Joomla Free Template by FatCow Hosting

PTC weerstand: gloeiende ijzerdraad in water

Hoofdcategorie: Elektronica Categorie: PTC/NTC Gepubliceerd: maandag 24 november 2014
Ster inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactief
 
PTC weerstand in de vorm van gloeiende ijzerdraad

Een PTC is een weerstand met een Positieve Tempera­tuurs­Coëfficient. Hoe warmer hij wordt, hoe meer weerstand hij geeft. IJzer werkt als een PTC.

Niveau

:

Mavo 2/3/4, Havo 2/3, VWO 2/3
Havo 4/5, VWO 3/4

Doel

:

  • Leuke eyeopener. Demo weerstand met voor de meeste leerlingen verrassend resultaat.
  • Tevens te gebruiken als PTC-demo!!!
  • Inzicht geven in de werking van een PTC.

Nodig

:

  • 1x acculader (±12V gelijkspanning, hoog ampèrage kortstondig 8A) of...
  • veel eenvoudigere wisselstroomtrafo 12V - 10A max
  • 1x opgespannen ijzerdraad 0,45mm, ±40cm lang + gewichtje
  • 2x krokodillebek
  • 1x demo-amperemeter (hier niet op de foto)
  • 1x hoge vaas
  • 1x Kannetje met water
  • 2x stukje aluminiumfolie om de vaas te beschermen tegen de hoge temperatuur van de draad

Links

:

 

 

PTC-symboolWerking:

Zet de stroom op maximaal en voer de spanning op tot de draad zichtbaar gloeit. De ijzerdraad zal heet worden, maar waarschijnlijk nog niet gloeien. Om toch zichtbaar te kunnen maken dat de ijzerdraad heet is, gebruik je een windmolentje of iets dergelijks waarmee je de convectie van de warme lucht (opstijgende warme lucht) boven de vaas kunt aantonen.

Giet nu water in de vaas. De ijzerdraad die boven het water uitsteekt, begint nu harder te gloeien. Hoe hoger het waterpeil in de vaas, hoe harder de ijzerdraad gloeit.

Door water in de vaas te doen, koelt de draad onder water af. Hierdoor wordt de weerstand van de ijzerdraad onder water, en daarmee dus ook de totale weerstand, kleiner. Bij gelijkblijvende spanning, moet de stroom toenemen waardoor de weerstandsdraad boven water, des te harder gaat gloeien.

NB: schuur (indien nodig) voor je begint de draad ter plaatse van de aansluitingen iets op. De oxidehuid geeft anders teveel weerstand. De ondergedompelde draad mag niet te ver uitsteken.

De vraag aan de leerling is: je ziet dat de draad gloeit. Raad eens wat er gebeurt als ik water in de maatbeker doe waardoor de draad deels onder water komt te staan.

  • Wat gebeurt er met de stroom
  • Wat gebeurt er met het gloeien


Veel gemaakte misconceptie:

  • Water geleidt stroom. Dat is natuurlijk zo, maar we gebruiken hier nederlands kraanwater en dat is behoorlijk schoon en zoutvrij. Nederlands kraanwater is helemaal niet zo'n goede geleider. Het effect hiervan wordt vaak overschat. 
  • Uit bovenstaande misconceptie voortvloeiend: het water vormt een stroombrug waardoor de weerstand van de draad in het water sterk verminderd. Van deze verlaging van de weerstand moet je je niet teveel voorstellen.

 

IJzerdraad 0,45mm: hoe dikker de draad, hoe beter. Want een dikkere draad kun je beter zien gloeien. Echter, bij een dikke ijzerdraad heb je ook een grote stroom nodig. Dus daarvoor moet je dan ook maar de juiste voeding in huis hebben. 

 

De aluminiumfolie

Op de foto maakt de gloeidraad contact met het glas. Hierdoor is bij mij het glas geknapt. Dus vanaf nu maak ik van meerlaags opgevouwen aluminiumfolie een soort matje tussen glas en draad.

 

Extra:

Op het moment dat je de acculader inschakeld, bedraagt de stroom tot 8A. Maar die stroom daalt in enkele seconden vanzelf tot zo'n 3 á 4A. Hoezo VANZELF???

 

Waar haal je deze ijzerdraad?

Ongeplastificeerd ijzerdraad met een diameter van ±0,5mm vind je niet makkelijk. Daarom gebruik ik zogenaamd binddraad. Met dit soort draad worden bijvoorbeeld rozen en klimplanten opgebonden. De draad is geplastificeerd, maar het plastic kun je er makkelijk vanaf strippen. Om te strippen plaats ik één uiteinde in de bankschroef, het andere uiteinde houdt je in de hand, je trekt het strak en vervolgens schil je met een stanleymes het plastic er af. Is zo gepiept!

binddraad-ijzerdraad

 

PTC ijzerdraad wisselstroomvoedingAcculader of wisselstroom-trafo?

PTC-werking kun je ook aantonen met wisselstroom. Ergens in het proces ben ik vastgeroest in het idee dat ik met gelijkstroom moest werken, maar het kan ook met wisselstroom. Je hebt ongeveer 5A nodig, dus de voeding die je dan gebruikt moet minimaal 5A kunnen leveren. Dat zijn standaard voedingen die wellicht makkelijker voorradig zijn dan acculaders.

Hits: 3337
Plaats reactie


Beveiligingscode
Vernieuwen

Andere websites

Helaas, ik heb het ei van Columbus niet uitgevonden. Er zijn meer websites als PhysicsExperiments.org:

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten en TOA's Natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Welk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en wil je een bijdrage leveren? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen, aanvullingen en hulp bij vertaling.

Je collega-TOA