Schakeling van weerstanden

• Fysica
• Hoger onderwijs
• Secundair onderwijs

ELEKTRODYNAMICA

schakeling van weerstanden

Welke componenten komen voor in een eenvoudige elektrische schakeling?

R is het symbool voor?

1. Stroomsterkte
2. Spanning
3. Weerstand
4. Vermogen

Is de weerstand afhankelijk van de spanning en/of de stroomsterkte?

1. Ja, enkel van de spanning
2. Ja, enkel van de stroomsterkte
3. Ja, van de spanning en de stroomsterkte
4. Neen, enkel afhankelijk van zijn materiaal

Hoe zijn deze weerstanden
geschakeld?

1. serie
2. parallel

Hoe zijn deze weerstanden
geschakeld?

1. serie
2. parallel

Hoe schakelen we een Ampèremeter, als we de stroomsterkte doorheen een weerstand willen bepalen?

1. serie
2. parallel

Hoe schakelen we een Voltmeter, als we de stroomsterkte doorheen een weerstand willen bepalen?

1. serie
2. parallel

Wat voor soort
schakeling is dit?

1. serie
2. parallel
3. serie en parallel
4. gemengde

Fysica - elektrodynamica

agenda

• vorige lessen: elektrodynamische grootheden, eenvoudige schakeling, wet van Ohm
• vandaag: schakeling van weerstanden (theorie)
  

• volgende les: oefeningen op (gemengde) schakeling van weerstanden (substitutiemethode)

  

Fysica - elektrodynamica

vandaag

• Vervangingsweerstand
• Serieschakeling van weerstanden
• Vervangingsweerstand bij serieschakeling van weerstanden
  
• Toepassing: Ampèremeter
• Parallelschakeling van weerstanden
• Vervangingsweerstand bij parallelschakeling van weerstanden
  
• Toepassing: Voltmeter

  

BEGRIPPEN

www.walter-fendt.de

vervangingsweerstand = substitieweerstand

• = de verhouding van de totale spanning
  t.o.v. de totale stroomsterkte
  in een stroomkring die verschillende weerstanden bevat

• vervangingsweerstand van weerstanden in serie
                                          verschillend van
  vervangingsweerstand van weerstanden in parallel

www.walter-fendt.de

serieschakeling van weerstanden

• twee of meer weerstanden
• einde van de 1e weerstand wordt verbonden met begin 2e weerstand
• einde van de 2e weerstand wordt verbonden met begin 3e weerstand
• enz.
• --> in elke weerstand komt slechts één draad toe en vertrekt maar één draad
• voorbeeld?

serieschakeling van weerstanden

parallelschakeling van weerstanden

• twee of meer weerstanden
• beginpunt van elke weerstand met elkaar verbonden
• eindpunt van elke weerstand met elkaar verbonden
• voorbeeld?
  

parallelschakeling van weerstanden

OPDRACHT: schema serie- en parallelschakeling

cursus pg. 1

Conventionele stroomzin: van + pool naar - pool

SERIE

schakeling van weerstanden

www.walter-fendt.de

Wat kan je zeggen over
stroomsterkte I
doorheen de grootste weerstand R

1. het grootste bij de kleinste weerstand
2. het grootste bij de grootste weerstand
3. overal gelijk

Wat kan je zeggen over spanning U
over de grootste weerstand R?

1. het grootste bij de grootste weerstand
2. het kleinste bij de grootste weerstand
3. overal gelijk

Wat kan je zeggen over de
vervangingsweerstand Rv?

1. = de grootste weerstand
2. = de kleinste weerstand
3. = de som van elke weerstand

vervangingsweerstand bij serieschakeling van weerstanden

vervangingsweerstand bij serieschakeling van weerstanden

• conclusie
  Itot = I1 = I2
  Utot = U1 + U2
  Rv = R1 + R2
• gegeven      R1, R2
• gevraagd    Bewijs R_v = R₁ + R₂
• oplossing (aan bord)  verband via wet van Ohm: U = R x I 

vervangingsweerstand bij serieschakeling van weerstanden

• oefening
  Bepaal de vervangingsweerstand van 10 Ω  en 20 Ω  in serie.
  
• gegeven   R1 = 10 Ω        R2 = 20 Ω
• gevraagd  Rv
• oplossing
                          R_v = R₁ + R₂
                                = 10 Ω  + 20 Ω
                                = 30 Ω  

2 weerstanden zijn in serie aangesloten op een ideale spanningsbron.

Als je een derde weerstand in serie plaatst, zal  

de vervangingsweerstand

de totale spanning

de totale stroomsterkte

toenemen

afnemen

gelijk blijven

Wat gebeurt er als er 1
weerstand die in serie staat
stuk is?

1. niets, blijft gewoon werken
2. er gaat nergens nog stroom door

Wat gebeurt er als je een
wasmachine aanzet die in
serie staat met een droogkast

1. de wasmachine zal starten
2. de wasmachine zal niet starten
3. de wasmachine zal starten onder bepaalde voorwaarden

PARALLEL

schakeling van weerstanden

www.walter-fendt.de

Wat kan je zeggen over
stroomsterkte I
doorheen de grootste weerstand R

1. het grootste bij de kleinste weerstand
2. het grootste bij de grootste weerstand
3. overal gelijk

Wat kan je zeggen over spanning U
over de grootste weerstand R?

1. het grootste bij de grootste weerstand
2. het kleinste bij de grootste weerstand
3. overal gelijk

Wat kan je zeggen over de
vervangingsweerstand Rv?

1. = de grootste weerstand
2. = de kleinste weerstand
3. = de som van elke weerstand

vervangingsweerstand bij parallelschakeling van weerstanden

vervangingsweerstand bij parallelschakeling van weerstanden

• conclusie
  Itot = I1 + I2
  Utot = U1 = U2
  Rv < R2 < R1
• gegeven      R1, R2
• gevraagd    Bewijs R_v = (1/R₁ + 1/R₂)-1
• oplossing (aan bord)  verband via wet van Ohm: U = R x I 

2 weerstanden zijn in parallel aangesloten op een ideale spanningsbron. Als je een derde weerstand in parallel plaatst, zal  

de vervangingsweerstand

de totale spanning

de totale stroomsterkte

toenemen

afnemen

gelijk blijven

Wat gebeurt er als er een
weerstand stuk gaat?

1. niets, blijft gewoon werken
2. er gaat nergens nog stroom door

Schakeling van weerstanden (in serie)
heb ik helemaal door!

😒🙁😐🙂😃

view.genial.ly

Serieschakeling van weerstanden

Toepassing: Ampèremeter

• Heeft een Ampèremeter een weerstand?
  [Ja, er loopt immers een stroomdraad door --> formule vervangingsweerstand toepassen]
• Waarom staat een Ampèremeter altijd in serie?
  [Omdat de stroomsterkte doorheen elke weerstand gelijk is bij een serieschakeling  formule vervangingsweerstand serieschakeling: Rv = R1 + RA]
• Wat gebeurt er met de stroomsterkte doorheen de kring als de totale weerstand verhoogt?[De stroomsterkte neemt af. Bij een ideale Ampèremeter blijft de stroomsterkte van de weerstand doorheen men de stroomsterkte meet constant. Dus idealiter mag de weerstand van de Ampèremeter geen invloed uitoefenen. Rv ≈ R1]
• Wat is de ideale grootte van de weerstand van de Ampèremeter?
  [RA =0]

Serieschakeling van weerstanden

Toepassing: Ampèremeter

• RA ? 
• Itot = I1 = IA         Rv = R1 + RA
• Itot = Utot / Rv
• Itot = Utot / (R1 + RA)
• Rv  ≈ R1 
• RA zo klein mogelijk, idealiter  0

Parallelschakeling van weerstanden

Toepassing: Ampèremeter

• Heeft een Ampèremeter een weerstand?
  [Ja, dus we kunnen hier ook de formule van de vervangingsweerstand toepassen.]
• Waarom staat een Ampèremeter altijd in serie?
  [Omdat de stroomsterkte doorheen elke weerstand gelijk is bij een serieschakeling  formule vervangingsweerstand serieschakeling: Rv = R1 + RA]
• Wat gebeurt er met de stroomsterkte doorheen de kring als de totale weerstand verhoogt?[De stroomsterkte neemt af. Bij een ideale Ampèremeter blijft de stroomsterkte van de weerstand doorheen men de stroomsterkte meet constant. Dus idealiter mag de weerstand van de Ampèremeter geen invloed uitoefenen. Rv ≈ R1]
• Wat is de ideale grootte van de weerstand van de Ampèremeter?
  [RA =0]

Parallelschakeling van weerstanden

Toepassing: Voltmeter

• RA ? 
• Itot = I1 = IA         Rv = R1 + RA
• Itot = Utot / Rv
• Itot = Utot / (R1 + RA)
• Rv  ≈ R1 
• RA zo klein mogelijk, idealiter  0