Zo speel je Hete gloeidraad
- Kies een test en lees op de kaart het metaal, zijn weerstand en de temperaturen.
- Gebruik R = R₀·(1 + α·(T − T₀)), of los hem op voor T; vergelijk bij de lamp de stromen V ÷ R.
- Typ je voorspelling en druk op Start. De spoel warmt op, de meters lopen mee en de draad gloeit.
- Vergelijk de meters en de grafiek met je oranje voorspelling.
De weerstand stijgt met de temperatuur
In een metaal wordt de stroom gedragen door elektronen die tussen de trillende atomen van het rooster driften. Verwarm je het metaal, dan trillen de atomen harder, botsen de elektronen vaker en stijgt de weerstand. Over een gematigd bereik is die stijging bijna een rechte lijn: R = R₀·(1 + α·(T − T₀)), waarbij α zegt met welk deel R per graad groeit. Voor koper is α ongeveer 0,4 % per graad, dus een spoel die 50 °C warmer is heeft zo'n 20 % meer weerstand. Een lampdraad werkt bij ongeveer 2500 °C en heeft dus ongeveer twaalf keer zijn koude weerstand; koud aangezet trekt hij in de eerste fractie van een seconde een stroompiek. Draai de formule om en een metaal wordt een thermometer: een platina sensor Pt100, 100 Ω bij 0 °C, meet in labs en fabrieken temperaturen aan de hand van zijn weerstand.
Een gericht leermodel
De weerstand volgt het lineaire model R = R₀·(1 + α·(T − T₀)) met α = 0,00393 /°C voor koper en α = 0,0045 /°C voor wolfraam vanaf 20 °C, en α = 0,00385 /°C voor platina vanaf 0 °C. Echt wolfraam buigt bij hoge temperatuur omhoog, dus de warme weerstand van een echte gloeidraad is iets groter dan in dit model. De spoel wordt 2 s lang gelijkmatig verwarmd en blijft 1 s zo; een echte lamp warmt in ongeveer een tiende seconde op. De meters en de thermometer zijn ideaal, en de lamp brandt op 230 V. Antwoorden binnen 2 % zijn goed.