Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 10

Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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

Berichten: 1.816

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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.
LiA

Berichten: 10

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

Thionyl schreef: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

Berichten: 1.816

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

Wat noem je vrij nauwkeurig?
LiA

Berichten: 10

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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?

Berichten: 1.816

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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

Berichten: 10

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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?

Berichten: 1.816

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

Weet je zeker dat je bronspanning niet is gedaald?
LiA

Berichten: 10

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.270

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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

Berichten: 1.816

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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?
LiA

Berichten: 10

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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 )

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.270

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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
CptBowmore schreef: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

Berichten: 10

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

Jan van de Velde schreef: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 )

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.270

Re: Practicum weerstand bij serie en parallelschakelingen

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

Reageer