12.3 Serie- en parallelschakeling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

12.3 Serie- en parallelschakeling

Terugblik

1. Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen hoogspanning, netspanning en veilige spanning.
   
2. Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met: de netspanning in Nederland is 230 V/50 Hz.
   
3. Je kunt uitleggen waarom veel apparaten een eigen adapter (netstekkervoeding) hebben.
   
4. Je kunt beschrijven hoe een transformator energie opneemt, omzet en weer afstaat.
   
5. Je kunt berekenen hoe een transformator de spanning transformeert.
   
6. Je kunt berekeningen uitvoeren met het opgenomen en afgegeven vermogen van een (ideale) transformator.

De spanning in de bovenleiding van een trein noem je HOOGSPANNING/NETSPANNING.

1. Hoogspanning
2. Netspanning

Wat is hoogspanning?

1. De spanning door een stroomdraad die hoog boven de grond hangt
2. De spanning die groter is dan 10 000 Volt
3. De spanning van het stopcontact
4. De spanning tussen twee ruziënde ministers of presidenten

In een transformator wordt de spanning naar beneden gebracht.
Wat weet je over deze transformator?

1. De primaire spoel heeft meer windingen dan de secundaire spoel.
2. De secundaire spoel heeft meer windingen dan de primaire spoel.

Na de elektriciteitscentrale , de masten en de transformatorstation, gaat de elektriciteit naar een transformatorhuisje. In hoeveel Volt wordt de elektriciteit dan omgezet?

1. 10.000 V
2. 360.000 V
3. 230 V
4. 320 V

wat kan een transformator

1. Lampen schakelen
2. De frequentie veranderen
3. Spanning veranderen
4. Kortsluiting voorkomen

T1: Een transformator heeft 10 windingen op de primaire spoel en 60 windingen op de secundaire spoel. De primaire spoel is aangesloten op een spanning van 20 V. Wat is de spanning die de secundaire spoel afgeeft?

1. 120 V
2. 3,33 V
3. 30 V
4. 60 V

T1: De prijs voor 1 kWh = €0,90.
Een wasmachine draait 45 minuten op 1400 W. Hoeveel kost deze wasbeurt een elektriciteit?

1. € 5,67
2. € 0,57
3. € 945,-
4. € 0,95

T2: Een transformator heeft n1=150 windingen en n2=350 windingen. De transformator is op de netspanning aangesloten. Het apparaat dat is aangesloten op de secundaire spoel vraagt 2 A aan stroom. Wat is het vermogen van dit apparaat?

1. 197 W
2. 460 W
3. 1073 W
4. 99 W

Leerdoelen 12.3 Serie- en parallelschakeling

12.3.1 Je kunt herkennen of schakelonderdelen in serie of parallel zijn geschakeld.

12.3.2 Je kunt uitleggen waarom elektrische apparaten parallel worden geschakeld.

12.3.3 Je kunt de regels toepassen voor de spanning en stroomsterkte in een serieschakeling.

12.3.4 Je kunt de regels toepassen voor de spanning en stroomsterkte in een parallelschakeling.

12.3.5 Je kunt de vervangingsweerstand berekenen van een serie- en van een parallelschakeling.

12.3.6 Je kunt de formules voor vermogen en energie toepassen in serie- en parallelschakelingen.

Twee soorten schakelingen

Serieschakeling:

Schakeling zonder vertakkingen, waarbij de stroom achtereenvolgens door elk onderdeel van de schakeling loopt.

Parallelschakeling:

Schakeling met vertakkingen, zodat elk onderdeel van de schakeling een eigen, aparte stroomkring heeft.

Elektrische apparaten worden altijd parallel aan elkaar geschakeld. 

De regels voor een serieschakeling

Dit zijn de regels voor een serieschakeling:

• De stroomsterkte in een serieschakeling is overal even groot.
• De spanning verdeelt zich in een serieschakeling over de verschillende schakelonderdelen. 
• Je berekent de totale weerstand (ook wel de vervangingsweerstand genoemd) door de afzonderlijke weerstanden bij elkaar op te tellen: 

      Rv = R1 + R2. 

• stroomsterkte =    totale spanning

                                         vervangingsweerstand

Rv serie

De vervangingsweerstand bij de serieschakeling

• Rv = R1 + R2 + R3
  
• (Rv) 12 + 12 + 12 = 36Ω.
  
• Bij de serieschakeling kun je dus de weerstanden bij elkaar optellen.
  

De regels voor een serieschakeling

De regels voor een parallelschakeling

• Bij een parallelschakeling verdeelt de stroom zich over verschillende stroomkringen.
• In een parallelschakeling zijn alle onderdelen rechtstreeks aangesloten op dezelfde     bronspanning.
• De stroom verdeelt zich in een parallelschakeling over de verschillende vertakkingen: 
•  I tot= I1 + I2 + I3 enz.
•  Je kunt deze vervangingsweerstand berekenen met de formule:

                    1                              =                  1                         +                     1                + ........
vervangingsweerstand             weerstand 1                        weerstand 2 

• Let erop dat bij elke parallelschakeling Rv kleiner is dan R1 en ook kleiner dan R2, enzovoort.

De regels voor een parallelschakeling

Rv parallel

De vervangingsweerstand bij de serieschakeling

Formules combineren

Vaak gebruik je formules over elektrische energie, 

zoals P = U ∙ I

 en 

E = P ∙ t in combinatie met de formules voor serie- en parallelschakelingen.

 Kijk eerst goed over welk onderdeel van de schakeling een opdracht gaat en zoek daarna de bijbehorende gegevens op.