[natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Bella_

Hallo,

ik heb een vraag mbt weerstanden en spanning.

Op school (4VWO) hebben we een practicum gedaan met 3 verschillende weerstanden.. We moesten ze telkens anders schakelen, zodat we op een andere totale (vervangings)weerstand uitkwamen (dus serie, parallel, parallel&serie)

We hebben toen de (klem)spanning gemeten, en deze bleek bij een steeds kleinere weerstand ook steeds kleiner te worden..

Maar de regel is toch dat bij een kleinere weerstand de spanning groter wordt (?)

Nou zal het vast wel iets te maken hebben met het feit dat het hier niet om de gewone spanning gaat, maar om de klemspanning.. Helaas kom ik hier zelf niet uit, waarom de spanning ook kleiner wordt als de weerstand kleiner wordt. Heb al veel geprobeerd, maar tevergeefs

Is er iemand die me kan helpen?

Ruben01

We hebben toen de (klem)spanning gemeten, en deze bleek bij een steeds kleinere weerstand ook steeds kleiner te worden.. Maar de regel is toch dat bij een kleinere weerstand de spanning groter wordt (?)

In welke situatie gebeurde dit ?

Kan je iets meer vertellen over de situatie (serie, parallel, serie/parallel), eventueel met een klein schema.

Wanneer je dat zou kunnen geven dan is het mogelijk om bij die weerstanden enkele getalwaarden te kleven en zo proberen duidelijk te maken wat er juist gebeurd aan de hand van een kleine berekening.

In een ander topic dat onlangs geopend werd heeft een forumlid (Jan van de Velde) de volgende hypelink gezet:

http://phet.colorado.edu/new/get_phet/simlauncher.php

Wanneer je daar in de lijst Circuit Construction Kit, Virtual Lab Version (DC-only) neemt dan kan je op je computer schakelingen bouwen. A-meters en V-meters plaatsen waar je wil. Misschien kan dat ook helpen voor het begrijpen van kleine netwerkjes.

Bella_

Ik heb hieronder een opstelling van het practicum toegevoegd..

Laten we twee verschillende weerstanden nemen..

Als eerste hebben we 100, 120, en 270 Ohm in serie geschakeld... Totaal geeft dit dus 490 Ohm (klopt toch?)

De voltmeter hebben we ingesteld op 10,0V, waarna de amperemeter een stroomsterkte aangaf van 0,019A..

Tot zover was alles logisch..

Toen hebben we de weerstand veranderd, van de 490Ohm, 390 gemaakt (door alleen de 270 en 120 in serie te schakelen).. De voltmeter gaf toen 9,90V aan, en de amperemeter 0,024A..

Uiteindelijk, bij de laatste weerstand (de kleinste van slechts 45,4Ohm) gaf de voltmeter een spanning aan van 8,0V(!!) en de amperemeter 0,165A..

Ik hoop dat het nu wat duidelijker is..

Is dit niet raar?

(het gaat hier dus om de bronspanning)

: opstelling_nk.jpg (12.86 KiB) 672 keer bekeken

: opstelling_nk_2.jpg (6 KiB) 659 keer bekeken

Ruben01

Dat eerste schema dat je geeft met je meters op kan ik niet volledig aan uit maar volgens mij ga je de kring sluiten met een V-meter. Dat is geen goed idee, een V-meter staat ALTIJD parallel.

Die waarden die je uitkomt kunnen allemaal kloppen omdat je ze kan narekenen m.b.v. de wet van Ohm.

Op enkele kleine meetfouten na zijn deze correct.

De spanning die gaat dalen is niet afhankelijk van de weerstanden dat je schakelt denk ik, je meet telkens de bronspanning en deze geeft gewoon de spanning dat je gaat instellen.

Volgens mij verloopt de spanning van de bron gewoon wanneer je weerstanden gaat in of uitschakelen, ik denk dat het probleem dus te wijten is aan het materiaal dat je gebruikte.

Ik weet niet wat de opdracht van je proef was maar wanneer deze bijvoorbeeld het meten van de stroom door die verschillende schakelingen was op 10V dan moet je telkens wanneer je de schakeling aangepast hebt de voeding opnieuw afregelen m.b.v een V-meter.

Bella_

Ruben01 schreef:Dat eerste schema dat je geeft met je meters op kan ik niet volledig aan uit maar volgens mij ga je de kring sluiten met een V-meter. Dat is geen goed idee, een V-meter staat ALTIJD parallel.

Die waarden die je uitkomt kunnen allemaal kloppen omdat je ze kan narekenen m.b.v. de wet van Ohm.

Op enkele kleine meetfouten na zijn deze correct.

De spanning die gaat dalen is niet afhankelijk van de weerstanden dat je schakelt denk ik, je meet telkens de bronspanning en deze geeft gewoon de spanning dat je gaat instellen.

Volgens mij verloopt de spanning van de bron gewoon wanneer je weerstanden gaat in of uitschakelen, ik denk dat het probleem dus te wijten is aan het materiaal dat je gebruikte.

Ik weet niet wat de opdracht van je proef was maar wanneer deze bijvoorbeeld het meten van de stroom door die verschillende schakelingen was op 10V dan moet je telkens wanneer je de schakeling aangepast hebt de voeding opnieuw afregelen m.b.v een V-meter.

Dat was juist niet de bedoeling.. Na het meten van de eerste klemspanning, mochten we niet meer aan de V-meter komen, dwz, deze niet terugzetten!!

De docent gaf zelf ook al aan dat we op zullen kijken van het resultaat, omdat het niet is wat je verwacht.. Oerigens heeft deze ook aangegeven dat de metingen en resultaten kloppen, dus het zijn geen meetfouten. Blijkbaar klopt het dat wanneer de weerstand kleiner wordt, ook de klemspanning kleiner wordt.

Waar dit aan ligt, weet ik echter niet...

En ohja, de opdracht was aan te geven wat het verband is tussen de inwendige weerstand en de klemspanning..

En nog iets: Als de V-meter parallel moet staan, moet de A-meter dit dan ook?

Ruben01

Dat was juist niet de bedoeling.. Na het meten van de eerste klemspanning, mochten we niet meer aan de V-meter komen, dwz, deze niet terugzetten!!

Oké, het is goed dat je dat zegt, nu weten we wat juist de bedoeling van de proef was.

Bella_ schreef:De docent gaf zelf ook al aan dat we op zullen kijken van het resultaat, omdat het niet is wat je verwacht.. Oerigens heeft deze ook aangegeven dat de metingen en resultaten kloppen, dus het zijn geen meetfouten. Blijkbaar klopt het dat wanneer de weerstand kleiner wordt, ook de klemspanning kleiner wordt.

Waar dit aan ligt, weet ik echter niet...

En ohja, de opdracht was aan te geven wat het verband is tussen de inwendige weerstand en de klemspanning..

Waarschijnlijk heeft de voeding die je gebruikt hebt een bepaalde inwendige weerstand. Wanneer je de spanning perfect gaat afregelen op 10 volt bij 490 ohm gaat er een bepaalde stroom vloeien.

Er staat op dit moment exact 10V over je 490 ohm (dat meet je PARALLEL over deze weerstanden).

Over de inwendige weerstand van je bron zal ook een bepaalde spanning staan.

Wanneer de weerstand daalt van jouw schakeling dan gaat de totaalweerstand (bron + jouw 390 ohm) lager zijn dan in het begin (bron +490 ohm) de weerstand van de bron blijft namelijk onveranderd.

De totale weerstand gaat dus 10 ohm dalen en de spanning (die je niet gaat verzetten blijft dus ongewijzigd).

\(R=\frac{U}{I} \)

En nog iets: Als de V-meter parallel moet staan, moet de A-meter dit dan ook?

V-meter altijd parallel omdat de inwendige weerstand zeer groot is.

A-meter altijd in serie, de inwendige weestand hiervan is zo klein mogelijk.

Bella_

Over de inwendige weerstand van je bron zal ook een bepaalde spanning staan..

Bedoel je in dit geval de voedingskast?

De totale weerstand gaat dus 10 ohm dalen en de spanning (die je niet gaat verzetten blijft dus ongewijzigd).

Ik ga de spanning idd niet verzetten, maar hij verzet zichzelf en blijft dus niet ongewijzigd..

Dus het komt erop neer dat de spanning niet over de 3 'losse' weerstanden gaat staan, maar over de inwendige weerstand..

En als over deze inwendige weerstand extra spanning gaat staan, dan neemt de spanning dus toe van deze inwendige weerstand(???)

Hier alle metingen, misschien dat dat iets helpt..

Weerstand (Ohm) Spanning (V) Stroomsterkte (A)

490 10 0,019

390 9,9 0,024

324 9,8 0,028

270 9,7 0,034

220 9,5 0,041

183 9,5 0,047

120 9,0 0,071

45 8,0 0,165

De uiteindelijke opdracht was op Excel hiervan een diagram te laten maken, en om vervolgens hieruit de bronspanning en inwendige spanning te berekenen

(mbv y=ax+b)..

Je hebt dan de Uk (bronspanning), Ri (inwendige spanning), I, en Ub (bronspanning).. Mbv een wiskundige vergelijking kan je dan deze eruit af leiden.. (?)

Ruben01

Bedoel je in dit geval de voedingskast?

Inderdaad: bron,voeding,voedingskast is allemaal hetzelfde

Ik ga de spanning idd niet verzetten, maar hij verzet zichzelf en blijft dus niet ongewijzigd..

Hij veranderd eigenlijk niet, enkel wat jij ziet veranderd maar wanneer je de spanning over de inwendige weerstand en de spanning over de uitwendige weerstand zou meten dan zal je zien dat de som van die 2 spanningen constant zal blijven.

Bella_ schreef:Dus het komt erop neer dat de spanning niet over de 3 'losse' weerstanden gaat staan, maar over de inwendige weerstand..

En als over deze inwendige weerstand extra spanning gaat staan, dan neemt de spanning dus toe van deze inwendige weerstand(???)

Dat gaat inderdaad gebeuren.

De spanning over de over de uitwenidge weerstanden zakt doordat de weerstand daalt en de spanning over de inwendige weerstand stijgt net zoals de stroom door de ganse schakeling.

Bella_ schreef:Hier alle metingen, misschien dat dat iets helpt..

Weerstand (Ohm) Spanning (V) Stroomsterkte (A)

490 10 0,019

390 9,9 0,024

324 9,8 0,028

270 9,7 0,034

220 9,5 0,041

183 9,5 0,047

120 9,0 0,071

45 8,0 0,165

De uiteindelijke opdracht was op Excel hiervan een diagram te laten maken, en om vervolgens hieruit de bronspanning en inwendige spanning te berekenen

(mbv y=ax+b)..

Je hebt dan de Uk (bronspanning), Ri (inwendige spanning), I, en Ub (bronspanning).. Mbv een wiskundige vergelijking kan je dan deze eruit af leiden.. (?)

Je kan de schakeling als volgt voorstellen:

: schema1.png (8.02 KiB) 656 keer bekeken

Laat eens zien wat je daar al van gevonden hebt en dan kunnen we je eventueel verder helpen indien je ergens vastloopt.

Bella_

Als ik Excel het diagram laat maken van U tegen I , en ook gelijk een vergelijking, krijg ik deze als volgt:

y = -0,0723x + 0,735

Hoe kan ik die 0,735 eigenlijk wegkrijgen? Dat moet ik eerst zien te krijgen, zodat ik de formule y=ax+0 krijg

Deze formule moet ik dan omzetten in

R = U/I

(bv R=UI+0) <- dit klopt niet, maar daar komt het op neer...

Net zoals dit bij v=s/t kan, nml

y=ax+b

s=vt+0

Als ik de formule dan heb omgezet, weet ik R, U, en I, waarna ik de andere kan achterhalen (?)

Zou dit kunnen zijn:

y=ax+b

U=RI+0

Ruben01

Bella_ schreef:Als ik Excel het diagram laat maken van U tegen I , en ook gelijk een vergelijking, krijg ik deze als volgt:

y = -0,0723x + 0,735

Dat is foutief denk ik, je moet bij een U-I karakteristiek de spanning op de y-as plaatsen en de stroom op de x-as.

Dan ga je een andere vergelijking krijg:

y=-13,509 . x + 10,149

of je kan deze vergelijking schrijven als:

U=-13,509 . I + 10,149

Deze vergelijking geeft het verloop van de Uuitwendig weer in functie van de stroom.

Bella_

Ruben01 schreef:Dat is foutief denk ik, je moet bij een U-I karakteristiek de spanning op de y-as plaatsen en de stroom op de x-as.

Dan ga je een andere vergelijking krijg:

y=-13,509 . x + 10,149

of je kan deze vergelijking schrijven als:

U=-13,509 . I + 10,149

Deze vergelijking geeft het verloop van de Uuitwendig weer in functie van de stroom.

Echt waar?

:-k

Okee, en hoe krijg ik dan de 10,149 weg?

Bella_

En welke moet dan bij een U-R karakteristiek op de y-as?

(Ik vraag het maar voor de zekerheid)

Ruben01

Okee, en hoe krijg ik dan de 10,149 weg?

Die moet niet weg, je redenering is denk ik foutief !

Bella_ schreef:En welke moet dan bij een U-R karakteristiek op de y-as?

(Ik vraag het maar voor de zekerheid)

Daar moet de normaalgezien op de y-as.

Misschien is er iemand anders die direct kan zien hoe je aan die inwendige weerstand geraakt, ik zie momenteel niet direct hoe je hem er moet uithalen ...

Jan van de Velde

\(I = \frac{U_{bron}}{R_u+R_i}\)

Als je je spanningsbron kortsluit is de uitwendige weerstand 0. De enige weerstand in de kring is dan de inwendige weerstand. Daaruit volgt dan een maximale stroomsterkte die de bron (in theorie) kan leveren.

Ruben01

Als je je spanningsbron kortsluit is de uitwendige weerstand 0. De enige weerstand in de kring is dan de inwendige weerstand. Daaruit volgt dan een maximale stroomsterkte die de bron (in theorie) kan leveren.

Dat klopt Jan maar kun je nog eens verder verduidelijken wat we hierdoor kunnen berekenen in deze opdracht, ik zie niet direct extra mogelijkheden.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

[natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning

Re: [natuurkunde] verband tussen weerstand en klemspanning