U - Webklik

Newton - HAVO
Elektrische schakelingen
Samenvatting
Stroomkring
Een gesloten stroomkring bestaat uit:
• een spanningsbron
• snoeren (2)
• een apparaat
In huis is de bron
het elektriciteitsnet:
of
apparaat
Spanning en stroomsterkte
De spanningsbron (spanning U) zorgt in de
stroomkring voor een stroomsterkte I
De spanning U meet je
met een voltmeter
De stroomsterkte I
meet je met een
ampèremeter
De V-meter schakel je parallel
aan het apparaat, de A-meter staat
in serie met het apparaat in de stroomkring
Weerstand
De stroomsterkte I door een apparaat hangt
af van de spanning U en de eigenschappen
van het apparaat, of de weerstand R
U
R
I
of
U is de spanning in V
I is de stroomsterkte in A
R is de weerstand in Ω (ohm)
Rgroot
Rklein
U (V)
U (V)
U  I R
I (A)
I (A)
U,I-diagram van een weerstand en van een lampje (R≠constant)
Veiligheid
Veiligheidsvoorzieningen in huis zijn:
• randaarde
de metalen buitenkant van een
apparaat is zo verbonden met aarde
• aardlekschakelaar
slaat uit bij een te groot verschil in
stroomsterkte die binnenkomt en uitgaat
• zekering
schakelt de spanning uit bij
overbelasting en kortsluiting
Serieschakeling
Bij de serieschakeling worden twee
apparaten of weerstanden (R1 en R2 ) achter
elkaar geschakeld
De stroomsterkte I is overal in de
stroomkring gelijk
De spanning U wordt I
U
I
verdeeld in U1 en U2
U1
U2
U = U1+ U2
R1
I
R2
De vervangingsweerstand Rv is: Rv = R1 + R2
Parallelschakeling
Bij de parallelschakeling worden
twee weerstanden (R1 en R2 )
naast elkaar geschakeld
I
De spanning U is over beide
weerstanden gelijk
De stroomsterkte I wordt
verdeeld in I1 en I2
I = I1+ I2
U
I1
I2
R1
R2
1
1
1


De vervangingsweerstand Rv is:
Rv R1 R2
Elektrische energie en vermogen
De spanningsbron zorgt voor een elektrische stroom
in de schakeling. De stroom (bestaat uit elektronen)
transporteert de energie en geeft deze af aan het
apparaat. Het apparaat is een energieomzetter
Het elektrisch vermogen
geeft aan hoeveel energie
per seconde wordt omgezet
Ee  Pe  t
Ee
2
Pe 
 U I  I R
t
Ee is de elektrische energie in J
Pe is het elektrisch vermogen in W
t is de tijdsduur in s
U is de spanning in V
I is de stroomsterkte in A
R is de weerstand in Ω
Weerstand
Het U,I-diagram van een constantaandraad is
een rechte lijn door de oorsprong, dus het is een
U (V)
recht evenredig verband:
U
c
I
Dit noemen we de
wet van Ohm
Als de weerstand constant is, spreken
we van een ohmse weerstand (R=U/I)
Temperatuur- en lichtgevoelige weerstanden:
I (A)
Diode
Een diode laat de stroom maar in één richting door
Diode D1 staat in de doorlaatrichting, diode D2 staat in de
sperrichting
U,I-diagram van een diode:
R
D1
D2
Soortelijke weerstand
De weerstand van een draad hangt niet alleen van
de temperatuur af, maar ook van:
• het soort materiaal
• de lengte van de draad
• de dwarsdoorsnede van de draad
In een formule:
ρ is de soortelijke weerstand in Ωm
ℓ is de lengte van de draad in m
R
A is de dwarsdoorsnede in m2
A
R is de weerstand in Ω