Teach-les
Wanneer gaat een led branden?
Verander de spanning, bekijk een echte groene led en onderzoek de stroom met spanningsmetingen over de weerstand.
Log in met een docentenaccount om een klassikale sessie voor te bereiden. Leerlingen doen mee met een klascode.
Nieuw bij LabsLand? Docentenaccount maken
Leerdoelen
Met zes metingen het verband onderzoeken tussen veranderingen in de voedingsspanning en de berekende stroom door de led.
Een camerawaarneming onderscheiden van een elektrische meting en een schatting.
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.
Meer dan alleen aan of uit
5 min
Het kleine controlelampje van een oplader lijkt eenvoudig: het brandt of is donker. Maar wat gebeurt er als de voedingsspanning stijgt? Je onderzoekt één groene led, laat de weerstand van 1 kΩ op zijn plaats en vergelijkt het camerabeeld met een elektrische meting.
Voorspel voordat je Hive opent hoe de stroom en het zichtbare licht tussen 1 en 5 V veranderen. Geef een reden; je voorspelling hoeft niet uit te komen.
Onderzoek het licht
18 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.
Voordat je meet
Voordat je meet. De meter is over de weerstand aangesloten. Wat meet hij en hoe kun je met die waarde de stroom door de led berekenen? Leg dit in je eigen woorden uit en controleer je redenering met de uitleg hierboven voordat je het lab opent.
Open de groene led
Open de groene led
Open hieronder de schakeling met de groene led. Deze begint bij 1 V, met de meter over de weerstand van 1 kΩ.
Volg de zes spanningsinstellingen in de resultatentabel en verander alleen de positieve voeding. Klik bij elke instelling op Perform Measurement.
Zet voor de laatste meting de positieve voeding terug op 3 V en laat alle andere instellingen gelijk. Noteer het nieuwe resultaat zonder een exacte overeenkomst te verwachten.
Beëindig de Hive-sessie zodra de tabel compleet is.
Beschikbaar tijdens een klassikale sessie
Resultaten
Vul zes rijen in deze volgorde in: 1, 2, 3, 4, 5 V en daarna opnieuw 3 V. Voer na elke meting V_R in volt in, bereken I in mA en kies een camerawaarneming. De laatste rij herhaalt 3 V; laat extra rijen leeg.
| Meetronde | Ingestelde spanning V | Spanning over weerstand V | Berekende stroom mA | Camerawaarneming |
|---|---|---|---|---|
Verklaar je resultaten
12 min
Gebruik je eerste rij bij 3 V. Geef de stroom in mA en laat zien hoe je deze uit V_R en 1 kΩ hebt berekend.
Wat gebeurde er met de stroom toen de voedingsspanning steeg? Onderbouw je uitleg met twee rijen en geef aan of gelijke stappen van 1 V gelijke stroomveranderingen opleverden.
Vergelijk je twee rijen bij 3 V. Wat kun je daarmee controleren? Waarom bewijzen een donker camerabeeld en de tekening op zichzelf niet dat de stroom precies nul is?
Een controlelampje is moeilijk te zien op een foto. Welke elektrische grootheid zou je controleren voordat je beslist dat het niet geleidt? Hoe bepaal je die hier?
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