natuurkunde onderzoekspracticum
A stelde deze vraag op 18 juni 2014 om 18:23.Hallo meneer,
Ik heb een vraagje. Ik ga vrijdag op school een practicum doen dat met elektriciteit te maken heeft. We kunnen uit drie onderwerpen kiezen namelijk: Drempelspanning van verschillende LED’s, ijkgrafiek van verschillende NTC's en de trekkracht van een elektromagneet. Ik heb voor een ijkgrafiek van verschillende NTC's gekozen. Voor dit moeten we eerst thuis een voorbereiding maken. Bijvoorbeeld wat je zou kunnen verwachten hoe je het onderzoek wilt gaan uitvoeren etc. Maar nu heb ik een probleem want ik snap dit niet zo goed. Ik heb al een deel gemaakt, maar ik weet niet of het goed is. Het cijfer dat we krijgen is telt heel zwaar mee dus ik ben bang dat ik laag scoor en dat mijn gemiddelde naar beneden gaat. Ik de voorbereiding moeten ook de benodigheden komen en de opstelling en dat weet ik al helemaal niet! Kunt u mij aub helpen? Het moet voor vrijdag al af zijn.
Dit is wat er staat:
Probleemstelling: Het doel van dit practicum is het ijken van een NTC-weerstand om zodoende deze te kunnen gebruiken als temperatuursensor. In tegenstelling tot een gewone weerstand neemt bij een NTC de weerstand af indien de temperatuur stijgt. Je kunt met een schakeling een verband aantonen tussen een temperatuur en de weerstand van een NTC. Door dit in een ijkgrafiek te plaatsen kun je bij elke waarde van een NTC een temperatuur vinden.
Dit is wat ik al heb: Een NTC (warmte geleider) is een weerstand waarvan de weerstand afneemt als de temperatuur stijgt. Een NTC heeft dus een negatieve weerstandstemperatuurcoëfficiënt. In dit practicum ga ik meten wat het verband is tussen de temperatuur en de weerstand van een NTC. Ik zal verschillende weerstanden nemen. Van … tot … Hierbij zullen veel verschillende temperaturen ontstaan. Van deze waarnemingen zal ik een tabel maken. Met behulp van deze waarnemingen zal ik een ijkgrafiek maken (het ijken van een NTC). Een ijkgrafiek is een grafiek die schuin omhoog loopt. De grafiek lijkt op een grafiek van een exponentieel verband. Deze grafiek zal het verband aangeven tussen de temperatuur en de weerstand. Op dit moment denk ik dat het verband tussen de temperatuur en de weerstand exponentieel verloopt. Door dit in een ijkgrafiek te plaatsen kun bij elke waarde van de NTC een temperatuur vinden.
Benodigdheden: NTC, Temperatuursensor verder weet ik het echt niet.
Ik hoop dat ik zo snel mogelijk van u hoor.
Alvast hartelijk bedankt voor de moeite!
Groetjes
Reacties
Wat je dus feitelijk wil maken is een tabel waarbij de temperatuur tegen de weerstand wordt uitgezet voor een NTC weerstand.
Nu is het goed meten van de weerstand rechtstreeks aan de NTC moeilijk. Je kunt er wel een Ohm-meter aan vast maken en dan de weerstand meten terwijl je de NTC verwarmt of afkoelt. Maar de Ohmmeter verstoort de meting doordat het zelf een stroompje door de weerstand stuurt waarmee de temperatuur van de NTC wijzigt.
Handiger is een seriele schakeling te maken met nog een "echte", vaste, weerstand die dezelfde vaste waarde houdt, ongeacht welke stroom er doorheen gaat (binnen redelijke grenzen). Die kun je dus wel met een Ohmmeter nauwkeurig meten.
Als je dan de stroom meet die de spanningsbron geeft, en de spanning meet die over die vaste weerstand staat dan weet je ook welke spanning er over de NTC moet staan: de rest. De stroomsterkte weet je al, dus de weerstand van de NTC kan dan ook bepaald worden: uit U = I.R volgt RNTC = UNTC/I .
Je moet dan wel zorgen dat gedurende de meting de temperatuur van de NTC constant blijft. Dat zie je snel genoeg want als dat niet zo is dan varieert zijn weerstand en daarmee de spanning over de NTC. En dus ook de spanning over de vaste weerstand.
Kun je zo een stappenplan maken?
Dag A,
- In dit practicum ga ik meten wat het verband is tussen de temperatuur en de weerstand van een NTC. Ik zal verschillende weerstanden nemen. Van … tot … Hierbij zullen veel verschillende temperaturen ontstaan.
Je eerste zin klopt, maar je tweede klopt niet met je eerste. Je gaat dus NIET een handje verschillende NTC's nemen (het zou me overigens verwonderen als je TOA er vele verschillende op voorraad zou hebben). En die dingen krijgen ook niet vanzelf allemaal verschillende temperaturen.
Je wil een ijkgrafiek maken voor EEN NTC. Je neemt dus zo'n NTC, stelt dat ding bloot aan verschillende temperaturen (bijvoornbeeld in water dat je langzaam opwarmt van ijskoud tot kokend) en noteert bijvoorbeeld bij elke 5°C temperatuursstijging de weerstand van die NTC.
De bedoeling is zo duidelijker?
Groet, Jan
Heel erg bedankt voor uw reactie!
Ik snap het voor een groot deel. Wat ik niet snap is moet ik de NTC steeds warmer maken zodat er verschillende metingen ontstaan? Want ik moet verschillende metingen doen. Maar hoe maak ik de NTC steeds warmer? En moet ik de uitkomsten in de formules doen en daar een ijkgrafiek van maken? Of moet ik van de metingen een ijkgrafiek maken?
Alvast bedankt voor de moeite!
A, 19 jun 2014
Heel erg bedankt voor uw reactie!
Ik snap het voor een groot deel. Wat ik niet snap is moet ik de NTC steeds warmer maken zodat er verschillende metingen ontstaan?
Aangezien zo'n ding is bedoeld om aan de hand van zijn weerstand een temperatuur van de omgeving van die NTC (en dus de NTC zelf) te bepalen, ja.
- Want ik moet verschillende metingen doen. Maar hoe maak ik de NTC steeds warmer?
Zoals ik in mijn eerste reactie al schreef, hang het ding bijvoorbeeld in een bekerglas water dat je langzaam opwarmt van leidingtemperatuur naar kooktemperatuur. Goed blijven roeren
- En moet ik de uitkomsten in de formules doen en daar een ijkgrafiek van maken? Of moet ik van de metingen een ijkgrafiek maken?
Jij gaat gewoon steeds een temperatuur en de bijbehorende weerstand meten, (bijv bij 10, 15, 20 enz °C) en die gegevens zet je netjes in een grafiek.
- Alvast bedankt voor de moeite
Bij een experiment gaat het vooral om de metingen en de verbanden die je dan vindt. In jouw geval: de temperatuur van de NTC (gedompeld in water met bepaalde temperatuur) tegen de weerstand. Die weerstand moet je "berekenen" via bekende formules. Dus het is een beetje van beide!
Voor elke meting zou je gemeten resultaten kunnen opschrijven:
temperatuur: ... °C
spanning over vaste weerstand: ... V
stroom door de stroomkring: ... A
spanning spanningsbron: ... V
Daarna ga je met die gegevens rekenenen voor elk van de metingen (elke meting bij een steeds andere temperatuur):
spanning over NTC = (spanning spanningsbron) - (spanning vaste weerstand)
weerstand NTC = U/I = (spanning over NTC) / (stroom door stroomkring)
Maak daarna een tabelletje:
temperatuur NTC weerstand
xxx yyy
xxy yyz
enz
Ik ben tot de volgende conclusie gekomen. Ik heb een voedingskastje, een ohmmeter, een NTC, iets om te roeren, water en een thermometer nodig.
Aanpak:
Sluit de ohmmeter aan op het voedingskastje. Sluit daarna de NTC aan op de ohmmeter/voedingskastje (ik weet niet welke). Doe het ijzeren gedeelte van de NTC in het water. Maak het water steeds warmer ( door er een thermometer erin te stoppen kan je zien hoe warm het steeds wordt). Op de ohmmeter komt steeds een andere weerstand doordat de temperatuur van de NTC steeds verandert. Hier maak je dan een ijkgrafiek van waarin je de weerstand uit zet tegen de temperatuur (of andersom?) Op welke as moet de temperatuur en de weerstand?
Alvast bedankt!
pas op: een ohmmeter mag je nóóit aansluiten in een schakeling die onder spanning staat. Een ohmmeter is eigenlijk een stroommeter met zijn eigen voedinkje met een vaste kleine spanning: met die spanning en het gemeten teststroompje "berekent" de ohmmeter de weerstand al voor je.
Dus als je een ohmmeter hebt: NTC direct aan de ohmmeter schakelen, zonder verdere voeding. In het beste geval krijg je anders geen of verkeerde resultaten, in het slechtste geval komt er "magic blue smoke" uit je ohmmeter.
Rest van je opzet klopt nu wel.
- Hier maak je dan een ijkgrafiek van waarin je de weerstand uit zet tegen de temperatuur (of andersom?) Op welke as moet de temperatuur en de weerstand?
Goed gebruik is om de "oor"zaak op de "oor"izontale as te zetten, het gevolg op de verticale. Verandert de weerstand als gevolg van de temperatuur, of verandert de temperatuur als gevolg van de weerstand?
Groet, Jan
Klopt deze schakeling?
Ja - en identiek aan wat ik daarbij suggereerde
Heel erg bedankt voor de moeite!
Ik heb nu antwoord op al mijn vragen. Zou mijn vraag nu verwijderd kunnen worden?
Alvast bedankt!
Verwijderen van vragen is niet gebruikelijk. Andere mensen met soortgelijke problemen (die via een zoekactie bij dit antwoord komen) kunnen nu al direct worden geholpen en hoeven die vraag niet weer te stellen en wij hoeven niet weer hetzelfde antwoord te geven.