Serieschakeling van weerstanden
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Serieschakeling</strong> <strong>van</strong><br />
<strong>weerstanden</strong><br />
KHLim-Lerarenopleiding<br />
René Peeters
Leerstof<br />
• Leerstof: pagina 108 – 123 Elektriciteit 1<br />
• Leerstof: pagina 65 – 73 in Elektra 1<br />
• Leerstof: pagina 88 – 96 in Elektriciteit Leerboek A1<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 2
Soorten schakelingen <strong>van</strong> <strong>weerstanden</strong><br />
• <strong>Serieschakeling</strong><br />
• Parallelschakeling<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 3
Soorten schakelingen <strong>van</strong> <strong>weerstanden</strong><br />
• Gemengde schakelingen<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 4
Soorten schakelingen <strong>van</strong> <strong>weerstanden</strong><br />
• Netwerken<br />
<br />
Sterdriehoektransformatie<br />
• Rekenmethode om een driehoekschakeling om te vormen tot een<br />
sterschakeling of andersom.<br />
http://nl.wikipedia.org/wiki/Ster_driehoek_transformatie<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 5
Soorten schakelingen <strong>van</strong> <strong>weerstanden</strong><br />
• Netwerken<br />
<br />
Meerdere spanningsbronnen<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 6
Analyse <strong>van</strong> de serieschakeling<br />
• Spanningsmeting<br />
U1 U2 U3<br />
U=<br />
U<br />
U U U<br />
1 2<br />
3<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 7
Analyse <strong>van</strong> de serieschakeling<br />
• Stroommeting<br />
I1 I2 I3<br />
I<br />
I<br />
I<br />
1<br />
I<br />
2<br />
I3<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 8
Ver<strong>van</strong>gingsweerstand<br />
• Ganse schakeling ver<strong>van</strong>gen door één weerstand zonder<br />
wijziging <strong>van</strong> totale stroomsterkte of totale spanning.<br />
• Ver<strong>van</strong>gingsweerstand Rs = 12 k<br />
Rs<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 9
Ver<strong>van</strong>gingsweerstand<br />
• Spanningsmeting<br />
U1<br />
U<br />
2<br />
U3<br />
U<br />
• Wet <strong>van</strong> Ohm op elke<br />
weerstand<br />
R1<br />
I R2<br />
I R3<br />
I<br />
U<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 10
Ver<strong>van</strong>gingsweerstand<br />
• I afzonderen en wegdelen<br />
R<br />
1<br />
R<br />
2<br />
R<br />
3<br />
I<br />
R<br />
s<br />
I<br />
• Ver<strong>van</strong>gingsweerstand Rs<br />
R<br />
1<br />
R2<br />
R3<br />
Rs<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 11
Vermogen in een serieschakeling<br />
• Verbruikers (lampen) in serie<br />
• Weerstand <strong>van</strong> de lampen: R1, R2, R3<br />
• Vermogen <strong>van</strong> elke lamp:<br />
P<br />
P<br />
P<br />
1<br />
R1<br />
I<br />
2<br />
2<br />
2<br />
R2<br />
I<br />
2<br />
3<br />
R3<br />
I<br />
P<br />
tot<br />
P<br />
tot<br />
R<br />
1<br />
(<br />
I<br />
R<br />
P<br />
2<br />
1<br />
tot<br />
R<br />
R<br />
2<br />
2<br />
R<br />
s<br />
I<br />
I<br />
2<br />
R<br />
2<br />
3<br />
R<br />
3<br />
) I<br />
2<br />
I<br />
2<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 12
Toelichtingen<br />
• Maximale stroomsterkte<br />
<br />
<br />
Let op de toelaatbare stroomsterkte <strong>van</strong> elke weerstand<br />
De laagste I-waarde = maximaal toegelaten stroomsterkte<br />
• Grootste spanning over een weerstand<br />
Over 6 k staat de grootste spanning (4,5 V)<br />
Over 2 k staat de laagste spanning (1,5 V)<br />
Over de grootste weerstand<br />
staat de grootste spanning<br />
<br />
Verklaring:<br />
I<br />
U<br />
R<br />
1<br />
1<br />
U<br />
R<br />
2<br />
2<br />
U<br />
R<br />
3<br />
3<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 13
Toelichtingen<br />
• Onderbreking in een serieschakeling<br />
<br />
Over een onderbreking staat de volledige bronspanning<br />
3 V<br />
9 V<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 14
Toelichtingen<br />
• Gelijke <strong>weerstanden</strong> in serie<br />
<br />
n <strong>weerstanden</strong> in serie<br />
Rs<br />
R<br />
R<br />
R<br />
....<br />
Rs<br />
n<br />
R<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 15
Toelichtingen<br />
• Gevolgen t.g.v. het bijschakelen <strong>van</strong> <strong>weerstanden</strong><br />
<br />
De ver<strong>van</strong>gingsweerstand neemt toe<br />
R R R R ....<br />
s 1 2 3<br />
R n<br />
<br />
De totale stroomsterkte neemt af (bij constante bronspanning)<br />
I<br />
U<br />
R s<br />
<br />
Het totale vermogen neemt af<br />
P<br />
U<br />
2<br />
R s<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 16
Toelichtingen<br />
• Spanningsdeler (2 <strong>weerstanden</strong> in serie)<br />
<br />
Doel = aangepaste spanning U2 over verbruiker bereiken<br />
U<br />
I<br />
U<br />
R<br />
s<br />
R<br />
Algemene formule voor U2:<br />
1<br />
U<br />
U<br />
R<br />
2<br />
I R2<br />
R2<br />
R1<br />
R2<br />
2<br />
U<br />
R1<br />
R2<br />
U1<br />
U2<br />
U 2<br />
U<br />
R2<br />
R1 R2<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 17
Toelichtingen<br />
• Potentiometer (= regelbare spanningsdeler)<br />
<br />
<br />
Doel = regelbare spanning U2 over verbruiker bereiken<br />
Voorbeeld: potentiometer + DC-motor<br />
U2 = f( )<br />
U2 = 0<br />
U2<br />
n = 0<br />
U2 = max<br />
= stand schuifcontact<br />
n = max<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 18
Voorschakelweerstand<br />
• Doel = spanning verbruiker aanpassen aan bronspanning<br />
<br />
<br />
LED + voorschakelweerstand<br />
Berekeningen<br />
R<br />
U<br />
U<br />
F<br />
v<br />
I<br />
F<br />
• UF = spanning over LED<br />
• IF = stroom door LED<br />
Rv<br />
<br />
Voorbeeld<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 19
Voorbeeld 1<br />
• Gegeven: 5 , 10 en 15 in serie<br />
I = 2 A<br />
• Gevraagd: Bereken U <strong>van</strong> de bron<br />
Bereken alle P’s<br />
I = 2 A<br />
U = ?<br />
• Oplossing:<br />
U = 60 V en P = 120 W (20+40+60)<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 20
Voorbeeld 2<br />
• Gegeven: R = 5 in serie met rol<br />
koperdraad l = 52 m en A = 0,3 mm 2 .<br />
U = 12 V<br />
R rol draad<br />
• Gevraagd: Bereken I<br />
• Oplossing:<br />
= 0,0174 mm 2 /m<br />
R rol = 3,016 ohm en I = 1,497 A<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 21
Voorbeeld 3<br />
• Gegeven: Reeks lampjes <strong>van</strong> 6V/1W<br />
op U = 204 V<br />
n = ?<br />
• Gevraagd: Bereken aantal n, I en P<br />
Nadeel?<br />
• Oplossing:<br />
n = 34 lampjes<br />
I = 0,1666 A, P = 34 W<br />
Nadeel: 1 lampje defect = alles uit<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 22
Voorbeeld 4<br />
• Gegeven: 3 <strong>weerstanden</strong> in serie<br />
UR2 = ?<br />
• Gevraagd: Bereken U R2<br />
• Oplossing:<br />
I = 1 mA, UR2 = 8 V<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 23
Voorbeeld 5<br />
• Gegeven: Spanningsdeler met 3<br />
<strong>weerstanden</strong> in serie en 3 aftakpunten.<br />
• U = 120 V en I = 15 mA.<br />
R1 = ?<br />
• Gevraagd: Bereken R1, R2 en R3<br />
• Oplossing:<br />
R2 = ?<br />
R3 = ?<br />
UR3 = 66 V, I = 15 mA, R3 = 4,4 k<br />
UR2 = 84-66=18 V, I = 15 mA, R2 = 1,2 k<br />
UR1 = 120-84=36 V, I = 15 mA, R1 = 2,4 k<br />
KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 24