Hoofdstuk 5: Schakelingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Vandaag

- (Herhaling) 5.1: Lading en Spanning

- 5.2: Weerstand

#JusticeforJoost

5.1: Lading en Spanning

Voorwerpen opladen

- Wollen doek over pvc-buis wrijven 

- Door het wrijven is de pvc buis elektrisch geladen oftewel statisch geworden.

- Gevolg: het pvc trekt daarna verschillende voorwerpen aan

- Zie tekening op het bord papiersnippers of watermoleculen

Ontladen van voorwerpen

= Het elektrisch geladen voorwerp raakt zijn lading (meestal snel) kwijt

- Hoe meer waterdamp in de licht, hoe sneller het voorwerp ontlaadt

Lading

- Twee soorten lading: positief en negatief

Maar wat veroorzaakt deze verschillende ladingen?

De bouw van een atoom

Dus

- Neutronen: in de kern, neutraal

- Protonen: in de kern, positief geladen

- Elektronen: in een wolk rond de kern, negatief geladen

Twee mogelijkheden

- De elektronen "springen over"

Hoezo bewegen
elektronen van
min naar plus?

Waar doet dit je
aan denken?

Charles-Augustin de Coulomb

1736-1806

De coulomb (C)

1 coulomb = de hoeveelheid lading die een stroomsterkte van
1 ampère in 1 seconde door een dwarsdoorsnede van de draad voert

Maw: 

1 C = de lading van

6,2*10¹⁸ elektronen

Waarom is de eenheid coulomb bedacht?

EXTRA: welk materiaal wordt gebruikt voor stroomdraden?

En waarom specifiek dit materiaal?

5.1: Maken opgaven 1 t/m 9
(blz 71-73)

5.2: Maken opgaven 1 t/m 5 (blz. 80-81)

5.2: Weerstand

De spanning in huis is ... V

De stroomsterkte door bijvoorbeeld de wasdroger is veel groter dan door een lamp; hoe kan dat??

Weerstand

= Hoe makkelijk/moeilijk stroom door een draad kan

- Bij een hoge weerstand kan de stroom moeilijk door de draad heen. Er is een grote spanning nodig om een klein stroompje door de draad te "persen"

Klein intermezzo:

Door wie is dit bedacht?

George Simon Ohm

1789-1854

R = U / I

R = de weerstand in ohm (Ω) 

U = de spanning in volt (V)

I = de stroomsterkte in ampère (A)

(let op de hoofdletters)

Bereken de weerstand

1) 3 V, 1 A

2) 6 V, 2 A

3) 0,5 A, 1,5 V

4) 12 V, 4 A

Wat valt je op?

Wet van Ohm

= Bij een constante weerstand

zijn de spanning en
stroomsterkte recht evenredig

- Een constante weerstand die
bij elke spanning even groot is,

noem je een ohmse weerstand

Zijn alle weerstanden ohmse weerstanden?

Kleine spoiler: nee.

- ohmse weerstand of niet?

- Bij een hogere spanning,

neemt de weerstand ... 

- Als de spanning toeneemt,

neemt ook de temperatuur

significant toe

- Als de temperatuur stijgt,

dan neemt de weerstand ...

Weerstand en temperatuur

- Bij een hogere temperatuur neemt de weerstand (flink) toe

     > bijvoorbeeld een gloeilamp (tot wel 2500 ^oC)

- Bijna alle draden krijgen een grotere weerstand als hun temperatuur stijgt 

- Toch kun je ook bij deze draden er van uitgaan dat hun weerstand constant is als de temperatuur niet te veel stijgt
    

Veranderlijke weerstanden

3 voorbeelden:

- NTC

- LDR

- Variabele weerstand

NTC (negatieve temperatuurcoëfficiënt)

- Gevoelig voor veranderingen in temperatuur

- Als de temperatuur van de NTC stijgt, daalt zijn weerstand

- De NTC gaat dan ... (Kies uit: beter/slechter) geleiden en laat ... (kies uit: meer/minder) stroom door

- Is de NTC hetzelfde als waar we het eerder over hadden?

LDR ( light dependent resistor)

- Als er meer licht op een LDR valt, daalt zijn weerstand

- De LDR gaat dan ... geleiden en laat ... stroom door

Toepassingen van de NTC en LDR: 

temperatuur- en lichtsensor in automatische schakelingen

Variabele weerstand

Maken opgaven 1 t/m 9 (80-84)