Serieschakelingen berekeningen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 2

Serieschakelingen berekeningen

Natuurkunde A2

Doel van de les

• Welke berekeningen kun je maken in een serieschakeling
• Berekenen van de stroomsterkte
• Berekenen van de spanning
• Berekenen van de weerstand
• Berekenen van het vermogen

Herhaling

Hier komen een paar vragen over de inhoud van de vorige lessen.

Neem je telefoontje er bij (of werk met een splitscreen) en ga naar lessonUp. De code van deze les staat linksonderin maar komt ook zo groot in beeld.

De vragen komen op je computerscherm.

Antwoord geven kan dan op je telefoon.

een serieschakeling is een ... stroomkring

1. vertakte
2. onvertakte

Bij een serieschakeling blijft ... ... gelijk

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

Welke vier afspraken gelden bij een grafiek

welke vier stappen doe je bij een volledige berekening

Vermogen

Spanning

Stroomsterkte

Energie

U

I

P

E

Joule

Ampère

Volt

Watt

Algemeen

Om iets uit te rekenen moet je weten welke gegevens je wel hebt en wat er gevraagd wordt.

Soms zijn er verschillende formules om een grootheid uit te rekenen.

Bijv: de stroomsterkte I kun je op twee manieren uitrekenen.

Kijk goed bij de gegevens welke formule je nodig hebt.

De stroomsterkte

Bij een serieschakeling blijft de stroomsterkte overal gelijk.

Dus als je op één plek de stroomsterkte weet, weet je deze overal. Je hoeft dan de stroomsterkte niet uit te rekenen.

De stroomsterkte

Is de stroomsterkte niet gegeven maar weet je van één onderdeel wel wat de weerstand en de spanning zijn, kun je de stroomsterkte uit rekenen met de formule:

Is de stroomsterkte niet gegeven maar weet je van één onderdeel wel wat het vermogen en de spanning zijn, kun je de stroomsterkte uit rekenen met de formule:

I=​R​​U​​

I=​U​​P​​

De spanning van een onderdeel

Gebruik de wet van Ohm als je de weerstand en de stroomsterkte weet

Als je het vermogen en de stroomsterkte weet kun je de volgende formule gebruiken:

U=R.I

U=​I​​P​​

De spanning van de spanningsbron

De spanning wordt geleverd door de spanningsbron.

De spanning van de spanningsbron noemen we dan Uspanningsbron.

In de seriegeschakelde stroomkring wordt deze spanning over alle onderdelen verdeeld. (in het voorbeeld gaan we uit van 3 onderdelen)

De formule wordt dan

U​spanningsbron​​=U​1​​+U​2​​+U​3​​

U1 = Uspanningsbron - (U2 + U3) 

De weerstand per onderdeel

De weerstand kun je uitrekenen met de wet van Ohm.

De weerstand is afhankelijk van de spanning en de stroomsterkte. De wet van Ohm heeft de volgende formule:

R=​I​​U​​

Georg Simon Ohm

Georg Simon Ohm (Erlangen, 16 maart 1789 – München, 6 juli 1854) was een Duits wis- en natuurkundige. Hij is bekend geworden door de naar hem genoemde Wet van Ohm waarin de relatie tussen elektrische spanning, elektrische stroom en weerstand wordt uitgedrukt. Tevens is de eenheid van de elektrische weerstand - de ohm - naar hem genoemd.

De totale weerstand van de stroomkring

In een serieschakeling mag je de weerstanden bij elkaar optellen om de totale weerstand van de gehele stroomkring te krijgen. Iedere weerstand houdt de stroom een beetje tegen en de stroom moet wel door alle weerstanden (gesloten stroomkriing). De formule is:

Deze weerstand noemen we vaak de vervangingsweerstand, je doet net of je de losse weerstanden vervangt door een grote weerstand.

R​vervanging​​=R​1​​+R​2​​+R​3​​+...

Het vermogen per onderdeel

Het vermogen kun je uitrekenen met de spanning en de stroomsterkte.

Je gebruikt de formule:

P=U.I

James Watt

James Watt (Greenock , 19 januari 1736 – Heathfield Hall bij Birmingham, 25 augustus 1819) was een Schotse ingenieur en de uitvinder van de moderne stoommachine. Watt is degene die de paardenkracht als eenheid van vermogen introduceerde. Later werd de eenheid van vermogen in het SI-systeem naar hem genoemd: 1 watt = 1 joule/seconde.

Het totale vermogen van de stroomkring

Ieder apparaat (iedere weerstand of lampje) gebruikt elektrische energie. De hoeveelheid energie die je per seconde gebruikt noemen we het vermogen. Dus ieder apparaat heeft een iegen vermogen.

Meer apparaten, dus ook meer vermogen. We mogen de losse vermogens van de onderdelen bij elkaar optellen.

P​Totaal​​=P​1​​+P​2​​+P​3​​+...

P1 = Ptotaal - (P2 + P3) 

Welke formule moet gebruikt worden om de stroomsterkte uit te rekenen?
of

I=​U​​P​​

I=​R​​U​​

1. de eerste
2. de tweede
3. maakt niet uit
4. hangt af van de gegevens

Als je twee weerstanden hebt en je wilt de vervangingsweerstand uitrekenen welke formule gebruik je dan?

1. Rv = R1 + R2
2. Rv = R1 x R2
3. Rv = R1 : R2
4. Rv = R1 - R2

Wat is de betekenis van het begrip vermogen

1. de totale hoeveelheid energie die gebruikt of geleverd wordt
2. de hoeveelheid lading die in 1 seconde door de stroomkring gaat
3. de elektrische energie die in 1 seconde gebruikt of geleverd wordt
4. de spanning gedeeld door de stroomsterkte

Doel van de les (zijn ze gehaald?)

• Welke berekeningen kun je maken in een serieschakeling
• Berekenen van de stroomsterkte
• Berekenen van de spanning
• Berekenen van de weerstand
• Berekenen van het vermogen

Huiswerk

• maak het googledocument: "Berekeningen met een serieschakeling"
• Doornemen de presentatie om te leren.