2.2 Stroom en spanning en 2.3 weerstand.

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

 2.2 Stroom en spanning 

Deze les:

Doe ik het eerste deel en meneer Waninge het tweede deel.

 Lading

Planning:

• Uitleg 2.2.
• Start werkbladen.

Leerdoelen:

• Statische elektriciteit
• verband tussen stroom spanning en lading

Statische elektriciteit

Als twee voorwerpen over elkaar wrijven wordt een voorwerp elektrisch geladen, het voorwerp is statisch

1. Het voorwerp trekt andere voorwerpen aan.
   
2. Er kunnen vonkjes overspringen. Die kun je horen (als geknetter) en zien / voelen.

2 soorten lading

• Materie, opgebouwd uit atomen: positieve (+) en negatieve (-) lading

• Neutraal voorwerp:  evenveel  + als - lading
  

Neutron

• Kern
  
• Niet geladen
  
• Kan niet verplaatsen
  

Proton

• Kern
• Positief geladen
  
• Kan niet verplaatsen
  

Elektron

• Negatief geladen
  
• Kan verplaatsen
  

Elektronen

• Geladen voorwerp krijg je door bijvoorbeeld met een doek of ballon te wrijven.
• Door wrijving springen elektronen                                               (deze zitten in de schil) over.
• Protonen bewegen niet                                                                             in een vaste stof.

Elektroscoop

https:

Lading [Coulomb]

Eén elektron heeft een negatieve lading van:

zie BINAS T7

( elementaire lading ) 

De lading van een elektron is dus erg klein. Met een verhoudingstabel kunnen we uitrekenen hoeveel elektronen samen één coulomb aan lading vormen: 

e=−1,602⋅10​−19​​ C

???????????

Lading [Coulomb]

Les 3

Laatse deel 2.2 en start 2.3

Leerdoel: 

- Rekenen met lading spanning en stroom (2.3).

- Rekenen met weerstand (2.3)

Lading [Coulomb]

Lading en stroomsterkte

Q = lading [C]

I = stroomsterkte [A]

t = tijd [s]

stroomsterkte (I) = hoeveelheid lading die in een bepaalde tijd door de schakeling stroomt. 

De ampère [A] = coulomb per seconde [C/s].

Q=I⋅t

I=​t​​Q​​

Wat is spanning?

Aantekeningen!

- Stroomsterkte is de hoeveelheid lading per seconde.

- Spanning is de hoeveelheid energie per lading.

Practicum.

We bouwen nu dezelfde schakeling als gisteren met de lampjes. 

We meten de stroomsterkte en de spanning.

Noteer ook je waarden zie tabel op je bord!

Bereken hoeveel elektronen er passeren  per minuut als je een stroom van 0,25A meet? Bereken  eerst de totale lading.

Bereken dit in je schrift.

Hoeveel elektronen passeren er per minuut als je een stroom van 0,25A meet? bereken eerst de totale lading met Q = I x t

gegeven: 

I = 0,25A     de lading van 1 elektron is q = 1,6 x 10^-19C

 formule:

Q = I x t 

Hoeveel elektronen passeren er per minuut als je een stroom van 0,25A meet? bereken eerst de totale lading met Q = I x t

gegeven: 

I = 0,25A     de lading van 1 elektron is q = 1,6 x 10^-19C

 formule:

Q = I x t 

gevraagd:

 Q = ... C ? & aantal elektronen

uitwerking: 

t = 1 min = 60 s 

Q = I x t = 0,25 x 60 = 15 C

aantal elektronen = totale lading (Q) / lading 1 elektron (q)

aantal elektronen = 15 : 1,6 x 10^-19 = 9,38 x 10¹⁹

2.2 Samenvatting

• Geladen voorwerp krijg je door wrijving
• 2 soorten lading: positieve en negatieve.
  
• Alleen, de negatief geladen, elektronen kunnen van een voorwerp naar een ander voorwerp bewegen
• lading van een elektron q = - 1,6*10^-19 C
  
• Hoeveelheid lading  Q die door draad stroomt reken je uit met  Q = I * t

Deze les

- Korte uitleg 2.3

- Practicum combinatie schakeling (dit heeft ook met 2.4 te maken)

- Maken R vragen 2.1 en 2.2 

Leerdoelen:

- Wat is de wet van ohm en hoe reken je ermee.

- Wat is een ohmse en niet ohmse weerstand.

Weerstand R [Ω]

Weerstand geeft aan hoe goed stroom wordt tegen gehouden

Elk apparaat heeft weerstand

• meer weerstand → minder stroom
  
• minder weerstand → meer stroom
  

De stroomsterkte hangt af van de spanning en de weerstand

Formule van Ohm

R= weerstand in ohm [Ω]

U = spanning  [V]

I = stroomsterkte [A]

weerstand berekenen

Ohmse weerstand

• U en I rechtevenredig
• weerstand R is altijd hetzelfde
• Wat is de helling vd grafiek?

(I-U)-diagram

Niet-ohmse weerstand

De weerstand is niet constant

Reken R uit bij 1 V en bij 5V

Dit is een zogenaamde PTC weerstand

U, I en R wat betekenen ze?

Spanning (U) - Volt [V]

geeft energie mee aan de lading

U

Stroomsterkte (I) - Ampère [A]

Lading per seconde

I

Weerstand (R) - Ohm [Ω]

geeft aan hoe goed stroom wordt tegen gehouden

R

Les 4

- Terugblik 2.3

- Uitleg bijzondere weerstanden (ook 2.3)

- Opstart 2.4 (indien voldoende tijd)

- Afmaken werkblad t/m 2.3 

U, I en R wat betekenen ze?

Spanning (U) - Volt [V]

geeft energie mee aan de lading

U

Stroomsterkte (I) - Ampère [A]

Lading per seconde

I

Weerstand (R) - Ohm [Ω]

geeft aan hoe goed stroom wordt tegen gehouden

R

Bijzondere weerstanden.

PTC

LDR

DIODE / LED

Maken R vragen 2.3

demo elektroscoop

Demo vd graaf generator.