H5.5 Serie en parallel

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo g
• Leerjaar 3

H5.5 Serie en parallel

H5 Elekticiteit

wk 9:   H5.1-5.2 Elektrische apparaten

wk 10:  H5.3       Spanning en stroomsterkte

wk 11:  H5.4       Weerstanden

wk 12   H5.5       Serie en Parallel

wk 13:  28 mrt    Schoolexamen H5 (nsk12)

H5 Elekticiteit

wk 9:   H5.1-5.2 Elektrische apparaten

wk 10:  H5.3       Spanning en stroomsterkte

wk 11:  H5.4       Weerstanden

wk 12   H5.5       Serie en Parallel

wk 13:  27 mrt    Schoolexamen H5 (nsk13)

Vandaag

Herhaling H5.4 + 2x opgave boek

Instructie H5.5 Serie en Parallel

De wet van Ohm

U = I x R

Hoe hoger de spanning, hoe groter de stroomsterkte. 

Hoe groter de weerstand, hoe lager de stroomsterkte. 

Opg. 16 p. 123

Een klok werkt op een batterij van 1,5 volt. De stroomsterkte door de klok is 0,075 mA.

Bereken de weerstand van de klok.

Gegevens:

• U = 1,5 V
  
• I = 0,075 mA = 0,000075 A

Gevraagd:

• R = ? Ω

Formule:

• U = I x R  => R = U : I

Uitwerking:

• R = 1,5 : 0,000075 = 20 000 Ω

Antwoord:

• Weerstand is 20 000 Ω (20 kΩ)

P = U x I

P = vermogen             in watt (W)

U = spanning              in volt (V)

I = stroomsterkte      in ampère (A)

• De batterij heeft een spanning van 6 V                                                                       en een stroomsterkte van 2 A. Hoe groot                                                                         is het het vermogen van dit lampje?

De hoeveelheid elektrische energie die een apparaat per seconde verbruikt

Een maat voor de hoeveelheid elektrische energie die de stroom met zich mee draagt. De eenheid van spanning is volt (V)

Opg. 17 p. 123

Een stofzuiger heeft een vermogen van 1,84 kW. 

Hij werkt op 230 volt. 

Bereken de stroomsterkte door de stofzuiger

Gegevens:

• P = 1,84 kW = 1840 W
• U = 230 V

Gevraagd:

• I = ? A

Formule:

• P = U x I  =>  I = P : U

Uitwerking:

• I = 1840 : 230 = 8,0 A

Antwoord:

• De stroomsterkte is 8,0 Ampère

Leerdoelen H5.5

Aan het einde van de les kan ik...

• Beschrijven wat een serie- en een parallelschakeling is

• Rekenen aan een serie- en een parallelschakeling

• Rekenen met de vervangingsweerstand bij serie- en parallelschakelingen.
  

Schakelingen

Serie- en parallelschakeling:

Serieschakeling:

• 1 stroomkring
• 1 lampje uit > alles uit
• Stroomsterkte is overal gelijk
• Spanning wordt verdeeld

Parallelschakeling:

• meerdere stroomkringen
• 1 lampje uit > rest blijft aan
• De totale stroomsterkte is de de stroom van alle sub-kringen bij elkaar opgeteld
• De spanning is gelijk bij elke sub-kring

Serieschakeling

1. Wat is de stroomsterkte in het tweede lampje? 

• 0,3 A (serie => overal gelijk)

2. Wat is de spanning in lampje 1         en lampje 2?

• Ieder 6 V (serie => samen 12 V)

3. Wat is de weerstand van 

     lampje 1 en lampje 2

• U = I x R   =>   R = U : I
• R = 6 : 0,3 = 20 Ω

Gemengde schakeling

1. Wat is de stroomsterkte in de bovenste twee lampjes

• 8 A (10 - 2 = 8 A)

De totale spanning is 12 volt; 

2. Wat is de spanning in het onderste lampje 

• 12 V (onderste lampje)

3. En van de bovenste twee?

• 6 V (ieder 6 V bovenste lampje)

Vervanginsweerstand

Vervangingsweerstand = De TOTALE weerstand

In serie:

• Rv = R1 + R2 + R2 + ....

In Parallelschakeling:

• 1/Rv = 1/R1 + 1/R2 + ...  (boek)
• Rv = (R1 x R2) : (R1 + R2)   
  

20 Ω

20 Ω

5 Ω

5 Ω

Vervanginsweerstand

Stel F1 = 20 Ω  en F2 = 5 Ω => wat is Rv bij serie?

Formule Rv,serie = 

• Rv = R1 + R2 = 20 + 5 = 25 Ω

Stel F1 = 20 Ω en F2 = 5 Ω => wat is Rv bij parallel?

Formule Rv,par. = 

• Rv,par =  (R1 x R2) : R1 + R2) = 
• Rv,par = (20 x 5) : (20+5) = 100 : 25 = 4 Ω
  

• 1/Rv = 1/R1 + 1/R2 = 1/20 + 1/5 = 1/4 = 0,25
• Rv = 1 : 0,25 = 4 Ω

20 Ω

20 Ω

5 Ω

5 Ω

Schakelingen in de auto

als de elektrische stroom te hoog is in de auto kan er makkelijk brand ontstaan 

=>  

auto heeft zekeringen met een smeltveiligheid

(lees hierover 5.5 leerboek)

Rekenen Formules H5

Kosten E = E x kWh-prijs

E = P x t

P = U x I

C = I x t

U = I x R 

Rv,serie = R1 + R2 + ..

Rv,par = (R1 x R2) : (R1 + R2) 

kWh-prijs =  € 0,25

E = Energie         [J]   of [kWh]

P = Vermogen     [W]  of [kW]

t = Tijd                 [s]   of [h]

U = Spanning      [V]

I = Stroomsterkte [A]

C = capaciteit       [Ah] (t in uur!)

R = Weerstand    [Ω]

Rv = vervangingsweerstand [Ω]

Serieschakeling

Stroomsterkte:

• Stroomsterkte overal gelijk
• Itot = I1 = I2 = I3
  

spanning:

• Spanning verdeeld zich
• U_tot = U₁ + U₂ + U₃
  

Weerstand:

• Totale weerstand (vervangingsweerstand) tel je bij elkaar op
• Rv = R1 + R2 + R3
• Bepaal altijd eerst Rv en daarna I  

Parallelschakeling

Stroomsterkte:

• stroomsterkte verdeelt zich over de stroomkringen
• I_tot = I₁ + I₂ + I₃
  

spanning:

• Spanning is gelijk per stroomkring
• U_tot = U₁ = U₂ = U₃
  

Weerstand:

• de vervangingsweerstand kun je niet zomaar bij elkaar optellen
• 1/R_v = 1/R₁ + 1/R₂ + ... 
• Of bij 2 weerstanden: R_v = (R₁ x R₂) : (R₁ + R₂) 

En nu aan de slag...

Lees H5.5 van het leerboek goed door (p. 122 - Begrijpen)

Maak opgaven 4 t/m 12 (p. 127 - Begrijpen)

Klaar:

Lees H5.4 van het leerboek goed door (p. 130 - beheersen)

Maak opgaven 13 t/m 20 (p. 115 - Beheersen)

Vandaag

• Practicum Proef 3 + Proef 4

• Korte instructie H12.4 (rest zelfstudie!)

 

• vragen over H12

Practicum Proef 3 + Proef 4

Proef 3: de vervangingsweerstand v/e serieschakeling

Proef 4: De vervangingsweerstand v/e parallelschakeling

Lees beide practicums goed door.

Formule:

U = I x R  <=>  R = U : I

Zoek de formule op voor Rv voor serie- en parallelschakeling!

Vandaag

• Practicum Proef 3 + Proef 4

• Zelfstudie: alles af van H12!

 

• vragen over H12