Koperdraad

Opgave a

Voor de weerstand van een draad geldt

R = ρ·L/A

ρ is de soortelijke weerstand. In BINAS tabel 8 vinden we voor koper ρ = 17·10^-9 Ωm. A is de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de draad. Oppervlakte van een schijf is πr². De straal is de helft van de diameter van de draad. Oppervlakte is dan π·(0,25·10^-3)² = 1,9635·10^-7 m². De lengte van de draad is 0,80 m. Invullen in de formule geeft een weerstand van 0,069264 Ω. Met de wet van Ohm bereken we de stroom door de draad: I = U/R = 0,5 V / 0,069264 Ω = 7,2187 A. Afgerond is dit 7,2 A. Wouters berekening klopt dus.

Opgave b

Als er bij een spanning van 0,50 V een stroom loopt van 3,8 A betekent dit dat de weerstand van de draad 0,13158 Ω is (R = U/I). Omschrijven van de formule bij vraag a geeft voor de lengte L

L = R·A / ρ

Invullen van R=0,13158 Ω, A=1,9635·10^-7 m² en ρ=17·10^-9 Ωm geeft L = 1,5197 m. Dit zou betekenen dat de draad van 80 cm bijna twee keer zo lang zou moeten zijn geworden om het verschil in weerstand te kunnen verklaren. Wouter zag de draad maar een klein stukje inzakken dus een lengteverandering is geen verklaring voor de toegenomen weerstand.

Opgave c

De weerstand van een draad is niet alleen afhankelijk van het materiaal, de diameter en de lengte maar ook van de temperatuur. Voor de meeste materialen, inclusief koper, geldt dat hoe heter de draad is hoe hoger de weerstand. De gegeven soortelijke weerstanden in BINAS gelden alleen bij kamertemperatuur (bovenaan de kolom van de soortelijke weerstand staat dat deze waarden gelden voor 293 K = 20 °C). Als er stroom door de draad loopt warmt de draad zoveel op dat hij roodgloeiend wordt. De weerstand gaat hierdoor ook omhoog en hierdoor is de stroom een stuk lager dan verwacht.

Vraag over opgave "Koperdraad"?

Typ hier je vraag

Stel je vraag     Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers