5.2 Weerstand

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

5.2 Weerstand

5.2.1 Je kunt uitleggen hoe je de weerstand van een draad bepaalt.

5.2.2 Je kunt berekeningen maken met het verband tussen weerstand, spanning en stroomsterkte.

5.2.3 Je kunt uitleggen wanneer voor een component de wet van Ohm geldt.

5.2.4 Je kunt de verandering van de weerstand van een NTC bij veranderende temperatuur benoemen.

5.2.5 Je kunt de verandering van de weerstand van een LDR bij veranderende lichtsterkte benoemen.

Voorkennis

In huis heb je allerlei apparaten die op de netspanning van 230 V werken. De hoeveelheid stroom die door die apparaten loopt, kan heel verschillend zijn. De stroomsterkte door een wasdroger is bijvoorbeeld veel groter dan de stroomsterkte door een lamp. Blijkbaar ondervindt de stroom elektronen in de wasdroger minder weerstand.

Het lampje is geschikt voor 6 V en brandt op 6 V. 

Er vloeit een goede stroomsterkte om het lampje te

 laten branden.

Nu brandt het 6 V lampje op

9 V. Er is dus een weerstand nodig, anders brandt het lampje door,

De opstelling om weerstand te bepalen

De wet van Ohm

Je ziet:

• Als de spanning 2× zo groot wordt, wordt de stroomsterkte ook 2× zo groot.

• Als de spanning 3× zo groot wordt, wordt de stroomsterkte ook 3× zo groot.

• Enzovoort.

Met andere woorden:

De spanning (over de draad) en de stroomsterkte (door de draad) zijn recht evenredig.

Deze regel wordt de wet van Ohm genoemd.

Uit de wet van Ohm volgt dat de weerstand van de draad een constante waarde heeft: als je de spanning U deelt door de stroomsterkte , komt daar steeds hetzelfde getal uit.

De wet van Ohm en een gloeilampje

Als je het verband tussen de spanning en de stroomsterkte bij een gloeilampje meet, krijg je een afwijkend resultaat. Dat zie je in het (,U)-diagram in figuur 4. De spanning en de stroomsterkte zijn nu niet recht evenredig: als de spanning 2× zo groot wordt, blijft de stroomsterkte daar duidelijk bij achter. In dit geval geldt de wet van Ohm dus niet.

Weerstand en temperatuur

De oorzaak van deze afwijking is de hoge temperatuur van de gloeidraad. Als de spanning over de gloeidraad toeneemt, gaat het lampje steeds feller branden. De temperatuur van de gloeidraad stijgt daarbij sterk, tot wel 2500 °C. Bij zo’n hoge temperatuur neemt de weerstand van de gloeidraad flink toe. Bijna alle soorten draden krijgen een grotere weerstand als hun temperatuur stijgt. Draden van constantaan vormen een uitzondering: hun weerstand is constant, ook als ze heet worden. 

Gebruik de volgende twee dia's.

In schakelingen worden soms onderdelen gebruikt met een veranderlijke weerstand. Twee voorbeelden daarvan zijn de NTC en de LDR.

• Een NTC (figuur 5) is gevoelig voor veranderingen in temperatuur. Als de temperatuur van een NTC stijgt, daalt zijn weerstand. De NTC gaat dan beter geleiden en laat meer stroom door.

• Een LDR (figuur 6) is gevoelig voor veranderingen in de hoeveelheid licht. Als er meer licht op een LDR valt, daalt zijn weerstand. De LDR gaat dan beter geleiden en laat meer stroom door.

Deze variabele weerstanden worden veel gebruikt in automatische schakelingen: de NTC als temperatuursensor, de LDR als lichtsensor.

0

Controle lesdoelen.

Noteer de formule om weerstand uit te rekenen en schrijf deze om.

Controle lesdoel

Teken de opstelling om weerstand te bepalen.

Controle lesdoel

Lees de voltmeter en amperemeter af in de volgende dia's en bereken met de gegevens de weerstand.

Controle lesdoel

Bereken de stroomsterkte door een apparaat aangesloten op de nespanning met een weerstand van 100 Ohm.