Proef elektrische weerstand

Onderzoeksvraag
Wat en hoe groot is het verschil in weerstand tussen beide 'grondsoorten'.

Benodigdheden

  • voedingskast
  • 2 bekerglazen
  • elektrodes
  • voltmeter
  • ampèremeter
  • slootwater
  • slaolie
  • verschillende soorten zand

Werkplan
Gebruik lage spanningen (< 20 V). Zorg ervoor dat de temperatuur van iedere grond hetzelfde is. De temperatuur heeft namelijk invloed op de weerstand. Je vult de twee bekerglazen met hetzelfde zand. Het ene bekerglas doordrenk je met slootwater, het andere met slaolie. Je brengt bij elk bekerglas elektrodes aan en laat voorzichtig een wisselspanning over elk bekerglas ontstaan. Vervolgens meet je de spanning en de stroomsterkte. De weerstand berekenen we dan met R= U/I.

Uitvoering
We hebben de proef anders uitgevoerd dan we in eerste instantie van plan waren. Op school kregen we te horen dat we deze proef beter niet met een voltmeter en ampèremeter konden uitvoeren. Dit zou veel te lastig zijn, omdat de waarden erg klein zouden zijn en de meting daarom niet erg nauwkeurig zou worden. Hiervoor in de plaats zouden we een digitale multimeter moeten gebruiken en dit hebben we dus geprobeerd. Helaas lukte het niet om met deze meter de weerstand van de grond te meten. Het volgende advies was om gebruik te maken van een ‘Conductivity Meter’. Hiermee hebben we het gelukkig wel voor elkaar gekregen om de weerstand te meten. Om wat variatie in de proef te brengen, hebben we vier soorten zand gebruikt: bluszand, zand afkomstig uit het park (‘parkzand’), grond van de bovenlaag van een bosgrond (‘bovengrond’) en grond van een kleilaag op 50 cm. diepte van een bosgrond (‘ondergrond’).

Opstelling:

Resultaten
In de volgende tabel zie je de resultaten van de proef:

 
Weerstand in Ω-1
+ water
+ slaolie
Bluszand 9,6 * 10 -4 1,9 * 10 -6
Parkzand 3,6 * 10 -4 2,1 * 10 -5
Bovengrond 2,3 * 10 -4 1,6 * 10 -4
Ondergrond 8,1 * 10 -4 4,0 * 10 -4
De waarden zijn gemiddelden van een aantal metingen.

Conclusies
Verschillende soorten grond hebben duidelijk een verschillende weerstand. Bluszand en een kleilaag van bosgrond hebben beide een weerstand die een stuk hoger is dan de weerstand van de bovenste laag van een parkgrond of bosgrond. Vervuilde grond, bijvoorbeeld met olie, heeft een lagere weerstand.

Discussie
De ‘Conductivity Meter’ die we gebruikt hebben om de weerstand te meten was op zich wel handig, maar het meten ging niet erg gemakkelijk. De waarden veranderden nogal gemakkelijk en veel ten opzichte van elkaar. We hebben daarom veel metingen gedaan en daar het gemiddelde van berekend, maar dit is dus niet erg nauwkeurig.