Paragraaf 4.3 - Schakelingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

4.3 - Schakelingen

Leerdoelen van paragraaf 4.3

• Je kent de symbolen die je gebruikt om een schakelschema te maken. 
• Je kunt het verschil tussen een parallelschakeling en een serieschakeling uitleggen. 
• Je kunt het schakelschema tekenen van een eenvoudige serie- of parallelschakeling. 
• Je kunt uitleggen waarom elektrische apparaten bijna altijd parallel geschakeld worden. 
• Je kunt uitleggen wat er gebeurt als een parallelschakeling zich vertakt.
• Je kunt beschrijven waaruit een gemengde schakeling bestaat.

Introductie

Je kunt lampen, schakelaars, snoeren en spanningsbronnen op verschillende manieren met elkaar verbinden. Anders gezegd: je kunt ze op verschillende manieren aan elkaar schakelen. Als je tekent hoe de draden lopen, kun je zien dat er altijd één of meer stroomkringen aanwezig zijn.

Spanning

Een schakeling bestaat uit verschillende elektrische onderdelen. Als je wilt uitleggen hoe een schakeling in elkaar zit, kun je het best een tekening gebruiken. Er zijn speciale symbolen bedacht om overzichtelijke tekeningen van schakelingen te kunnen maken (zie figuur). Zulke tekeningen noem je schakelschema’s.

De juiste spanning gebruiken

Een ouderwets fietslampje is ontworpen voor een spanning van 6 Volt. Op die spanning brandt het lampje goed. Als je het lampje op 1,5 Volt aansluit, brandt het heel zwak. En als je het op 12 Volt aansluit, brandt het door. Het lampje gaat dan kapot. 

 

Schakelschema's 

 

Schakelschema’s zijn onmisbaar bij proeven met elektriciteit. Het schema vertelt je welke onderdelen je nodig hebt en hoe je die met elkaar verbindt. Bij veel proeven is een schakelschema gegeven. Soms moet je zelf een schakelschema tekenen. Nadat je alle onderdelen hebt verzameld, bouw je de schakeling aan de hand van het schema.

 

Serieschakelingen 

 In figuur hierna zie je een serieschakeling. Een serieschakeling heeft geen vertakkingen: er is maar één stroomkring. De stroom gaat door alle onderdelen van de schakeling. Als er één lampje in een serieschakeling doorbrandt, is de stroomkring verbroken: alle lampjes gaan dan uit. Het is daarom  meestal niet handig om lampen in serie te schakelen.

Klik op de volgende dia.

Maak nu een serieschakeling met minimaal 3 lampjes.

Als deze klaar is laat je dit controleren en bewaar deze voor een volgende opdracht, dus niet weg klikken.

https:

Open en gesloten stroomkringen

Je schakelt een schakelaar juist wel in serie met het apparaat dat aan- of uitgezet moet worden. Met een lichtschakelaar doe je een lamp aan of uit. Als je de schakelaar op UIT zet, open je de stroomkring en gaat de lamp uit. Als je de schakelaar op AAN zet, sluit je de stroomkring en gaat de lamp weer aan. 

 

In een open stroomkring staat de schakelaar open en is de lamp uit. 

In een gesloten stroomkring staat de schakelaar dicht en is de lamp aan.

Je gebruikt nu de serieschakeling uit de vorige opracht. 

Plaats er nu een schakelaar tussen. Nog even bewaren.

Wat gebeurt er als je de schakelaar inschakelt?

1. er gebeurd niets
2. de lampjes gaan branden

Wat gebeurd er als je er 1 lampje uit de stroomkring haalt bij een serieschakeling?

1. er gebeurd niets
2. de lampjes blijven branden
3. alle lampjes gaan uit

Stroomsterkte in een serieschakeling

De stroomsterkte in een serieschakeling is overal even groot. Het maakt niet uit waar je de stroomsterkte meet: tussen de batterij en het eerste lampje, tussen het eerste en het tweede lampje, tussen het tweede en het derde lampje of tussen het derde lampje en de batterij. Je krijgt steeds dezelfde meetwaarde.

Parallelschakelingen 

 

In het volgende figuur zie je een parallelschakeling. De schakeling vertakt zich om elk lampje apart van elektrische energie te kunnen voorzien. Elke vertakking is, samen met de batterij, een aparte stroomkring.

Klik op de volgende dia.

Maak nu een parallelschakeling. met minimaal 3 lampjes.

Als deze klaar is laat je dit controleren en bewaar deze voor een volgende opdracht, dus niet weg klikken.

https:

Je gebruikt nu de parallelschakeling uit de vorige opdracht. 

Plaats er nu schakelaar tussen. Nog even bewaren.

Wat gebeurd er als je schakelaar inschakelt?

1. er gebeurd niets
2. de lampjes gaan branden

Wat gebeurd er als je 1 lampje uit de stroomkring haalt in de parallelschakeling?

1. er gebeurd niets
2. 2 lampjes blijven branden
3. alle lampjes gaan uit

Stroomsterkte in een parallelschakeling

In een parallelschakeling kun je elk lampje apart aan en uit doen. Dat is handig. Daarom worden lampen vaak parallel geschakeld. Als een lamp doorbrandt, blijven de andere gewoon branden. In een serieschakeling is dat onmogelijk: of de lampen branden allemaal, of ze zijn allemaal uit. 

Op de plaats waar een parallelschakeling zich vertakt, splitst de stroom zich. In figuur 5 zie je drie stroomkringen. De stroomsterkte in de onvertakte gedeelten (bij 1 en 5) wordt de totale stroomsterkte genoemd. De stroomsterkte in de takken (bij 2, 3 en 4) is steeds 1/3 van de totale stroomsterkte. De stroomsterkte is dus niet overal even groot, zoals in een serieschakeling.

Koppel de tekening aan een van de twee soorten schakelingen.

Serieschakeling

Parallelschakeling

Wat geeft dit symbool aan?

1. Stroommeter
2. Lamp
3. Spanningsmeter
4. Bel

Wat geeft dit symbool aan

1. Stoommeter
2. Lamp
3. Spanningsmeter
4. Bel

Je ziet een schakelschema met een batterij, twee lampjes en een schakelaar.
Brandt lampje 1?

1. Ja
2. Nee

Wat geeft dit symbool aan?

1. Stroommeter
2. Lamp
3. Spanningsmeter
4. Bel

Wat geeft dit symbool aan?

1. Stroommeter
2. Schakelaar
3. Spanningsmeter
4. Bel

Je ziet vier symbolen voor schakelschema's. 

Sleep de naam van het onderdeel onder het juiste symbool.

Batterij

Schakelaar

Snoer

Lampje

In een serieschakeling is de stroomsterkte ........

1. Over al hetzelfde
2. Verdeeld over de verschillende vertakkingen

De achterruitverwarming van een auto zorgt ervoor dat de achterruit warm wordt. De verwarmingsdraden op de ruit kunnen op verschillende manieren geschakeld zijn. Je ziet hier vijf voorbeelden. Welke schakelingen zijn parallelschakelingen? 

Sleep de HOTSPOT op de juiste letter 

In een parallelschakeling is de stroomsterkte ............

1. Overal hetzelfde
2. Verdeeld over de verschillende vertakkingen

Opdrachten maken

Lezen en maken paragraaf 4.3