Hoofdstuk 5: Schakelingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Vandaag

- (Herhaling) 5.1: Lading en Spanning

- 5.2: Weerstand

#JusticeforJoost

5.1: Lading en Spanning

Voorwerpen opladen

- Wollen doek over pvc-buis wrijven 

- Door het wrijven is de pvc buis elektrisch geladen oftewel statisch geworden.

- Gevolg: het pvc trekt daarna verschillende voorwerpen aan

- Zie tekening op het bord papiersnippers of watermoleculen

Ontladen van voorwerpen

= Het elektrisch geladen voorwerp raakt zijn lading (meestal snel) kwijt

- Hoe meer waterdamp in de licht, hoe sneller het voorwerp ontlaadt

Lading

- Twee soorten lading: positief en negatief

Maar wat veroorzaakt deze verschillende ladingen?

De bouw van een atoom

Dus

- Neutronen: in de kern, neutraal

- Protonen: in de kern, positief geladen

- Elektronen: in een wolk rond de kern, negatief geladen

Twee mogelijkheden

- De elektronen "springen over"

Hoezo bewegen
elektronen van
min naar plus?

Waar doet dit je
aan denken?

Charles-Augustin de Coulomb

1736-1806

De coulomb (C)

1 coulomb = de hoeveelheid lading die een stroomsterkte van
1 ampère in 1 seconde door een dwarsdoorsnede van de draad voert

Maw: 

1 C = de lading van

6,2*10¹⁸ elektronen

Waarom is de eenheid coulomb bedacht?

EXTRA: welk materiaal wordt gebruikt voor stroomdraden?

En waarom specifiek dit materiaal?

5.1: Maken opgaven 1 t/m 9
(blz 71-73)

5.2: Maken opgaven 1 t/m 5 (blz. 80-81)

5.2: Weerstand

De spanning in huis is ... V

De stroomsterkte door bijvoorbeeld de wasdroger is veel groter dan door een lamp; hoe kan dat??

Weerstand

= Hoe makkelijk/moeilijk stroom door een draad kan

- Bij een hoge weerstand kan de stroom moeilijk door de draad heen. Er is een grote spanning nodig om een klein stroompje door de draad te "persen"

Klein intermezzo:

Door wie is dit bedacht?

George Simon Ohm

1789-1854

R = U / I

R = de weerstand in ohm (Ω) 

U = de spanning in volt (V)

I = de stroomsterkte in ampère (A)

(let op de hoofdletters)

Bereken de weerstand

1) 3 V, 1 A

2) 6 V, 2 A

3) 0,5 A, 1,5 V

4) 12 V, 4 A

Wat valt je op?

Vandaag

- Terugblik vorige week

- Bespreken opgaven?

- 5.2: Weerstanden Part II - The highly anticipated sequel

- 5.3: Weerstanden schakelen

Vorige week

- Lading en spanning

- De bouw van een atoom

- Weerstand

Weerstand

R = U / I

Wat geeft weerstand aan? Wat "betekent" het nou eigenlijk?

Vragen over het huiswerk?

5.1: Opdracht 5 bespreken? (blz. 72)

        Opdracht 8? (blz. 73)

5.2: Opdracht 4 (blz. 80)

Nick vindt een weerstand van 250 mΩ op straat. Hij besluit hier thuis een stroomkringetje mee te maken met 6 batterijen van 1,5 V die hij in serie schakelt. 

Gebruik de formule op blz. 76 en bereken hoe groot de stroomsterkte is in Nick z'n stroomkringetje.

Beredeneer wat er gebeurt met de stroomsterkte als Okke de helft van Nick zijn batterijen steelt. Neem aan dat de weerstand gelijk blijft.

ResisThor Part II - An highly anticipated sequel

Wet van Ohm

= Bij een constante weerstand

zijn de spanning en
stroomsterkte recht evenredig

- Een constante weerstand die
bij elke spanning even groot is,

noem je een ohmse weerstand

Zijn alle weerstanden ohmse weerstanden?

Kleine spoiler: nee.

- ohmse weerstand of niet?

- Bij een hogere spanning,

neemt de weerstand ... 

- Als de spanning toeneemt,

neemt ook de temperatuur

significant toe

- Als de temperatuur stijgt,

dan neemt de weerstand ...

Weerstand en temperatuur

- Bij een hogere temperatuur neemt de weerstand (flink) toe

     > bijvoorbeeld een gloeilamp (tot wel 2500 ^oC)

- Bijna alle draden krijgen een grotere weerstand als hun temperatuur stijgt 

- Toch kun je ook bij deze draden er van uitgaan dat hun weerstand constant is als de temperatuur niet te veel stijgt
    

Veranderlijke weerstanden

3 voorbeelden:

- NTC

- LDR

- Variabele weerstand

NTC (negatieve temperatuurcoëfficiënt)

- Gevoelig voor veranderingen in temperatuur

- Als de temperatuur van de NTC stijgt, daalt zijn weerstand

- De NTC gaat dan ... (Kies uit: beter/slechter) geleiden en laat ... (kies uit: meer/minder) stroom door

- Is de NTC hetzelfde als waar we het eerder over hadden?

LDR ( light dependent resistor)

- Als er meer licht op een LDR valt, daalt zijn weerstand

- De LDR gaat dan ... geleiden en laat ... stroom door

Toepassingen van de NTC en LDR: 

temperatuur- en lichtsensor in automatische schakelingen

Variabele weerstand

5.2: Maken opgaven 1 t/m 9 

(80-84)

5.3: Weerstanden schakelen

Weerstanden in serie

- Vervangingsweerstand

U en I in een serieschakeling

- Stroomsterkte is overal gelijk

- Voor de spanning geldt: U = I x R                                   en

Weerstanden parallel

- Als je meer weerstanden parallel aansluit wordt de totale weerstand niet groter, maar kleiner!

- Dit lijkt op het eerste gezicht vrij gek; hoe kan dit?

U en I in een parallelschakeling

- Voor de

 stroomsterkte geldt: 

- De spanning is
over elke weerstand
gelijk

Oefenopgave

Pieter schakelt een weerstand van 150 Ω, 200 Ω en 75 Ω parallel aan elkaar. Bereken de vervangingsweerstand

Oefenopgave

Bereken de totale stroomsterkte in de schakeling van Pieter (met weerstanden van 150, 200 en 75 Ω) als je deze aansluit op een spanningsbron van 9,0 V.

5.3: Maken opgave 1 t/m 5, 7 t/m 9 

(Blz. 91-93)