1.4
Elektrische schakelingen
Rekenen aan een parallelschakeling
In een parallelschakeling is de spanning over elk apparaat gelijk aan de spanning van de bron. Elk apparaat is immers rechtstreeks aangesloten op de spanningsbron. Je telt de stroomsterktes in elke paralleltak op om de totale stroomsterkte te berekenen.
Itotaal
I1
I2
I3
+ -
Berekenen
Rekenen aan een serieschakeling Activiteit 21 en 22 op pagina 63. Een serieschakeling bestaat uit slechts één stroomkring. Daarom is de stroomsterkte door elk apparaat hetzelfde. De spanning van de bron wordt in een serieschakeling verdeeld over de verschillende apparaten. Als er een weerstand bij komt, wordt de totale weerstand in de serieschakeling groter. De totale weerstand bereken je door de weerstanden bij elkaar op te tellen. De stroomsterkte door de schakeling kan, net als bij een apparaat, uitgerekend worden met de wet van Ohm: U = I × R. Om de stroomsterkte uit te rekenen vul je de spanning van de bron en de totale weerstand in.
FIG 79 Drie lampjes in een parallelschakeling.
+
-
Voor een schakeling waarin apparaten parallel staan, geldt: • De spanning U is voor elk apparaat gelijk. • De stroom die de bron moet leveren is de som van de stromen door de apparaten. Zijn er bijvoorbeeld drie apparaten parallel geschakeld, dan geldt: Itotaal = I1 + I2 + I3 Hierbij zijn I1, I2 en I3 de stromen door de afzonderlijke apparaten. Itotaal is de (totale) stroomsterkte die de bron moet leveren.
Rekenvoorbeeld 1 Een elektrische oven (R = 100 Ω) en een waterkoker (I = 0,9 A) zijn parallel geschakeld op een stopcontact. Hoe groot is de stroomsterkte uit het stopcontact? Bereken eerst de stroomsterkte door de oven met U = I × R: 230 V = I1 × 100 Ω 230 V I1 = = 2,3 A 100 Ω De totale stroomsterkte uit het stopcontact is dan: Itotaal = I1 + I2 = 2,3 A + 0,9 A = 3,2 A
R3 = 250 Ω
R2 = 550 Ω
R1 = 1 k Ω
FIG 80 Een serieschakeling van drie apparaten.
Voor een schakeling waarin apparaten in serie staan geldt: • De stroomsterkte I door elk apparaat is gelijk. • De spanning van de bron wordt verdeeld over de apparaten. Als het allemaal dezelfde apparaten zijn, krijgt elk apparaat een gelijk deel van de spanning. Zijn er bijvoorbeeld drie apparaten geschakeld, dan geldt: Utotaal = U1 + U2 + U3 Hierbij zijn U1, U2 en U3 de spanningen over de afzonderlijke apparaten. Utotaal is de spanning van de bron. Om de stroomsterkte in een serieschakeling te vinden, reken je eerst de totale weerstand uit. In figuur 80 geldt: Rtotaal = R1 + R2 + R3 Hierbij zijn R1, R2 en R3 de weerstanden van de afzonderlijke apparaten.
H1
Elektrische apparaten
57