Play Doh weerstand

Datum:  Augustus 2018

Inleiding:

De Wet van Ohm met Play-Doh.

Materiaal:

  • Play-Doh
  • Spijkers (2)
  • Bronzen of koperen staafjes (2)
  • 9V Batterij met kabel verbinding
  • Alligator clip kabels
  • Multimeters
  • Schuifmaat


 


Uitvoering:

  • Het basisschema voor dit experiment is weergegeven in nevenstaand schema
  • Rol een deel van de Play-Doh in een cilinder en meet de diameter van de cylinder.
  • Maak een vorm (cilinder) van Play-Doh
  • Steek de staafjes in de uiteinden van de Play-Doh pannenkoekjes.
  • Steek de spijkers in de uiteinden van de cilinder.
  • Meet de afstand tussen de spijkers.
  • Verbindt de Voltmeter met de spijkers.
  • Verbindt de plus pool van de batterij met de plus pool van de Ampèremeter.
  • Verbindt de min uitgang van de Ampèremeter met een van de staafjes
  • Verbindt de andere staaf met de min pool van de batterij.
  • Noteer voltage en amperage.
  • Varieer dikte en vorm van de Play-Doh cilinder en noteer bij elke vorm voltage en amperage.

Resultaten:

Bol: het lukte me niet echt om een perfecte bol te maken, de diameter was in de range 20 - 40 mm. De meetresultaten zijn geconverteerd naar weerstandswaardes m.b.v. de wet van Ohm (U= I * R). Tevens zijn de volumes van de verschillende lichamen berekend.
Bekijken we vervolgens een aantal mogelijke correlaties dan kunnen we de volgende grafieken opzetten.
We zien dat we eigenlijk alleen maar een goede correlatie kunnen identificeren tussen de lengten van het object en de weerstand, vooral voor de cilindervorm.

Discussie:

Play Doh wordt gemaakt van meel, water, zout en borax( tegen schimmelvorming) en een kleurstof. De aanwezigheid van water en zouten in het materiaal betekent dat het een materiaal is dat elektrische stroom kan geleiden.

 
Geleidende materialen kan men beschrijven met de Wet van Ohm: U = I * R, waarvan we in bovenstaande tabel al gebruikt hebben gemaakt.

De weerstand R is niet alleen afhankelijk van het gebruikte materiaal maar ook van de lengte en de diameter van het materiaal. Als men elektrische geleidbaarheid van een specifiek materiaal onderzoekt kan men de volgende relatie bepalen:

Deze relatie geldt voor alle draden gemaakt van hetzelfde materiaal (A is het oppervlakte van de dwarsdoorsnede, L is de lengte). Dientengevolge is de elektrische weerstand r een fysische eigenschap van een specifiek materiaal.

In dit experiment hebben we van verschillende vormen de elektrische geleidbaarheid onderzocht waarbij elke vorm elektriciteit geleid. De cilinder benaderd de draadvorm het beste. Van deze hebben we dan ook een relatie tussen elektrische weerstand en een vormfactor, in dit geval de lengte, kunnen bepalen, geheel volgens de hierboven vermelde formule.

Conclusie:

  • Play-Doh is een elektriciteit geleidend materiaal met zijn eigen elektrische weerstand.

Literatuur:

Relevante websites:

Achtergrondinformatie:

De fundamentele relatie tussen stroom, spanning en weerstand is ontdekt door Georg Simon Ohm. Om zijn bijdrage te eren is de eenheid van elektrische weerstand naar hem genoemd.

De Duitse natuurkundige George Simon Ohm (1789-1854) werd geboren in Erlngen. Ohm toonde in 1826 aan, dat de stroomsterkte in een draad rechtevenredig is met de aangelegde spanning en omgekeerd evenredig is met de weerstand van een draad.  George Ohm verrichtte ook baanbrekend werk op het gebied van de akoestiek. Vanaf 1833 werkte George Ohm in Neurenberg en in 1850 werd hij tot professor benoemd in München. In 1854 overleed Ohm te München.

19/08/2018