H 5.3 werken met weerstanden (+Kirchoff)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

H 5.3 werken met weerstanden

Leerdoelen

• Je kunt de vervangingsweerstand in een serieschakeling berekenen.
• Je kunt de spanning over de weerstanden in een serieschakeling berekenen.
• Je kunt de vervangingsweerstand in een parallelschakeling berekenen.
• Je kunt de stroomsterkte door de weerstanden in een parallelschakeling berekenen.
• Je kunt de werking van schakelingen met een temperatuursensor uitleggen.

Geleiders

Sommige materialen laten elektriciteit door. Zo'n materiaal noemen we een geleider.  

Alle metalen zijn goede geleiders. Veel gebruikte geleiders zijn koper, ijzer, tin en staal. 

De grijze vulling van je potlood is van grafiet gemaakt. Grafiet geleidt elektriciteit ook erg goed.

Geleiders laten elektriciteit goed door

Isolatoren

Bijna alle andere materialen laten elektriciteit niet makkelijk door. 

Dit noemen we een isolator. 

In een isolator kan de stroom niet stromen. 

Voorbeelden van isolatoren zijn hout, plastic, rubber, glas, keramiek, steen en vooral lucht.

Isolatoren laten geen elektriciteit door

Weerstand

Allerlei stoffen zoals in de afbeelding laten stroom maar een beetje door. 

Deze stoffen worden weerstanden genoemd.

Hoe gemakkelijk de stroom door de draad kan stromen wordt de  elektrische weerstand genoemd.

Weerstand is hoe makkelijk of hoe moeilijk de stroom door een materiaal heen beweegt.

Filmpje

Filmpje

Weerstand

Wet van Ohm

De weerstand hangt af van twee dingen

1. de spanning

2. De stroomsterkte

Dit verband wordt beschreven in de formule die we de wet van Ohm noemen. 

1

2

De wet van Ohm

De spanning (over de draad) en de stroomsterkte (door de draad) zijn recht evenredig.

Hieruit volgt dat de weerstand van 

de draad een constante waarde heeft.

RECHT EVENREDIG VERBAND

• Als de spanning 2x zo groot wordt, wordt de stroomsterkte ook 2x zo groot.
  

• Als de spanning 3x zo groot wordt, wordt de stroomsterkte ook 3x zo groot.

Wet van Ohm

Weerstand berekenen

1. Gegeven

2. Gevraagd

3. Formule

4. Berekening

5. Antwoord + Eenheid

Opdracht 1

Gegeven: U = 6 V en I = 1,5 A

Gevraagd: R

Formule: 

Berekening:

Antwoord: R = 4 Ohm 

Uitwerking

R=​I​​U​​

R=​1,5​​6​​

1. Gegeven

2. Gevraagd

3. Formule

4. Berekening

5. Antwoord + Eenheid

Opdracht 2

Gegeven: 

U = 230 V

R = 2 kΩ = 2000 Ω

Gevraagd: I

Formule:

 

Berekening: 

Uitwerking 

R=​I​​U​​

I=​R​​U​​

I=​2000​​230​​=0,115A=115mA

Serieschakeling

Totale - en vervangingsweerstand  

De begrippen totale weerstand en vervangingsweerstand worden door elkaar heen gebruikt, maar betekenen hetzelfde.

Rv

Totale weerstand serieschakeling

Parallelschakeling

De begrippen totale weerstand en vervangingsweerstand worden door elkaar heen gebruikt, maar betekenen hetzelfde.

Totale - en vervangingsweerstand  

Rv

Vervangingsweerstand parallelschakeling

Bereken de totale weerstand in het schema hiernaast.

1. Rt = 30 Ω
2. Rt = 0,07 Ω
3. Rt = 14,3 Ω
4. Rt = 70 Ω

Bereken de totale weerstand in het schema hiernaast.

1. Rt = 33 Ω
2. Rt = 30 Ω
3. Rt = 0,3 Ω
4. Rt = 3,3 Ω

Bereken de totale weerstand in het schema hiernaast.

1. Rt = 50 Ω
2. Rt = 150 Ω
3. Rt = 0,03 Ω
4. Rt = 33,3 Ω

Bereken de totale stroomsterkte in het schema hiernaast.

1. It = 0,02 A
2. It = 50 A
3. It = 0,09 A
4. It = 11,1 A

Bereken de totale weerstand in het schema hiernaast.

1. Rt = 33 Ω
2. Rt = 30 Ω
3. Rt = 0,3 Ω
4. Rt = 3,3 Ω

Gemengde schakelingen

Gemengde schakelingen zijn gecombineerde schakelingen van serie - en parallel schakelingen

Filmpje

Vervangingsweerstand

Gemengde schakeling

Opdracht 1

Kijk eerst op de volgende pagina voor de volgorde van berekenen

Opdracht 1a

Uitwerking opdracht 1a

Opdracht 1b

Uitwerking opdracht 1b

Stuur een foto in met de antwoorden.
Bereken R1, R2, V2. Onthoudt de stroomsterkte is overal hetzelfde, de spanning verdeelt zich.

Stuur een foto in met de antwoorden.
Bereken R1, R2, Vtotaal. Onthoudt de stroomsterkte is overal hetzelfde, de spanning verdeelt zich.

Opdracht 2

Bereken:

a. totale weerstand Rt

b. Totale spanning Ut

1. Gebruik de 4 stappen bij de berekeningen

2. Bereken eerst de totale weerstand R1,2 van R1 en R2 samen (serie)

3. Bereken dan de totale weerstand R3,4 van R3 en R4 samen (serie)

4. Bereken daarna met R1,2 en R3,4  de totale weerstand Rt van de hele schakeling (parallel)

Uitwerking opdracht 2a 

Uitwerking opdracht 2a

Uitwerking opdracht 2b

Opdracht 3

Volgorde berekeningen:

1. R1,2

2. R1,2,3

3. R5,6,7

4. Rt

5. It

6. I4

7. U4

Kijk ook op de volgende pagina voor de volgorde van berekeningen

Volgorde berekeningen opdr 3

1

2

3

4

Uitwerking opdracht 3

Uitwerking opdracht 3

Uitwerking opdracht  3

Uitwerking opdracht 3 

Bereken de totale weerstand (vervangings- weerstand) van de schakeling hiernaast.

1. 100 Ω
2. 53,3 Ω
3. 6,7 Ω
4. 67,5 Ω

Bereken de totale weerstand (vervangings- weerstand) van de schakeling hiernaast.

1. 6,7 Ω
2. 100 Ω
3. 48,3 Ω
4. 53,3 Ω

Bereken de totale weerstand (vervangings- weerstand) van de schakeling hiernaast.

1. 150 Ω
2. 105 Ω
3. 33,3 Ω
4. 26,2 Ω

a. Heb je alles van deze les begrepen?
b. Zijn er onderdelen van deze les die je nog niet zo
goed begrijpt of waar je meer uitleg voor nodig hebt?
c. Heb je nog tips of suggesties voor deze les?

Stuur een foto in met de antwoorden.
Bereken V1, A1, R2 en Vtotaal. Onthoudt de spanning in elke vertakking overal hetzelfde is en dat de stroomsterkte zich verdeeld.

Stuur een foto in met de antwoorden.
Bereken V1, R1, R2, V2 en A2. Onthoudt de spanning in elke vertakking overal hetzelfde is en dat de stroomsterkte zich verdeeld.