Natuurkunde - Het meten van een onbekende weerstand m.b.v. de

Natuurkunde -
Het meten van een onbekende weerstand
m.b.v. de Wet van Ohm.
Informatie.
Een weerstand is een elektrische component die de eigenschap elektrische weerstand
heeft. Het is een voorwerp dat dient om elektrische stroom beperkt door te laten.
Weerstanden worden gebruikt als onderdeel in elektrische netwerken. Voor zo'n
component is er volgens de wet van Ohm een vaste verhouding tussen de aangelegde
spanning en de stroom die vloeit. Deze verhouding is de weerstandswaarde, die uitdrukt
in welke mate de stroom hinder ondervindt. De weerstandswaarde, kortweg ook
weerstand genoemd, wordt uitgedrukt in de afgeleide SI-eenheid ohm (symbool: Ω). Een
weerstand heeft een waarde van 1 ohm als een spanning van 1 volt over de component
leidt tot een stroom van 1 ampère.
De wet van Ohm is een empirische natuurkundige wet, genoemd naar de Duitse
natuurkundige Georg Ohm, die een relatie legt tussen spanning, weerstand en
stroomsterkte.
De wet van Ohm luidt als volgt: U
=IxR
Waarin U de spanning of het potentiaalverschil, I de stroomsterkte en R de weerstand is.
Wordt U uitgedrukt in V (volt) en I in A (ampère), dan is R in Ω (ohm) uitgedrukt.
De stroomsterkte door een geleider is recht evenredig met het potentiaalverschil tussen
de uiteinden.
Doel.
Met behulp van de meet- en rekenfuncties van de Spark de weerstand bepalen van een
fietslamp.
Materiaal / Uitvoering – Opbouw stroomkring.
1.
Sluit de spanning/stroomsensor aan op de Spark.
2.
Bouw het meetscherm van de Spark zo op dat de spanning in één grafiek – en de
stroomsterkte in een ander grafiek is te zien.
2.
Maak een stroomkring met daarin: een gelijkspanningsbron, een schakelaar, een
weerstand van 10 Ohm, en de spanning/stroomsensor van de Spark.
3.
Stel de voeding in op 3 Volt DC.
4.
Schakel de stroomkring in.
Uitvoering - Het doen van de controle meting.
1.
Start de meting op de Spark.
2.
Zet de meting na ongeveer 10 seconden stil.
3.
Gebruik de grafiek gereedschappen om de beide grafieken optimaal te schalen.
Uitvoering - Het invoeren van de berekening.
1.
We gaan nu gebruik maken van onze meetgegevens om de Spark de weerstand te
laten uitrekenen.
2.
Ga met het gereedschap icoon (rechts onder) naar Experimenthulpmiddelen menu
en kies “Berekende data”.
3.
Voer nu in het bovenste kadertje de volgende berekening in:
R = [Elektrische spanning(V)]/[Stroom(A)]
Toelichting.
“R” is hierbij een variabele die wordt bepaald door de uitkomst van de berekening
die je de Spark gaat laten maken. We nemen de letter “R” voor deze varibalele,
omdat dit het symbool is voor weerstand.
“Elektrische spanning voer je in door in het getallen menu te kiezen voor “Meting”
en dan voor “Elektrische spanning V” te kiezen.
“Stroom” voer je in door in het getallen menu te kiezen voor “Meting” en dan voor
“Stroom A” te kiezen.
4.
Als je de berekening hebt ingevoerd, kies rechtsonder “Gereed” en dan “OK”.
5.
Nu hebben we de berekening ingevoerd, maar het is op het scherm nog niet te
zien. Aangezien we maximaal 2 grafieken tegelijk kunnen laten zien, gaan we de
grafiek waarin de spanning wordt weergegeven vervangen door een grafiek waarin
de uitkomst van onze berekening wordt weergegeven.
Uitvoering - Het weergeven van de berekening.
1.
Kies van het spanningsgrafiek de grafiekgereedschap icoon.
2.
Kies uit het icoon menu van de grafiekgereedschap de lijngrafiek-eigenschappen
(onderste icoon uit het menu).
3.
Kies van de verticale as bij Meting “Elektrische spanning”.
4.
Scroll in het pop-up menutje naar beneden tot je bij “Berekende data” onze
weerstandsberekening “R” ziet staan, kies deze en dan “OK”.
5.
Nu zie je dat weergave van de grafiek is veranderd van spanning tot weerstand. Je
zal ook zien dat die lijn nogal fluctueert, wat het aflezen bemoeilijkt.
6.
7.
8.
Kies van de weerstandsgrafiek de grafiekgereedschappen en kies het icoontje
“Grafiek statestieken” - 
Kies uit het menu “Gemiddelde” en daarna “OK”.
In de weerstandsgrafiek verschijnt nu een kader waarin de gemiddelde berekende
waarde staat. Die moet, als alles goed is gegaan, dicht bij de 10 Ohm zijn. Als dit zo
is, dan kan je verder met het meten van de fietslamp.
Uitvoering - Het meten van de weerstand van de lamp.
1.
Vervang in je stroomkring nu het weerstand door het fietslampje.
2.
Stel de voeding in op 5 Volt DC.
3.
Wis de laatste run van de Spark.
4.
Start de meting met het fietslampje.
5.
Lees de gemiddelde weerstand af uit het grafiek.
Waarnemingen.
De weerstand van het fietslampje is ______ Ohm.
Haal het fietslampje uit de fitting en controleer aan de hand van de waarden die erop
staan of de meting en berekening kloppen.
Conclusie.
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________