[natuurkunde] NTC-weerstand & LDR-weerstand theorie?

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer

Bericht 28-02-'14, 12:26

RomyS

Berichten: 5

NTC-weerstand & LDR-weerstand theorie?

Hallo ik zit in 6VWO en moet een verslag schrijven voor natuurkunde

Ik moet van zowel de NTC-weerstand als de LDR-weerstand de theorie erachter beschrijven een aantal dingen snap ik niet

vragen:

1: waarom heeft een NTC-weerstand een halfgeleidercomponent, waarom is dit belangrijk?

2. Hoe kan het dat bij een NTC- weerstand de weerstand minder is bij hoge temperatuur wat gebeurt er in de weerstand dat dit effect optreedt? Want normaal is het andersom

3. Hoe kan het dat bij een LDR-weerstand de weestand minder is bij een hoge lichtintensiteit wat gebeurt er precies ín de LDR-weerstand.

4. ik moet mijn metingen plaatsen in de formule LogR(T)=logR(0) + c x loge x T

wat is T en wat is 0? want als T temperatuur is snap ik niet hoe ik deze formule in kan vullen voor de LDR-weerstand

Ik hoop dat jullie me kunnen helpen! :)
Omhoog

Bericht 28-02-'14, 13:47

Anton_v_U

Berichten: 1.617

Re: NTC-weerstand & LDR-weerstand theorie?

In een halfgeleidermateriaal kan geleiding ontstaan door verontreiniging. Heeft te maken met elektronenconfiguratie van de materialen. Als een verontreiniging die gebonden is in het rooster een elektron over heeft, kan het elektron gemakkelijk vrij komen.

Het omgekeerde gebeurt ook: als een verontreiniging een elektron tekort heeft, kan een elektron uit de omgeving 'lenen' dan ontstaat een gat, dat zijn positieve ladingsdragers die ook kunnen bewegen.

Het aantal ladingsdragers is temperatuurafhankelijk. Bij een hogere temperatuur krijgen elektronen gemiddeld meer energie en dan zullen er meer overspringen zodat je meer ladingsdragers krijgt. Het verband is dan dus: hogere temperatuur -> meer ladingsdragers -> lagere weerstand.

Bij een LDR gebeurt iets vergelijkbaars. Hier wordt een ladingsdragers niet vrijgemaakt door de energie van de warmte maar door de energie van een foton.

De weerstand van een NTC verandert exponentieel met de temperatuur, zie http://nl.wikipedia.org/wiki/NTC-weerstand

Aan beide kanten een logaritme en je krijgt iets wat op jouw uitdrukking lijkt. Die logaritmes trek je om een lineair verband te krijgen, zoek eerst zelf maar even uit hoe dat werkt.
Omhoog

Bericht 28-02-'14, 14:43

RomyS

Berichten: 5

Re: NTC-weerstand & LDR-weerstand theorie?

Anton_v_U schreef: ↑vr 28 feb 2014, 13:47
Het aantal ladingsdragers is temperatuurafhankelijk. Bij een hogere temperatuur krijgen elektronen gemiddeld meer energie en dan zullen er meer overspringen zodat je meer ladingsdragers krijgt. Het verband is dan dus: hogere temperatuur -> meer ladingsdragers -> lagere weerstand.


Maar bij een normale weerstand is er meer weerstand bij een hoge temperatuur, hoe komt het dan dat het nu andersom is? door de soort verontreiniging?
Omhoog

Bericht 28-02-'14, 16:14

Anton_v_U

Berichten: 1.617

Re: NTC-weerstand & LDR-weerstand theorie?

Het mechanisme van geleiding in metalen en halfgeleiders is totaal verschillend.

In een metaal is het aantal vrije elektronen zo'n beetje constant en heel erg groot ten opzichte van het aantal in een halfgeleider. Uit de dichtheid en de valentie kun je uitrekenen hoeveel vrije elektronen er zijn per volume eenheid, wat hun totale lading is en dus ook wat de gemiddelde snelheid is van deze elektronen door een draad van 1 mm bij een stroom van bijvoorbeeld 1A. Zou zomaar een examenvraag kunnen zijn. De uitkomst zal je verbazen.

De weerstand van een metaal wordt veroorzaakt doordat de elektronen niet ongehinderd kunnen bewegen. Ze botsen af en toe met atoomkernen en daarbij verliezen ze steeds een beetje energie en de stof zelf neemt die energie op. De toegenomen bewegingsenergie van de atomen betekent een temperatuurtoename. (immers: temperatuur is een maat voor de gemiddelde bewegingsenergie van deeltjes)

Naarmate het metaal warmer wordt, bewegen de atomen heftiger in het rooster en daardoor worden de geleidingselektronen meer gehinderd in hun beweging: ze botsen vaker en geven daardoor meer energie af -> toegenomen weerstand.

Toegenomen temperatuur -> toegenomen weerstand: PTC.

De temperatuurafhankelijkheid van een NTC weerstand is dus het gevolg van een totaal ander effect. Voor een halfgeleider geldt dat er weinig vrije ladingsdragers zijn dus loopt er moeilijk een grote stroom; in een metaal, PTC, zijn er zeer veel ladingsdragers en de beperkende factor is de mate waarin die ladingsdragers ongehinderd (i.e. zonder energie af te staan) kunnen bewegen.
Omhoog
Reageer

Terug naar “Huiswerk en Practica”