Springen naar inhoud

Waarom zou de NTC-weerstand veel sneller opwarmen dan afkoelen?



  • Log in om te kunnen reageren

#1

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 14:38

Hallo,

 

 

In één van mijn huiswerkopdrachten staat de vraag om uitleg te geven waarom een NTC-weerstand veel sneller op zou warmen dan af zou koelen. In het practicum dat ik hierbij heb gedaan moest ik een aanstekervlam onder de NTC-weerstand houden terwijl hij in een schakeling stond. Hierbij liep de temperatuur heel snel op maar koelde vrij langzaam af. Ik heb mij rotgegoogled maar kan geen verklaring hiervoor vinden.

 

Iemand een idee?

 

Groetjes Joy


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

#2

Professor Puntje

    Professor Puntje


  • >1k berichten
  • 2047 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 15:19

In één van mijn huiswerkopdrachten staat de vraag om uitleg te geven waarom een NTC-weerstand veel sneller op zou warmen dan af zou koelen. In het practicum dat ik hierbij heb gedaan moest ik een aanstekervlam onder de NTC-weerstand houden terwijl hij in een schakeling [wat voor schakeling?] stond. Hierbij liep de temperatuur heel snel op maar koelde vrij langzaam af [bedoel je het afkoelen nadat de aanstekervlam weer weg is gehaald?]. Ik heb mij rotgegoogled maar kan geen verklaring hiervoor vinden.

 

Iemand een idee?

 

Zie de toegevoegde rode vragen. Verder is het relevant welk vermogen er bij verschillende temperaturen in de weerstand verstookt wordt....

Veranderd door Professor Puntje, 29 december 2016 - 15:22


#3

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 15:39

De schakeling zag er zo uit zoals te zien in de foto

 

ntc.png

 

En met afkoelen bedoel ik inderdaad vanaf het moment dat de aansteker weg wordt gehaald


#4

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 15:59

Schiet mij nog een vraag te binnen: waarom wordt de spanning over weerstand R gemeten en niet over de NTC? Omdat de NTC te onnauwkeurig is vanwege het afhankelijk zijn van de temperatuur?


#5

Professor Puntje

    Professor Puntje


  • >1k berichten
  • 2047 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 16:08

Haha - die vraag was ik juist aan het intypen. ;)

 

Nu heeft die voltmeter eigenlijk geen zin omdat je de stroom ook al meet en de weerstand R naar ik aanneem bekend is? En dan kun je de spanning over R gewoon uitrekenen.


#6

Professor Puntje

    Professor Puntje


  • >1k berichten
  • 2047 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 16:14

Heb je ook meetresultaten? En zo ja - wat volgt daaruit dan over het vermogen dat de NTC in verwarmde en in onverwarmde toestand verbruikt?


#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 45201 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 december 2016 - 16:21

Hierbij liep de temperatuur heel snel op maar koelde vrij langzaam af. Ik heb mij rotgegoogled maar kan geen verklaring hiervoor vinden.

 

 

eerste factor:

opwarmen of afkoelen is een kwestie van warmtetransport en warmte-overdracht. 

Welke factoren spelen hierbij een rol, die tijdens het opwarmen respectievelijk afkoelen zouden kunnen verschillen.

 

tweede factor noemde Professor Puntje al:

 

 

 Verder is het relevant welk vermogen er bij verschillende temperaturen in de weerstand verstookt wordt....

 

Bij hogere temperatuur neemt de weerstand  van de NTC af. Welk gevolg heeft dat voor de stroomsterkte door de schakeling? Welk gevolg heeft dat voor het vermogen dat in de NTC ontwikkeld wordt? 

 

 

Schiet mij nog een vraag te binnen: waarom wordt de spanning over weerstand R gemeten en niet over de NTC? Omdat de NTC te onnauwkeurig is vanwege het afhankelijk zijn van de temperatuur?

De reden hiervoor die ik zou bedenken is:

Welk soort verband is er tussen de spanning over de NTC en de temperatuur?

Welk soort verband is er tussen de spanning over R en de temperatuur van de NTC ?

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

#8

Professor Puntje

    Professor Puntje


  • >1k berichten
  • 2047 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 december 2016 - 16:48

Mijn eerste gedachte was dat de NTC door de verwarming wel eens meer vermogen zou kunnen opstoken waardoor die zichzelf bij het afkoelen langer warm houdt. Dat zou een elegante verklaring zijn. En vandaar ook mijn vragen. Maar helaas compliceert de voorschakelweerstand R de zaak. Een hogere stroom betekent immers ook een grotere spanningsval over de weerstand R en dus minder spanning over de NTC. Dus de stroom door de NTC neemt toe, maar de spanning over de NTC neemt af. Het is dus maar de vraag wat hier de overhand heeft...

 

De 'eerste factor' van Jan is wellicht belangrijker.


#9

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8949 berichten
  • VIP

Geplaatst op 29 december 2016 - 18:21

Je kunt dit effect redelijk meten door de schakeling aan te sluiten en van de NTC af te blijven. Als er genoeg stroom loopt om deze op te warmen dan zie je de weerstand dalen tot zich op een gegeven moment een stabiele situatie voordoet (warmte transport uit door straling/convectie/geleiding = gelijk verstookt electrisch vermogen). 

 

Bij welke temperatuur dat is hangt helemaal af van de waarde van de componenten en hoe het fysiek in elkaar steekt (formaat ntc, luchtstroom, omgevingstemperatuur etc). 

Victory through technology

#10

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 30 december 2016 - 11:42

De enige meetgegevens die ik uit de opdracht heb is dit:

 

tab.png

 

Ik heb de weerstand dus niet kunnen zien dalen o.i.d. in de opdracht stond niet dat we naar de amperemeter moesten kijken, alleen naar de spanningsmeter. Verder weet ik niks, daarom vind ik de vraag ook zo uit de lucht komen vallen.

Veranderd door Jan van de Velde, 30 december 2016 - 14:58


#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 45201 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 30 december 2016 - 15:09

 vind ik de vraag ook zo uit de lucht komen vallen.

in die meetgegevens blijkt echter duidelijk dat er in de eerste 12 seconden een heftige verandering plaatsvond, die in 60 seconden daarna nog steeds niet teniet gedaan was. 

 

zet eens een klein pannetje water een minuut op de gaspit. Draai dan het gas uit. Meet vanaf het begin de temperatuur van het water. Ook nu zal blijken dat dat pannetje in een minuut opwarmde tot bijvoorbeeld 50°C maar dat het na een half uur staan nog steeds niet terug is op kamertemperatuur. Dat vragen ze je uit te leggen. 

 

En dat is best een belangwekkende vraag, want je wil een NTC gebruiken als thermometer voor de temperatuur van de omgeving. Vraag is of een NTC geen kwalijkere eigenschappen heeft die hem ongeschikt maken voor meten aan snelle of grote temperatuurwisselingen.


 

Ik heb de weerstand dus niet kunnen zien dalen 

dat zie je indirect wél aan de stijging van de spanning over R, of is dat ook een effect dat je nog niet helemaal bevat? 

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

#12

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 december 2016 - 13:57

Oh niet aan gedacht, vanwege R=UI als ik de U zie stijgen dan zie ik indirect ook R stijgen. Maar zorgt een hogere U of R dan blijkbaar voor het langer vasthouden van de warmte? En dat hij daarom sneller opwarmt dan afkoelt? Want verder kan ik nog geen verklaring ervoor bedenken.


En over de vraag waarom je de spanning over de weerstand R meet in plaats van over de NTC:

 

Wordt de spanning expres niet over de NTC gemeten omdat de meting dan onnauwkeurig wordt, vanwege het feit dat de weerstand van de NTC afhankelijk is van de temperatuur? En bij weerstand R de gemeten spanning onder alle omstandigheden gelijk blijft?

 

 

Heeft dit dan iets te maken met het feit dat de NTC sneller opwarmt dan afkoelt?

 

(ben vergeten de foto van de opstelling toe te voegen, zo wordt het misschien wel nog duidelijker, de NTC zit hier in een bekerglas met water voor een andere deelopdracht in deze opdracht waarbij telkens warm water toe moest worden gevoegd)

 

received_10206319016287747.jpeg

Veranderd door joyb, 31 december 2016 - 14:06


#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 45201 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 december 2016 - 14:50

Maar zorgt een hogere U of R dan blijkbaar voor het langer vasthouden van de warmte? En dat hij daarom sneller opwarmt dan afkoelt? Want verder kan ik nog geen verklaring ervoor bedenken.

 

voor die verklaring stuurde ik je expres de elektro uit en het gasfornuis op, want het overgrootste deel heeft niks met elektro te maken: 

 

Vlam rond de NTC:

groot temperatuursverschil (honderden graden C) dus grote warmtestroom, turbulente lucht boven die vlam en dus goede warmteoverdracht van gas naar voorwerp:

Al met al snelle opwarming

 

vlam weg, :

kleiner temperatuursverschil (die NTC is nog lang niet op vlamtemperatuur) met de omgevingslucht, dus kleinere warmtestroom, en door rustig langsstromende lucht ook nog eens matige warmteoverdracht van voorwerp naar lucht. 

Al met al trage(re) afkoeling.

 

Je pannetje op het fornuis warmt dus ook veel sneller op dan dat het op de gootsteen weer afkoelt. 

 

 

vanwege R=UI als ik de U zie stijgen dan zie ik indirect ook R stijgen.

omdat in de vlam de weerstand van de NTC daalt wordt R een groter deel van de totale serieweerstand, en zal dus ook de spanningsval over R stijgen (en over de NTC navenant dalen natuurlijk) 

 

 

 

Wordt de spanning expres niet over de NTC gemeten omdat de meting dan onnauwkeurig wordt, vanwege het feit dat de weerstand van de NTC afhankelijk is van de temperatuur? En bij weerstand R de gemeten spanning onder alle omstandigheden gelijk blijft?

 

Nee, de weerstand van de NTC isn sterk logaritmisch afhankelijk van de temperatuur:

 

A244Fig03.gif (let op de logschaal verticaal)

Van 10 naar 20°C daalt de weerstand met 5kΩ, van 60 naar 70°C slechts 0,5 kΩ

 

Als je alleen een NTC in een schakeling zou hebben en je zou een ampèremeter willen gebruiken om een temperatuurschaal op te plakken dan wordt dat een hele rare schaalverdeling. Bovendien zou dan bij hogere temperaturen zóveel stroom door de NTC gaan lopen dat dát alleen al die NTC lekker warm kan houden, ook al zou de omgevingstemperatuur weer zakken.  

 

Maar zet je een goedgekozen R in serie met je NTC en gebruik je een voltmeter over die R om een temperatuurschaal achter de naald te plakken dan zal

  • die schaalverdeling al een stuk bruikbaarder zijn
  • de stroomsterkte door je NTC niet sterk variëren en dus de afwijking a.g.v. variabele zelfopwarming sterk beperken

 

Als je nu de eerdere opmerkingen van Professor Puntje en mij doorleest, zie je dan dat we dat eigenlijk allemaal al gezegd hadden? Alleen, jij zat blijkbaar met een of ander idee fixe in je hoofd :) . 

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

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 31 december 2016 - 15:13

Aha, nu zie ik inderdaad wat er nu wordt gezegd al eerder is genoemd, alleen is het kwartje nu pas gevallen! Ik zat inderdaad in een heel andere richting te denken en dat het per se om iets anders draaide, wat dus niet zo was.

 

Het is mij nu eindelijk duidelijk, hartelijk bedankt :)


#15

joyb

    joyb


  • >25 berichten
  • 40 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 januari 2017 - 22:46

Nog een andere vraag uit het practicum waar ik maar niet uitkom zijn:

 

1. Maak een grafiek waarbij je de temperatuur van de NTC uitzet tegen de tijd (meetserie B).

 

2. Bepaal de toptemperatuur van de NTC bij verwarming door de aansteker en het tijdstip waarop die temperatuur wordt bereikt.

 

De gegevens van de resultaten zijn hieronder te zien:

 

 

resultaten.png

meetserieAgrafiek.png

meetserieBresultaten.png

 

Meetserie A en B zijn twee verschillende metingen, hoe kun je dan die twee combineren? Lijkt mij bijna onmogelijk of ik zie echt iets over het hoofd...

 

De instructies voor beide meetseries waren als volgt:

 

Meetserie A

  1. Vul het bekerglas met 100 mL kraanwater en leg de NTC in het water in het bekerglas.
  2. Meet de temperatuur van het water met de vloeistofthermometer, sluit de stroomkring en lees de spannings- en stroommeter af. Verwerk dit in een tabel.
  3. Giet 50 mL water uit de thermoskan bij het water in het bekerglas en herhaal de meting tien keer. Noteer steeds de temperatuur en de meetwaarden op de spannings- en stroommeter af.

Meetserie B

  1. Haal de NTC uit het water, laat hem even in kraanwater afkoelen en droog hem af.
  2. Verwarm de NTC door hem met een lucifer te verhitten.
  3. Houd de aanstekervlam een paar centimeter onder de NTC. Start de tijd als de brandende aansteker onder de NTC wordt gehouden en lees om de 10 seconden de spanning U onder de weerstand R af. Noteer de meetwaarden in een tabel.

Veranderd door joyb, 06 januari 2017 - 22:46







Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Vacatures