Schakelingen

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Schakelingen

Hoofdstuk 5

Weerstand

§2

Leerdoelen

5.2.1 Je kunt uitleggen hoe je de weerstand van een draad of een andere component bepaalt.

5.2.2 Je kunt berekeningen maken met het verband tussen weerstand, spanning en stroomsterkte.

5.2.3 Je kunt het verschil uitleggen tussen een ohmse weerstand en een niet ohmse weerstand.

5.2.4 Je kunt beschrijven hoe de weerstand van een NTC of LDR afhangt van andere grootheden.

5.2.5 Je kunt uitleggen hoe je op een regelbare weerstand de gewenste weerstand kan instellen.

De weerstand in een draad

• Voor het meten van de weerstand wil je eigenlijk de stroomsterkte en de spanning meten.
• Dit wordt gedaan met een amperemeter en een voltmeter.
• Als een draad een grote weerstand heeft gaat de
   stroom er moeilijker doorheen en is de stroomsterkte
   dus kleiner. *

De wet van Ohm

• U is de spanning in Volt (V)
• I is de stroomsterkte in Ampere (A)
  
• R is de weerstand in Ohm (Ω)
  
  
• De spanning en stroomsterkte zijn rechtevenredig aan elkaar.
• Oftwel als de spanning 2x zo groot wordt wordt de stroomsterkte ook 2x zo groot.
• Een Ohmse weerstand is een weerstand die altijd dezelfde waarde heeft. *

R=​I​​U​​

Over een lampje loopt een stroom van 200mA met een spanning van 0,003 kV. Hoe groot is de weerstand op het lampje?

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

NTC en LDR

• Een NTC is gevoelig voor verandering in temperatuur.
• Als de temperatuur stijgt dan daalt de weerstand.

• Een LDR is gevoelig voor verandering van licht.
• Als er meer licht op schijnt dan daalt de weerstand.

De schuifweerstand

• De schuifweerstand is een variabele weerstand.
• Bestaat uit een lang opgerolde draad.
• Met een schuif kun je instellen welk deel van de opgerolde draad gebruikt wordt.
• Hoe korter je dit deel maakt des te kleiner
   de weerstand wordt.

Leerdoelen

5.2.1 Je kunt uitleggen hoe je de weerstand van een draad of een andere component bepaalt.

5.2.2 Je kunt berekeningen maken met het verband tussen weerstand, spanning en stroomsterkte.

5.2.3 Je kunt het verschil uitleggen tussen een ohmse weerstand en een niet ohmse weerstand.

5.2.4 Je kunt beschrijven hoe de weerstand van een NTC of LDR afhangt van andere grootheden.

5.2.5 Je kunt uitleggen hoe je op een regelbare weerstand de gewenste weerstand kan instellen.

Huiswerk: lezen en maken

• Bladzijde 75 t/m 83
• Opdracht 2, 3, 5, 7 en 8

• V3K → 31 januari

Weerstanden schakelen

§3

Leerdoelen

5.3.1 Je kunt het verschil uitleggen tussen de component weerstand en de grootheid weerstand.

5.3.2 Je kunt de vervangingsweerstand van de weerstanden in een serieschakeling berekenen.

5.3.3 Je kunt de spanning over elke weerstand in een serieschakeling berekenen.

5.3.4 Je kunt de vervangingsweerstand van de weerstanden in een parallelschakeling berekenen.

5.3.5 Je kunt de stroomsterkte door elke weerstand in een parallelschakeling berekenen.

Serie en parallel?

• Serieschakeling → 1 stroomkring.
• Parallelschakeling → meerdere stroomkringen.
• Voordelen parallelschakeling: alle onderdelen krijgen dezelfde spanning, onderdelen apart in- en uitschakelen. *

Serieschakeling

• Spanning wordt verdeelt over de componenten
    
• Stroomsterkte overal even groot 
    
• De weerstanden van de componenten moeten opgeteld worden.  Deze kan je vervangen door 1 weerstand → vervanginsweerstand.

R​v​​=R​1​​+R​2​​+R​3​​

Utot=U1+U2+U3+...

Itot=I1=I2=I3=...

Twee weerstanden, de een van 5 Ω, de ander van 10 Ω, zijn in serie geschakeld. De bronspanning is 12 V.  Bereken hoe groot de spanning is over beide weerstanden.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Parallelschakeling

• Spanning is overal even groot
   
• Stroomsterkte kan anders zijn in iedere kring
  
  
• Vervangingsweerstand

Utot=U1=U2=U3

Itot=I1+I2+I3

​R​v​​​​1​​=​R​1​​​​1​​+​R​2​​​​1​​+​R​3​​​​1​​

Bereken 

Bereken 

Gegeven:

Gevraagd:

Oplossing:

Conclusie:

R​v​​

Itot

Leerdoelen

5.3.1 Je kunt het verschil uitleggen tussen de component weerstand en de grootheid weerstand.

5.3.2 Je kunt de vervangingsweerstand van de weerstanden in een serieschakeling berekenen.

5.3.3 Je kunt de spanning over elke weerstand in een serieschakeling berekenen.

5.3.4 Je kunt de vervangingsweerstand van de weerstanden in een parallelschakeling berekenen.

5.3.5 Je kunt de stroomsterkte door elke weerstand in een parallelschakeling berekenen.

Huiswerk: lezen en maken

• Bladzijde 86 t/m 93
• Opdracht 2, 3, 5, 7, 9 en 10

• V3K → 5 februari

Automatische schakelingen

§4

Leerdoelen

5.4.1 Je kunt uitleggen wat de functie is van de sensor, de schakelaar en de actuator in een automatische schakeling.

5.4.2 Je kunt de werking beschrijven van een transistor die wordt gebruikt in een schakelaar.

5.4.3 Je kunt het schakelschema tekenen van een eenvoudige schakeling met een transistor, zoals een inbraakalarm of een automatische straatlantaarn.

5.4.4 Je kunt uitleggen hoe de schakelingen voor een inbraak alarm en een automatische straatlantaarn werken.

Sensor, schakelaar en actuator

• De sensor produceert een elektrisch signaal dat informatie geeft over de omgeving. Bijvoorbeeld een lichtsensor.
• De schakelaar schakelt de stroom aan of uit. Dit licht aan de informatie die de sensor doorgeeft.
• De actuator doet wat er op dat moment gewenst is. Bijvoorbeeld geluid maken in een alarm of het licht van een straatlantaarn.

De transistor

• De actuator wordt vaak aan en uit gezet door een transistor in een automatische schakeling.
• Een transistor heeft 3 aasluit punten

1. de collector (C)
2. de basis (B)
3. de emitter (E)

De transistor

De aanstand (afbeelding A) laat stroom door. De uitstand (afbeelding B) niet.

Inbraak alarm

Straat lantaarn

Leerdoelen

5.4.1 Je kunt uitleggen wat de functie is van de sensor, de schakelaar en de actuator in een automatische schakeling.

5.4.2 Je kunt de werking beschrijven van een transistor die wordt gebruikt in een schakelaar.

5.4.3 Je kunt het schakelschema tekenen van een eenvoudige schakeling met een transistor, zoals een inbraakalarm of een automatische straatlantaarn.

5.4.4 Je kunt uitleggen hoe de schakelingen voor een inbraak alarm en een automatische straatlantaarn werken.