Schakelingen: serie en parallel, oefening x

Schakelingen: serie en parallel, oefening x
1.
In een huis met netspanning 220 V branden drie lampen: 40 W, 60 W,
en 75 W. Welk is de vervangingsweerstand voor deze lampen ?
BA
(276,6)
2.
Welke weerstand moet je in parallel zetten met een weerstand van
12om 4te bekomen ?
BA
(6)
3.
Zoek de substitutieweerstand van 4en van 8
a) in serie
b) in parallel
BA
(12)
(2,67)
4.
8, 12en 24staan in parallel en worden gezamenlijk door 20 A
stroom doorlopen . Bepaal:
a) de spanning over de parallelschakeling.
b) de stroom door elke weerstand afzonderlijk.
BA
(80 V)
(10 A ;
6,7 A ;
3,3 A)
5.
Twee weerstanden van 4en 12staan in parallel over een 22 V
batterij met inwendige weerstand 1. Zoek:
a) de stroom die de bron levert
b) de stroom die door de 4weerstand gaat.
c) de klemspanning van de bron.
d) de stroom door de 12weerstand.
EX
(5,5 A)
(4,12 A)
(16,5 V)
(1,38 A)
6.
Een relais met 6weerstand trekt aan bij een stroom van 0,03 A. Het
komt te staan in een stroomkring waar 0,24 A doorvloeit. Hoeveel
weerstand moet je er maximaal aan parallelschakelen om een goede
werking te verzekeren ?
EX
(0,857)
7.
Toon aan dat als twee weerstanden in parallel worden geschakeld, de
warmtevoortbrengst omgekeerd evenredig is met de
weerstandswaarden.
SU
8.
In deze kring vloeien constante gelijkstromen (zie figuur). Zoek I1, I2,
I3 en de lading op de condensator C.
EX
(1,25 A ;
0A;
1,25 A ;
0,25 mC)
EX
(5,8 A ;
8V;
58 V)
I3
C=2µF
I1
9.
15V
5
3
I2
6V
7
In de getekende kring (zie figuur) wordt er elke seconde 100 J warmte
geproduceerd in de 4weerstand. Welke zijn de aflezingen op de
ideaal veronderstelde voltmeters en ampère-meters ?
4
10
15
A
10
V1
V2
10.
Bereken de vervangingsweerstand van:
3, 6 en 9 ohm in parallel / in serie
3, 4, 7, 10 en 12 ohm in parallel / in, serie.
3 verwarmingselementen van 33 ohm in parallel / in serie.
20 lampen van 100 ohm in parallel / in serie
11.
Welke weerstand moet men in parallel zetten met een weerstand van 20 BA
ohm om een vervangingsweerstand van 15 ohm te bekomen?
(60 ohm)
12.
Een batterij met EMK 18 V en r = 1 ohm is in serie geschakeld met een
weerstand van 12 ohm en een van 5 ohm. Bereken de stroom in de
aldus gevormde kring, de spanning over elke weerstand en de
klemspanning van de batterij. (zie figuur)
(1 A ;
12 V
en 5 V ;
17 V)
U=18V
r=1
12
5
U=18V
r=1
12
5
BA
U=18V
18
13.
Van een stapel 40 ohm weerstanden moeten er een aantal zodanig met
elkaar verbonden worden dat een 120 V bron 15 A stroom, kan doen
vloeien in de vervangingsweerstand. Hoeveel zijn er nodig ?
14.
Hoeveel weerstanden van 160 ohm zijn er nodig om een 100 V bron 5
A stroom te doen leveren in de vervangingsweerstand? Hoe moeten ze
geschakeld worden?
15.
De drie kringen in de figuur bestaan telkens uit een EMK met een
inwendige weerstand en een serie/parallelschakeling van enkele
weerstanden. Bepaal telkens de stroom die de bron in de kring moet
leveren.
a) I
30V
0,4
16.
b) I
5
7
3
20V
0,3
(1,64 ohm ;
18 ohm ;
1,1 ohm ;
36 ohm ;
11 ohm ;
99 ohm ;
5 ohm ;
2000 ohm)
2
7
6
8
1
10
EX
(8 in
parallel)
EX
c) I
17V
0,2
Door een parallelschakeling van 3 weerstanden van 8 ohm, 12 ohm en
24 ohm stroomt 20 A. Bereken de spanning die er over staat en de
(5)
(4 A ;
1,35 A ;
2A)
15
9
2
8
(80 V ;
10 A ;
6,7 A
19
5
stroom door elke weerstand afzonderlijk.
en 3,3 A)
17.
De weerstanden 4 ohm en 12 ohm staan in parallel over een 24 V
batterij met r = 1 ohm. Zoek de totale stroom, de stroom door elke
weerstand afzonderlijk en de klemspanning van de bron in deze
schakeling
(6 A ;
4,5 A
en 1,5 A ;
18 V)
18.
Bereken in deze schakelingen de vervangingsweerstand die men zal
meten tussen de punten A en B (zie figuur)
(2,2 ohm ;
1,15 ohm)
2 3
A
Elk
3
1
B
1
A
1
1
B
19.
Als men aan een eerste weerstand een dusdanige tweede weerstand
parallel schakelt zodat de vevangingsweerstand 5 maal kleiner wordt
dan de eerste, zoek hoeveel maal de eerste weerstand groter is dan de
tweede.
(4 x
kleiner)
20.
Als twee weerstanden in serie een zesmaal grotere
vervangingsweerstand opleveren dan dezelfde weerstanden in parallel
zoek hoeveel maal de ene weerstand groter is dan de andere.
(3,73 x
groter)
21.
Een recht stuk draad met weerstand R wordt vierkant geplooid en tot
een gesloten kring gesoldeerd. Als men nu de weerstand tussen twee
naast elkaar liggende hoekpunten meet, welk breukdeel van R vindt
men dan?
(3/16).R)
22.
Hoe groot moet de onbekende weerstand Rx zijn in deze schakeling om
tussen A en B een vervangingsweerstand van 7 ohm te meten ? Als Rx
alle waarden kan aannemen, tussen welke grenzen kan dan de
vervangingsweerstand tussen A en B varieren? (zie figuur)
(5 ohm ;
6,67 ohm ;
7,5 ohm)
R1=10
Rx
A
R2=10 R3=20
B
23.
Twee lampen met een verschillende weerstand worden eerst in parallel
geschakeld en dan in serie met een spanningsbron. Welke lamp brandt
in beide gevallen het sterkst: die met de kleinste of met de grootste
weerstand? Beredeneer! (parallel: grootste weerstand ; serie: kleinste
weerstand)
24.
Zoek voor deze schakeling de stroom door elke weerstand en de totale
stroom die de bron met EMK = 40 V moet leveren. (zie figuur)
BA
(20 A + 8
A+5A=
33 A)
I2 2
b
I a I5 5
I8 8
+
40V
25.
De weerstanden 40 ohm, 60 ohm en 120 ohm staan in parallel. Deze
parallelschakeling staat in serie met 15 ohm en 25 ohm. De
bronspanning is 120 V. Zoek de stroom door elke weerstand en de
spanning over elke weerstand.
26.
In het netwerk van de figuur is R1 = R4 = 100 ohm; R2 = R3 = 50
ohm, U = 6,0 V. Zoek de vervangingsweerstand en de stroom door elke
weerstand.
R1
R2
U
EX
(1 A + 0,67
A + 0,33 A
=2A;
40 V + 30
V + 50 V =
120 V)
(120 ohm ;
20 mA +
20 mA +
10 mA =
50 mA)
R4
R3
27.
Maak met een viertal 100 ohm weerstanden alle mogelijke serie- en
parallelcombinaties die mogelijk zijn en zet er 100 V spanning over.
Bereken voor elke combinatie de stroom die er zal doorv1oeien.
28.
Zoek voor deze kring, die gevoed wordt met 240 V, de stroom door
elke weerstand en de spanning over elke weerstand. (zie figuur)
(8
mogelijkhe
den:
0,25 A ;
0,40 A ;
0,75 A ;
0,60 A ;
1A;
1A;
2,5 A ;
4 A)
BA
(3A ;
2,4 A
0,6 A ;
60 V
en 180 V)
BA
(4A ;
1,33 A ;
21,2 V)
+
20
240V
29.
75 300
In deze schakeling heeft de bron een EMK van 24 V en een r = 0,7
ohm.
Bepaal de bronstroom, de stroom in een 15 ohm weerstand en de
klemspanning van de bron. (zie figuur)
24V ; 0,7
a
b
0,3
30.
15
15
Zoek de vervangingsweerstand tussen de punten a en b voor de
schakelingen van de figuur . Als je in de schakeling in a een stroom
van 5 A instuurt, hoe groot zal dan de spanning tussen a en b zijn?
Tussen c en d? Hoeveel stroom vloeit er door de 12 ohm en de 7 ohm
weerstand ?
a)
9
2
6
c
12
5
a
d
9
7
b
I1
I2
c
g
I3
(11,6 ohm
;
-58 V ;
-3,65 V ;
1,1 A ;
1,34 A)
EX
(3 A = 1 A
+2A;
2 V en 8 V
;
0,167 A ;
0,400 A)
EX
(In=(Rp/Rn)
.I)
EX
(34 V ; Q)
d
12 7
b
b
6
22
4
5
8
d
a I1
c
20
h
g
27V ; 1
b
I2 22
2
I3 8
4
d
h
Als een stroom zich splitst in deelstromen kan men een uitdrukking
voor elke deelstroom zoeken als functie van de totale stroom erin en de
weerstand in elke tak. Zoek deze uitdrukking voor twee en dan voor
drie paralleltakken. Kan men nu een uitdrukking schrijven voor een
willekeurig (=n) aantal paralleltakken? (zie figuur)
I
33.
2,73
5
12 27V ; 1
32.
c
Zoek voor deze schakeling de stroom door elke enkelvoudige
weerstand (1 ohm, 22 ohm en 8 ohm); de spanning over de twee
parallelschakelingen; de stroom door de weerstand van 12 ohm en de
weerstand van 20 ohm. (zie figuur)
a
BA
b)
3
a
31.
15
I1
R1
I2
R2
I
Zoek in deze schakeling het spanningsverschil tussen P en Q. Maak
gebruik van de formule afgeleid in oef 23 om je stromen te berekenen.
Is het punt P of het punt Q op de hoogste potentiaal? (zie figuur)
7A
a
10
2
P
Q
5
b
34.
18
In deze schakeling wordt er in de 4 ohm weerstand elke seconde 100 J
elektrische energie in warmte omgezet. Leid daaruit af welke de
aflezingen zullen zijn op de ideaal onderstelde stroommeter en
spanningsmeter. (zie figuur)
EX
(5,8 A ;
8 V)
4
10
+
V2
35.
-
V1
(0,5 A ;
-2,5 V)
In deze schakeling kunnen de stroommeter en de spanningsmeter als
ideaal beschouwd worden. Wat zal men erop aflezen? (zie figuur)
6V
6V
3
A
4
36.
A
15 10
8V
V
I
9
Bereken voor deze schakeling achtereenvolgens (zie de figuur):
- de vervangingsweerstand
- de stroom die de bron van 300 V moet leveren
- het spanningsverschil over elke weerstandsgroep
- de stroom door elke weerstand
a
b
+ 4
c
10 15
300V
9
-
d
18 30
e
EX
(15 ohm ;
20 A ;
80 V + 120
V + 100 V
;
20 A = 12
A+8A=
11,1 + 5,6
+ 3,3)
37.
Als men weet dat er 48 V staat over de 6 ohm weerstand in deze
schakeling, bereken dan met dit gegeven (zie figuur):
- de totale stroom I door de schakeling
- de spanningsval over de 8 ohm en de 10 ohm weerstand
- de bronspanning die op a-b aangesloten is
a
EX
(12 A ;
96 V
en 60 V ;
204 V)
EX
(5 ohm ;
6V)
EX
(10 ohm ;
12 A ;
6A;
2A;
1296 W)
I
+
12
6
c
48V
d
30 15 10
b -
38.
8
Als de stroommeter in deze schakeling 2 A aanwijst(zie figuur), welk
is dan:
- de waarde van een weerstand in XY geplaatst
- de EMK van een bron met r = 2 ohm zo in XY geplaatst dat ze
opgeladen wordt
6
40V ; 2 8V ; 2
39.
3
12
A
X
Y
2A
Bereken voor deze kring die gevoed wordt door een EMK van 120 V
met r = 1 ohm (zie figuur):
- de vervangingsweerstand
- de stroom door de 5 ohm, de 7 ohm en de 3 ohm weerstand.
- het vermogen door de bron in de schakeling geleverd
6
3
7
2
8
5
40.
U=120V
r=15
Twee homogeen gewikkelde schuifweerstanden van 20 cm lang
hebben respectievelijk 200 ohm en 500 ohm weerstand. Ze worden in
parallel geschakeld met de schuiver op de helft van de weerstand
ingesteld. Hoeveel cm moet de schuiver van de grootste weerstand
verplaatst worden naar links als de schuiver van de kleinste weerstand
4 cm naar rechts verschoven wordt en de totale stroom door de
(4,2 cm
(104 ohm))
parallelschakeling daarbij niet gewijzigd wordt? (zie figuur)
200
500
41.
Op een schuifweerstand van 1500 ohm waarop 220 V staat wordt een
Ohmse belasting geplaatst onder een spanning van 60 V. De stroom I2
door de belasting bedraagt 0,15 A. Welk breukdeel van de weerstand
moet er met de belastingsweerstand in parallel geschakeld worden?
Welke zijn dan de stromen Il (door het paralleldeel van de
schuifweerstanden) en I (door het seriedeel)?(zie -figuur) Hoeveel
bedraagt de belastingsweerstand?
(x = 0,528
;
76 mA ;
226 mA ;
400 ohm)
60V
I2
I
X
I1
1500
220V
42.
Een koperdraad met straal a = 0,25 mm is omgeven door een
aluminiummantel met buitenstraal b = 0,38 mm. Als er in de draad een
stroom van 2 A vloeit, zoek dan hoe de stroom zich verdeelt in de twee
geleiders. Hoelang is deze draad als het spanningsverschil dat de
stroom onderhoudt 12 V is. (soort. weerst. Cu en Al zie tabel).
43.
Een weerstand van 100 ohm en een onbekende weerstand worden
ofwel in serie ofwel in parallel met elkaar op een ideale EMK
aangesloten. Als er in de parallelschakeling 5 maal zoveel vermogen
in warmte wordt omgezet als in de serieschakeling, hoe groot is dan de
onbekende weerstand (twee oplossingen) (261,8 ohm of 38,2 ohm)
Om de stroom in een schakeling onder controle te houden kan men
gebruik maken van een parallelcombinatie van schuifweerstanden. In
dit geval neemt men Rl = 20 x R2. (zie figuur)
- welke procedure moet men volgen om de stroom op de gewenste
waarde in te stellen?
- waarom werkt dit beter met een parallelcombinatie van weerstanden
dan met een enkele schuifweerstand?
(stroom in
Cu-kern =
1,1 A ;
stroom in
Al-mantel
= 0,9 A ;
122 m?)
R2
I
R1
I
A
Load
U