Teach-les
Gedragen leds van verschillende kleuren zich hetzelfde?
Vergelijk drie led-kleuren bij dezelfde weerstandswaarde en twee voedingsspanningen.
Log in met een docentenaccount om een klassikale sessie voor te bereiden. Leerlingen doen mee met een klascode.
Nieuw bij LabsLand? Docentenaccount maken
Leerdoelen
Elektrische metingen van drie led-kleuren bij gelijke nominale omstandigheden vergelijken.
De led-spanning schatten uit de ingestelde voeding en gemeten weerstandsspanning, met vermelding van de beperking.
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.
Dezelfde voeding, verschillende kleuren
5 min
Een paneel kan rode, gele en groene controlelampjes op dezelfde voeding hebben. Betekent een gedeelde voeding dat door de leds dezelfde stroom loopt? Onderzoek elke kleur met een weerstand van 1 kΩ bij 3 V en 5 V. Baseer de elektrische vergelijking op de meter, niet op de helderheid van een foto.
Voorspel of door alle drie de kleuren bij 3 V dezelfde stroom loopt. Geef een reden zonder een rangorde van kleuren aan te nemen.
Maak een eerlijke vergelijking
25 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.
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.
Rood
Rood
Open de schakeling en wijzig de positieve voeding van de beginwaarde 5 V naar 3 V. Meet en vul de rij Rood, 3 V in. Ga naar 5 V, meet en vul Rood, 5 V in. Laat de weerstand van 1 kΩ en de meteraansluitingen ongewijzigd.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Groen
Groen
Open de schakeling en wijzig de positieve voeding van de beginwaarde 5 V naar 3 V. Meet en vul de rij Groen, 3 V in. Ga naar 5 V, meet en vul Groen, 5 V in. Laat de weerstand van 1 kΩ en de meteraansluitingen ongewijzigd.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Geel
Geel
Open de schakeling en wijzig de positieve voeding van de beginwaarde 5 V naar 3 V. Meet en vul de rij Geel, 3 V in. Ga naar 5 V, meet en vul Geel, 5 V in. Laat de weerstand van 1 kΩ en de meteraansluitingen ongewijzigd.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Resultaten
Vul zes rijen in: eerst 3 V en daarna 5 V per kleur. Noteer de gemeten V_R, bereken I(mA)=V_R(V) en schat daarna V_LED = ingestelde voedingsspanning − V_R. Deze led-spanning is een schatting omdat de voedingsinstelling geen afzonderlijke spanningsmeting is. Kies een camerawaarneming en laat extra rijen leeg.
| Led-kleur | Ingestelde spanning V | Spanning over weerstand V | Berekende stroom mA | Geschatte led-spanning V | Camerawaarneming |
|---|---|---|---|---|---|
Wat vertelt de kleur ons?
15 min
Gebruik de groene led bij 5 V. Geef de geschatte led-spanning in V en laat de aftrekking met de gemeten weerstandsspanning zien.
Waren de drie stromen bij 3 V duidelijk verschillend of te dicht bij elkaar om ze met zekerheid te onderscheiden? Noem je meetwaarden. Controleer daarna of de metingen bij 5 V dezelfde conclusie ondersteunen.
Waarom mag je je geschatte led-spanningen niet presenteren als exacte constanten voor elke rode, gele of groene led?
Een ontwerper wil gelijke stromen door drie verschillend gekleurde controlelampjes. Zijn gelijke weerstanden voldoende om dat te garanderen? Gebruik je meetgegevens in je antwoord.
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