Lineaire en niet-lineaire weerstanden - Vertoog.nl

Lineaire en niet-lineaire weerstanden
Lineaire en niet-lineaire weerstanden
In de berekeningen die tot nu toen gemaakt zijn, had een weerstand steeds een vaste waarde. Stel dat we een weerstand met een waarde
van 100 Ω op een regelbare spanning aansluiten. We beginnen bij 10 V. De stroom is dan 0,1 A. Bij 20 V is de stroom 0,2 A. Bij 30 V is de
stroom 0,3 A. Dat kunnen we in een grafiek uitzetten. Er ontstaat dan een rechte lijn. Als de grafiek een rechte lijn is, noemen we dat ‘lineair’.
Voorwaarde is wel dat de afstanden tussen de vakjes op de horizontale as (spanning) steeds even groot zijn. Ook de afstand tussen de vakjes
op de verticale as (stroom) moet steeds even groot zijn. De vakjes op de horizontale as hoeven niet dezelfde maat te hebben als de vakjes op
de verticale as. De grafiek blijft steeds een lijn.
0,4
stroom
(A) 0,3
0,4
stroom
(A) 0,3
0,2
0,2
0,1
0,1
10
20
30
10 20 30 40 50
40
spanning
(V)
spanning
(V)
We kunnen ook kijken hoe een weerstand zich gedraagt als het warmer wordt. Een lineaire weerstand krijgt iets meer weerstand bij een stijging
van de temperatuur. Als de weerstandswaarde en de temperatuur in een grafiek zetten, dan ontstaat er weer een rechte lijn.
weerstand
temperatuur
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
1
Lineaire en niet-lineaire weerstanden
Lineair en niet-lineair
Er zijn ook weerstanden die in een grafiek geen rechte lijn geven. Die weerstanden zijn dus niet-lineair. Eerst maar een overzicht van de soorten
weerstanden.
weerstanden
lineair
vaste
weerstanden
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
niet-lineair
variabele
weerstanden
- potentiometer
- instelbare weerstand
(trimmer)
temperatuur
gevoelige
weerstanden
- PTC (o.a. PT100)
- NTC
- Thermistor
2
spanningsafhankelijke
weerstanden
- VDR
licht
afhankelijke
weerstanden
- LDR
Lineaire en niet-lineaire weerstanden
Niet-lineaire weerstand
We meten van een temperatuurgevoelige weerstand de weerstandswaarde en gaan dan langzaam de temperatuur verhogen. Belangrijk:
• Als de weerstand stijgt met de temperatuur is het een PTC-weerstand. Dat is een weerstand met een positieve temperatuurcoëfficiënt.
• Als de weerstand daalt, terwijl de temperatuur stijgt dan is het een NTC-weerstand. Dat is een weerstand met een negatieve
temperatuurcoëfficiënt.
1,2
weerstand
X
101
weerstand
RE
1,0
x
0,8
0,6
0,4
RN
RA
102
103
0
TA TN
TE
0,2
0
temperatuur
0
20
40
60
80
100
temperatuur
Duidelijk te zien is dat de lijnen niet recht lopen. Het is wat lastiger om met niet-lineaire weerstanden te werken, want je wilt niet elke keer de
grafiek ernaast houden. Als maar en klein stukje van een grafiek gebruikt wordt, kan dit korte stukje vaak wel als rechte lijn worden beschouwd.
Dit is in de grafieken aangegeven met de raaklijnen ‘X’.
Temperatuurgevoelige weerstanden worden ook wel ‘thermistors’ genoemd. Ze worden meestal niet gebruikt om de temperatuur nauwkeurig te
meten, maar om bij het bereiken van een maximale temperatuur iets uit te schakelen.
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
3
Lineaire en niet-lineaire weerstanden
Spanningsafhankelijke weerstand
Bij een spanningsafhankelijke weerstand is de weerstandswaarde afhankelijk van de spanning over de weerstand. In de grafiek is dat goed te
zien.
0.8
ZnO varistor
SiC varistor
Stroom (in Ampère)
0.6
0.4
0.2
0
-0.4
-0.6
-1
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
Spanning (in Volt)
Een spanningsafhankelijke weerstand wordt ook wel ‘varistor’ genoemd. Varistors worden veel gebruikt om apparatuur te beschermen tegen
piekspanningen.
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
4