Inloggen

Stretchsensor
HAVO 2017, 2e tijdvak, opgave 2


Download hierboven de originele pdf van het examen waar deze opgave in staat en de bijbehorende uitwerkbijlage. "Stretchsensor" is de 2e opgave in dit examen. Als je de opgave gemaakt hebt kun je jezelf nakijken met het correctievoorschrift.

Uitleg bij "Stretchsensor"

Probeer altijd eerst zelf de opgave te maken en gebruik de uitleg alleen als je er zelf niet uitkomt. Als je ook na deze uitleg nog vragen hebt dan kun je deze helemaal onderaan deze pagina stellen.

Vraag 6

In het spanning-rekdiagram in figuur 1 kun je de drie verschillende fasen onderscheiden

De elastische fase (I). Hierbij treedt elastische vervorming op. Deze vervorming verdwijnt weer als de spanning verdwijnt en is dus niet blijvvend van aard.

De plastische fase (II). Hierbij treedt plastische vervorming op. Deze vervorming is blijvend.

De breakdown fase (III). In deze fase treedt er beschadiging van het materiaal op en kunnen er bijvoorbeeld scheurtjes ontstaan. De vervormingen zijn plastisch en blijvend van aard.

Vraag 7

De elasticiteit of elasticiteitsmodulus wordt bepaald door de helling van het spanning-rekdiagram in de elastische fase (gebied I). Voor de elasticiteit geldt (zie BINAS tabel 35-A6)

E = σ / ε

In de grafiek kun je aflezen dat voor een rek (ε) van 0,40 een mechanische spanning (σ) van 6,4 kNm-2 nodig is. Voor de elasticiteit vind je dan

E = 6,4·103 / 0,40 = 16000 Nm-2

Afgerond is dit een elasticiteit van 1,6·104 Nm-2.

Vraag 8

Uit bovenstaande formule volgt voor de mechanische spanning die voor een bepaalde rek nodig is σ = E·ε. Voor een rek van 0,20 is dus een mechanische spanning nodig van

σ = 1,6·104 · 0,20 = 3200 Nm2

Mechanische spanning, of treksterkte, is de uitgeoefende trekkracht per m2 oppervlakte. Hiervoor geldt σ = F/A (zie BINAS tabel 35-A6). Het oppervlak van de doorsnede van het materiaal (A) is 1,8 mm2. Dit is gelijk aan 1,8·10-6 m2. Voor de uitgeoefende kracht vind je hiermee

F = σ·A = 3200 · 1,8·10-6 = 5,760·10-3 N

Afgerond is dit een trekkracht van 5,8·10-3 N.

Vraag 9

De weerstanden R1 en R2 staan met elkaar in serie aangesloten op de batterij. Dit betekent dat ze samen een spanningsdeler vormen. De batterijspanning van 12 V wordt dus verdeeld over de twee weerstanden waarbij de weerstand met de grootste waarde het grootste deel van de spanning komt te staan. In de opgave staat dat weerstand R1 groter wordt als het strookje uitrekt. Dit betekent dat de spanning over R1 (ab) toeneemt en de spanning over R2 (bc) afneemt als het strookje wordt uitgerekt. De spanning over ac is de batterijspanning van 12 V en blijft hierbij gelijk.

Vraag 10

Voor het elektrisch vermogen dat de spanningsbron moet leveren geldt P = U·I (zie BINAS tabel 35-D1). De spanning van de spanningsbron is constant (12 V) maar de stroom die geleverd wordt kan varieren. Aan de formule kun je zien dat een grotere stroom een groter vermogen geeft. De grootste stroom loopt bij de kleinste weerstand. Dit is als R1 gelijk is aan 1,0 kΩ. De totale vervangingsweerstand van de twee weerstanden dan samen is dan 1,0 + 5,6 = 6,6 kΩ. De stroom volgt uit de wet van Ohm

I = U/R = 12 / 6,6·103 = 0,001818 A

Voor het elektrisch vermogen vind je dan

P = 12 · 0,001818 = 0,0218 W

Afgerond een vermogen van 0,022 W.

Vraag 11

De stroomsterkte die door de accu geleverd moet worden kun je berekenen uit het vermogen

I = P/U = 19 / 12 = 1,58 A

De batterij kan gedurende één uur een stroom leveren van 2,0 A. Een stroom van 1,58 A kan de batterij dus leveren gedurende een tijd van

(2,0/1,58) · 1 uur = 1,2658 uur

Afgerond 1,3 uur (1 uur en 16 minuten).

Vraag 12

In de R,U-grafiek op de bijlage kun je aflezen dat bij een gemeten spanning van 2,7 V een weerstand R1 van 1600 Ω hoort. In de R,α-grafiek kun je vervolgens aflezen dat bij een weerstand 1600 Ω een hoek α van 107° hoort. Dit komt het meest overeen met de stand in figuur B ( 108°).

Vraag over "Stretchsensor"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Stretchsensor

Lars Zelhorst vroeg op donderdag 14 mrt 2019 om 13:48
Over 11, kwam ook net in mn SE. Heb alle gegevens juist, maar heb de breuk per ongeluk omgedraaid (dom dom, ik weet het :(). als deze vraag 3 punten waard is, hoeveel aftrek zou het dan geven wat ik verkeerd heb gedaan?

Erik van Munster reageerde op donderdag 14 mrt 2019 om 14:18
Dat bepaalt je docent. Hij/zij bepaalt de puntenverdeling per vraag en hoe de punten precies verdeeld worden.