Kader: H12.3 Serie- en Parallelschakeling + H12.4 Elektriciteit en veiligheid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 4

4Km.Nsk1

• Jas in de kluis
• Mobiel in de bak
• Spullen op tafel 

• Tas op de grond
• 2x spullen/huiswerk  niet op orde => uur nakomen
• Uit de les gestuurd => 9de uur nablijven
• Na elke vakantie een schone lei

Deze week

H12.3 Serie- en parallelschakeling en weerstanden

Vervangingsweerstand serie- en parallelschakeling

H12.4 Elektriciteit en veiligheid

Vandaag

Korte herhaling H12.1 en 12.2

Instr. H12.3 Serie- en parallelschakeling

Diode:

• Schakelonderdeel dat één kant stroom doorlaat!

Led:

• Een diode dat licht uitzendt

C=I⋅t

U=I⋅R

P=U⋅I

Grootheid	afk. Grootheid	afk. eenheid
Stroomsterkte
Spanning
Vermogen
Weerstand
Capaciteit

Formule:

Een transformator:

• Zet een hoge spanning op naar een lage spanning of omgekeerd

Dit kun je ermee:

De spanning of het aantal windingen uitrekenen.

Opg. 11 p. 30

Een fabriek produceert drie types transformatoren: type A, type B en type C.

Transformator A transformeert de netspanning naar 12 V. De primaire spoel heeft 920 windingen.

a) Bereken het aantal windingen van de secundaire spoel

Gegevens/Gevraag:

• Np = 920 windingen ; Up = 230 V
• Ns = ? windingen     ; Us = 12 V

Formule:

• Np : Ns = Up : Us

Uitwerking:

• 920 : Ns = 230 : 12
• 920 : Ns = 19,1666
• 920 = 19,1666 x Ns
• Ns = 920 : 19,166 = 48 windingen

Antwoord:

• Het aantal windingen van de secundaire spoel is 48 windingen:

Tip: gebruik de kruislings-formule-toepassing

Ideale transformator

Bij een ideale transformator is er geen vermogensverlies 

==> 100% rendement ==> 

Vermogen primaire kant = Vermogen secundaire kant. 

Let op! andere formule!

Opg. Kader: 13a, p 32

Hamid laadt zijn laptop op met een adapter. Het opladen van zijn laptop gebeurt met een

rendement van 85%. Tijdens het opladen neemt de adapter een elektrisch vermogen op van 60 W.

a) Hoe groot is het elektrisch vermogen dat Hamids adapter afgeeft?

Gegevens: 

• P_op = P_totaal = 60 W  ;  η = 85%

Gevraagd:

• Paf = P_{nuttig = ? W}
  

Formule:

• η = P_af : P_op × 100%
• η x P_op = P_af × 100%
• P_af = η x P_op :100%

Uitwerking:

• P_af = 85 x 60 : 100
• P_af = 5100 : 100 = 51 W 

Antwoord:

• Het vermogen dat de laptop afgeeft is 51 Watt

Opg. GT: 9a, p 230

Hamids laptop heeft een oplader die een gelijkspanning van 19 V levert. Het opladen van de laptop gebeurt met een rendement van 85%. Tijdens het opladen neemt de apapter een elektrisch vermogen op van 

60 W

a) Hoe groot is het elektrisch vermogen dat Hamids adapter afgeeft?

Gegevens: 

• P_op = P_totaal = 60 W  ;  U = 19 V
• η = 85%

Gevraagd:

• P_af = P_{nuttig = ? W}
  

Formule:

• η = P_af : P_op × 100%
• η x P_op = P_af × 100%
• P_af = η x P_op :100%

Uitwerking:

• P_af = 85 x 60 : 100
• P_af = 5100 : 100 = 51 W 

Antwoord:

• Het vermogen dat de laptop afgeeft is 51 Watt

H12.3 Serie- en parallelschakeling

Verschillen bij Serie- en parallelschakeling wat betreft de

stroomsterkte, spanning en weerstand

én

daarmee kunnen rekenen!

Schakelingen

Serieschakeling

Stroomsterkte:

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

spanning:

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

Weerstand:

• Totale weerstand (vervangingsweerstand) tel je bij elkaar op
• R_v = 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) 

Opg 8a Kader p. 44 

Bereken de vervangingsweerstand van de parallelschakeling (afb 7a)

Gegevens:

• R1 = 10 Ω  ;  R2 = 15 Ω

Gevraagd:

• Rv = ? Ω

Formule 1:

• Rv = (R1 x R2) : (R1 + R2) 

Uitwerking 1:

• Rv = (10 x 15) : ( 10 + 15) =
•      = 150 / 25 = 6 Ω
  

Formule 2:

• 1/Rv = 1/R1 + 1/R2

Uitwerking 2:

• 1/RV = 1/10 + 1/15
• 1/Rv = 0,1 + 0,066 = 0,1666
  
• Rv = 1 : 0,1666 = 6 Ω
  

Antwoord:

• De vervangingsweerstand is      6 Ohm

Opg 6a GT p. 239

Bereken de vervangingsweerstand van de parallelschakeling (afb 7a)

Gegevens:

• R1 = 10 Ω  ;  R2 = 15 Ω

Gevraagd:

• Rv = ? Ω

Formule 1:

• Rv = (R1 x R2) : (R1 + R2) 

Uitwerking 1:

• Rv = (10 x 15) : ( 10 + 15) =
•      = 150 / 25 = 6 Ω
  

Formule 2:

• 1/Rv = 1/R1 + 1/R2

Uitwerking 2:

• 1/RV = 1/10 + 1/15
• 1/Rv = 0,1 + 0,066 = 0,1666
  
• Rv = 1 : 0,1666 = 6 Ω
  

Antwoord:

• De vervangingsweerstand is      6 Ohm

En nu aan de slag

Maak de opgaven 1 tm 10 en test jezelf van H12.3

Vandaag

• Practicum Proef 3 + Proef 4 
• Lees beide proeven goed door 

                    (p. 66-70)

Proef 3: De vervangingsweerstand v/e serie-schakeling

Proef 4: De vervangingsweerstand v/e parallel-schakeling

1. Welke formule heb ik nodig voor proef 3 en voor proef 4? (p.36-38)
2. Hoe sluit ik de ampèremeter / stroommeter aan, serie of parallel?
3. Hoe sluit ik de voltmeter aan, serie of parallel?

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!

En nu aan de slag

Maak de opgaven van H12..4

- GT:         maak opg. H12.4 opdr 3 t/m 6 + 8 t/m 9

-  Kader: maak opg. H12.4 opdr 6 t/m 9 + 11 + 13

* Vragen over H12?

*Einde van de week moet H12 af zijn!

4Km.Nsk1

• Jas in de kluis
• Mobiel in de bak
• Spullen op tafel 

• Tas op de grond
• 2x spullen/huiswerk  niet op orde => uur nakomen
• Uit de les gestuurd => 9de uur nablijven
• Na elke vakantie een schone lei

Vandaag

Herhaling H12.3 Serie en Parallel schakeling

Instructie H12.4 Elektriciteit en veiligheid

- Meterkast 

- Gevaren 

 

Serieschakeling

Stroomsterkte:

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

spanning:

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

Weerstand:

• Totale weerstand (vervangingsweerstand) tel je bij elkaar op
• R_v = 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) 

Ga naar deze link:

https://phet.colorado.edu/en/simulations/circuit-construction-kit-dc

Simulatie 1

Bouw deze schakeling:

U = 20 V en R1=R2=R3= 5 ohm 

- Gebruik i.p.v. 3 lampjes, 3 weerstanden

- Plaats een amperemeter bij elk van de weerstanden. schrijf de waarde die je afleest op. 

- Bereken de waarde van de stroomsterkte  door elke weerstand. 

- plaats een voltmeter bij elke weerstand en schrijf de waarde die je afleest op 

Simulatie 2

Bouw deze schakeling:

U = 20 V en R1=R2=R3= 5 ohm 

- Gebruik i.p.v. 3 lampjes, 3 weerstanden

- Plaats een amperemeter bij elk van de weerstanden. schrijf de waarde die je afleest op. 

- Bereken de waarde van de stroomsterkte  door elke weerstand.

- plaats een voltmeter bij elke weerstand en schrijf de waarde die je afleest op  

Wie heeft wel eens schrikdraad aangeraakt?

plassen over schrikdraad

Hoe hoog is de spanning 

op schrikdraad?

1000 tot 10000 Volt (door middel van pulsen)

Randaarde

Aardlekschakelaar

De aardlekschakelaar zorgt ervoor dat de installaties en apparaten uit kunt zetten. worden.

• Controleert hoeveelheid stroom in = hoeveelheid stroom uit.

• Gaat uit als I > 30 mA

Meterkast

•  De groepenkast verdeelt de stroom in je huis
• De zekeringen beveiligen je huis.
• De aardlekschakelaar controleert of er evenveel stroom het huis ingaat als eruit.
  

Groepen

• Verdeling van stroom altijd over verschillende groepen in huis. 

• Als de stroom in één groep uitvalt, blijven de andere groepen werken.

• I >16 A dan valt de groep uit

Overbelasting

https://youtu.be/kBMykkyGCEM

Hoe bereken je overbelasting?

1. Je berekent de totale stroomsterkte op de groep
2. Je vergelijkt de hoeveelheid ampère  de groep en de zekering met elkaar.
3. hoeveelheid ampère zekering > dan h.h ampère apparaat                 -> GEEN overbelasting.
4. hoeveelheid ampère zekering < dan h.h. ampère apparaat     -> WEL overbelasting.

Kortsluiting

Enkele/dubbele isolatie

Om de draden van een apparaat zit altijd isolatie, zodat de draden geen kortsluiting veroorzaken. Dit heet enkele isolatie.

Sommige apparaten zijn, om een schok te voorkomen, ook van buiten van een materiaal gemaakt dat geen stroom geleid. Dit heet dubbele isolatie. 

Samenvatting H12.4

Bevat de Kernwoorden:

Meterkast onderdelen

Zekeringen

Aardlekschakelaar

Randaarde

Kortsluiting en Overbelasting

Dubbele isolatie

En nu aan de slag

Maak de opgaven van H12..4

  Maak opg. H12.4 opdr 1 t/m 9 en testjezelf

* Vragen over H12?

En nu aan de slag

Maak de opgaven van H12..4

-  Kader: maak opg. H12.4 opdr 6 t/m 9 + 11 + 13

* Vragen over H12?

*Einde van de week moet H12 af zijn!