Strekk ledningen: lengde og tykkelse bestemmer resistansen

Et pedagogisk simuleringsspill. En ledning ligger mellom to klemmer med et ohmmeter koblet over. Forutsi resistansen til en kobberledning, til en dobbelt så lang ledning, til en dobbelt så tykk og til en som er strukket til dobbel lengde, og lengden nikrom som gir 20 Ω.

ResistansResistivitet

STREKK LEDNINGEN

To meter kobber

Klar
Slå på JavaScript for å strekke ledningen. Instruksjonene og det løste eksempelet kan fortsatt leses.
KobberledningNikromtrådOhmmeterForutsigelsen din
ResistansR = ρ·L ÷ A

Tid

0.00 s

t

Resistans

— Ω

R = ρ·L ÷ A

Lengde

— m

L

Tverrsnitt

— mm²

A = π·d² ÷ 4

Forutsi før du starter

Skriv inn spådommen din for å gjøre forsøket klart. Start er av til det finnes et svar.

Forutsi hvordan lengde og tykkelse bestemmer resistansen.

Oppdragspoeng—

Hvert svar må være innenfor 2 %: hvert gir 100 poeng. Riktig på første forsøk gir 50 ekstra. Et forsøk teller så snart det starter.

✓ Riktig svar① På første forsøk

Slik spiller du Strekk ledningen

  1. Velg en test og les ledningen og endringen på kortet.
  2. Bruk R = ρ·L ÷ A med A i m², eller tenk i forhold: R ∝ L og R ∝ 1 ÷ d².
  3. Skriv inn spådommen din og trykk på Start. Ledningen rulles ut, blir lengre, tykkere eller strekkes, og ohmmeteret følger.
  4. Sammenlign ohmmeteret og grafen med den oransje spådommen din.

Lengde og tykkelse bestemmer resistansen

En ledning motvirker strømmen gjennom den, og hvor mye avhenger av tre ting: lengden, tykkelsen og metallet. En lengre ledning er en lengre vei, så resistansen øker i samme forhold som lengden. En tykkere ledning gir strømmen mer plass side om side, så resistansen minker i samme forhold som tverrsnittet øker. Metallet kommer inn gjennom resistiviteten ρ: kobberets er svært lav, derfor brukes kobber i elektriske anlegg, mens nikromets er omtrent 65 ganger høyere, derfor brukes nikrom i varmeovner. Til sammen er R = ρ·L ÷ A. For en rund ledning er tverrsnittet A = π·d² ÷ 4, så dobbel diameter gjør A fire ganger så stort og R fire ganger så liten. Å strekke en ledning til dobbel lengde med samme volum gjør to ting samtidig: lengden dobles og tverrsnittet halveres, så R blir fire ganger så stor.

En avgrenset læringsmodell

Ledningen er en jevn, rund leder ved romtemperatur med fast resistivitet: kobber 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m, nikrom 1,10 × 10⁻⁶ Ω·m. Ledningene i test 2 til 4 er av nikrom, med lengdene og tverrsnittene som gir startresistansene deres. Hver endring skjer jevnt over 2 s og holdes i 1 s; strekking bevarer volumet, så tverrsnittet minker når lengden øker. Ohmmeteret er ideelt, og klemmene gir ingen ekstra resistans. Svar innenfor 2 % er riktige.

Når du bytter språk, beholdes forsøket, forutsigelsen, forsøkene og forløpet.