Weerstand van een geleider.
De wet van Pouillet geeft aan hoe je de weerstand van een geleider berekent. Pouillet ontdekte dat de weerstand van een geleider afhankelijk is van:
Soortelijke weerstand:
Dit is de weerstand van het materiaal waaruit de geleider vervaardigd is.
Hoe groter de soortelijke weerstand, hoe groter de weerstand van de geleider zal zijn.
Draadlengte:
Hoe langer de geleider, hoe groter de weerstand zal zijn.
Draaddoorsnede:
Hoe groter de draaddoorsnede (hoe dikker de draad), hoe kleiner de weerstand zal zijn.
Al deze bevindingen resulteren in de volgende formule:
Formule
R = (ρ * l)/A
Deze interactieve animatie toont het effect de aard van het materiaal, de draadlengte en de draaddoorsnede op de weerstand van een geleider.
Bekijk de animatie om een inzicht te verwerven in de verbanden tussen lengte, aard van materiaal en doorsnede.
De soortelijke weerstand van een stof is afhankelijk van de temperatuur.
Daarom wordt de soortelijke weerstand altijd opgegeven bij een bepaalde temperatuur, meestal 15 of 0 graden Celsius.
Meer weten over soortelijke weerstand van een stof?
http://cursus.radioclubleuven.be/cursus/cc/resistiv.htm .
Naast temperatuur kunnen ook andere factoren een invloed hebben op de weerstand:
spanning
licht
druk
stroomzin
Gebruik bij berekeningen altijd de eenheden. Zo kun je nagaan of je formule correct is en of je met de juiste grootheden aan het werken bent.
Uit de formule R = (ρ * l)/A volgen de afgeleide formules:
l = (R * A) / ρ
A = (ρ * l) / R
ρ = (R * A ) / l
Claude Servais Pouillet was een Franse natuurkundige die ondermeer de pyrheliometer uitvond; een toestel om de straling van de zon te meten.
Meer over Pouillet vind je hier: http://nl.wikipedia.org/wiki/Claude_Pouillet
Hieronder staan enkele rekenvoorbeelden die gebaseerd zijn op de wet van Pouillet.
Wat is de weerstand van een staafje goud met een doorsnede van 1 cm2 en een lengte van 20 cm bij 20° Celsius?
De soortelijke weerstand van goud bedraagt 0,023 Ω mm2 /m bij 20° Celsius.
Gegeven
A = 1 cm2
l = 20 cm
T = 20° Celsius
ρ = 0,023 Ω mm2 /m bij 20° Celsius
De wet van Pouillet: R = ρ * L /A
R = ?
De wet van Pouillet stelt dat de weerstand van een geleider gelijk is aan het product van soortelijke weerstand van de stof maal de lengte, gedeeld door de doorsnede.
R = ρ * L /A
De doorsnede is gelijk aan 1 cm2 ofwel 100 mm2
De lengte is gelijk aan 20 cm ofwel 0,2 m
R= ( 0,023 Ω mm2 /m * 0,2 m )/ 100 mm2
R = 0,000046Ω
De weerstand bedraagt 46 micro Ohm
Hoe lang mag een koperen geleider maximaal zijn om minder dan 1 Ω weerstand te hebben?
De doorsnede van de draad is gelijk aan 3 mm2. We maken onze berekeningen bij 20° Celsius.
De soortelijke weerstand van koper bedraagt 0,0178 Ω mm2 /m bij 20° Celsius.
Gegevens
R = 1 Ω
A = 3 mm2
T = 20° Celsius
ρ = 0,0178 Ω mm2 /m bij 20° Celsius
De wet van Pouillet: R = ρ * L / A
l = ?
Op basis van de wet van Pouillet kan de volgende formule worden afgeleid om de lengte van een geleider te berekenen.
l = R * A / ρ
l = 1 Ω * 3 mm2 / 0,0178 Ω mm2 /m
l = 168,5 m
De lengte moet minder dan 168,5 meter bedragen.