Så spelar du Het glödtråd
- Välj ett test och läs metallen, dess resistans och temperaturerna på kortet.
- Använd R = R₀·(1 + α·(T − T₀)), eller lös den för T; för lampan jämför du strömmarna V ÷ R.
- Skriv din förutsägelse och tryck på Starta. Spolen värms, mätarna följer med och tråden glöder.
- Jämför mätarna och diagrammet med din orange förutsägelse.
Resistansen stiger med temperaturen
I en metall bärs strömmen av elektroner som driver mellan gittrets vibrerande atomer. Värm metallen så vibrerar atomerna kraftigare, elektronerna stöter oftare emot dem och resistansen stiger. Inom ett måttligt område är ökningen nästan en rät linje: R = R₀·(1 + α·(T − T₀)), där α anger med hur stor andel R växer per grad. För koppar är α ungefär 0,4 % per grad, så en spole som är 50 °C varmare har ungefär 20 % mer resistans. En lamptråd arbetar vid ungefär 2500 °C och har därför ungefär tolv gånger sin kalla resistans; tänd kall drar den en strömrusning under den första bråkdelen av en sekund. Vänd på formeln så blir en metall en termometer: en platinagivare Pt100, 100 Ω vid 0 °C, används i laboratorier och fabriker för att läsa av temperaturer ur sin resistans.
En avgränsad inlärningsmodell
Resistansen följer den linjära modellen R = R₀·(1 + α·(T − T₀)) med α = 0,00393 /°C för koppar och α = 0,0045 /°C för volfram från 20 °C, och α = 0,00385 /°C för platina från 0 °C. Verklig volfram kröker uppåt vid hög temperatur, så en verklig glödtråds varma resistans är något högre än i den här modellen. Spolen värms jämnt under 2 s och hålls i 1 s; en verklig lampa värms på ungefär en tiondels sekund. Mätarna och termometern är ideala, och lampan drivs med 230 V. Svar inom 2 % är rätt.