3 hv paragraaf 5.3 deel 1

• Natuurkunde
• Voortgezet speciaal onderwijs
• Leerroute 3

Hoofdstuk 5

Paragraaf 5.3 

Deel 1

Serieschakeling

Een lampje

Als je een lampje op een batterij wilt aansluiten, dan geldt daarvoor een maximale spanning. Het lampje is bijvoorbeeld geschikt voor een batterij van 4,5 Volt.

Het probleem

.Wat als je het lampje met een sterkere spanningsbron wilt gebruiken?

Gewoon zomaar aansluiten op een batterij met meer spanning (Volt), lever ook een grotere stroom (Ampère) op en dan kan het lampje kapot gaan. Of erger, de hele boel vliegt in brand.

De oplossing

.Om met een grotere spanning (Volt) toch de stroom (Ampère) niet te groot te laten worden, moet je de weerstand verhogen.

Met een grotere weerstand blijft de stroom namelijk kleiner.

Hoe doe je dat?

Totale weerstand verhogen

.De totale weerstand verhogen doe je door extra onderdelen in serie in de schakeling te plaatsen.

Bijvoorbeeld een extra lampje of een weerstand.

Een weerstand is een elektrisch onderdeeltje met een vaste weerstandswaarde.

Serieschakeling - weet je nog?

1. de stroom in een serieschakeling is overal even groot 

(want er is maar één route)

2. als er één onderdeel kapot is, doet de rest het ook niet meer (want dan is de stroomkring onderbroken)

Serieschakeling - wat je nog meer moet weten

3. hoe meer onderdelen in een serieschakeling, hoe groter de totale weerstand 

4. de wet van Ohm kun je in een serieschakeling voor de totale weerstand gebruiken, maar ook voor elk afzonderlijk onderdeel

Dit levert de volgende formules op voor een serieschakeling

I_t = I₁ = I₂ 

U_t = U₁ + U₂

R_t = R₁ + R₂

R_t = U_t : I_t              R₁ = U₁ : I₁          R₂ = U₂ : I₂

Voorbeeld

Een lampje met een weerstandswaarde van 100 Ω wordt samen met een weerstand van 200 Ω in serie aangesloten op een batterij van 9 V. De reden dat dit zo gebeurd, is dat dit lampje maar maximaal een spanning van 3 V kan verdragen.

a. Hoe groot is de totale weerstand van deze schakeling?

b. Hoe groot is de stroomsterkte in deze schakeling?

c. Hoe groot is de spanning over het lampje? Zal het lampje kapot gaan?

Gegeven: 

U_t = 9 V

R₁ = 200 Ω

R₂ = 100 Ω

Gevraagd:

a. R_t

b. I_t

c. U₂

Formules:

I_t = I₁ = I₂

U_t = U₁ + U₂

R_t = R₁ + R₂

R_t = U_t : I_t 

 R₁ = U₁ : I₁ 

 R₂ = U₂ : I₂

Gegeven: 

U_t = 9 V

R₁ = 200 Ω

R₂ = 100 Ω

R_t = 300 Ω

Gevraagd:

b. I_t

c. U₂

Formules:

I_t = I₁ = I₂

U_t = U₁ + U₂

R_t = R₁ + R₂

R_t = U_t : I_t 

 R₁ = U₁ : I₁ 

 R₂ = U₂ : I₂

Gegeven: 

U_t = 9 V

R₁ = 200 Ω

R₂ = 100 Ω

R_t = 300 Ω

I_t = 0,03 A

Gevraagd:

c. U₂

Formules:

I_t = I₁ = I₂

U_t = U₁ + U₂

R_t = R₁ + R₂

R_t = U_t : I_t 

 R₁ = U₁ : I₁ 

 R₂ = U₂ : I₂

Oplossing

a. R_t= R₁ + R₂ = 200 + 100 = 300 Ω

b. I_t = U_t : I_t = 9 : 300 = 0,03 A

c. I₂ = I_t = 0,03 A

U₂ =  I_{2 *} R₂ = 0,03 * 100 = 3 V

Het lampje gaat dus (net) niet kapot, want hij kan maximaal een spanning van 3 Volt hebben en hij krijgt ook 3 Volt.

Goed nieuws

Omdat dit best veel formules zijn, krijg je bij het proefwerk een blaadje met alle formules van dit hoofdstuk er op.

Je moet natuurlijk nog wel deze formules op de goede manier weten te gebruiken!

Huiswerk

Maken paragraaf 5.3 

opgave 1abc, 4, 5, 6