Startsidan | Kursöversikt | Epost till läraren | Hjälp

Laboration på resistansen hos en ledare

I denna simulering som ser ut som bilden nedan kan du studera hur strömmen I hos ledaren beror av längd l , material, diameter d och den pålagda spänningen U. Man startar simuleringen, i ett nytt fönster, genom att klicka på bilden nedan.

För utförligare beskrivning om vissa ingående delar se:
• spänningskällan
• skruvmikrometern

Klicka på bilden
Bild av simuleringen. Klicka på bilden för att öppna simuleringen i et nytt fönster.		 Mikrometer skala vid 1.00mmDu skall göra en mätserie för att undersöka resistansen hos en ledare. Börja med att klicka på skruvmikrometern. Då kan du genom att skruva på änden (eller något orealistiskt, men underlättande, dra hylsan åt höger-vänster) för att välja diametern på tråden. Man kan samtidigt välja mellan 4 olika metaller. Välj koppar och en diameter på 1,00 millimeter. Det bör se ut som lilla bilden ovan för 1,00 mm.

FininställningDu får nog pilla en del med fininställningsratten till höger för att få "exakt" 1.00 mm. Klicka sedan utanför mikrometern, men inom animationens ram.

Ställ in längden på tråden genom att flytta det vänstra stödet till cirka 300 cm och

Fininställa sedan till 300.0 cm genom att flytta röda skalstrecket till höger.


Klicka därefter på "multimetern" som är i serie med kretsen för att mäta strömmen.
Du får då en uppförstorad bild av mätaren som du kan ställa på lämpligt område genom att klicka på "10" i A fältet vid vridreglaget. (Om det skulle visa sig att strömmen är under 2A så kan man klicka fram mätaren igen, och klicka på 2A och så vidare.)
Sedan klickar du på POWER knappen för att sätta på mätaren. Klicka utanför mätaren för att gå vidare.
Klicka sedan på ON/OFF på spänningskällan.

Aj då! Kopparn leder så bra att 5 volt gav en alltför stor ström för mätaren.
Då måste vi prova att sänka spänning. Klicka på neråt pilen i tills du kommer till 0.5 V. Stäng av spänningskällan. Klicka på mätaren. Den kommer då att lagas (genom att ett lock skruvas bort och säkringen byts). Sedan får du sätta på den igen och kolla att den är på största strömområdet (10 A). Sätt på spänningskällan igen.


•Vad blir strömmen genom den 300.0 cm långa, 1 mm diameter koppartråden om vi väljer spänningen 0,5 V? Svar
•Hur stor tvärsnittsarea har en tråd med diametern 1 mm? Svar
• Hur stor resistans har tråden (egentligen kretsen)? Svar


Prova nu att klicka nu på pennan! Då kommer en spalt i mätprotokollet att fyllas i. Observera att programmet redan har räknat om diametern till Area. Tyvärr är R bara angivit till 0,1 ohm som i och för sig är rätt avrundat till 1 gällande siffra. Hur stor osäkerhet som gäller i spänningen 0,5 framgår inte.

•Prova nu att ändra till 0,50 mm diameter på tråden. Vad händer med strömmen? Svar
•Detta är mindre än 2A som är nästa mätområde på mätaren. Då skulle man kunna få en mera noggrann avläsning om man ändrar mätområde. Vilket mätvärde på strömmen får vi då? Svar
• Hur stor blir resistansen då? Svar
• Vad händer med resistansen när diametern minskas till hälften? Svar


•Om vi nu med 0,5 mm koppartråden minskar längden till hälften, 150 cm, vad händer då med strömmen? Svar
•Vad har hänt med resistansen då vi halverat trådens längd? Svar


• Vad händer om man ändrar material? Klicka på mikrometern och utan att ändra diametern, 0,50 mm, välj andra metaller. Vilken metall skall tråden (150 cm lång, 0,5 mm diameter) bestå av för att släppa igenom minst ström? Svar


Vi har sett att resistansen för en ledare ökar med längden, minskar med arean (kvadraten på diametern) och beror på materialet. Man kan beskriva detta med formeln:

R = ρ l/A där ρ = resistiviteten för metallen (uttalas "RÅ") [ohm·mm 2 /m] och l = längden [m] och A = tvärsnittsarean [mm 2 ]

Lägg märke till att resistivitetens enhet inte är i SI enheter, men tekniskt anpassad till lämpliga mätenheter för längd [m] och area [mm 2 ].

• Vad är resistiviteten för koppar? Svar
Tips 1:
Tips 2:
Tips 3:
2005 Nationellt centrum för flexibelt lärande