Parallelschakeling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 2

Parallelschakeling

Natuurkunde A2

Doel van de les

• Herkennen van een parallelschakeling.
• Kenmerk van een parallelschakeling.
• Wat gebeurt er met de stroomsterkte, de spanning, het vermogen, de weerstand.

De serieschakeling is

1. onvertakt
2. vertakt
3. kan vertakt en onvertakt zijn

Het kenmerk van een serieschakeling is dat ..... constant blijft

1. het vermogen
2. de spanning
3. de stroomsterkte
4. de weerstand

Wat is het symbool voor de spanning?

1. U
2. I
3. R
4. P

Wat is de eenheid van het vermogen
( = het symbool van Ohm)

Ω

1. Volt (V)
2. Ampère (A)
3. Ohm ( )
4. Watt (W)

Herhaling

De serie schakeling is een onvertakte schakeling.

Bij een serieschakeling blijft de stroomsterkte (I) hetzelfde.

Bij een serieschakeling mag je:

• de spanning (U) van de verschillende onderdelen optellen om de spanning van de spanningsbron te bepalen.
• het vermogen (P) van de verschillende onderdelen optellen om het totale vermogen te bepalen
• de weerstand (R) van de verschillende onderdelen optellen om de vervangingsweerstand te bepalen
  

U​(spanningsbron)​​=U​1​​+U​2​​+U​3​​

I​serie​​=gelijk

P​(TT)​​=P​1​​+P​2​​+P​3​​

R​(vervanging)​​=R​1​​+R​2​​+R​3​​

De parallelschakeling

Bij een schakeling van verschillende apparaten die elektrische stroom gebruiken kan de stroomkring ook vertakt zijn.

Een deel van de elektronen (de stroom) gaat links af en een ander deel gaat rechtsaf.

Voorbeeld van een parallelschakeling

Bekijk de schakeling.

Het bovenste lampje is lampje 1, de middelste lampje 2 en de 

onderste lampje 3.

De stroom (I) die door lampje 1 gaat, gaat niet door lampje 2 en 3.

De snelheid waarmee de elektronen door de lampjes gaan is wel

gelijk, (er gaan meer elektronen door de lamp met een lagere

weerstand)

Kenmerk

Bij een parallelschakeling zie je stroomvertakkingen waardoor de stroom een andere weg kan nemen.

Bij een parallelschakeling is de spanning (U) overal gelijk.

U​(parallel)​​=gelijk

De stroomsterkte en het vermogen

Het aantal elektronen bepaalt de stroomsterkte. De totale stroomsterkte wordt verdeeld over de aftakkingen, dus die hoeft niet overal gelijk te zijn.

Om de totale stroomsterkte (I_(TT)) te berekenen mag je

de stroomsterkte van ieder onderdeel bij elkaar optellen.

Het totale vermogen (P_(TT)) mag net als bij een 

serieschakeling berekend worden met 

I​(TT)​​=I​1​​+I​2​​+...

P​(TT)​​=P​1​​+P​2​​+...

De vervangingsweerstand bij een parallelschakeling

De weerstand betekent dat de stroom door een apparaat wordt tegengehouden zodat de elektronen een beetje langzamer gaan bewegen. Doordat elektronen langzamer gaan bewegen heeft het elektron minder energie. Die energie wordt als elektrische energie gebruikt door het apparaat.

Bij een serieschakeling moeten alle elektronen door alle apparaten en per apparaat gaan ze vertragen. Alle elektronen ondervinden de weerstand van ieder apparaat en daardoor mag je die weerstanden optellen.

De vervangingsweerstand bij een parallelschakeling

Maar bij een parallelschakeling werkt het anders. Bij een vertakking "kunnen de  elektronen kiezen" welke kant ze op gaan.

Daardoor zullen er minder elektronen door de grootste weerstand gaan. 

Het lijkt op een winkel met kassa's. Iedereen moet betalen en langs een kassa gaan. Een langzame kassiere (grote weerstand) zal minder kopers helpen dan een snelle kassiere. 

Maar totaal wordt je wel sneller geholpen als er meer kassa's open zijn.

Bij meer vertakkingen kunnen de elektronen dus makkelijker stromen, de weerstand wordt kleiner.

De vervangingsweerstand bij een parallelschakeling

Daarom is de vervangingsweerstand nu omgekeerd evenredig met de weerstanden van de verschillende onderdelen.

Formule:

​R​(vv)​​​​1​​=​R​1​​​​1​​+​R​2​​​​1​​+​R​3​​​​1​​+...

Voorbeeld van een berekening (en wat moet je met je

rekenmachine doen)

.

formule: 

Som:

Antwoordzin:

R_(vv) = 5,5 

In een parallelschakeling zitten 3 apparaten met een weerstand van (R1) 10 Ohm, (R2) 20 Ohm en (R3) 30 Ohm.  Bereken de vervangingsweerstand.

​R​(vv)​​​​1​​=​R​1​​​​1​​+​R​2​​​​1​​+​R​3​​​​1​​+...

vraag/gegevens:

R(vv) = ?

R(1) = 10
Ohm

R(2) = 20
Ohm

R(3) = 30 Ohm

​R​(vv)​​​​1​​=​10​​1​​+​20​​1​​+​30​​1​​

Rekenmachine:

(1:10) + (1:20) + (1:30) = 0,183

1:ans = 5,5

Of gebruik de knop x^-1 (casio) of 1/x (ti)

Uitleg volgt in de klas

Ω

Per apparaat

Voor ieder apparaat blijft hetzelfde gelden om dingen uit te rekenen.

(let op de formule kan ook gebruikt worden om U of I uit te rekenen)

(en deze formule is de wet van Ohm en kan ook gebruikt worden om de weerstand en de stroomsterkte uit te rekenen)

P=U⋅I

U=R⋅I

Voorbeeld 2

Bereken de stroomsterkte van een apparaat die op netspanning werkt en een vermogen heeft van 23 W

Formule 

P = U . I

Vraag/gegevens

P = 23 W

U = netspanning = 230 V

I = ?

Som:

23 = 230 x ?

(omkeerschema)

? = 23 : 230

Antwoordzin:

I = 0,1 A

Huiswerk voor de volgende les:

Ga naar classroom en maak de opdracht Parallelschakeling.

Deze opdracht inleveren via classroom voor de volgende les.