Serie- en Parallel schakeling

• Electronica
• MBO
• Studiejaar 3

Serie- en Parallel schakeling

Leerdoel:

Het verschil tussen serie- en parallelschakelingen kunnen uitleggen.

De stroom, spanning en weerstand kunnen berekenen in serie- en parallelschakelingen.

De praktische toepassingen van beide schakelingen kunnen herkennen en benoemen.

Inleiding

Schakelingen vormen de kern van elektrotechniek. 

Hoe componenten zoals weerstanden, lampen of batterijen met elkaar verbonden zijn, bepaalt hoe de stroom door een circuit loopt en welke spanningen de verschillende componenten krijgen. 

In deze les zullen we de twee belangrijkste typen schakelingen behandelen: serieschakelingen en parallelschakelingen

Wat meet ik?

Wat meet ik ?

Voorbeeld: Koffiemachine wordt niet meer warm.. Welke kennis heb je dan nodig?

Wet van Ohm

Serie en Parrallel schakeling

Vermogen berekening (Ohmse waarde)

meten is weten dus .... hoe toetepassen multimeter en een schema. 

Fout opsporting 

Wat meet ik?

Voorbeeld :

Kerstboomverlichting defect

Meten is weten als je tenminste weet wat je meet!!

Wat is een serieschakeling?

In een serieschakeling zijn alle verbruikers achter elkaar (in serie) geplaatst.

Elke component ontvangt daardoor dezelfde hoeveelheid stroom.

De aangeboden (totale) spanning wordt verdeeld over de componenten.

Eigenschappen van een serieschakeling?

Stroom : De stroom is in alle componenten gelijk.

Spanning: De totale spanning over de schakeling is gelijk aan de som van de spanningen over de individuele componenten. 

Weerstand: De totale weerstand is de som van de individuele weerstanden.

Utot =U1+U2+U3+ 4t/m16

𝑅tot = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 + …

Toepassingen

Kerstverlichting: 

Bij traditionele kerstverlichting zijn de lampen vaak in serie geschakeld. 

Dit betekent dat als één lampje uitvalt, de hele ketting niet meer werkt.

Veiligheidsketens in industriële machines: 

In veel veiligheidscircuits worden sensoren of noodstops in serie geschakeld, zodat bij het falen van één component het hele systeem stopt.

De wet van Ohm is ?

1. P=U . I
2. U= I. R
3. Rtot = R1 + R2 + R3 + ....
4. Van tante af blijven

Teken een serieschakeling met daarin 2 gelijke weerstanden.
De spanning is 24 V en de totale stroom is 2A

Reken van de vorig vraag de weerstand per stuk uit!

1. 3 Ohm
2. 24 Ohm
3. 12 Ohm
4. 6 Ohm

Eigenschappen van een parallelschakeling:

Spanning: De spanning over elke component is gelijk aan de bronspanning.

Stroom: De totale stroom is de som van de stromen door de afzonderlijke takken.

Weerstand: De totale weerstand is altijd kleiner dan de kleinste (individuele ) weerstand en wordt berekend met de formule:

Vervangingsweerstand berekenen

R1 = 20 Ohm

R2 = 10 Ohm

R3 =30 Ohm

1/𝑅𝑉= 1/20 +1/10+ 1/30 = 0,05+0,1+ 0,033 = 0,183

Rv=1/█(0,183@) = 5,5 Ω

Toepassingen

Huishoudelijke bedrading: 

In huizen worden lichten en stopcontacten parallel geschakeld.

Dit zorgt ervoor dat als één lamp kapot gaat, de andere lampen en apparaten nog steeds werken.

Elektronica: 

In verschillende systemen zoals de verlichting, ventilatie , relais parallel geschakeld, zodat elk systeem onafhankelijk kan werken

Teken een parallel schakeling met daarin
4 gelijke weerstanden.
De spanning is 400V en de totale stroom is 10A

Reken van de vorig vraag de weerstand per stuk uit!

1. 100 Ohm
2. 40 Ohm
3. 160 Ohm
4. 400 Ohm

Conclusie

Serie- en parallelschakelingen vormen de basis voor veel elektrische en elektronische toepassingen. 

Het begrijpen van hun eigenschappen en toepassingen is essentieel voor het ontwerpen en analyseren van elektrische systemen.

Wat is een gemengde

schakeling?

Een gemengde schakeling, ook wel een serie-parallelschakeling genoemd, is een combinatie van zowel serie- als parallelschakelingen in één elektrisch systeem. 

 

Toepassingen

Elektronische (besturings) apparatuur: 

Veel apparaten, zoals computers, televisies en ook besturingskasten, maken gebruik van gemengde schakelingen om verschillende componenten van stroom te voorzien met specifieke stroom- en spanningsvereisten.

Huishoudelijke bedrading:

In de elektrische bedrading van huizen kunnen serieschakelaars voor verlichting en parallelschakelaars voor stopcontacten worden gecombineerd in één systeem.

Teken een gemengde schakeling met daarin
2 gelijke weerstanden van 10 Ohm welk in serie staan met 2 weerstanden van 20 en 60 Ohm die parallel geschakeld zijn.

Reken van de vorig vraag de totale weerstand Rv over de schakeling uit.

1. 25 Ohm
2. 35 Ohm
3. 60 Ohm
4. 100 Ohm

Als de spanning over de schakeling is 210Volt
Wat is dan de totaal opgenomen stroom?

1. 1.5 Ampere
2. 3 Ampere
3. 4.5 Ampere
4. 6 Ampere

Quizz / oefen time

Serie en parallel schakeling

In een serieschakeling is de stroomsterkte ........ de spanning ........... en de totale weerstand(Rt) kan worden berekend door .........

1. gelijk, verdeeld zich, optellen.
2. gelijk, overal gelijk, breuken optellen.
3. verschillend, verdeeld zich, optellen
4. verschillend, overal gelijk, breuken optellen

In een parallelschakeling is de stroomsterkte ........, is de spanning ....... en is de vervangingsweerstand te berekenen door.......

1. gelijk, verdeeld, optellen
2. verdeeld, verdeeld, optellen
3. verdeeld, gelijk, breuken optellen
4. gelijk, gelijk, breuken optellen

Stelling: Wie heeft gelijk?
Toos: Bij een parallelschakeling kun je de lampjes apart aan- en uitdoen.
Joël: Bij een serieschakeling kun je lampjes apart aan en uit doen.

1. Geen van beide
2. Alleen Toos
3. Alleen Joël
4. Toos en Joël hebben allebei gelijk

Sleep het begrip naar de juiste afbeelding.

Serieschakeling

Parallelschakeling

Serieschakeling

Parallelschakeling

Spanning verdeeld

Stroomsterkte verdeeld

Spanning gelijk

Stroomsterkte gelijk

Gemengde schakeling 

Gemengde schakelingen

Bereken de totale weerstand: 

10Ω

20Ω

20Ω

40Ω

10Ω

Rt= R1+R2= 30

Rv(1,2,3) = RtXR3/Rt+R3 = 1200/7 = 18 Ohm

Rv (4,5) 66 Ohm 

Rv = 18=66 = 84 Ohm

Antwoord gemengde schakeling

   Gemengde schakeling

Rtot 2 & 3 = .... Ohm

0,5-

0

2,0

3,0

4,5

9,0

Voorspel wat er met de andere lampjes gaat gebeuren als lampje B stuk gaat. 

1. Lampje C en D branden ook niet.
2. Lampje C brandt ook niet meer.
3. Lampje A en C branden ook niet meer.
4. Alle lampjes branden nog.

Hiernaast staat een gemengde schakeling met 5 precies dezelfde lampjes.
De stroom door lamp 3 is 0,40 A. Hoe groot is de stroom door lamp 4 en 5.

1. 0,40 A
2. 0,20 A
3. 0,80 A
4. Is niet te zeggen.

Hiernaast staat een gemengde schakeling met 5 precies dezelfde lampjes.
De stroom door lamp 3 is 0,40 A. Hoe groot is de stroom door lamp 1 ?

1. 0,60 A
2. 1,20 A
3. 0,40 A
4. is niet te zeggen

wat is Rv

Wat is Rv

wat vond je van deze les?