Download - Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

Transcript
Page 1: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

1

Hoofdstuk 2:   Weerstand van een geleider

A. Risack

1

weerstanden.

• Waardoor wordt de weerstand van een draad bepaald?

A

LR

.

R~L

R~1/A

R~materiaal => materiaal constante = ρρ= soortelijke weerstand

Wet van Pouillet

L

AR. ]*

²*[ m

m

m

]²*

[m

mm

2

Page 2: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

2

3

Pouillet

• Tabel met de soortelijke weerstand of resistiviteit. (tabel VI blz.402)

4

Geleidbaarheid G

RG

1 siemensS]

1[

1 ]

*

1[

m

S

m

*²*

1[

mm

mS

mmm

Page 3: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

3

Oefeningen

• Oef1

– Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van 0,75mm²?

A

LR

5

Oefeningen

• Oef2

– Een lichtinstallatie met halogeenspots werkt op 12V (via transformator).

– Men laat toe dat er een spanningsverlies optreedt van 1V in de verbindingsdraden; de transfo levert een spanning van 13V.

• Hoe ver mag een lamp van 50W verwijderd zijn van de transfo, als de verbindingsdraad een oppervlak heeft van 0,75mm²? 

6

Page 4: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

4

Oefeningen

• Oef2

– Een lichtinstallatie met halogeenspots werkt op 12V (via transformator).

– Men laat toe dat er een spanningsverlies optreedt van 1V in de verbindingsdraden; de transfo levert een spanning van 13V.

• Hoe ver mag een lamp van 50W verwijderd zijn van de transfo, als de verbindingsdraad een oppervlak heeft van 0,75mm²? 

7

Oefeningen

• Oef3

– Een lichtinstallatie met halogeenspots werkt op 12V (via transformator).

– Men laat toe dat er een spanningsverlies optreedt van 1V; de transfo levert een spanning van 13V.

• Bereken het minimale draadoppervlak om een lichtgroep van 3x50W op 9m van de transfo te voeden? 

A

LRdraad

draadR

LA

8

Page 5: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

5

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

9

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

RRRT 0

TR ~ëntrscoëfficitemperatuutemateriaalcmateriaalR ~

0~ RR TRR .. 0

TRRRT .. 00

).1.(0 TRRT TR

R

.0

10

Page 6: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

6

11

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

).1.(0 TRRT TR

R

.0

–Eenheid van α?

]11

.[ 1

KKCC

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

– Soorten temperatuurscoëfficiënten.

• T>0 en R>0

TR

R

.0

=> α>0

12

Page 7: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

7

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

– Soorten temperatuurscoëfficiënten.

• T>0 en R<0

TR

R

.0

=> α<0

13

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

– Soorten temperatuurscoëfficiënten.

• T>0 en R=0

TR

R

.0

=> α=0

14

Page 8: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

8

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

– Soorten temperatuurscoëfficiënten.

α>0 PTC

α<0 NTCα=0

15

Temperatuursinvloed op weerstanden.

• Weerstand is afhankelijk van temperatuur.

– Tabel temperatuurscoëfficiënten. (tabel VI blz. 402)

16

Page 9: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

9

17

Atoomstructuur.

• Een atoom bestaat uit een kern waar elektronen rond draaien.Vb. een aluminiumatoom:

• Elk elektron heeft een negatieve lading Qe= ‐1,602.10

‐19C; massa = 9,1093897.10‐31 kg• De kern:

– Protonen:  Qp= +1,602.10‐19C ; massa = 1,6726231.10‐27 kg

Atoom heeft evenveel protonen als elektronen = neutraal.– Neutronen:  elektrisch neutraal; massa  = 1,67492896.10‐27 kg

18

Atoomstructuur.

• Elektronen bewegen op “schillen”

• Baan = elliptisch; schematisch cirkelvormig getekend.

Li atoom O atoom

1 = elektronenbanen en elektronenschillen.

2 = schematische voorstelling.

Atomen hebben neiging om hun buitenschil voltallig te maken =

scheikundig stabiel.

K schil voltallig = 2 elektronen;

Andere schillen voltallig = 8 elektronen.

Page 10: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

10

19

Atoomstructuur.• Vrije ladingen.

– Elektronen die bewegen van de buitenschil van het ene atoom naar de buitenschil van een ander atoom.

– Metalen (geleiders) vormen een kristalrooster bestaande uit positieve ionen en daartussen vrije elektronen. Vb. koper:

– Geleiders zoals Cu, Ag, Au, enz. hebben +/‐ 1020 vrije ladingen per mm3 ;  1,2 of 3 e‐

– Isolatoren hebben er praktisch geen. 6, 7 of 8 e‐

– Halfgeleiders … ; 4 e‐

20

Geleiding

• Geleiding in vaste stoffen.

– Hoofdstuk 2 in boek.• Geleiding in vloeistoffen.

• Geleiding in gassen.

– Hoofdstuk 19 in boek.• Geleiding in halfgeleiders.

• Geleiding in vacuüm.http://users.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie/Bijlage%201%20Vacuum.pdf

Page 11: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

11

21

6 Weerstanden

1 Draadweerstanden

2 Massaweerstanden

3 Koolstofweerstand

4 Potentiometer - Rheostaat

22

7 Variabele weerstanden

• 1 De NTC‐weerstand of thermistor

– < 0;       tussen ‐0,8 en ‐5%/°C

– cst– “Zero‐power resistance” en de “Self‐heating resistance”. 

Page 12: Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleiderusers.khbo.be/risack/teksten/Elektriciteit/Theorie...3 Oefeningen • Oef1 – Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van

12

23

• 2 De PTC‐weerstand 

– > 0;          +7 tot +90%/°C

– cst– “Silistor”. ( 1%/°C)

– PT100, PT1000, (PT2000)

• 100 bij 0°C

7 Variabele weerstanden

RPt100 = 100 + 0,385 055 × T

24

7 Variabele weerstanden

• 3 De spanningsafhankelijke weerstand (VDR) 

– Varistor

• 4 De lichtgevoelige weerstand (LDR)