Eduqaleeromgeving
5 havoLeeromgeving Natuurkunde · 5 havo H7 Stoffen en materialen
0%
Leeromgeving›Natuurkunde›5 havo›H7 Stoffen en materialen›7.4b
Hoofdstuk 7 · Les 8 van 9

Weerstand en temperatuur

Een gloeilamp die net aangaat, trekt even een grote stroom. Zodra de gloeidraad heet is, wordt de stroom kleiner. Hoe kan dat?

15 min

Na deze les kun je

  • met het deeltjesmodel uitleggen waarom de weerstand van een metaal stijgt met de temperatuur
  • het (I,U)-diagram van een gloeidraad en van een ohmse weerstand herkennen en verklaren

Dit weet je al

Weerstand (les 7.4a).

Warmere draad, grotere weerstand

Als er stroom door een draad loopt, wordt hij warm. De ionen in het metaalrooster gaan dan heviger trillen. De vrije elektronen botsen vaker tegen de ionen en komen moeilijker vooruit: de weerstand neemt toe. Een metaaldraad is daarom een PTC (positieve temperatuurcoëfficiënt).

Bij een dikke draad of een kleine stroom wordt de draad nauwelijks warmer; dan blijft de weerstand vrijwel gelijk: een ohmse weerstand.

Het (I,U)-diagram

Links een gloeidraad: bij een grotere spanning stijgt de stroom steeds minder hard, de weerstand neemt toe. Rechts een ohmse weerstand: een rechte lijn door de oorsprong, de weerstand is constant.
Links een gloeidraad: bij een grotere spanning stijgt de stroom steeds minder hard, de weerstand neemt toe. Rechts een ohmse weerstand: een rechte lijn door de oorsprong, de weerstand is constant.
  • Ohmse weerstand: twee keer zo grote spanning geeft twee keer zo grote stroom. U/IU/I is constant.
  • Gloeidraad: twee keer zo grote spanning geeft minder dan twee keer zo grote stroom. U/IU/I neemt toe.
✎Voorbeeld 1: weerstand uit het diagram

Bij een lampje meet je: bij 2,0 V een stroom van 0,20 A, bij 6,0 V een stroom van 0,40 A. Bereken de weerstand bij beide spanningen.

R1=2,00,20=10 Ω\begin{aligned} R_1 &= \frac{2{,}0}{0{,}20} \\ &= 10\ \Omega \end{aligned}
R2=6,00,40=15 Ω\begin{aligned} R_2 &= \frac{6{,}0}{0{,}40} \\ &= 15\ \Omega \end{aligned}
  1. De weerstand is groter bij de hogere spanning: de draad is warmer.
!De helling is niet de weerstand

In een (I,U)-diagram reken je de weerstand uit met R=U/IR = U/I in één punt, niet met de steilheid van de raaklijn.

Even controleren

Snap je het?

Waarom heeft een koude gloeidraad een kleinere weerstand dan een hete?

Hoe ziet het (I,U)-diagram van een ohmse weerstand eruit?

↗Hoe hangt dit samen?

In paragraaf 7.5 kijk je naar materialen die speciaal voor een functie zijn ontwikkeld, waaronder materialen waarvan de weerstand verandert door licht of temperatuur.

Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.