Resistors en ohm se wet

In hierdie hoofstuk gaan jy leer om resistors in ’n elektriesestroombaan te gebruik om sodoende stroom te beheer. Jy gaan ontdek dat daar verskillende tipe resistors is wat vir verskillende funksies gebruik word. Jy gaan ook leer om weerstand op die resistor te lees. Jy gaan leer oor Ohm se Wet wat betrekking het op die hoeveelhede stroomspanning, stroom en weerstand, en jy gaan formules gebruik om berekeninge te doen om die waardes van stroomspanning, stroom en weerstand te vind.

Tech2_gr9_ch2_fig1.tif 

Figuur 1: Jy kan die helderheid van die lig op sommige flitse verander. Hoe skerper die lig wat jy kies, hoe vinniger sal die battery pap word.

Tech2_gr9_ch2_fig2.tif

Figuur 2: Hoe om die kleurbande op ’n resistor te lees en te bepaal wat die weerstand is. (Jy gaan slegs met ’n resistor werk wat vier kleurbande het, soos die een hierbo).

Resistors

Wat is weerstand?

Elektrisiteit gelei makliker deur ’n koperdraad as deur ’n plastiekdraad, tou of gras. Koperdraad het ’n lae weerstand . tot die geleiding van elektrisiteit, terwyl plastiekdraad ’n hoë weerstand het. Aangesien elektrisiteit maklik deur koper vloei, is koper ’n goeie geleier of electricity.

Om iets te weerstaan beteken om dit te probeer voorkom. Veronderstel jy sit in ’n boom en die wind waai baie sterk, jy weerstand bied om te keer dat jy uit die boom val deur aan die takke vas te hou.

Om iets te gelei beteken om toe te laat dat iets deurkom.

Die weerstand wat ’n voorwerp (byvoorbeeld, ’n stuk draad) teen die vloei van elektrisiteit bied, kan gemeet word.

Weerstand word in ohm gemeet. Die simbool vir ohm is Ω.

Wanneer elektrisiteit deur ’n geleier vloei, word hitte opgewek. Sommige metale soos chroom en nikkel, Wanneer iets lig uitstraal is dit weerstaan die vloei van elektrisiteit redelik goed. ’n bron van lig. ’n Gloeilamp is Hierdie metale word dan warm wanneer elektrisiteit ’n bron van lig, maar ’n spieël deur hulle vloei. Die verwarmingselement van stowe nie, omdat dit slegs die lig en ketels word normaalweg vervaardig uit ’n mengsel reflekteer. van nikkel en chroom. Wanneer sommige metale uiters warm word, sal hulle lig uitstraal.

Wanneer iets lig uitstraal is dit ’n bron van lig. ’n Gloeilamp is ’n bron van lig, maar ’n spieël nie, omdat dit slegs die lig reflekteer.

Indien die weerstand van ’n stroombaan baie laag is, byvoorbeeld wanneer die terminale van die selle aan ’n dik koperdraad gekoppel is, sal die stroom baie sterk vloei. Dit word ’n “kortsluiting” genoem. Dit kan veroorsaak dat so baie hitte opgewek word dat die selle en ander dele van die stroombaan beskadig word. Die geleierdrade kan smelt en daar kan selfs ’n brand ontstaan.

Deur meer weerstand by die stroombaan te voeg, kan help om die sterkte van die stroom deur die stroombaan te beheer. So beskerm jy die komponente in ’n stroombaan teen ’n te sterk stroom wat deur hulle vloei. Deur die weerstand te verhoog beteken ook dat die sel of battery wat krag aan die stroombaan verskaf, langer sal hou. Jy kan presiese hoeveelhede weerstand by die stroombaan voeg deur gebruik te maak van resistors met die vereiste weerstandswaarde.

Wat is ’n resistor?

’n Resistor is ’n spesiaal-ontwerpte komponent wat gewoonlik in ’n stroombaan gebruik word om stroom te beperk. Resistors word van materiale gemaak wat ’n hoë weerstand teen die vloei van elektrisiteit het, en is gewoonlik dun drade of velle. Resistors het ook presiese weerstandswaardes wat nie veel verander in verskillende omgewingstoestande nie.

Die mees algemene resistors wat gebruik word, lyk soos buise met twee drade wat aan die stroombaan verbind is. Die simbool wat gebruik word om aan te dui waar die resistor in die stroombaandiagram is, is ’n oop driehoek of ’n sigsaglyn.

Tech2_gr9_ch2_fig3.tif

Figuur 3: Tipiese resistors

Tech2_gr9_ch2_fig4.tif

Figuur 4: Stroombaansimbole vir resistors

Die weerstandswaarde van lae-waarde resistors word normaalweg op hulle gedruk, terwyl die hoë- waarde resistors met kodes werk deur van kleurbande gebruik te maak. Die eerste drie bande gee die waarde van die resistor in ohm. Die kleurkodekaart op die tweede bladsy van hierdie hoofstuk sal jou help om die weerstandswaarde in ohm uit te werk.

Die vierde band op ’n resistor dui die akkuraatheid skatting as ’n persentasie aan. Dit word ook “toleransie” genoem. Die band is goud of silwer, afhangende van sy toleransie. Vir die stroombane wat jy gaan bou, is dit nie belangrik nie.

Kilo beteken om met ‘n duisend te vermenigvuldig, byvoorbeeld 1 km = 1 000 × 1 m.

Mega beteken om met ‘n miljoen te vermenigvuldig.

Resistors is die algemeenste komponente wat in elektronika gebruik word, aangesien hulle baie geskik is om die stroomsterkte te beheer. In die volgende weke sal jy uitvind hoe hulle gebruik word.

Eenhede van meting: ohms, kilo-ohm and mega-ohm

  • 1 kΩ = 1 000 Ω = 10³ Ω
  • 1 MΩ = 1 000 kΩ = 1 000 000 Ω = 10⁶ Ω

1. Werk die weerstand van elk van die resistors uit en skryf dit neer:

(a)

Tech2_gr9_ch2_fig5.tif

Figuur 5


(b)

Tech2_gr9_ch2_fig6.tif

Figuur 6


(c)

Tech2_gr9_ch2_fig7.tif

Figuur 7


(d)

Tech2_gr9_ch2_fig8.tif

Figuur 8


2. Vul die kleurkodes op hierdie ongekleurde resistors in om sodoende die gegewe weerstand aan te dui. Jy kan ook die kleur van elke band bokant die band neerskryf indien jy nie kleurpotlode of -penne het nie.

(a) 200 kΩ

Tech2_gr9_ch2_fig9_and_fig10.tif

Figuur 9


(b) 300 Ω

Tech2_gr9_ch2_fig9_and_fig10.tif

Figuur 10


3. Verduidelik die doel van ’n resistor as ’n komponent in ’n elektriese stroombaan.


Ohm se wet

n enige stroombaan is daar ’n spesiale verwantskap tussen die stroombaanspanning, stroom en die weerstand. Jy kan enige een van hierdie veranderlikes beheer deur die ander twee veranderlikes te verander.

Ohm se Wet stel dat: soos die stroombaanspanning verhoog, sal die stroom ook verhoog indien die weerstand konstant bly.

’n Veranderlike s ’n hoeveelheid wat verskillende waardes kan hê, byvoorbeeld die hoeveelheid water in ’n tenk. ’n Konstant is ’n hoeveelheid wat altyd dieselfde waarde het, byvoorbeeld gravitasie-versnelling. Soms noem ons ’n hoeveelheid ’n konstante omdat ons besluit om dit konstant te hou .

In die formule vir Ohm se Wet:

  • is V die potensiaal of stroombaanspanningverskil wat in volt gemeet word,
  • I die stroom wat in ampere gemeet word, en
  • R die weerstand wat in ohm gemeet word.

Figuur 11 dui die verwantskap in ’n formuledriehoek aan.

Wanneer die stroombaanspanning en die stroom bekend is, kan die weerstand so bereken word:

\(R =\frac{\text{V}}{\text{I}}\).

Wanneer die weerstand en stroom bekend is, kan die stroombaanspanning so bereken word:

\(\text{V} = \text{I} \times \text{R}\).

Wanneer die weerstand en stroombaanspanning bekend is, kan die stroom so bereken word:

\( \text{I}=\frac{\text{V}}{\text{R}}\).

Tech2_gr9_ch2_fig11.tif

Figuur 11

Vrae

Kyk na die volgende stroombaan:

Tech2_Gr9_ch2_fig12.tif

Figuur 12

1. Wat, volgens Ohm se Wet, sal in ’n stroombaan verander wanneer die weerstand konstant gehou word, maar die aantal selle in serie vermeerder word?


2. Hoe sal die stroom verander indien die stroombaanspanning, wat deur die battery of selle verskaf word, konstant gehou word, maar die resistor vervang word met ’n ander resistor wat ’n laer weerstand het?


3. Hoe sal jy die verwantskap tussen die stroom en die stroombaanspanning in ’n stroombaan beskryf?


4. Hoe sal jy die verwantskap tussen die stroom en die weerstand in ’n stroombaan beskryf?


5. Watter van hierdie veranderinge sal veroorsaak dat die stroom wat deur ’n elektriese stroombaan vloei, verminder? Skryf die letters van die korrekte stellings neer.

(a) ’n vermindering in stroombaanspanning

(b)’n vermindering in weerstand

(c) ’n verhoging in stroombaanspanning

(d)’n verhoging in weerstand


6.’n Elektriese stroombaan het drie 1,5 V selle wat in serie gekoppel is. Wat sal veroorsaak dat die lamp flouer skyn? Skryf die letters van die korrekte stellings neer.

(a) ’n verhoging in die stroombaanspanning van die battery (voeg nog ’n sel by)

(b) ’n verlaging in die stroombaanspanning van die battery (neem ’n sel weg)

(c) ’n vermindering in die weerstand van die resistor

(d) ’n verhoging in die weerstand van die resistor


Doen berekeninge deur ohm se wet te gebruik

Verlede week het julle geleer hoe Ohm se Wet gebruik kan word om te voorspel wat gebeur wanneer jy een of twee van die volgende veranderlikes verander: stroom, stroombaanspanning en weerstand. Jy gaan nou die formules vir Ohm se Wet gebruik om voorspellings te maak. Onthou om die korrekte eenhede in die formules te gebruik!

Voorbeeld 1

Bereken die waarde van die weerstand in die diagram hieronder, waar die stroombaanspanning oor die resistor 12 V is en die stroom deur die resistor 2 A is.

\[\begin{align} \text{R} & = \frac{\text{V}}{\text{I}} \\ & = \frac{12 \text{V}}{2 \text{A}}\\ & = 6 Ω \\ \end{align}\]

Tech2_Gr9_Ch2_Fig13.tif

Figuur 13

Voorbeeld 2

Bereken die waarde van die stroombaanspanning in die stroombaan hieronder, waar die resistor ’n waarde van 4 Ω het en die stroom deur die resistor 2,5 A is.

\[\begin{align} \text{V} & = \text{I} \times \text{R} \\ & = \text{2,5 A} \times \text{ 4 Ω} \\ & = 10 V \\ \end{align}\]

Tech2_Gr9_Ch2_Fig14.tif

Figuur 14

Voorbeeld 3

Bereken die waarde van die stroom in die stroombaan hieronder, waar die resistor ’n waarde van 3 Ω het en die stroombaanspanning oor die resistor 12 V is.

\[\begin{align} \text{I} & = \frac{\text{V}}{\text{R}} \\ & = \frac{12 \text{V}}{3 Ω }\\ & = 4 A \\ \end{align}\]

Tech2_Gr9_Ch2_Fig15.tif

Figuur 15

Vrae

1. Wat sal die potensiële verskil wees wanneer die stroom in ’n stroombaan 10 A is en die totale weerstand 1 000 Ω is?


2. Gegewe V = 10 V en R = 1 k Ω, wat sal die waarde van die stroom in die stroombaan wees?


3. Gegewe V = 20 V en R = 5 k Ω, bereken die waarde van die stroom.


4. ’n Tuimeldroër in ’n wassery gebruik ’n 220 V kragbron. Die metaaldraad van die verwarmingselement verskaf ’n gemiddelde weerstand van 12 Ω. Wat is die waarde van die stroom deur die verwarmingselement?


5. ’n 9 V-battery hou ’n stroom van 3 A deur ’n radio. Wat is die weerstand in die stroombaan?


6. Indien die stroombaanspanning oor ’n stroombaan vier maal verhoog word, wat dink jy sal met die stroom deur die stroombaan gebeur?


7. (a) Bereken die waarde van die resistor in die stroombaan hieronder.

Tech2_Gr9_Ch2_Fig16.tif

Figuur 16


(b) Indien twee of meer selle by die stroombaan gevoeg word, sal die stroom vermeerder of verminder? Kontroleer jou voorspelling deur die formule te gebruik.

Tech2_Gr9_Ch2_Fig17.tif

Figuur 17


8. Bereken die stroombaanspanning vir die stroombaan hieronder:

Tech2_Gr9_Ch2_Fig18.tif 

Figuur 18


9. Bestudeer die stroombaan hieronder:

Tech2_Gr9_Ch2_Fig19.tif 

Figuur 19


(a) Bereken die stroom deur R2.


(b) Wat sal die stroom deur R1 wees?


(c) Wat is die stroombaanspanning oor R1?


(d) Wat is die weerstandswaarde van R1?


Volgende week

In die volgende hoofstuk gaan jy leer van komponente wat algemeen in elektroniese stelsels gebruik word en ook leer van hierdie komponente se spesiale funksies.