[NA] Wet van Ohm
 

Ik moet een verslag maken voor natuurkunde van een practicum, daarbij moest ik met wat kabeltjes de het voedingskastje aansluiten op een lampje, een voltmeter, en een ampèremeter.
Daarna moest ik de stroomsterkte (Ampère) opschrijven, en de weerstand (Ohm).
Vervolgens moest ik het lampje vervangen door een weerstand en het vorige proces herhalen.


Ik ben nu bijna klaar met het verslag, ik moet alleen nog de onderzoeksvraag beantwoorden:
"Geldt de wet van Ohm voor het lampje? En voor de weerstand?"

Het probleem is: Ik heb geen flauw idee wat het antwoord is en ik kan ook geen duidelijk antwoord op google vinden.

Mijn vraag: Zou iemand alsjeblieft het antwoord + uitleg willen posten.

Bij voorbaat dank, Daen

Ik neem aan dat je weet wat de wet van ohm is? U=I*R.
Je hebt door een proefje 2 van deze waarden: De weerstand (R) en de stroomsterkte (I). Als je deze invult in de formule dat komt er dus de U uit. Komt deze U overeen met de U die gegeven was, dan geldt dus de wet van Ohm. Op een dergelijke wijze ga je na of de wet van ohm ook geldt voor de weerstand. Snap je het?

De wet van Ohm is inderdaad: u = R * i. Je hebt waarschijnlijk met verschillende stromen/spanningen waardes, en dan moet je voor elke waarde nakijken of je daaruit berekende R overeenkomt.

Een mogelijkheid om dat te doen is via lineaire regressie/curve fitting, als je dat al gezien hebt. Indien niet, geen probleem; want het is een manier die toch niet perfect werkt. Een betere manier is voor elk experiment je gemiddelde stroom en gemiddelde spanning te gebruiken in de wet van Ohm. Als je dan een waarde uitkomt die overeenkomt met een opgegeven (nominale) waarde, kan je veronderstellen dat de wet opgaat. Voor de lamp zal je die waarde waarschijnlijk niet hebben, maar daar kan je waarschijnlijk wel het lineair verband tussen i en u vaststellen.

Als je er een grafiek van maakt (in Excel of manueel), zal je het misschien ook goed zien.

Normaalgezien zouden allebei moeten voldoen aan de wet van Ohm, en zou je dat ook moeten zien als je gewerkt hebt met gelijkspanning. Met wisselspanning, moet je iets meer opletten, omdat een lamp een spoel is, en je daar de complexe versie van de wet van Ohm moet gaan gebruiken; maar dat gaat vast en zeker buiten het bestek van je practicum. Als de lamp toch niet zou voldoen, is dat nog aanvaardbaar, maar de weerstand zou moeten voldoen (met wat speling op door eventuele opwarming, maar zo heel veel zou dat niet mogen zijn (al is dat wel mogelijk natuurlijk: er zijn weerstanden die juist gemaakt zijn om veel in weerstandswaarde te veranderen afhankelijk van de temperatuur, bv. thermistors, NTC's, PTC's, ... en die kan je gebruiken om bv. een brandveiligheid in te bouwen in een apparaat of al eenvoudige meting van de temperatuur voor bv. een thermostaat).

Zou moeten voldoen? Is een lamp niet het schoolvoorbeeld van een niet-Ohmse weerstand?

Hoe dan ook, wat je kunt doen is het volgende: varieer de spanning en meet de stroom, of varieer de stroom en meet de spanning. Als je een recht evenredig verband krijgt tussen de spanning U en de stroom I, geldt dat de weerstand Ohms is. De evenredigheidsconstante (=helling) van je grafiek is dan R, mits je U uitzet op de y-as en I op de x-as.

Hmm, je hebt eigenlijk wel gelijk. Al hangt het er natuurlijk van af in welk gebied je metingen gaat doen. De wet van Ohm is immers een linearisatie van het eigenlijke geval (een weerstand zal immers ook nooit perfect ohms zijn). Dus dat gaat in 99% van de gevallen wel opgaan als je binnen een klein genoeg gebied blijft (bij een ohmse weerstand is dat gebied natuurlijk veel groter dan bij de lamp zoals je geheel terecht opmerkt). Ik ben niet echt gaan opzoeken wat het U~I-gedrag is van een lampje, maar herinner me vooral dat het in handboeken vaak als voorbeeld gebruikt wordt bij het uitleggen, dus veronderstelde ik dat het min of meer wel ohms zou zijn. Dus mijn excuses voor eventuele verwarring.

Wat extra uitleg over niet-lineariteit met nodige grafiekjes (Engelstalig, maar niet zo heel moeilijk of wetenschappelijk): http://www.allaboutcircuits.com/vol_1/chpt_2/6.html