Vraag 9Papieren schakelingen
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Kijk in figuur 4 welke led dichter bij de batterij zit en welke verder weg.
- Bekijk goed hoe elke led is aangesloten ten opzichte van de batterij en de andere led.
- Denk daarna na over welke grootheden van de verste led je met die van de dichterbijzijnde led wilt vergelijken.
Hier verliezen leerlingen punten
- Kies een schakelschema en geef daarbij ook een uitleg, want alleen een keuze levert niet alle punten op.
- Blijf niet steken bij de constatering dat de led zwakker brandt, maar leg uit waardoor dat gebeurt.
- Benoem duidelijk welke grootheid van de verste led kleiner is, zodat je uitleg volledig is.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Het materiaal van de stift van een potlood is elektrisch geleidend. Een potloodlijn die op papier getekend is, is daardoor ook elektrisch geleidend en werkt als een draad met weerstand. Er bestaan verschillende soorten potloden. De stift van ieder potlood bestaat uit een mix van grafiet en vulmiddel. Harde ‘H’ potloden bevatten veel vulmiddel en weinig grafiet, zachte ‘B’ potloden bevatten weinig vulmiddel en veel grafiet. De soortelijke weerstand van het vulmiddel is 2,5 · 10 2 Ω m. Theo en Rob hebben een artikel gelezen over op papier getekende draden en gaan hier onderzoek naar doen. Ze willen een potloodlijn met een zo klein mogelijke weerstand tekenen.
Theo en Rob hebben elk een potloodlijn getekend met hetzelfde potlood. Beide lijnen zijn gelijk in lengte en breedte. Ze meten de elektrische weerstand met een multimeter. De multimeter is met zogenaamde krokodillenklemmen verbonden met de potloodlijn. De potloodlijn van Theo ( I ) is met een dikkere laag getekend en daardoor donkerder gekleurd dan de lijn van Rob ( II ). Zie figuur 1. figuur 1
Rob sluit een 9,0 V batterij en een led aan op twee identieke potloodlijnen. Zie figuur 2. figuur 2 De led heeft minimaal een spanning van 1,4 V nodig om licht te geven. In figuur 3 staat het ( I , U )-diagram van de led. figuur 3
Voor de weerstand van één getekende potloodlijn uit figuur 2 geldt het volgende verband: λ R = k · (1) b Hierin is: − R de weerstand van het lijnstuk; − k een constante; − λ de lengte van het lijnstuk; − b de breedte van het lijnstuk. Eén potloodlijn in figuur 2 heeft in werkelijkheid een weerstand van 1,2 · 10 4 Ω bij een breedte van 0,50 cm en een lengte van 12 cm .
Theo maakt een nieuwe schakeling. Hierbij sluit hij twee identieke leds aan op twee getekende potloodlijnen. Zie figuur 4. figuur 4 Theo constateert dat de led dichter bij de batterij feller brandt dan de led verder van de batterij. In figuur 5 zijn vier mogelijke schakelschema’s getekend. figuur 5
Voer de volgende twee opdrachten uit: − Geef aan welk schakelschema ( I , II , III of IV ) de situatie het best weergeeft. − Leg het verschil in felheid tussen de leds uit met behulp van het gekozen schakelschema.