Niet-lineaire weerstand

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Rekenmachine (of potlood en papier om te rekenen)
• 6 volt batterij
• Laagspanningsgloeilamp (Radio Shack-catalogus # 272-1130 of gelijkwaardig)

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Deel 1, hoofdstuk 2:"De wet van Ohm"

LEERDOELSTELLINGEN

• Voltmetergebruik
• Ammetergebruik
• Ohmmeter gebruik
• Gebruik van de wet van Ohm
• Beseffen dat sommige weerstanden onstabiel zijn!
• Wetenschappelijke methode

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Meet de weerstand van de lamp met je multimeter. Dit weerstandsgetal is te wijten aan de dunne metalen "gloeidraad" in de lamp.

Het heeft aanzienlijk meer weerstand dan een jumperdraad, maar minder dan alle weerstanden van het laatste experiment. Noteer deze weerstandswaarde voor toekomstig gebruik. Bouw een circuit met één batterij en één lamp.

Stel uw multimeter in op het juiste spanningsbereik en meet de spanning over de lamp wanneer deze wordt bekrachtigd (verlicht). Noteer deze spanningswaarde samen met de eerder gemeten weerstandswaarde.

Stel uw multimeter in op het hoogst beschikbare stroombereik. Breek het circuit en sluit de ampèremeter binnen die pauze aan, zodat het een deel van het circuit wordt, in serie met de batterij en lamp.

Selecteer het beste stroombereik:welke de sterkste meterindicatie geeft zonder de meter te overschrijden. Als uw multimeter automatisch bereik heeft, hoeft u zich natuurlijk geen zorgen te maken over het instellen van het bereik.

Noteer deze huidige waarde samen met de eerder geregistreerde weerstands- en spanningswaarden. Gebruik de gemeten waarden voor spanning en weerstand en gebruik de vergelijking van de wet van Ohm om de circuitstroom te berekenen. Vergelijk dit berekende cijfer met het gemeten cijfer voor circuitstroom:

Wat je zou moeten vinden is een duidelijk verschil tussen de gemeten stroom en de berekende stroom:het berekende cijfer is veel groter. Waarom is dit? Om het nog interessanter te maken, kunt u proberen de weerstand van de lamp opnieuw te meten, deze keer met een ander model meter.

U moet de lamp loskoppelen van het batterijcircuit om een ​​weerstandsmeting te krijgen, omdat spanningen buiten de meter de weerstandsmeting verstoren. Dit is een algemene regel die moet worden onthouden:meet weerstand alleen op een niet-aangedreven onderdeel!

Bij gebruik van een andere ohmmeter zal de lamp waarschijnlijk een andere weerstandswaarde registreren. Gewoonlijk geven analoge meters hogere lampweerstandsmetingen dan digitale meters.

Dit gedrag is heel anders dan dat van de weerstanden in het laatste experiment. Waarom? Welke factor(en) kunnen van invloed zijn op de weerstand van de gloeidraad van de lamp, en hoe kunnen die factoren verschillen tussen verlichte en onverlichte omstandigheden, of tussen weerstandsmetingen die zijn uitgevoerd met verschillende soorten meters?

Dit probleem is een goede testcase voor de toepassing van wetenschappelijke methoden. Als je eenmaal een mogelijke reden hebt bedacht waarom de weerstand van de lamp verandert tussen verlichte en onverlichte omstandigheden, probeer dan de oorzaak te dupliceren die op een andere manier is veroorzaakt.

Als u bijvoorbeeld denkt dat de lampweerstand kan veranderen als deze wordt blootgesteld aan licht (zijn eigen licht, wanneer deze brandt) en dat dit het verschil verklaart tussen de gemeten en berekende stroomkringen, probeer dan de lamp bloot te stellen aan een externe lichtbron tijdens het meten van de weerstand. Als je substantiële weerstandsverandering meet als gevolg van blootstelling aan licht, dan heeft je hypothese enige bewijskracht.

Zo niet, dan is uw hypothese gefalsifieerd en moet een andere oorzaak verantwoordelijk zijn voor de verandering in circuitstroom.