand, hoe met groter de doorsnede en dus de dikte van de draad moet zijn (bij eenzelfde t en l). b) lamp is de gloeidraad het de dikst als de weerstand lineair blijven dalen temperatuur? lengte De lamp overheadprojector is dus het dikst. Dit zie je ook als je zo'n lamp bekijkt. en van het de materiaal van beide draadjes het15. De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij 0 °C zelfde zou zijn? 18. Een PTC en weerstand zijnde in temperatuurcoëfficiënt serie op een bron en 18,29 een bij 100 °C. Bepaal aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de van het materiaal. 13. Een koperdraad 0 °C een weerstand van spanning over deheeft PTC bij stijgende temperatuur? 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. 16. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt van 19. Een weerstand zijn in van serie100 op . eenBij bron -3 een 2,80NTC · 10en °C -1 en een weerstand welke De weerstand bij in temperatuur istroomsterkte wordt gegeven door: 14. Een goudcontact een elektrisch circuit van de Space aangesloten. Hoe verandert de en temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? de R = R · [1 + a · i ] Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 spanningoover de NTC bij stijgende temperatuur? . Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit cir17. Een koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . Bij 40 de Bepaal weerstand tot°C40is°C. de weerstand bij 20. cuit Een thermistor en eenwordt lampje invan seriehet opcontact een bron Bij welke temperatuur dezijn weerstand nul als de ­–1 aangesloten. R = 0,150Het X · lampje [1 + 4,3·brandt 10­–3 °C · 40 °C] die temperatuur. nauwelijks. weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? X Als je =de0,176 thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het 15. lampje De weerstand van een metalen draad is 12,56 bij 0 °C Verklaar. 18. Een PTCharder en eenbranden. weerstand zijn in serie op een bron 25/02/15 09:38 6 van ektron? rije lheid n. e an van ektron? rije lheid n. 5 mm2. r van n 6,0 V, d met oet e die an tand t gloei. aarom aden? 5 mm2. r van n 6,0 V, d met oet die tand t gloei. aarom sterkte van 1,5 A. Bereken: a) de weerstand van de draad b) de diameter van de draad 12. Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 W bij 230 V. De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen van 250 W bij 24 V. a) Welke lamp heeft de grootste weerstand? b) Van welke lamp is de gloeidraad het dikst als de lengte en het materiaal van beide draadjes hetzelfde zou zijn? 13. Een koperdraad heeft bij 0 °C een weerstand van 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. 14. Een goudcontact in een elektrisch circuit van de Space Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit circuit tot °C. Bepaalmet de weerstand het contact 11. Over een40koperdraad lengte 1,50van m wordt een bij die temperatuur. spanning aangelegd van 1,5 V. Men meet een stroomsterkte van 1,5 A. Bereken: 15. a) De de weerstand van eende metalen is 12,56 bij 0 °C weerstand bij van temperatuur i wordt gegeven door: weerstand draad draad en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt R Ro · [1 +van a · i] b) de =diameter de draad van het materiaal. Bij –15 °C is deheeft weerstand 0,0030 van X, dus 12. Een gloeilamp een vermogen 100 W bij 230 V. –1 16. Een weerstand een+ temperatuurcoëfficiënt van 0,0030 Xeen=heeft Ro · [1 3,8 · 10 –3 °C · een (–15vermogen °C)] De lamp van overheadprojector heeft -3 -1 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke van 250 W bij 24 V. temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? Bij Welke 40 °C lamp is de heeft weerstand R2, dus weerstand? a) de grootste Van R2 =welke Ro · [1lamp + 3,8· 10–3gloeidraad °C –1 · 40 °C] b) is de het dikst als de 17. Eenlengte koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand 1,0 . en het materiaal van beide draadjesvan hetBij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de Deel (2) door (1): zelfde zou zijn? weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? 61 + 3, 8 · 10 –3 °C –1 · 40 °C@ R2 koperdraad =heeft bij 0 °C een –1 13. Een van 0, 0030 X 61 + 3, 8 · 10 –3 °Cweerstand h@ · ^–15 °C 18. Een PTC een weerstand zijn invan serie een bij bron 0,150 .enBereken de weerstand dieop draad 40 °C. aangesloten. R 2 Hoe verandert 1 + 0, 15 de stroomsterkte en de = 0, 0030 1PTC 0bij X de in , 057 –een over stijgende circuit temperatuur? 14. spanning Een goudcontact elektrisch van de Space (1) (2) Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . 19. Een NTC en(2) een weerstand zijn injeserie op een Delen we door (1), dande vind Tijdens de lancering stijgt temperatuur van bron dit ciraangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de bij Rtot 0,0037 X 2 =40 cuit °C. Bepaal de weerstand van het contact spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? die temperatuur. 20. thermistorvan eneen eenmetalen lampje zijn in isserie opeen 15. Een De weerstand draad 12,56 bijbron 0 °C aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt Als je de van hetthermistor materiaal. met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 16. Een weerstandbij heeft een temperatuurcoëfficiënt van De weerstand temperatuur i wordt gegeven door: -3 -1een negatieve temperatuurcoëfficiënt, 21. Koolstof heeft 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke R = Ro · [1 + a · i] omdat koolstof temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? a) een metaal is c) een halfgeleider is Bij 0 °C is de weerstand 12,56 X: b) een isolator is d) gedopeerde halfgeleider 17. Een koperdraad 20·een °C een van 1,0 . is 12,56 X = heeft Ro · [1bij +a 0 °C ]weerstand (1) Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de weerstand zou blijven18,29 dalenX: met de temperatuur? Bij 100 °C lineair is de weerstand 18,29 X = Ro · [1 + a · 100 °C ] (2) 18. Een PTC en een weerstand zijn in serie op een bron aangesloten. 25/02/15 Deel (1) door Hoe (2): verandert de stroomsterkte en de spanning over 12, 56 X de PTC bij1 stijgende temperatuur? = 18, 29 X 1 + a · 100 °C 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron Uitwerken naar a verandert geeft aangesloten. Hoe de stroomsterkte en de 12,56 X ∙ [1 + a 100stijgende °C ] = 18,29 X spanning over de NTC· bij temperatuur? 12,56 X + 12,56 X ∙ a · 100 °C = 18,29 X 09:38 20. Een thermistor 18, 29 en X –een 12lampje 6zijn in serie op een bron a= 12nauwelijks. , 56 X · 100 °C = 13 · 10 2 °C: afgerond op 2BC@ 2 lampje brandt aangesloten. Het 13 · 10 X °C Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het –3 a =harder 4, 4 · 10 °C –1 Verklaar. lampje branden. 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is van ektron? rije lheid e n. an 5 mm2. e an r van n 6,0 V, d met oet die tand 5t gloeimm2. . raarom van n 6,0 V, aden? d met oet die tand t gloei. aarom aden? zelfde zou zijn? 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een aangelegd Menweerstand meet eenvan stroom13. spanning Een koperdraad heeftvan bij 1,5 0 °CV.een sterkte van 1,5 A. de Bereken: 0,150 . Bereken weerstand van die draad bij 40 °C. a) de weerstand van de draad diameter van 14. b) Eendegoudcontact in de eendraad elektrisch circuit van de Space Shuttle heeft bij -15 °C een weerstand van 0,0030 . 12. Tijdens Een gloeilamp heeft een vermogen van 100 van W bijdit230 de lancering stijgt de temperatuur cir-V. De lamp van°C. eenBepaal overheadprojector eencontact vermogen cuit tot 40 de weerstandheeft van het bij van temperatuur. 250 W bij 24 V. die a) Welke lamp heeft de grootste weerstand? welke van lampeen is de gloeidraad dikst alsbijde0 °C 15. b) De Van weerstand metalen draadhet is 12,56 lengteenbijhet materiaal vandebeide draadjes heten 18,29 100 °C. Bepaal temperatuurcoëfficiënt zelfde zijn? van het zou materiaal. 7 13. koperdraadheeft heefteen bij temperatuurcoëfficiënt 0 °C een weerstand vanvan 16. Een weerstand 0,150 .-3Bereken draad bij welke 40 °C. 2,80 · 10 °C -1 en de eenweerstand weerstandvan vandie 100 . Bij temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? 14. Een goudcontact in een elektrisch circuit van de Space heeft bij -15 °C van 0,0030 17. Shuttle Een koperdraad bij een 20 °Cweerstand een weerstand vandoor: 1,0.. De weerstand bijheeft temperatuur i wordt gegeven Tijdens vanals ditde cirBij welke weerstand nul R = de Rotemperatuur ·lancering [1 + a · istijgt ]wordtdedetemperatuur cuit tot 40 lineair °C. Bepaal de weerstand vandehet contact bij weerstand zou blijven dalen met temperatuur? die temperatuur. De weerstand Ro is gelijk aan 100 X . 18. Een en een RPTC = 100 X · weerstand [1 + a · i] zijn in serie op een bron 15. aangesloten. De weerstand Hoe van een metalendedraad is 12,56 enbijde0 °C verandert stroomsterkte en bij de 100PTC °C.bij Bepaal de temperatuurcoëfficiënt spanning over stijgende temperatuur? Stel18,29 dat de weerstand bij temperatuur i' twee maal zo groot is, dus 200 X: van hetXmateriaal. 200 = 100 X · [1 + 2,8· 10-3 °C-1 · i'] -1 bron 19. Een NTC X en een weerstand in serie 200 = 100 X + 100 zijn X ∙ 2,8 · 10-3op °Ceen · i'[X schrappen] 16. aangesloten. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt Hoe verandert de stroomsterkte envan de 200 – 100 -1 = -3over = 357 °C i·' 10 –1 bij –1stijgende 2,80 en een van 100 . Bij welke spanning temperatuur? 2,°C 80 ·de 10NTC °Cweerstand temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron 17. aangesloten. Een koperdraad heeft bij 20 °C een weerstand van 1,0 . Het lampje brandt nauwelijks. Bij welke temperatuurmet wordt weerstand nul als dehet Als je de thermistor eende lucifer verwarmt, gaat weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? lampje harder branden. Verklaar. 18. Een PTC en eenbij weerstand zijntemperatuurcoëfficiënt, serie op een bron 21. Koolstof heeft een negatieve De weerstand temperatuur iinwordt gegeven door: aangesloten. de stroomsterkte en de omdat R =koolstof Ro · [1Hoe + a verandert · i] a) een metaal is PTC bij c)stijgende een halfgeleider is spanning over de temperatuur? b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is Bij 20 °C is de weerstand gelijk aan 1,0 X . –3 –1 19. Een NTCX en =een zijn in een bron 1,0 Ro ·weerstand [1 + 4,3 ∙ 10 °Cserie ∙ 20op°C] aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? Daaruit volgt Ro = 0,92 X 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron 25/02/15 09:38 aangesloten. Het lampje nauwelijks. Stel dat de weerstand bij brandt temperatuur i' nul zou wordt, dan geldt –3 –1 Als je X de=thermistor een· 10 lucifer 0 0,92 X · [1met + 4,3 °Cverwarmt, · i'] gaat het -3 -1 lampje 0 = harder 1 + 4,3branden. · 10 °C Verklaar. · i' –1 i' = heeft een–3negatieve = –23 · 10 1 °C 21. Koolstof temperatuurcoëfficiënt, 4, 3 · 10 °C –1 omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is 25/02/15 09:38 e 8 an van ektron? rije lheid n. 5 mm2. r van n 6,0 V, d met oet die e tand an t gloei. aarom aden? 5 mm2. r van n 6,0 V, d met oet die tand t gloei. aarom aden? die temperatuur. 11. Over een koperdraad met lengte 1,50 m wordt een 15. spanning De weerstand van eenvan metalen is 12,56 bij 0 °C aangelegd 1,5 V.draad Men meet eenstroomen 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt sterkte van 1,5 A. Bereken: van het materiaal. a) de weerstand van de draad b) de diameter van de draad 16. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt van 2,80gloeilamp · 10 -3 °C -1heeft en een welke 12. Een eenweerstand vermogenvan van100 100. W Bij bij 230 V. temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? De lamp van een overheadprojector heeft een vermogen van 250 W bij 24 V. 17. a) EenWelke koperdraad heeft de bij grootste 20 °C eenweerstand? weerstand van 1,0 . lamp heeft Bij welke temperatuur wordt de weerstand nulals alsde de b) Van welke lamp is de gloeidraad het dikst weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? lengte en het materiaal van beide draadjes hetzelfde zou zijn? 18. Een PTC en een weerstand zijn in serie op een bron aangesloten. Hoe verandert stroomsterkte en de 13. Een koperdraad heeft bij 0 °Cdeeen weerstand van spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? 0,150 . Bereken de weerstand van die draad bij 40 °C. 19. en een weerstand zijn in serie opvan eende bron 14. Een NTC goudcontact in een elektrisch circuit Space U aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de. Shuttle heeft bij -15 °C een b weerstand van 0,0030 spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? Tijdens de lancering stijgt de temperatuur van dit circuit tot 40 °C. Bepaal de weerstand van het contact bij 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron die temperatuur. aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. je de thermistor een lucifer 15. Als De weerstand van eenmet metalen draad verwarmt, is 12,56 gaat bij 0het °C lampje harder branden. Verklaar. en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt R PTC van het materiaal. 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, koolstofheeft een temperatuurcoëfficiënt van 16. omdat Een weerstand -3 a) een metaal is een c) zal eendehalfgeleider 2,80 °C -1 en weerstand van 100 .is Bijde welke Als de· 10 temperatuur stijgt, weerstand van PTC stijgen; de totale weerstand van de kring b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? stijgt en de stroom daalt want I = U / (R + RPTC) 17. Een koperdraad heeft bij 20de °CPTC eenstijgt, weerstand vande1,0 . Vermits de weerstand van neemt spanning erover toe: Bij welke temperatuur wordt de spanning over de PTC is de weerstand nul als de weerstand zou blijven dalen met de temperatuur? UPTC = Rlineair PTC . I = RPTC · U / (R + RPTC) 18. Een PTC en een U weerstand zijn in serie op een bron = aangesloten. de stroomsterkte en de R /Hoe R PTCverandert +1 spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? 25/02/15 09:38 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? 20. Een thermistor en een lampje zijn in serie op een bron b aangesloten. Het lampjeUbrandt nauwelijks. Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is NTC halfgeleider is b) een isolatorR is d) een gedopeerde Als de temperatuur stijgt, zal de weerstand van de NTC dalen; de totale weerstand van de kring daalt en de stroom stijgt want I = U / (R + RNTC) 25/02/15 09:38 Vermits de weerstand van de NTC daalt, daalt de spanning erover: de spanning over de NTC is UNTC = RNTC · I = RNTC · U / (R + RNTC) U = R / R NTC + 1 e an 5 mm2. r van n 6,0 V, 5 mm2 d met . oet die r van n 6,0 V, tand t gloei. daarom met oet die aden? tand t gloei. aarom aden? 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij welke die temperatuur. temperatuur is de weerstand tweemaal zo groot? 15. van eenbij metalen draad is 12,56 van bij1,0 0 °C 17. De Eenweerstand koperdraad heeft 20 °C een weerstand . en 18,29 bij 100 °C. Bepaal de temperatuurcoëfficiënt Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de van het materiaal. weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? 9 16. Een Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt van 18. PTC en een weerstand zijn in serie op een bron -3 -1 2,80 · 10 °C en een weerstand van 100 . Bij aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en welke de temperatuur de PTC weerstand tweemaal zo groot? spanning overis de bij stijgende temperatuur? 17. Een Een koperdraad bij 20 zijn °C een weerstand 1,0 . 19. NTC en een heeft weerstand in serie op eenvan bron Bij welke temperatuur wordt de weerstand nul als de aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de weerstand lineair zou blijven dalen met de temperatuur? spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? 18. en een en weerstand zijnzijn in serie op een bronbron 20. Een Een PTC thermistor een lampje in serie op een aangesloten. Hoe verandert de stroomsterkte en de aangesloten. Het lampje brandt nauwelijks. spanning over de PTC bij stijgende temperatuur? Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 19. Een NTC en een weerstand zijn in serie op een bron verandert de stroomsterkte en de 21. aangesloten. Koolstof heeftHoe een negatieve temperatuurcoëfficiënt, De thermistor is een NTC. spanning over de NTC bij stijgende temperatuur? omdat koolstof Als de temperatuur stijgt, zal de spanning over de NTC dalen en over het lampje stijgen (zie 13). a) een metaal is c) een halfgeleider is een koolstofweerstand zoals gebruikt in oude elektronische apparaten zoals tv's Experimenteel kun je mooi demonstreren 20. b) Een thermistor en een lampje zijn in serie met op een bron is een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider en een fietslampje (6 V - brandt 3 W). Koolstof staat in het periodiek systeem in de kolom van de halfgeleiders en gedraagt zich als aangesloten. Het lampje nauwelijks. een NTC (zie ook gegevenskaart). Als je de thermistor met een lucifer verwarmt, gaat het lampje harder branden. Verklaar. 21. Koolstof heeft een negatieve temperatuurcoëfficiënt, 25/02/15 omdat koolstof a) een metaal is c) een halfgeleider is b) een isolator is d) een gedopeerde halfgeleider is 09:38 NIEUW - VOLGT 25/02/15 09:38 10 29 REEKS 2 REEKS 2 1. De verhouding ∆R is onafhankelijk van Ro, Ro · ∆θ 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? alhoewel Ro in die verhouding voorkomt. Verklaar grafisch hoe dat kan. 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. Welke uitspraak geeft best weer je dan zou 2. Het gloeidraadje van een lamp heeft diameter Neem bv.-3een weerstand waarvoor Ro tweemaal zo groot is. Dan is voor dezelfde temperatuurstijging ∆i wat de toename vanzien? de Je ziet 0,20 · 10 m en weerstand 50 . Voor een weerstand van weerstand ∆R ook tweemaal zo groot. a) veel vrije elektronen en gaten; 25 moet het gloeidraadje een diameter hebben van b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; a ) 0,10 · 10-3 m b)0,14 · 10-3 m c) enkel atomen en covalente bindingen; c) 0,28 · 10-3 m d)0,40 · 10-3 m 29 d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat 2· R R lengte l en diameter d is aangesloten op 3. Een geleider met geluk een vrij elektron en een positief roosterion. een bron met spanning U. Als ik de geleider vervang door één met dezelfde diameter en uit hetzelfde materiaal, maar 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2 parallelgemet een dubbele lengte, zal schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen a) de weerstand van2R de geleider stijgen/dalen/gelijk blijven van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten O b) de stroomsterkte stijgen/dalen/gelijk blijven op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 R c) het elektrisch veld in de draad stijgen/dalen/gelijk blijven weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als men de tweede weerstand enige tijd na de andere d) de driftsnelheid van de vrije elektronen in de geleider RO blijven inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. stijgen/dalen/gelijk 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft REEKS 2 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veran4. Bij een tl-buis loopt een stroom door een gas. De buis heeft lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. een inwendige diameter 10 mm en lengte 40 cm. Op de buis dert van 1 tot 2 is de verandering van de weerstand ∆R 1. De verhouding Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de is onafhankelijk van Ro, staat ‘230 V - 11RoW’. R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) · ∆θ 1 winter 3 R ^(-15h °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? Bereken de specifieke weerstand van het gas. = a constant. · Als Ro tweemaal zoverhouding groot wordtvoorkomt. en ∆R ook, dan blijft de verhouding alhoewel Ro in die 3grootte i R13. O De van het elektrisch veld in de depletielaag Verklaar grafisch hoe dat kan. 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot 5. Een elektrische boiler is aangesloten op 230 V. is van de orde 105 N/C. De depletielaag is ongeveer dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van ni5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? 2. Het gloeidraadje van een lamp heeft diameter chroom, -3heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van depletielaag. Je ziet 0,20 · 10 2 m en weerstand 50 . Voor een weerstand van 0,25 mm . Bereken de stroom door de boiler. a) veel vrije elektronen en gaten; 25 moet het gloeidraadje een diameter hebben van 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; a) 0,10 · 10-3 m b)0,14 · 10-3 m en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de 6. Geef de moleculaire verklaring van-3het feit dat c) enkel atomen en covalente bindingen; c) 0,28 · 10-3 m d)0,40 · 10 m temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de a) R ~ l d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat weerstand bestaat. b) R ~ 1/A geluk een vrij elektron en een positief roosterion. 3. Een geleider lengte l en diameter d is aangesloten op UitR t · l /met A volgt c) de =weerstand afhangt van het materiaal waaruit hij beeen staat. Abron = t met · l / Rspanning U. Als ik de geleider vervang door 15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron één met dezelfde de diameter en uit hetzelfde maar Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2 parallelgeAls de weerstand helft moet zijn, moet demateriaal, doorsnede A verdubbeld11. worden. (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking met een dubbele lengte, zal schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen A = 2 · A 2 lamp 1staat ‘230 V – 100 W’. Bij 20 °C is 7. Op een met Si? Verklaar. 2 a) de de geleider stijgen/dalen/gelijk blijven van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten weerstand r weerstand · d22 / 4 36 = 2van · rDe · dtemperatuurcoëfficiënt 1 de . van het b) stijgen/dalen/gelijk blijven op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 -3 de d22stroomsterkte = 2 d12is 4,9 · 10 gloeidraadje °C-1. Bepaal de gloeitemperatuur 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie –3 c) het elektrisch weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als veld in m) de 2draad stijgen/dalen/gelijk blijven = 2 · (0,20 · 10 van het draadje bij 230 V. een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k men de tweede weerstand enige tijd na de andere d) de d2 driftsnelheid = 0,28 · 10 –3 van m de vrije elektronen in de geleider op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. stijgen/dalen/gelijk blijven Het juiste antwoord is c. 8. Welke uitspraak klopt? Kon ik rondlopen in ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij a) een zuiver halfgeleider, dan zou ik af en toe 50,0 °C een spanning van 3,34 V. 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veran4. Bij een tl-buis loopt een stroom door een gas. De buis heeft een positief gat en een negatief roosterion zien; a) Bepaal de weerstand van de NTC bij 20 °C en een inwendige diameter 10 mm en lengte 40 cm. Op de buis dert van 1 tot 2 is de verandering van de weerstand b) een p-type halfgeleider, dan kom ik enkel bij 50 °C. staat ‘230 V - 11 W’. R – R = · R0 · (2 – 1) ladingen tegen die vast zitten in het rooster; b)2 Stel1 de functie voor de ijkgrafiek op. Bereken de specifieke weerstand van het gas. c) de depletielaag, dan is de kans om een vrij elektron of Veronderstel dat de sensor lineair is. 13. De grootte van het elektrisch veld in de depletielaag een gat aan te treffen even groot. c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als 5. Een elektrische boiler is aangesloten op 230 V. is van de orde 105 N/C. De depletielaag is ongeveer de spanning over de NTC 4,52 V is? De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van ni5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de chroom, heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van depletielaag. 0,25 mm2. Bereken de stroom door de boiler. 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 REEKS 2 1. De verhouding ∆R is onafhankelijk van Ro, Ro · ∆θ alhoewel Ro in die verhouding voorkomt. Verklaar grafisch hoe dat kan. 2. Het gloeidraadje van een lamp heeft diameter 0,20 · 10-3 m en weerstand 50 . Voor een weerstand van 25 moet het gloeidraadje een diameter hebben van a ) 0,10 · 10-3 m b)0,14 · 10-3 m -3 c) 0,28 · 10 m d)0,40 · 10-3 m 3. R Een E Egeleider K S 2 met lengte l en diameter d is aangesloten op een bron met spanning U. Als ik de geleider vervang door éénverhouding met dezelfde ∆R diameter en uit hetzelfde maar 1. De is onafhankelijk van materiaal, R o, · ∆θ zal met een dubbeleRolengte, a) de weerstand de geleider stijgen/dalen/gelijk blijven alhoewel Ro in dievan verhouding voorkomt. b) de stroomsterkte stijgen/dalen/gelijk blijven Verklaar grafisch hoe dat kan. c) het elektrisch veld in de draad stijgen/dalen/gelijk blijven driftsnelheid delamp vrijeheeft elektronen in de geleider 2. d) Hetde gloeidraadje vanvan een diameter -3 stijgen/dalen/gelijk blijven 0,20 · 10 m en weerstand 50 . Voor een weerstand van 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. 11 Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de 29 winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? Je ziet a) veel vrije elektronen en gaten; b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; c) enkel atomen en covalente bindingen; 29 d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat eendraad vrij elektron een positief roosterion. 9. Eengeluk ijzeren van een en weideafsluiting heeft lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit parallelgeHoeveel verandert de weerstand van2de draad van de schakelde weerstandsdraden met elk een winter (-15 °C) ten opzichte van de zomervermogen (+ 30 °C)? van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten op een eenhalfgeleider zekering. Schakelt de 2 10. Stel datkring je eenmet n-type zo sterk men uitvergroot weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. men de tweede weerstand enige tijd na de andere Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. Je ziet a) veel vrije elektronen en gaten; 25 moet het gloeidraadje een diameter hebben van 9. Bewijs: Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft R E Eeen -3wordt 12. 4. Bij stroom door De buis heeft temperatuur een weerstand verana) RK=S tl-buis t·210 · l -3/ m A.loopt Als leen groter wordt, groter (t en A zijn constant) b) veel als vrijedeelektronen en van positieve roosterionen; a ) 0,10 b)0,14 · 10 meen Rgas. lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. -3 diameter 10 mm en-3lengte 40 cm. Op de buis een inwendige dert van tot is de verandering van de weerstand 1 2 en covalente bindingen; c) enkel atomen c) 0,28 · 10 m ∆R d)0,40 · 10 m 1. De Hoeveel de weerstand van de draad van de is onafhankelijk van Ro, staat 11R W’. R2 –vooral R1 =verandert atomen · R0 · (en 1) 2 –covalente b) verhouding I =‘230 U / VR:- als R stijgt, zal I dalen (U is constant) d) bindingen en met wat · ∆ θ o winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? Bereken de specifieke weerstand van het gas. 3. Een geleider met lengte l en diameter d is aangesloten op geluk een vrij elektron en een positief roosterion. alhoewel verhouding voorkomt. grootte van het elektrisch veldvan in de o in die is c) de Rmet geleider er een homogeen veld en geldt Udoor = E · d en dus E13. = UDe / d. De parameter d is de lengte dedepletielaag draad. Als d een In bron spanning U. Als ik de geleider vervang 5 Verklaar grafisch hoe dat kan. 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk 5. Een elektrische boiler is aangesloten op 230 V. is van de orde 10 N/C. De depletielaag isuitvergroot ongeveer en U constant blijft, E dalen. materiaal, maar één stijgt met dezelfde diameter en zal uit hetzelfde 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2 parallelgedatµm debreed. atomenBereken op zo’n het 10 cm van elkaar zouden liggen. De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van ni5 potentiaalverschil over de met een dubbele lengte, zal schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen 2. chroom, Het gloeidraadje van een lamp heeft diameter Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van depletielaag. d) Deweerstand driftsnelheid enkel af van het elektrischeblijven veld in de draad envan van1200 de roosterstructuur. a) de vanhangt de geleider stijgen/dalen/gelijk W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten 2 m en weerstand 50 . Voor een weerstand van 0,20 · 10-3 Je 0,25 mm . Bereken stroom door de boiler. b) de Vermits het veldde daalt en de geleider uit hetzelfde materiaal bestaat, op zalziet o dalen. stroomsterkte stijgen/dalen/gelijk blijven een kring met een zekering. Schakelt men de 2 a) Daardoor veel elektronen en gaten; 25 het gloeidraadje Bij - 60 vrije °C isneemt de waarde van een 145,5Als Inmoet de formule I = nin· de A · draad oeen · Q diameter blijft n, Ahebben en Q van constant o af. deinstroom af.weerstand Ditde is in c) het weerstanden tegelijk dan springt zekering. elektrisch veld stijgen/dalen/gelijk blijvenen neemt14. -3 -3 b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; a ) 0,10 · 10 m b)0,14 · 10 m en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de 6. d) Geef de moleculaire verklaring van het feit dat overeenstemming men de tweede weerstand enige tijd na de andere de driftsnelheid vanmet de b) vrije elektronen in de geleider -3 c) enkel atomen en covalente c) R0,28 d)0,40 · 10-3 m temperatuurcoëfficiënt van hetbindingen; materiaal waaruit de a) ~ l · 10 m inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. stijgen/dalen/gelijk blijven d) vooral atomen weerstand bestaat.en covalente bindingen en met wat b) R ~ 1/A 3. c) Eendegeleider met afhangt lengte l van en diameter d is aangesloten op geluk een vrij elektron en een positief roosterion. hetdoor materiaal waaruit hij heeft be12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veran4. Bij eenweerstand tl-buis loopt een stroom een gas. De buis eenstaat. bron met spanning U. Als ik de geleider vervang door 15. Per atomen er een vrij elektron derthoeveel van 1 tot een inwendige diameter 10 mm en lengte 40 cm. Op de buis 2 isGe deisverandering van de weerstand één met dezelfde diameter en uit hetzelfde materiaal, maar 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2 parallelge(bij 27 °C)? Is dat meer of R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) minder in vergelijking staat ‘230 V - 11 W’. meteen eenlamp dubbele schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen 7. Op staatlengte, ‘230weerstand V zal – 100 W’. 20gas. °C is met Si? Verklaar. Bereken de specifieke vanBijhet a) weerstand de weerstand detemperatuurcoëfficiënt geleider stijgen/dalen/gelijk van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten de 36 van . De van hetblijven 13. De grootte van het elektrisch veld in de depletielaag -3 b) de stroomsterkte stijgen/dalen/gelijk blijven een kring met een zekering. Schakelt men de 2 gloeidraadje is 4,9 · 10 °C-1. Bepaal op de 230 gloeitemperatuur 16. op Om eende temperatuursensor te maken, zet is van orde 105 N/C. De depletielaag 5. Een elektrische boiler is aangesloten V. is Sofie ongeveer We berekenen eerst deinweerstand van de lamp: c) het weerstanden tegelijk in dan springt van de zekering. Als elektrisch veld de draad stijgen/dalen/gelijk blijven van het draadje bij 230 V. een NTC in serie met een weerstand 10,0 k de 2 De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van ni5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de P =driftsnelheid U /R men de bron tweede weerstand enige tijd na20,0 de andere d) van de vrije elektronen in de geleider op een met spanning 10,0 V. Bij °C meet 2 2 doorsnede van chroom, lengte 4,0= m een depletielaag. stijgen/dalen/gelijk R = Uheeft / P =een (230 V)2blijven /van 11 W 48en · 10 X inschakelt zekeringvan niet. Verklaar. 2 8. 0,25 Welkemm uitspraak klopt? Kon ik rondlopen in ze over de springt NTC eende spanning 5,20 V en bij . Bereken de stroom door de boiler. De specifieke weerstand t volgt uit R = t · l / A: a) een zuiver halfgeleider, dan zou ik af en toe 50,0 °C een spanning van 3,34 V. 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 t =R-A/l 12. a) 4. Bij tl-buis loopt een door een gas. zien; De buis heeft Bewijs: alsde de temperatuur een veraneen positief eenstroom negatief roosterion vanvan de169,8 NTC weerstand bij °C en 2gat en 2 het en Bepaal bij 100 °C weerstand is de weerstand .20Bepaal de 6. Geef de moleculaire verklaring van feit dat = 48 · 10 diameter X . r . (5,0 mm)en /lengte 40 cm40 cm. Op de buis een inwendige 10 dan mm dertbijvan tot 2 is de verandering van de weerstand b) een p-type halfgeleider, kom ik enkel 50 °C. 1 temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de a) R ~=l48 · 102 X · r · (5,O · 10 ­–3 m)2 / 0,40 m = 0,94 X m staat ‘230 V tegen - 11 W’. R2 –Stel R1 =defunctie · R0 · (voor ) ijkgrafiek op. die vast zitten in het rooster; b) 2 – 1de weerstand bestaat. b) Rladingen ~ 1/A Bereken de specifieke weerstand van het gas. c) de depletielaag, dan is de kans om een vrij elektron of Veronderstel dat de sensor lineair is. c) de weerstand afhangt van het materiaal waaruit hij be13. c) De Welke groottetemperatuur van het elektrisch veld depletielaag een gat aan te treffen even groot. meet ze metindedesensor als 15. Per hoeveel atomen staat. 5 Ge is er een vrij elektron is van de orde 10over 5. Een elektrische boiler is aangesloten op 230 V. N/C. De depletielaag is ongeveer de spanning de NTC 4,52 V is? (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van ni5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de 7. Op een lamp staat ‘230 V – 100 W’. Bij 20 °C is met Si? Verklaar. chroom, heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van depletielaag. de weerstand 36 . De temperatuurcoëfficiënt van het 0,25 mm2. Bereken de -3 stroom door de boiler. gloeidraadje is 4,9 · 10 °C-1. Bepaal de gloeitemperatuur 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 van het draadje bij 230 V. een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de 6. Geef de moleculaire verklaring vanvan hetde feitboiler: dat We berekenen eerst de weerstand op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet Module VASTE STOF FYSICA .indd 29 temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de a) lρt · l / A RR~=uitspraak 8. Welke klopt? Kon ik rondlopen in ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij –8 2 weerstand bestaat. b) Reen 100 · 10 X m · 4,0dan m /zou 0,25 mm ~= 1/A a) zuiver halfgeleider, ik af en toe 50,0 °C een spanning van 3,34 V. –8 c) weerstand afhangt vanmhet materiaal de 100 · 10gat Xenmeen · 4,0 / (0,25· 10–6waaruit m2zien; ) = 16hijXbeeen= positief negatief roosterion a) Bepaal de weerstand van de NTC bij 20 °C en 15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron staat. b) een p-type halfgeleider, dan kom ik enkel bij 50 °C. (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking De ladingen stroomsterkte tegenisdie vast zitten in het rooster; b) Stel de functie voor de ijkgrafiek op. 7. Op een V –X100 W’.ABij 20 °C is met Si? Verklaar. de I =depletielaag, Ulamp / R =staat 230‘230 Vdan / 16 14 c) is de =kans om een vrij elektron of Veronderstel dat de sensor lineair is. de weerstand 36 . De temperatuurcoëfficiënt van het een gat aan te treffen even groot. c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als gloeidraadje is 4,9 · 10-3 °C-1. Bepaal de gloeitemperatuur 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie de spanning over de NTC 4,52 V is? van het draadje bij 230 V. een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet 8. Welke uitspraak klopt? Kon ik rondlopen in ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij a) een zuiver halfgeleider, dan zou ik af en toe 50,0 °C een spanning van 3,34 V. 25/02/15 09:38 12 b) de stroomsterkte stijgen/dalen/gelijk blijven c) het elektrisch veld in de draad stijgen/dalen/gelijk blijven d) de driftsnelheid van de vrije elektronen in de geleider REEKS 2 stijgen/dalen/gelijk blijven ∆R 1. De verhouding is onafhankelijk van R , Ro · ∆een θ stroom door een gas.o De buis heeft 4. Bij een tl-buis loopt een inwendige diameter 10 mm en lengte 40 cm. Op de buis alhoewel Ro in die verhouding voorkomt. staat ‘230 V - 11 W’. Verklaar grafisch hoe dat kan. Bereken de specifieke weerstand van het gas. 2. 5. 6. 3. 7. 4. 8. 5. op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als men de tweede weerstand enige tijd na de andere 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veranwinter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? dert van 1 tot 2 is de verandering van de weerstand R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. 13. De grootte van het elektrisch veld in de depletielaag Het gloeidraadje van een lamp heeft diameter Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? Een elektrische boiler is aangesloten op 230 V. is van de orde 105 N/C. De depletielaag is ongeveer -3 0,20 · 10 m en weerstand 50 . Voor een weerstand van Je ziet De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van ni5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de a) veel vrije elektronen en gaten; 25 moet het gloeidraadje een diameter hebben van chroom, heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van depletielaag. b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; a ) 0,10 · 210-3 m b)0,14 · 10-3 m 0,25 mm . Bereken de stroom door-3 de boiler. c) enkel atomen en covalente bindingen; c) 0,28 · 10-3 m d)0,40 · 10 m 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de Geef de moleculaire verklaring van het feit dat Een geleider met lengte l en diameter d is aangesloten op geluk een vrij elektron en een positief roosterion. temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de a) R ~ l een bron met spanning U. Als ik de geleider vervang door weerstand bestaat. b) R ~ 1/A één met dezelfde diameter en uit hetzelfde materiaal, maar 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2 parallelgec) de weerstand afhangt van het materiaal waaruit hij bemet een dubbele lengte, zal schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen 15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron staat. a) de weerstand van de geleider stijgen/dalen/gelijk blijven van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking b) de stroomsterkte stijgen/dalen/gelijk blijven op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 met Si? Verklaar. Op een lampvraag staat11 ‘230 V12– van 100 deze W’. Bij 20 °C is a) Zie ook en reeks. c) het elektrisch veld in de draad stijgen/dalen/gelijk blijven weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als de weerstand 36 . De temperatuurcoëfficiënt van het Als de lengte van een geleider (aangesloten op een bron met constante hettijd elektrische veld in menspanning) de tweedeverdubbelt, weerstandzal enige na de andere d) de driftsnelheid van-3de vrije elektronen in de geleider -1 gloeidraadje is 4,9 · 10 °C . Bepaal de gloeitemperatuur 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie de draad gehalveerd worden (U = E · d). inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. stijgen/dalen/gelijk blijven van het'drijfkracht' draadje bij op 230deV.vrije elektronen wordt gehalveerd (F = E · Q ) een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k De spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet een De driftsnelheid ook de stroomsterkte gehalveerd (I12. = nop · A een · o · bron Q )demet Bij tl-buis loopt en eendus stroom door een gas. De wordt buis heeft Bewijs: als temperatuur van een weerstand veranWelke uitspraak klopt? Kon ik rondlopen in ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij een De weerstand R verdubbelt dan (R = UI[) inwendige diameter 10 mm en lengte 40 cm. Op de buis dert van 1 tot 2 is de verandering van de weerstand a) een zuiver halfgeleider, dan zou ik af en toe 50,0 °C een spanning van 3,34 V. staat ‘230 V - 11 W’. R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) gat3 en een negatief zien; a) Bepaal de weerstand van de NTC bij 20 °C en b) een Zie positief ook uitweerstand reeks 2 vanroosterion Bereken de vraag specifieke het gas. b) een halfgeleider, dan kom ik(aangesloten enkel bij 50 °C. Als p-type de doorsnede van een geleider op een bron met13. constante spanning) zal het elektrische veld De grootte van hetverdubbelt, elektrisch veld in de depletielaag ladingen tegen die vast zitten(Uin=het rooster; b) Stel de functie5 voor de ijkgrafiek op. in de draad constant blijven E · d). Een elektrische boiler is aangesloten op 230 V. is van de orde 10 N/C. De depletielaag is ongeveer c) dan de kans om een vrij elektron of(F = E · Q ) Veronderstel dat de sensor lineair is. de Dedepletielaag, 'drijfkracht' op deisvrije constant De verwarmingsweerstand van elektronen de boiler isblijft gemaakt van ni5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de een gat aan te treffen even groot. blijft constant. c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als chroom, De driftsnelheid van de elektronen heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van depletielaag. de spanning over de NTC 4,52 V is? Demm stroomsterkte (I =den boiler. · A · o · Q ) 2 0,25 . Bereken deverdubbelt stroom door De weerstand R is dan gehalveerd (R = U / I ) 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de 6. Geef de moleculaire verklaring van het feit dat c) weerstand is de verhouding U / I. Voor een geleider hangt de stroomsterkte I af van de dichtheid n aan vrijewaaruit de temperatuurcoëfficiënt van het materiaal a) RDe l ~ elektronen en van de snelheid o waarmee de vrij elektronen door het rooster opschuiven, en dus van de roosterstructuur. weerstand bestaat. b) R ~ 1/A De parameter 'n'en 'roosterstructuur' zijn verschillend van het ene materiaal tot het andere. Module VASTE STOF FYSICA 29 c) de.indd weerstand afhangt van het materiaal waaruit hij be15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron staat. (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking met Si? Verklaar. 7. Op een lamp staat ‘230 V – 100 W’. Bij 20 °C is de weerstand 36 . De temperatuurcoëfficiënt van het gloeidraadje is 4,9 · 10-3 °C-1. Bepaal de gloeitemperatuur 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie van het draadje bij 230 V. een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet de NTC eenvan spanning van 5,20 Visen bijhoog 8. Welke uitspraak klopt? Kon ik rondlopen in De gegevens '230 V – 100 W' hebben betrekking op de lamp als ze brandt.zeDeover temperatuur het gloeidraadje dan 50,0 °C een spanning van 3,34 V. a) een zuiver halfgeleider, dan zou ik af en toe (stel die temperatuur i'). a) Bepaalopdedie weerstand van de NTC positiefberekend gat en een roosterion De een weerstand metnegatief de formule P = U2 /zien; R geeft dus de weerstandswaarde gloeitemperatuur i' bij 20 °C en bij 50 °C. b) een p-type halfgeleider, dan kom ik enkel 2 2 R = U / P = (230 V) / 100 W = 529 X b) Stel de functie voor de ijkgrafiek op. ladingen tegen die vast zitten in het rooster; Veronderstel dat de sensor lineair is. c) de depletielaag, dan is de kans om een vrij elektron of De weerstand bij temperatuur i wordt gegeven door: c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als een gat aan te treffen even groot. R = Ro · [1 + a · i] de spanning over de NTC 4,52 V is? 25/02/15 09:38 We berekenen eerst de weerstand van de gloeidraad bij 0 °C. We weten dat de weerstand van de lamp gelijk is aan 36 X bij 20 °C: 36 X = Ro · [1 + 4,9 · 10 –3 °C –1 ∙ 20 °C] Daaruit volgt Module VASTE STOF FYSICA .indd 29 Ro = 33 X Op gloeitemperatuur i' is de weerstand 529 X: 529 X = 33 X · [1 + 4,9 · 10 –3 °C –1 · i'] 1 + 4,9 · 10 –3 °C –1 · i' = 529 / 33 1 + 4,9 · 10 –3 °C –1 · i' = 16 Dus i' = 15 / 4,9 · 10 –3 °C –1 = 31 ∙ 102 °C 25/02/15 09:38 De verwarmingsweerstand van de boiler is gemaakt van nichroom, heeft een lengte van 4,0 m en een doorsnede van 0,25 mm2. Bereken de stroom door de boiler. 6. Geef de moleculaire verklaring van het feit dat a) R ~ l b) R ~ 1/A c) de weerstand afhangt van het materiaal waaruit hij bestaat. 7. Op een lamp staat ‘230 V – 100 W’. Bij 20 °C is de weerstand 36 . De temperatuurcoëfficiënt van het gloeidraadje is 4,9 · 10-3 °C-1. Bepaal de gloeitemperatuur van het draadje bij 230 V. 8. Welke uitspraak klopt? Kon ik rondlopen in a) een zuiver halfgeleider, dan zou ik af en toe een positief gat en een negatief roosterion zien; b) een p-type halfgeleider, dan kom ik enkel ladingen tegen die vast zitten in het rooster; 29 c) de depletielaag, dan is de kans om een vrij elektron of een gat aan te treffen even groot. 5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de depletielaag. 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 13 en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de weerstand bestaat. 15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking met Si? Verklaar. 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij 50,0 °C een spanning van 3,34 V. a) Bepaal de weerstand van de NTC bij 20 °C en bij 50 °C. b) Stel de functie voor de ijkgrafiek op. Veronderstel dat de sensor lineair is. c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als de spanning over de NTC 4,52 V is? a is niet juist want in een zuivere halfgeleider zijn er geen negatieve roosterionen b is niet juist want een p-type halfgeleider bevat vrije positieve gaten c is juist Module VASTE STOF FYSICA .inddwant 29 d van n en op door l, maar k blijven k blijven eider is heeft de buis an nide van in de depletielaag is de kans om een vrij elektron of gat aan te treffen even groot, nl. (theoretisch) 0. 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? 10. We Stelberekenen dat je een n-type sterk uitvergroot eerst dehalfgeleider weerstandzo van de draad: dat de=atomen R t · l/A op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. –3 Welke=uitspraak wat· (2,58 je dan/ zou zien? 10 · 10 –8 geeft X m ·best 350 weer m / [r 2 · 10 m)²] Je ziet= 6,7 X a) veel vrije elektronen en gaten; b) weerstand veel vrije elektronen en positieve De bij temperatuur i wordtroosterionen; gegeven door: c) enkel bindingen; R = Roatomen · [1 + aen · icovalente ] d) vooral bindingen en met wat = 6,7atomen X ∙ [1 en + acovalente ·i] geluk een vrij elektron en een positief roosterion. Bij –15 °C is de weerstand 11. EenRelektrisch uit· 2(–15 parallelge= 6,7 X · kacheltje [1 + 6, 0· bestaat 10 –3 °C –1 °C) ] = 6,1 X schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen van30 1200 bijweerstand 230 V. Het kacheltje is aangesloten Bij °C isWde –1 de 2X op een R = kring 6,7 Xmet · [1 een + 6,0zekering. · 10 –3 °CSchakelt · 30 °Cmen ] = 7,9 weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als men de tweede van weerstand enige tijd De verandering de weerstand is na de andere inschakelt zekering niet. Verklaar. 7,9 X –springt 6,1 X de = 1,8 X 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand verandert van 1 tot 2 is de verandering van de weerstand R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) 13. De grootte van het elektrisch veld in de depletielaag is van de orde 105 N/C. De depletielaag is ongeveer 5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de depletielaag. 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de weerstand bestaat. hij be15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking met Si? Verklaar. 25/02/15 09:38 29 14 d van n d van n op en door l, maar op ken blijven door maar kl,blijven eider k blijven kisblijven heeft eider de buis d van is n heeft de buis an nide van en op door nil,anmaar de van k blijven hij bek blijven eider hij et beatuur is heeft de buis et atuur an nide van on of on of hij be- et atuur 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? 9. Een ijzeren draad van een weideafsluiting heeft lengte m en gemiddelde diameter 2,58 mm. 10. Stel dat350 je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot Hoeveel verandert de weerstand van de draad de dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden van liggen. winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? 29 Je ziet 10. Stel dat vrije je eenelektronen n-type halfgeleider a) veel en gaten;zo sterk uitvergroot dat de atomen op zo’n 10 cmpositieve van elkaarroosterionen; zouden liggen. b) veel vrije elektronen en Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? c) enkel atomen en covalente bindingen; Je ziet d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat a) geluk veel vrije een elektronen vrij elektronenengaten; een positief roosterion. b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; c) enkel atomen en covalente bindingen; 11. Het Een elektrisch kacheltje uit 2 parallelgejuiste antwoord is d:bestaat bij dopering van 1 op 106 is er per 106 atomen een vrij elektron en een positief roosterion. d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen geluk een vrij elektron en een positief roosterion. van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten kringdraad met een Schakelt men de 2 9. op Eeneen ijzeren van zekering. een weideafsluiting heeft 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2deparallelgeweerstanden in dan springt zekering. lengte 350 m tegelijk en gemiddelde diameter 2,58 mm. Als schakelde weerstandsdraden metvan elkde eendraad men de tweede weerstand enige tijd na devermogen andere Hoeveel verandert de weerstand van de van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten inschakelt zekering niet. Verklaar. winter (-15springt °C) tendeopzichte van de zomer (+ 30 °C)? op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 weerstanden in danvan springt de zekering. Als 12. Bewijs: detegelijk temperatuur een veran10. Stel dat als je een n-type halfgeleider zoweerstand sterk uitvergroot men de tweede weerstand enige tijd na de andere dert van 1 totop 2 zo’n is de10verandering vanzouden de weerstand dat de atomen cm van elkaar liggen. inschakelt niet. Verklaar. R2 – R1uitspraak = springt · R0 · (geeft 2de– zekering best Welke 1) weer wat je dan zou zien? Je ziet 12. Bewijs: als temperatuur eenvan veranberekenen eerst de weerstand een draad met P = U 2 / R: 13. We De grootte van het elektrisch veld inweerstand de depletielaag a) veel vrijede elektronen en van gaten; 2 2 5 de dert orde (230 de weerstand is Rvan =de Uvrije Pelektronen =10 V)verandering / 1200 W =van 44,1 1/tot 2 isN/C. De depletielaag is X. ongeveer b) van veel en positieve roosterionen; R5c)2µm –enkel = · R · ( – ) Dit isRde weerstand als de weerstandsdraad 1 atomen 0 1 potentiaalverschil breed. Bereken het over is. de en2 covalente bindingen; heet De stroomsterkte is dan depletielaag. d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat 13. I De geluk grootte het veld inAde depletielaag = U /een Rvan =vrij 230 Velektrisch / 44,1enXeen = 5,2 elektron positief roosterion. 5 is van de orde 10 N/C. De depletielaag is ongeveer Als je de weerstand inschakelt, is hij koud en is deweerstand veel lager, bv. 15 X. De stroom is dan 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de I = U / R = 230 V / 115 X = 15 A 100 °C iskacheltje de weerstand 169,8 . Bepaal de 11. en Eenbij elektrisch bestaat uit 2parallelgedepletielaag. Schakel je de weerstanden tegelijk in, dan is de stroomsterkte 2 · 15 A = 30 A want beide draden zijn koud. Een zekering van temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen bv. 25 A springt dan. weerstand van 1200 Wbestaat. bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten 14. Schakel Bij - 60kring °Cnu is met de van eenSchakelt weerstand 145,5 dan is de stroom bij het inschakelen van de eerste draad 15 A en springt je de waarde weerstandsdraden één voor één op een een zekering. men de 2in, en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de de zekering niet. De weerstandsdraad warmt op en 15. weerstanden Per hoeveel atomen Geinis dan er een vrij elektron tegelijk springt de zekering. Alsde stroomsterkte daalt tot 5,2 A. Schakel je dan de tweede draad in, dan temperatuurcoëfficiënt van het materiaal de is 20,2 A en de zekering springt niet. komt er 15 A bij want draad 2 is koud. totale stroom (bij 27 Is dat meer of minder in vergelijking men de°C)? tweede weerstand enige tijd naDedewaaruit andere weerstand bestaat. met Si? Verklaar. inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. 15. Per hoeveel atomen Ge is er van een vrij 16. Om een als temperatuursensor te maken, zet Sofieveran12. Bewijs: de temperatuur eenelektron weerstand (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking een een weerstand vande 10,0 k dert NTC van in 1 serie tot 2met is de verandering van weerstand met Si? Verklaar. op spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet R2 –een R1 =bron · Rmet · ( – ) 0 2 1 ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij 16. Om een te veld maken, zetdepletielaag Sofie 50,0 °C temperatuursensor eenvan spanning van 3,34 13. De De grootte elektrisch in de weerstand bijhet temperatuur i V.wordt gegeven door: een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k 5 a) van Bepaal vandepletielaag de NTC bij 20 °C en is is ongeveer R =de Roorde ·de [1 weerstand +10a ·N/C. i] De op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet bijbreed. 50 °C.Bereken het potentiaalverschil over 5 µm de ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij b) Stel de functie voor de ijkgrafiek op. depletielaag. Bij temperatuur i1 geldt 50,0 °C een spanning 3,34lineair V. Veronderstel devan sensor is. R · [1 + dat a·i 1 = Ro de 1](1) a) Bepaal weerstand van de NTC bijsensor 20 °C145,5 en c) Welke de als 14. Bij - 60 °Ctemperatuur is de waardemeet van ze eenmet weerstand bij 50 °C. de spanning over de NTC 4,52 V is? en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de Bij temperatuur i2 geldt b) Stel de functie voor de ijkgrafiek op. waaruit de temperatuurcoëfficiënt van het materiaal R2 = Ro · [1 + a · i2](2) Veronderstel dat de sensor lineair is. weerstand bestaat. c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als (2) – (1) geeft spanning overGedeisNTC 4,52 is? 15. R Perde hoeveel atomen er een vrijV elektron 2 – R1 = Ro · [1 + a · i2] – Ro · [1 + a · i1] (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking met Si? Verklaar. 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie 25/02/15 09:38 d van n en op door l, maar van kd blijven n k blijven eider en op isdoor heeft l,demaar buis k blijven k blijven eider an nide van is heeft de buis hij be- an nide van et atuur hij be- et of on atuur on of Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? Je ziet 9. Een ijzeren van een heeft a) veel vrijedraad elektronen enweideafsluiting gaten; lengte 350 m en gemiddelde diameter 2,58 mm. b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de c) enkel atomen en covalente bindingen; winter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 d) vooral atomen en covalente bindingen en met°C)? wat geluk een vrij elektron en een positief roosterion. 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot dat de atomen op zo’n 10bestaat cm van elkaar zouden liggen. 11. Een elektrisch kacheltje uit 2 parallelgeWelke uitspraak geeft best weer wat je danvermogen zou zien? schakelde weerstandsdraden met elk een Je ziet van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten a) veel vrije elektronen en gaten; op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als c) enkel atomen en covalente bindingen; men de tweede weerstand enige tijd na de andere d) vooral atomen bindingen en met wat inschakelt springten decovalente zekering niet. Verklaar. R Ro elektron + Ro ∙ a en · i2een – Ropositief – Ro ∙ aroosterion. · i1 geluk een 2 –R 1 =vrij R – R = R ∙ a · i – R ∙ a · i 2 1 o 2 o 1 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veranR1 tot =a ∙ ( iverandering 11. R Een kacheltje bestaat 2 parallelge2 –- 2 – i1 ) uit van dert elektrisch van 2· Riso de de weerstand 1 schakelde weerstandsdraden met elk een vermogen R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten kring met zekering. Schakelt men de 2 13. op De een grootte van heteen elektrisch veld in de depletielaag weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als 5 is van de orde 10 N/C. De depletielaag is ongeveer men de tweede weerstand enige tijd na de andere 5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. depletielaag. 15 12. Bewijs: dede temperatuur een weerstand veran14. Stel Bij -dat 60 als °C waardeveld vanvan een 145,5 hetiselektrische in deweerstand depletielaag eenhomogeen veld is. Dan is wordt het potentiaalverschil(= de spanning) dert van tot is de verandering van de weerstand 1 2 en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de over de depletielaag gegeven door R2 – R1 = · R0 · (2 – 1van ) het materiaal waaruit de temperatuurcoëfficiënt U = E · d weerstand U = 105bestaat. N / C · 5 nm 13. De grootte5 van het elektrisch veld in de depletielaag = 10 N / C 5· 5 · 10 –6 m is van de orde 10 N/C. De depletielaag is ongeveer 15. Per hoeveel = 0,5 Vatomen Ge is er een vrij elektron 5(bij µm27breed. Bereken het potentiaalverschil over de °C)? Is dat meer of minder in vergelijking depletielaag. met Si? Verklaar. 14. 60 °C is de waarde vante een weerstand 145,5 16. Bij Om -een temperatuursensor maken, zet Sofie en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal een NTC in serie met een weerstand van 10,0 kde temperatuurcoëfficiënt van10,0 het materiaal de op een bron met spanning V. Bij 20,0waaruit °C meet weerstand bestaat. ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij 50,0 °C een spanning van 3,34 V. 15. De Perweerstand hoeveeldeatomen Ge is van er een elektron bij temperatuur wordt a) Bepaal weerstand deivrij NTC bijgegeven 20 °C endoor: (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking R Ro°C. · [1 + a · i ] bij=50 metStel Si? de Verklaar. b) functie voor de ijkgrafiek op. Bij Veronderstel -60 °C geldt dat de sensor lineair is. 16. 145,5 Om een temperatuursensor te Sofieals X = Ro · [1 +meet a · (-60 °C )] (1) c) Welke temperatuur zemaken, met de zet sensor eendeNTC in serie met een weerstand van 10,0 k spanning over de NTC 4,52 V is? op 100 een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet Bij °C geldt ze over de NTC spanning van°C] 5,20 V en bij 169,8 X = een Ro · [1 + a · 100 (2) 50,0 °C een spanning van 3,34 V. a) Bepaal van de NTC bij 20 °C en delen doorde (2)weerstand geeft bij 50 °C. 145, 5 61 + a · ^–60 °Ch@ b) Stel de functie = 25/02/15 de °ijkgrafiek op. 169, 8 61 + voor C@ a · 100 Deze vergelijking oplossen naar a geeft Veronderstel dat de sensor lineair is. c) Welke a = 0,97 · 10 –3 °C –1 temperatuur meet ze met de sensor als de spanning over de NTC 4,52 V is? 09:38 25/02/15 09:38 is heeft de buis 16 d van an nin de van en op door l, maar hij be- k blijven k blijven et eider atuur is heeft de buis on of an nide van hij be- et atuur on of Hoeveel verandert de weerstand van de draad van de 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veranwinter (-15 °C) ten opzichte van de zomer (+ 30 °C)? dert van 1 tot 2 is de verandering van de weerstand R2 – R1 = · R0 · (2 – 1) 10. Stel dat je een n-type halfgeleider zo sterk uitvergroot dat de atomen op zo’n 10 cm van elkaar zouden liggen. 13. De grootte van het elektrisch veld in de depletielaag Welke uitspraak geeft best weer wat je dan zou zien? is van de orde 105 N/C. De depletielaag is ongeveer Je ziet 5 µm breed. Bereken het potentiaalverschil over de a) veel vrije elektronen en gaten; depletielaag. b) veel vrije elektronen en positieve roosterionen; c) enkel atomen en covalente bindingen; 14. Bij - 60 °C is de waarde van een weerstand 145,5 d) vooral atomen en covalente bindingen en met wat en bij 100 °C is de weerstand 169,8 . Bepaal de geluk een vrij elektron en een positief roosterion. temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit de weerstand bestaat. 11. Een elektrisch kacheltje bestaat uit 2 parallelgeschakelde weerstandsdraden met elk een vermogen 15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron van 1200 W bij 230 V. Het kacheltje is aangesloten (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking op een kring met een zekering. Schakelt men de 2 met Si? Verklaar. weerstanden tegelijk in dan springt de zekering. Als men de tweede weerstand enige3 tijd na de andere 16. Een Om een temperatuursensor zet Sofie blokje Ge met volume 1 te cmmaken, heeft een massa van 5,3 g. inschakelt springt de zekering niet. Verklaar. een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k De stofhoeveelheid daarvan is op een met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet m = bron n·M 12. Bewijs: als de temperatuur van een weerstand veranze over de NTC van 5,20 V en bij dertnvan = m/ tot M eenisspanning de verandering van de weerstand 1 2 50,0 °C een spanning van 3,34 V. R – R=1 =5,3 g· R/0 (72,59 · (2 – g/mol) 1) a)2 Bepaal de weerstand van de NTC bij 20 °C en = 0,073 mol bij 50 °C. aantal atomen is 13. Het De grootte van het Ge elektrisch veld in de depletielaag Stel de· N functie 5 voor de ijkgrafiek op. b) N = n A is van de orde 10 N/C. De depletielaag is ongeveer Veronderstel dat· 6,02 de sensor 0,073Bereken mol 1023lineair atomenis./ molover de 5 µm =breed. het· potentiaalverschil 22 c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als = 4,4 · 10 atomen Ge depletielaag. de spanning over de NTC 4,52 V is? De dichtheid aan vrije elektronen is 2,4 · 1013 vrije e – per cm3 14. Dus: Bij - 360 °C is de waarde van een weerstand 145,5 22 13 1encm 2,4 vrije elektronen en 4,4 · de 10 atomen bij bevat 100 °C is de· 10 weerstand 169,8 . 22 Bepaal 13 9 1 vrij elektron per 4,4 · 10 / 2,4 · temperatuurcoëfficiënt van het materiaal waaruit10 de atomen = 1,8 · 10 atomen 9 Ge bevat 1 bestaat. vrij elektron per 1,8 · 10 atomen weerstand Si bevat 1 vrij elektron per 3,3 · 1012 atomen 25/02/15 09:38 Ge bevat dus relatief meer vrije elektronen. Een mogelijke verklaring is dat de valentieelektronen bij Ge verder van de kern 15. Per hoeveel atomen Ge is er een vrij elektron liggen en dus gemakkelijker vrij kunnen komen (zie periodiek systeem). (bij 27 °C)? Is dat meer of minder in vergelijking met Si? Verklaar. 16. Om een temperatuursensor te maken, zet Sofie een NTC in serie met een weerstand van 10,0 k op een bron met spanning 10,0 V. Bij 20,0 °C meet ze over de NTC een spanning van 5,20 V en bij 50,0 °C een spanning van 3,34 V. a) Bepaal de weerstand van de NTC bij 20 °C en bij 50 °C. b) Stel de functie voor de ijkgrafiek op. Veronderstel dat de sensor lineair is. c) Welke temperatuur meet ze met de sensor als de spanning over de NTC 4,52 V is? Ub = 10,0 V 25/02/15 09:38 R NTC 10,0 kX a) Bij 20 °C is de spanning over de weerstand U = 10,0 V – 5,20 V = 4,80 V De stroom door de weerstand is I = U / R = 4,80 V / 10,0 kX = 0,480 · 10 –3 A 17 Dit is ook de stroom door de NTC. De weerstand van de NTC is dan R20 °C = U / l = 5,20 V / (0,480 · 10 –3 A) = 10,8 · 103 X = 10,8 kX Op analoge wijze vind je voor de weerstand van de NTC bij 50 °C R50 °C = 5,0 kX b) De ijkgrafiek geeft het verband tussen U en i. U (V) 5,20 3,34 20 50 i (°C) Als de grafiek lineair is, geldt U = m · i + q Invullen van de meetresultaten: 3,34 V = m · 50 °C + q 5,20 V = m · 20 °C + q 30 Dit stelsel oplossen naar m en q geeft m = – 0,061 V / °C q = 6,4 V De ijkfunctie is dan U = – 0,061 V / °C · i + 6,4 V c) Als ze met de sensor een spanning meet (over de NTC) van 4,52 V, volgt de temperatuur uit 4,52 V = – 0,061 V / °C . i + 6,4 V Je vindt dan i = 31 °c 17. Een PTC en een NTC hebben bij kamertemperatuur eenzelfde weerstand en worden op hetzelfde ogenblik op een bron aangesloten. De bronspanning is in beide gevallen dezelfde. Na enige tijd is de NTC heet en de PTC niet. Verklaar. 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een positief roosterion? 18. Een ijzerdraad heeft bij 10,0 °C een weerstand van 25,3 . NTC: als er stroom door de NTC loopt, wordt die warm en daalt de weerstand. Hierdoor neemt 2 Hoe groot is de weerstand bij 60,0 °C? de stroom toe en ontstaat nog meer warmte (P = U / R). 24. Om een temperatuursensor te maken zet men een Hierdoor weerstandneemt in serie 19. Een diode is aangesloten in doorlaatrichting. PTC: als er stroom door de PTC loopt, wordt die warm en stijgt de weerstand. de met een NTC. 2 de spanning Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? Hoe verandert de weerstand van de diode als stroom af en ontstaat minder warmte (P = U / R). vanaf 0 V toeneemt? 25. 20. Fig. a toont de R(θ)-grafiek voor een draad met doorsnede A. Welke grafiek geldt voor een draad met zelfde lengte en uit hetzelfde materiaal gemaakt, maar met een doorsnede die tweemaal zo groot is (grafiek b, c of d)? R R 18 30 17. Een PTC en een NTC hebben bij kamertemperatuur eenzelfde weerstand en worden op hetzelfde ogenblik op een bron aangesloten. De bronspanning is in beide gevallen dezelfde. Na enige tijd is de NTC heet en de PTC niet. Verklaar. 18. Een ijzerdraad heeft bij 10,0 °C een weerstand van 25,3 . Hoe groot is de weerstand bij 60,0 °C? 19. Een diode is aangesloten in doorlaatrichting. De weerstand bij temperatuur i wordt gegeven door: Hoe van de diode als de spanning Rverandert = Ro · [1 +deaweerstand · i] vanaf 0 V toeneemt? Bij 10,0 °C is de weerstand 25,3 X. Daaruit kun je Ro bepalen: –3 –1 20. a toont (· θ[1)-grafiek voor een draad 25,3 X een =deRRoNTC + 6,0 · 10 °C · 10,0 met °C] doorsnede 17. Fig. Een PTC en hebben bij kamertemperatuur eenzelfdeA. Welke geldt voor een draad met zelfde lengte en uit weerstand Ro grafiek = 23,9 X en worden op hetzelfde ogenblik op een bron hetzelfde materiaal gemaakt, maar met een doorsnede die aangesloten. De bronspanning is in beide gevallen dezelfde. tweemaal zo groot is (grafiek b, c of d)? Bij 60,0 °C is de weerstand Na enige tijd is de NTC heet en de PTC niet. Verklaar. R = 23,9 X · [1 + 6,0 · 10 –3 °C –1 · 60,0 °C] R R = 32,5 Xheeft bij 10,0 °C een weerstand van 25,3 . 18. Een ijzerdraad 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een positief roosterion? 24. Om een temperatuursensor te maken zet men een weerstand in serie met een NTC. Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? 25. 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een positief roosterion? Een lampje is aangesloten op een bron. Het lampje Hoe groot is de weerstand bij 60,0 °C? kenmerken ‘6 V – 3 W’.teBij een spanning 24. heeft Om een temperatuursensor maken zet men die R0 R0 hoger is dan 6 V springt het lampje. De een weerstand in serie met een NTC. bron geeft 19. Een diode is aangesloten in doorlaatrichting. een spanning vanmen 6 V en kan een de maximale Waarom gebruikt niet enkel NTC? stroom Hoe verandert de weerstand van de diode als de spanning leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zekevanaf 0 V toeneemt? ring van de bron. 25. a) b) a) Ga na dat lampgeraken normaalnog brandt. de drempelspanning is deeen weerstand vandoorsnede de diode hoog: de vrije elektronen ende gaten niet over de 20. Onder Fig. a toont de R(θ)-grafiek voor draad met A. b) Je beschikt over een diode met drempelspanning depletielaag en de diode gedraagt zich als een isolator. Welke grafiek0 geldt voor een draad met zelfde lengte en uit 0 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode hetzelfde materiaal gemaakt, maar met een doorsnede die op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie R R Boven de drempelspanning is de weerstand van de diode laag: de vrije elektronen en gaten geraken wel over de depletielaag tweemaal zo groot is (grafiek b, c of d)? of parallel, in sper-veld of in doorlaatrichting. en de diode gedraagt zich als een isolator. Hoe hoger de spanning, hoe sterker het elektrisch over de diode, hoe meer R R elektronen uit de covalente bindingen vrij komen en hoe lager de weerstandTeken wordt.voor elk van die gevallen de schakeling en voorspel er zal gebeuren. R0 R0 Een lampje iswat aangesloten op een bron. Het lampje R0 R0 c) d) a) 0 0 b) 0 0 21. Je beschikt over een lampje (6 V – 3 W), een diode met drempelspanning 0,7 V en een R bron met regelbare R spanning. Je zet het lampje en de diode in serie en regelt de bronspanning zo dat het lampje op zijn normaal vermogen (3 W) brandt. R0 R0 a) Teken de schakeling. b) Hoe groot is de spanning die je meet over de bron, over het lampje, over de diode? c) Vervolgens keer je de polen van de bron om. c) Brandt het lampje nog? Verklaar. d) Hoe groot0 is de spanning die je nu meet 0 over het lampje, over de diode? 21. Je beschikt over een lampje (6 V – 3 W), een diode met drempelspanning 0,7 V en een bron met regelbare spanning. Je zet het lampje en de diode in serie en regelt de bronspanning zo dat het lampje op zijn normaal vermogen (3 W) brandt. a) Teken de schakeling. b) Hoe groot Module VASTE STOF FYSICA .indd 30 is de spanning die je meet over de bron, over het lampje, over de diode? c) Vervolgens keer je de polen van de bron om. Brandt het lampje nog? Verklaar. heeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die 26. hoger We hebben R = Ro · De (1 +bron α · θgeeft ) is danaangetoond 6 V springt dat het lampje. waarbij R de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de refeo een spanning van 6 V en kan een maximale stroom rentietemperatuur. leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zekea) dat algemeen geldt dat ringToon van aan de bron. R = R · [1 + αlamp - θ1)] brandt. 1 1 · (θnormaal a) Ga na dat de waarbij R de weerstand is bij θ1 en 1 b) Je beschikt over een diode mettemperatuur drempelspanning θ de referentietemperatuur. 1 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode b) Toon aan dat deintemperatuurcoëfficiënt afhangt op 4 manieren de schakeling opnemen: in serie van de referentietemperatuur, m.a.w. toon of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. aan dat α niet is aan α1. Teken voorgelijk elk van die gevallen de schakeling en voorspel wat er zal gebeuren. 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) waarbij Ro de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de referentietemperatuur. a) Toon aan dat algemeen geldt dat R = R1 · [1 + α1 · (θ - θ1)] waarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en θ1 de referentietemperatuur. b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan dat α niet gelijk is aan α1. 25/02/15 09:38 17. Een PTC en een NTC hebben bij kamertemperatuur eenzelfde weerstand en worden op hetzelfde ogenblik op een bron aangesloten. De bronspanning is in beide gevallen dezelfde. Na enige tijd is de NTC heet en de PTC niet. Verklaar. 18. Een ijzerdraad heeft bij 10,0 °C een weerstand van 25,3 . Hoe groot is de weerstand bij 60,0 °C? 19. Een diode is aangesloten in doorlaatrichting. Hoe verandert de weerstand van de diode als de spanning vanaf 0 V toeneemt? 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt 19 en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een positief roosterion? 24. Om een temperatuursensor te maken zet men een weerstand in serie met een NTC. Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? 25. 20. Fig. a toont de R(θ)-grafiek voor een draad met doorsnede A. Welke grafiek geldt voor een draad met zelfde lengte en uit hetzelfde materiaal gemaakt, maar met een doorsnede die tweemaal zo groot is (grafiek b, c of d)? R R R0 R0 a) b) 0 0 R R R0 R0 Een lampje is aangesloten op een bron. Het lampje heeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die hoger is dan 6 V springt het lampje. De bron geeft een spanning van 6 V en kan een maximale stroom leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zekering van de bron. a) Ga na dat de lamp normaal brandt. b) Je beschikt over een diode met drempelspanning 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. Teken voor elk van die gevallen de schakeling en voorspel wat er zal gebeuren. 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) waarbij Ro de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de referentietemperatuur. c) d) a) Toon aan dat algemeen geldt dat 0 0 R = R1 · [1 + α1 · (θ - θ1)] waarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en 21. Je een lampje (6 V – 3 W),ieen diode met θ1 deis, referentietemperatuur. Webeschikt bekijkenover de situatie bij temperatuur is de weerstand twee maal zo klein want o. Als de doorsnede twee maal zo groot drempelspanning b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt R = t · l / A. 0,7 V en een bron met regelbare spanning. Je zet het lampje en de diode in serie en regelt van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan de bronspanning zo dat hetBlijft lampje normaal dat α niet gelijk is aan α1. Oplossing b) kan dus niet. overopc)zijn of d). vermogen (3 W) brandt. a) Teken de schakeling. De weerstand bij temperatuur i wordt gegeven door: b) Hoe= groot die je meet over de bron, R Ro · [1 is+ de a · spanning i] over het lampje, over de diode? c) Vervolgens je is deapolen De rico van de keer rechte · Ro: van de bron om. het· Rlampje nog? Verklaar. Brandt rico = a o Hoe groot is de spanning die je nu meet over het lampje, over diode? a is de de temperatuurcoëfficiënt en is enkel afhankelijk van het materiaal waaruit de weerstand bestaat. Ro is twee maal zo klein (zie hoger) Dus is de rico twee maal zo klein. c) kan dus niet, want daar hebben beide rechten dezelfde rico. Het juiste antwoord is dus d. Module VASTE STOF FYSICA .indd 30 25/02/15 09:38 a) b) 0 20 0 R R R0 R0 c) d) 0 0 21. Je beschikt over een lampje (6 V – 3 W), een diode met drempelspanning 0,7 V en een bron met regelbare spanning. Je zet het lampje en de diode in serie en regelt de bronspanning zo dat het lampje op zijn normaal vermogen (3 W) brandt. a) Teken de schakeling. b) Hoe groot is de spanning die je meet over de bron, over het lampje, over de diode? c) Vervolgens keer je de polen van de bron om. Brandt het lampje nog? Verklaar. Hoe groot is de spanning die je nu meet over het lampje, over de diode? ring van de bron. a) Ga na dat de lamp normaal brandt. b) Je beschikt over een diode met drempelspanning 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. Teken voor elk van die gevallen de schakeling en voorspel wat er zal gebeuren. 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) waarbij Ro de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de referentietemperatuur. a) Toon aan dat algemeen geldt dat R = R1 · [1 + α1 · (θ - θ1)] waarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en θ1 de referentietemperatuur. b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan dat α niet gelijk is aan α1. a) Module VASTE STOF FYSICA .indd 30 25/02/15 09:38 6V/3W b) De spanning over het lampje is 6 V want het lampje brandt normaal De diode staat in doorlaatrichting en geleidt, dus de spanning over de diode is 0,7 V, de drempelspanning. Het lampje en de diode staan in serie: de bronspanning is dus 6,7 V. c) Als je de bron omkeert, staat de diode in sperrichting. Ze geleidt niet. Het lampje brandt niet. De spanning over het lampje is 0 V. De spanning over de diode is 6,7 V. Dit klopt ook met een vroeger geziene eigenschap, nl. bij een serieschakeling krijgt de grootste weerstand de grootste spanning. In sperrichting is de weerstand van de diode immers zeer groot. nzelfde ron ezelfde. 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. 5,3 . 23. Wat is het verschil tussen een positief en een De weerstand bij temperatuur i wordt gat gegeven door: positief roosterion? R = R · [1 + a · i] nning 24. We Om stellen een temperatuursensor te maken men nul zou worden voor door i'. Dan geldt de temperatuur waarbij de zet weerstand een weerstand in serie met een NTC. 0 X = Ro · [1 + a · i'] Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? snede A. en uit de die o Daaruit volgt 25. i' = –1/a Een lampje is aangesloten op een bron. Het lampje heeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die hoger is dan 6 V springt het lampje. De bron geeft een spanning van 6 V en kan een maximale stroom 21 nzelfde ron ezelfde. 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. nzelfde ron 5,3 . ezelfde. 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een en weerstand R. Leid de formule af voor de temperapositief roosterion? tuur waarbij de weerstand nul zou worden. 5,3 . nning 24. Om temperatuursensor te maken men Een een positief gat is beweeglijk, het kanzet verschuiven. 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een Een positief roosterion zit vast in het rooster. een weerstand in serie met een NTC. positief roosterion? Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? snede A. nning en uit de die snede A. en uit de die met egelt met egelt n, 24. Om een temperatuursensor te maken zet men 25. een weerstand in serie met een NTC. Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? 25. Als je enkel de NTC gebruikt, is de spanning erover altijd gelijk aan de bronspanning, ook als de temperatuur ervan verandert. Als je de NTC in serie zet met een weerstand, verdeelt de bronspanning zich over de NTC en de weerstand. Als de weerstand van de NTC verandert (door een temperatuurverandering), verandert ook de spanningsverdeling. Enkel in dat geval verandert de spanning de NTC met Een lampje isover aangesloten op de eentemperatuur. bron. Het lampje heeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die hoger is dan 6 V springt het lampje. De bron geeft een spanning van 6 V en kan een maximale stroom Een lampje is aangesloten op een bron. Het lampje leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zekeheeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die ring van de bron. hoger is dan 6 V springt het lampje. De bron geeft a) Ga na dat de lamp normaal brandt. een spanning van 6 V en kan een maximale stroom b) Je beschikt over een diode met drempelspanning leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zeke0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode ring van de bron. op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie a) Ga na dat de lamp normaal brandt. of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. b) Je beschikt over een diode met drempelspanning Teken voor elk van die gevallen de schakeling en 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode voorspel wat er zal gebeuren. op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) Teken voor elk van die gevallen de schakeling en waarbij Ro de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de refevoorspel wat er zal gebeuren. rentietemperatuur. a) Toon aan dat algemeen geldt dat 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) R = R · [1 + α1 · (θ - θ1)] waarbij R1 o de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de refewaarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en rentietemperatuur. θ1 de aan referentietemperatuur. a) Toon dat algemeen geldt dat b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt R = R1 · [1 + α1 · (θ - θ1)] van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan waarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en dat α niet gelijk is aan α1. θ1 de referentietemperatuur. b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan dat α niet gelijk is aan α1. n, lampje, lampje, 25/02/15 09:38 22 nzelfde ron ezelfde. 22. Een weerstand heeft een temperatuurcoëfficiënt en weerstand R. Leid de formule af voor de temperatuur waarbij de weerstand nul zou worden. 5,3 . 23. Wat is het verschil tussen een positief gat en een positief roosterion? nning 24. Om een temperatuursensor te maken zet men een weerstand in serie met een NTC. Waarom gebruikt men niet enkel de NTC? 25. snede A. en uit de die met egelt Een lampje is aangesloten op een bron. Het lampje heeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die hoger is dan 6 V springt het lampje. De bron geeft een spanning van 6 V en kan een maximale stroom leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zekering van de bron. a) Ga na dat de lamp normaal brandt. b) Je beschikt over een diode met drempelspanning 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. Teken voor elk van die gevallen de schakeling en voorspel wat er zal gebeuren. 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) a) De bron geeft een spanning van 6 V, de lamp brandt dus op haar normaal vermogen. waarbij Ro de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de refe De stroom door de lamp volgt uit P = U · I: rentietemperatuur. I = P / U = 3 W / 6 V = 0,5 A a) Toon aan dat algemeen geldt dat De bron kan 5 A leveren, dus de zekering van de bron springt niet. R = R1 · [1 + α1 · (θ - θ1)] waarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en b) 4 mogelijkheden θ de referentietemperatuur. 1 b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt diode in serie en in doorlaatrichting: van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan dat α niet gelijk is aan α1. n, lampje, De diode geleidt. Over de diode staat dan de drempelspanning van 0,7 V. Over het lampje staat dan 5,3 V: het lampje brandt praktisch normaal. 25/02/15 09:38 23 diode in serie en sperrichting. De diode geleidt niet. De weerstand van de diode is dan zeer groot (“oneindig”). De spanning over de diode is dan 6 V (zie wetten serieschakeling), de spanning over het lampje 0 V. Het lampje brandt niet. diode parallel en in doorlaatrichting Over de diode staat 6 V in doorlaatrichting. De diode geleidt. De weerstand van de diode in doorlaatrichting is zeer laag. De stroom door de diode is dan groot zodat de zekering van de bron vrijwel onmiddellijk springt. De kortstondige grote stroom kan er ook voor zorgen dat de diode onherstelbaar beschadigd wordt. Het lampje licht even op (tot de zekering van de bron springt). diode parallel en in sperrichting Over de diode staat 6 V in sperrichting. De diode geleidt niet. Over het lampje staat 6 V en het brandt normaal. 24 met egelt Een lampje is aangesloten op een bron. Het lampje heeft kenmerken ‘6 V – 3 W’. Bij een spanning die hoger is dan 6 V springt het lampje. De bron geeft een spanning van 6 V en kan een maximale stroom leveren van 5 A. Boven die waarde springt de zekering van de bron. a) Ga na dat de lamp normaal brandt. b) Je beschikt over een diode met drempelspanning 0,7 V en doorslagspanning 20 V. Je kan die diode op 4 manieren in de schakeling opnemen: in serie of parallel, in sper- of in doorlaatrichting. Teken voor elk van die gevallen de schakeling en voorspel wat er zal gebeuren. 26. We hebben aangetoond dat R = Ro · (1 + α · θ) waarbij Ro de weerstand is bij 0 °C en 0 °C de referentietemperatuur. a) Toon aan dat algemeen geldt dat R = R1 · [1 + α1 · (θ - θ1)] waarbij R1 de weerstand is bij temperatuur θ1 en θ1 de referentietemperatuur. b) Toon aan dat de temperatuurcoëfficiënt afhangt van de referentietemperatuur, m.a.w. toon aan dat α niet gelijk is aan α1. a) Vertrek van de formule R(i) = Ro ∙ (1 + a ∙ i)(1) n, Bij temperatuur ir geldt: Rr = Ro ∙ (1 + a ∙ ir) R lampje, Rr ir i 25/02/15 09:38 En dus Ro = Rr / (1 + a ∙ ir) Dat invullen in (1) geeft R ^ih = R r · 1+a·i 1 + a · ir R ^ih = R r · ;1 + 1+a· i – 1E 1 + a · ir R ^ih = R r · ;1 + 1 + a · i – 1 – a · ir E 1 + a · ir R ^ih = R r · <1 + a · ^i – i rh F 1 + a · ir R ^ih = R r · :1 + a · ^i – i rhD 1 + a · ir R ^ih = R r · 61 + a r · ^i – i rh@ b) Uit a r = (1 bijtellen en aftrekken) met a r = a 1 + a · ir a volgt dat a r ! a en dat a r afhangt van de referentietemperatuur i r. 1 + a · ir Als i r = 0 °C, geldt R(i) = R o · 61 + a r · ^i – 0 °Ch@ R(i) = R o · 61 + a r · ^i – 0 °Ch@ 25 en ar = a a = =a 1 + a · i r 1 + a · 0 °C en dus R ^ih = R o · 61 + a · i@
