Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleider

Transcriptie

1 Hoofdstuk 2: Weerstand van een geleider A. isack weerstanden. Waardoor wordt de weerstand van een draad bepaald? 2 1

2 weerstanden. Waardoor wordt de weerstand van een draad bepaald? ~L 3 weerstanden. Waardoor wordt de weerstand van een draad bepaald? ~L ~1/A 4 2

3 weerstanden. Waardoor wordt de weerstand van een draad bepaald? Claude Pouillet Fr. natuurkundige ~L ~1/A ~materiaal => materiaal constante = ρ ρ= soortelijke weerstand.a * m² [ * m] L m * mm² [ ] m Wet van Pouillet. L A 5 Pouillet Tabel met de soortelijke weerstand of resistiviteit. (tabel VI blz.402) 6 3

4 Geleidbaarheid G G 1 1 [ S] siemens 1 1 S [ ] * m m 1 S * m [ ] * mm² mm² m 7 Oefeningen Oef1 Hoeveel is de weerstand van 1m koperdraad met een oppervlak van 0,75mm²? L A L A 1 0, , ,

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? U? I? 13V draad draad U? 50W 12V U 0, 5V 2 P 50 P U * I I 4, 1667A U 12 9 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? U 0, 5V 2 P 50 P U * I I 4, 1667A 0,5V U 12 0, 120 4,1667A 6 L A. draad draad 0, ,120 L 5,14m 6 A 0, draad 10 5

6 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? P 150 P U * I I 12, 5A U 12 draad 0,5V 0, 04 12,5A L L 6 9 draad A 0, ,94.10 A draad 0,04 3,94mm² 6 m ² 11 eratuursinvloed op weerstanden

7 eratuursinvloed op weerstanden eratuursinvloed op weerstanden

8 eratuursinvloed op weerstanden. T 0 >0 T 0 15 T ~ ~ materiaal materiaalcte temperatuurscoëfficiënt ~ T (1. ) T 0. eratuursinvloed op weerstanden. T 0 >0 T 0.(1. ) T Eenheid van α? 0. 1 [. C C 1 K K 1 ] 16 8

9 eratuursinvloed op weerstanden. Soorten temperatuurscoëfficiënten. T 0 >0 T 0. >0 en >0 => α>0 17 eratuursinvloed op weerstanden. Soorten temperatuurscoëfficiënten. 0 T <0 T 0. >0 en <0 => α<0 18 9

10 eratuursinvloed op weerstanden. Soorten temperatuurscoëfficiënten. 0 =0 0. >0 en =0 => α=0 19 eratuursinvloed op weerstanden. Soorten temperatuurscoëfficiënten. T 0 >0 α>0 PTC α=0 α<0 NTC T 20 10

11 eratuursinvloed op weerstanden. Tabel temperatuurscoëfficiënten. (tabel VI blz. 402) 21 Atoomstructuur. Een atoom bestaat uit een kern waar elektronen rond draaien. Vb. een aluminiumatoom: Elk elektron heeft een negatieve lading Q e = 1, C; massa = 9, kg De kern: Protonen: Q p = +1, C ; massa = 1, kg Atoom heeft evenveel protonen als elektronen = neutraal. Neutronen: elektrisch neutraal; massa = 1, kg 22 11

12 Atoomstructuur. Elektronen bewegen op schillen Baan = elliptisch; schematisch cirkelvormig getekend. 23 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. 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 +/ vrije ladingen per mm 3 ; 1,2 of 3 e Isolatoren hebben er praktisch geen. 6, 7 of 8 e Halfgeleiders ; 4 e 24 12

13 Geleiding Geleiding in vaste stoffen. Via de vrije ladingen Hoofdstuk 2 in boek Op t oodt. Geleiding in vloeistoffen. ionen Geleiding in gassen. Ionisatie van het gas o.i.v. grote elektrische veldsterkte Vb. lucht 1000V/cm Hoofdstuk 19 in boek. Geleiding in halfgeleiders. Geleiding in vacuüm. %201%20Vacuum.pdf 25 6 Weerstanden 1 Draadweerstanden 2 Massaweerstanden 3 Koolstofweerstand 4 Potentiometer heostaat 26 13

14 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 Variabele weerstanden 2 De PTC weerstand > 0; +7 tot +90%/ C cst Silistor. ( 1%/ C) PT100, PT1000, (PT2000) Pt100 = , T 100 bij 0 C 28 14

15 7 Variabele weerstanden 3 De spanningsafhankelijke weerstand (VD) Varistor 4 De lichtgevoelige weerstand (LD) als licht 29 15