Springen naar inhoud

Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 21:14

Ik heb een probleem met een practicum natuurkunde.
het practicum ging over hoe serie of parallelschakelingen een invloed hebben op de spanning, stroomsterkte en weerstand.
Ik weet dat voor serieschakelingen geldt:
- stroomsterkte blijft constant in het hele circuit
- spanning over het hele circuit = som van de spanningen over de weerstanden
- weerstand van het circuit= som van de weerstanden + mogelijke (kleine) weerstand van de geleiders
Voor parallelschakelingen geldt:
- stroomsterkte doorheen het hele circuit= som van de stroomsterktes doorheen de parallelle weerstanden
- spanning over de parallelle weerstanden zijn gelijk aan elkaar en aan de bronsterkte
- weerstand van het hele circuit : 1/Rs= 1/R1+ 1/R2 ...

Voor dit practicum bestond het circuit telkens uit 2 of 3 weerstanden die parallel geschakeld werden ( bij de serieschakelingen deed zich geen probleem voor dus die laat ik buiten beschouwing )
De grootte van de weerstanden was op voorhand gekend ( staat weergegeven tussen haakjes )
Nu vraag ik me af waaraan het ligt dat mijn meetresultaten voor de spanning niet overeenkomen met wat de theorie zegt
( ja ik mat de spanning op de juiste manier :) ) mijn gemeten bronspanning bedraagt immers 5.71V en de spanningen over de parallel geschakelde weerstanden wijken af.
Aangezien eerdere metingen klopte neem ik aan dat de meetapparatuur goed functioneerde
nu heb ik echter het vermoeden dat het te maken zou kunnen hebben met de weerstanden die op het laatst flink warm begonnen te worden, echter zou dit deze afwijking kunnen verklaren en indien ja op welke manier?


meetresultaten=

Parallelschakeling met 2 weerstanden:
weerstand1 (15.0Ω) : 4.47V 0.25A
weerstand2 (10.0Ω): 4.99V 0.41A
hele circuit : bronspanning: 5.71V en 0.66A

Parallelschakeling met 3 weerstanden:
weerstand1 (15,0Ω) 4,18V 0,27A
weerstand2 (10,0Ω) 4,60V 0,35A
weerstand3 (10,0Ω) 4,56V 0,37A
hele circuit: bronspanning 5.70V en 1.17A

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Thionyl

    Thionyl


  • >1k berichten
  • 1595 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 21:35

Er kunnen verschillende redenen zijn.

Wat heb je eerst aangesloten? De spanningsbron en daarna pas de meters?
Dan worden de weerstanden warm en bij metaalweerstanden neemt dan de weerstand toe en bij koolweerstanden af.

Je zal wel metaalweerstanden hebben, dus toename.

Ten tweede zijn die weerstanden meestal +/- 10%, daar ligt ook een factor.

Conclusie: Eerst de meters aansluiten en dan pas de spanningsbron en snel aflezen. Ook kun je dan eventueel de toename zien en vermelden, dat staat leuk in je verslag over de proef.

#3

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 21:45

Er kunnen verschillende redenen zijn.

Wat heb je eerst aangesloten? De spanningsbron en daarna pas de meters?
Dan worden de weerstanden warm en bij metaalweerstanden neemt dan de weerstand toe en bij koolweerstanden af.

Je zal wel metaalweerstanden hebben, dus toename.

Ten tweede zijn die weerstanden meestal +/- 10%, daar ligt ook een factor.

Conclusie: Eerst de meters aansluiten en dan pas de spanningsbron en snel aflezen. Ook kun je dan eventueel de toename zien en vermelden, dat staat leuk in je verslag over de proef.


het probleem ligt hem bui het uitvoeren van meerdere metingen na elkaar ( weerstanden waren nog niet voldoende afgekoeld, maar we hadden maar een beperkte tijd voor alle metingen )
maar zou deze temperatuurstoename de daling van de spanning over de weerstanden kunnen verklaren?
uit eerdere resultaten weet ik dat de weerstanden vrij nauwkeurig waren en dat de weerstand tegenover de eerdere metingen met ongeveer 20% is toegenomen door de opwarming

ik zie echter niet meteen hoe dit kan verklaren dat de spanning over de weerstanden bij de laatste metingen 20% lager uitvalt dan verwacht ( bij benadering dan ), maar het lijkt me geen toeval
zou iemand dit verband kunnen verklaren of toch een aanwijzig geven waarmee dit te maken kan hebben?

oja het waren inderdaad metaalweerstanden

Veranderd door CptBowmore, 14 januari 2012 - 21:45


#4

Thionyl

    Thionyl


  • >1k berichten
  • 1595 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:07

Wat noem je vrij nauwkeurig?

#5

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:10

Wat noem je vrij nauwkeurig?


bij de eerste proef ( weerstand was toen nog op kamertemperatuur )
gaf de weerstand van 15Ω een waarde van 15.3Ω dit zou toch niet zo een grote afwijking kunnen verklaren later

het blijft me intrigeren ( alhoewel ik er helemaal naast kan zitten ) dat de toename van weerstand en het ' tekort' aan spanning procentueel ongeveer even groot zijn
maar ik zou denken door R=U/I zou een verhoging van de weerstand er toch niet voor kunnen zorgen dan de spanning daalt?

Veranderd door CptBowmore, 14 januari 2012 - 22:15


#6

Thionyl

    Thionyl


  • >1k berichten
  • 1595 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:15

4.47/.25= 17.88 of zie ik dat verkeerd?

#7

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:20

4.47/.25= 17.88 of zie ik dat verkeerd?


ja inderdaad
( dit zijn de gegevens van de proeven waarbij de weerstand al flink wat warmer was geworden )
de gegevens van de eerste metingen staan hier niet bij, maar daar gaf diezelfde weerstand een waarde van 15.3

we kunnen dus toch stellen dat de waarde van die specifieke weerstand door opwarming ongeveer 20% is toegenomen
maar verder dan dit raak ik niet,
ik zie niet in op welke manier dit ervoor kon zorgen dat de spanning over deze weerstand ( parallel met andere weerstanden ) gedaald zou zijn t.o.v. de bronspanning?

Veranderd door CptBowmore, 14 januari 2012 - 22:25


#8

Thionyl

    Thionyl


  • >1k berichten
  • 1595 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:29

Weet je zeker dat je bronspanning niet is gedaald?

#9

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:34

Weet je zeker dat je bronspanning niet is gedaald?


ben zogoed als zeker van niet, het nadeel is dat ik de proef niet kan herhalen en dus aan de hand van de resultaten een verklaring moet vinden
de bron ( gelijkspanning ) stond ingesteld op 6V ( maar varieerde in de praktijk wel een beetje, maar nooit meer dan 0.5V)

als ik me niet vergis was de bronspanning de laatste meting die ik uitvoerde, maar wat bedoel je met gedaald?
dat de bronspanning gedaald zou zijn na de metingen en op deze manier toch in de buurt van de gemeten spanning zou komen?

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44879 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:41

moet de oorzaak van dat verschil tussen bronspanning en spanning gemeten over de weerstanden niet eerder worden gezocht in draadweerstand en (waarschijnlijk vooral) weerstand over minder dan ideale aansluitcontacten?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

Thionyl

    Thionyl


  • >1k berichten
  • 1595 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:43

School/practicum-weerstanden hebben echt niet het predikaat precies te zijn. Daarnaast worden voedingen ook warm en leveren daardoor soms minder stroom enz.

Je metingen vallen daardoor (binnen een klas) redelijk in het bereik. Dus wat is eigenlijk je probleem?

#12

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:45

moet de oorzaak van dat verschil tussen bronspanning en spanning gemeten over de weerstanden niet eerder worden gezocht in draadweerstand en (waarschijnlijk vooral) weerstand over minder dan ideale aansluitcontacten?


hmm dat zou inderdaad wel een mogelijkheid zijn ( alhoewel ik niet daar niet direct een getal op kan plakken )
maar zou dit een verklaring bieden waarom ik geen soortgelijke problemen had bij de metingen met serieschakelingen ( nogmaals deze gegevens staan er niet bij maar klopten wel met de theorie )

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44879 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:53

Dus wat is eigenlijk je probleem?

het probleem is een verschil tussen theorie en praktijk.

als de gegevens een beetje netjes verkregen zijn blijkt uit over de weerstanden gemeten spanning en door de weerstand gemeten stroomsterkte steeds een ca 20% hogere dan nominale weerstandswaarde. Dát alleen verklaart nog niet dat de spanning over een weerstand dan ook lager is dan de bronspanning. Hier zou ik de ampèremeters en aansluitingen ervan verdenken 2-3 ohm toe te voegen aan elke tak

hmm dat zou inderdaad wel een mogelijkheid zijn ( alhoewel ik niet daar niet direct een getal op kan plakken )
maar zou dit een verklaring bieden waarom ik geen soortgelijke problemen had bij de metingen met serieschakelingen ( nogmaals deze gegevens staan er niet bij maar klopten wel met de theorie )

Daar zou je dan ook soortgelijke problemen moeten hebben gehad, want een serieschakeling met één weerstand is in theorie gelijk aan een onderdeeltje van een parallelschakeling.

Als in een serieschakeling de som van de over de weerstanden gemeten spanningsval wél overeenkwam met je bronspanning is er tóch weer iets vreemds aan de hand.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#14

CptBowmore

    CptBowmore


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2012 - 22:56

het probleem is een verschil tussen theorie en praktijk.

als de gegevens een beetje netjes verkregen zijn blijkt uit over de weerstanden gemeten spanning en door de weerstand gemeten stroomsterkte steeds een ca 20% hogere dan nominale weerstandswaarde. Dát alleen verklaart nog niet dat de spanning over een weerstand dan ook lager is dan de bronspanning. Hier zou ik de ampèremeters en aansluitingen ervan verdenken 2-3 ohm toe te voegen aan elke tak


het probleem ligt hem dus in het feit dat de ampèremeters weerstand toevoegen aan elke tak in combinatie met de hogere weerstandswaarde

even voor de volledigheid ( ik heb graag dat men taken volledig zijn he ) is er zulke afwijkingen niet/ nauwelijks merkbaar waren toen de metingen verricht werden op de stroomkring met serieschakelingen?
toen was er immers nauwelijks een afwijking van het verwachte resultaat

Daar zou je dan ook soortgelijke problemen moeten hebben gehad, want een serieschakeling met één weerstand is in theorie gelijk aan een onderdeeltje van een parallelschakeling.

Als in een serieschakeling de som van de over de weerstanden gemeten spanningsval wél overeenkwam met je bronspanning is er tóch weer iets vreemds aan de hand.


de serieschakelingen bestonden uit respectievelijk 2 en 3 weerstanden
bij het meten van de spanningen over deze weerstanden en het meten van de spanning over het hele circuit bleek dat de som van de spanningen over de weerstanden nagenoeg perfect gelijk was aan de spanning over het hele circuit ( afwijking van 0.2V) doordat hier geen problemen optraden dacht ik dus dat het probleem eerder bij opwarming dan bij het materiaal zou liggen
voor alle metingen werden immers dezelfde meters en verbindingskabels en bron gebruikt ( dus het lijkt me vreemd dat daar een probleem zou liggen )

Veranderd door CptBowmore, 14 januari 2012 - 23:04


#15

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44879 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 januari 2012 - 23:42

het probleem ligt hem dus in het feit dat de ampèremeters weerstand toevoegen aan elke tak in combinatie met de hogere weerstandswaarde

Nee, vooralsnog slechts een verdenking


de serieschakelingen bestonden uit respectievelijk 2 en 3 weerstanden
bij het meten van de spanningen over deze weerstanden en het meten van de spanning over het hele circuit bleek dat de som van de spanningen over de weerstanden nagenoeg perfect gelijk was aan de spanning over het hele circuit ( afwijking van 0.2V) doordat hier geen problemen optraden dacht ik dus dat het probleem eerder bij opwarming dan bij het materiaal zou liggen

De spanning die je kwijt bent kan nóóit in die weerstanden zelf veroorzaakt zijn, want daarover heb je de spanning gemeten.

In je parallelschakelingen zijn we ruwweg 1 volt van de 6 kwijt. In serie met 10 resp 15 ohm (door opwarming mogelijk 12 resp 18 ohm) zit er dus ergens een "verborgen" weerstand van 2-3 ohm. Ga je nou een serieschakeling bouwen van 10 + 15 = 25 ohm, of nog zo'n weerstand erbij, 35 ohm, , dan was de stroomsterkte als het goed is lager. Je was nog ca 0,2 V "kwijt" zeg je. Dat is dus nog steeds een verborgen weerstand van 1-2 ohm in serie met die 25-35. Een mindere stroomsterkte betekent mogelijk minder verhitting en dus minder weerstand in een matig contact ergens in je schakeling. De aansluiting op je spanningsbron begint verdacht te worden.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures