Teach-les
Drie lampjes, onafhankelijke takken
Onderzoek wat er in één led-tak gebeurt wanneer andere takken dezelfde voeding gebruiken.
Log in met een docentenaccount om een klassikale sessie voor te bereiden. Leerlingen doen mee met een klascode.
Nieuw bij LabsLand? Docentenaccount maken
Leerdoelen
De stroom in de groene tak vergelijken bij één, twee en drie parallelle takken.
Takonafhankelijkheid uitleggen en takstroom van totale stroom onderscheiden.
Voorvertoning van de leerlingactiviteit
Inhoud van de activiteit
Alleen voorvertoning. In een klassikale sessie kunnen leerlingen antwoorden invullen en hun werk bij de docent inleveren.
Neemt een extra lampje iets weg?
5 min
Stel je voor dat je een controlelampje aan een bedieningspaneel toevoegt. Krijgt het eerste dan minder stroom omdat het moet «delen»? Met Hive vergelijk je een groene led alleen, groen met rood en alle drie de kleuren samen. Elke tak heeft een eigen weerstand van 1 kΩ; alle takken zijn tussen dezelfde voeding en massa aangesloten.
Voorspel bij een vaste 5 V wat het toevoegen van de rode en gele tak met de stroom in de groene tak doet. Leg je redenering uit.
Voeg takken toe, houd de meting gelijk
22 min
Begrijp de schakeling
De labknop opent een voorgemonteerde schakeling op echte apparatuur. Een tak is een stroompad met een weerstand en een led. De led heeft een anode (A) en kathode (K); hun richting staat al goed. Kies DC Power (gelijkspanningsvoeding) om de positieve voedingsspanning af te lezen of te wijzigen en Multimeter om de gemeten spanning af te lezen. Klik na elke wijziging op Perform Measurement (meting uitvoeren) en wacht tot het resultaat en de foto’s van de apparatuur zijn vernieuwd. Alleen een instelling wijzigen levert nog geen nieuw resultaat op. Zet voor toetsenbordbediening de focus op de spanningsknop: Links/Rechts verandert de stapgrootte; Omhoog/Omlaag verandert de waarde. Controleer de getoonde spanning voordat je meet.
De multimeter meet de spanning over de weerstand, aangeduid met $V_R$. Noteer VDC in volt; deel een waarde in mV door 1 000. Bijvoorbeeld: 240 mV = 0,240 V. Staat er uV (microvolt, µV), deel dan door 1 000 000: 300 uV = 0,000300 V. Bij een weerstand van 1 kΩ geldt $I\,\text{(mA)}=V_R\,\text{(V)}$. Zo bereken je de stroom uit de gemeten spanning en de opgegeven weerstand.
Gebruik de camerafoto’s om de echte leds te bekijken. Estimated glow (geschatte gloed) in de tekening illustreert het laatste resultaat en is geen lichtmeting; schakel dit uit als je camerabeelden vergelijkt. Is het licht door schittering niet goed te zien, kies dan Onduidelijk in plaats van aan te nemen dat de led uit is. De apparatuur bevat ook statuslampjes. Is de led van de schakeling onduidelijk, behoud dan dezelfde schakeling en spanning en klik opnieuw op Perform Measurement. Wacht tot de meetwaarde en foto’s zijn vernieuwd en bekijk de led opnieuw. Noteer in je schriftelijke antwoorden kort de eerste en herhaalde meetwaarde en eventuele verandering in zichtbaarheid; gebruik de herhaalde waarde in de tabel. Blijft het onduidelijk, kies dan Onduidelijk. Ga niet af op een ander lampje en blijf niet herhalen tot je de verwachte uitkomst krijgt.
Lees de naam van de apparatuur onder elk resultaat: opeenvolgende metingen kunnen verschillende fysieke Hives gebruiken. Kleine verschillen kunnen daardoor van verschillende onderdelen komen. Een resultaat dat als eerdere opname is aangeduid, is geen nieuwe, onafhankelijke meting.
Houd de schakeling beschermd
Laat de voorbereide bedrading en weerstanden op hun plaats. Gebruik alleen de positieve voeding van 0–5 V, in deze activiteit tussen 1 en 5 V. Sluit een led nooit rechtstreeks op de voeding aan. Verander de andere voedingen en de functiegenerator niet. De meter is al over een weerstand aangesloten: houd hem in de stand gelijkspanning, nooit in de stroom- of weerstandsstand.
Lees de spanning over de weerstand af om de stroom door die tak te berekenen. A en K geven de aansluitingen van de led aan.
Volg één volledige tak van voeding naar massa. De voltmeter is alleen over de weerstand van de groene tak aangesloten.
Van schakeling wisselen
Verlaat na elke schakeling de Hive-sessie en keer terug naar deze activiteit voordat je de volgende labknop opent. Elke knop laadt een eigen schakeling; gebruik de vorige niet opnieuw en verander de meterbedrading niet.
Alleen groen
Alleen groen
Controleer 5 V en laat de meter over de weerstand van 1 kΩ in de groene tak aangesloten. Meet, vul de rij Alleen groen in en verlaat Hive.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Groen + rood
Groen + rood
Controleer 5 V en laat de meter over de weerstand van 1 kΩ in de groene tak aangesloten. Meet, vul de rij Groen + rood in en verlaat Hive.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Groen + rood + geel
Groen + rood + geel
Controleer 5 V en laat de meter over de weerstand van 1 kΩ in de groene tak aangesloten. Meet, vul de rij Groen + rood + geel in en verlaat Hive.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Herhaal alleen groen
Herhaal alleen groen
Open deze laatste schakeling bij 5 V, meet opnieuw over de weerstand van de groene tak en vul Alleen groen, herhaling in. Controleer de apparaatnaam: dit kan een andere fysieke Hive zijn.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Resultaten
Gebruik vier rijen, steeds bij 5 V. De meter meet in elke schakeling alleen over de weerstand van de groene tak. Vul V_R in V en I_green in mA in (dezelfde getalswaarde bij 1 kΩ). Bekijk de groene led, niet de totale helderheid van de apparatuur. Gebruik de laatste herhaalknop voor de laatste rij en laat extra rijen leeg.
| Schakeling | Spanning over groene weerstand V | Stroom in groene tak mA | Groene led op camera |
|---|---|---|---|
Onderscheid takstroom en totale stroom
13 min
Trek de eerste stroom met alleen groen af van de stroom in de groene tak bij drie kleuren. Geef het verschil met teken in mA en laat de twee gebruikte waarden zien.
Veranderde de stroom in de groene tak sterk door het toevoegen van takken? Gebruik de drie configuraties en de herhaling om uit te leggen wat je gegevens ondersteunen.
Antwoord schriftelijk zonder de schakeling te veranderen: geeft deze meterwaarde de totale stroom door alle drie de takken? Leg uit welke stroom je ermee bepaalt en welke extra metingen nodig zijn om het totaal te vinden.
Wat zou je controleren voordat je een klein verschil tussen metingen aan een extra tak toeschrijft?
Inleveren
Verlaat Hive na alle metingen en keer hier terug. Markeer het labwerk als voltooid, controleer elke resultatenrij en verplicht antwoord en lever de activiteit in.
Maak van deze voorvertoning een klassikale sessie
Ga door naar LabsLand Teach om deze les met leerlingen te gebruiken en de toegang van je account te bekijken.
Nieuw bij LabsLand? Docentenaccount maken