Hfd 3 Stroomkringen

Stroomkringen
Enkele begrippen:
Richting van de stroom:
Stroom loopt van de plus naar de min pool
Richting van de elektronen: De elektronen stromen van de min naar de
plus.
Geleiders en isolatoren
Stoffen bestaan uit moleculen, als deze stoffen vrije elektronen bevatten geleiden ze.
Hebben deze stoffen geen vrije elektronen dan isoleren ze.
Isolator heeft geen vrije elektronen
Molecuul
Geleider heeft wel vrije elektronen
Molecuul
Vrije elektronen
Spanningsbronnen
Een spanningsbron zorgt voor een elektrische druk, zodat de stroom rond gaat van een hoge
druk naar een lage druk.
Voorbeelden van spanningsbronnen: batterijen, accu's, zonnecellen, dynamo's, generatoren.
Een spanningsbron zorgt ervoor dat de vrije elektronen rondstromen, een spanningsbron kun
je vergelijken met een waterpomp in een cv-installatie.
Weerstand
Een voorbeeld van een weerstand is een gloeilamp.
Kortsluiting
Kortsluiting is een stroomkring zonder weerstand.
Doordat de stroom heel gemakkelijk rond stroomt, ontstaat er zoveel warmte in de draden, dat
de draden kunnen doorsmelten.
Hierdoor kan brand ontstaan.
Om dit te voorkomen wordt een zekering in serie met de stroomkring aangesloten.
Ook bij het aansluiten van een autoradio, begin je altijd met een smeltveiligheid (zekering).
Enkele begrippen:
Grootheid
Spanning
Weerstand
Stroomsterkte
Symbool v/d
grootheid
U
R
I
Eenheid
Symbool v/d eenheid
Volt
Ohm
Ampére
De spanning bereken je met de formule:
U=I.R
De weerstand bereken je met de formule:
R=U
I
V
Ω
A
De stroomsterkte bereken je met de formule: I = U
R
I
U
x R
Je kunt deze formules ook in een driehoek zetten:
Als je een letter afdekt met je duim in de driehoek, blijft er een formule over zodat je de
afgeschermde letter kunt uitrekenen.
Bijvoorbeeld: - Je wilt de spanning (U) uitrekenen
- Je doet je duim op de U
- de formule die overblijft is I x R
Ja dit klopt!
U=IxR
Serie weerstanden
12V
R1 = 100Ω
A
R2 = 200Ω
B
R3 = 300Ω
C
Op een spanningsbron van 12 Volt zijn drie weerstanden in serie aangesloten.
Vraag.
Bereken de vervangingsweerstand?
D
Oplossing
De weerstanden zitten in dezelfde stroomkring achter elkaar, je mag de weerstanden bij elkaar
optellen, omdat de elektrische stroom door alle drie de weerstanden heen moet.
Formule:
Invullen:
Antwoord:
Rv= R1 + R2 + R3
Rv = 100+200+300 = 600 Ω
Rv = 600 Ω
Vraag
Bereken de stroomsterkte door de stroomkring.
Oplossing
I = U = 12 = 0.02A
Rv
600
Vraag
Bereken de spanning over weerstand 1
Oplossing
U=I.R
U = 0.02 x 100 = 2 V
Vraag
Bereken de spanning over weerstand 2
Oplossing
U=I.R
U = 0.02 x 200 = 4 V
Vraag
Bereken de spanning over weerstand 3
Oplossing
U=I.R
U = 0.02 x 300 = 6 V
Controle:
De spanning over weerstand 1 =
De spanning over weerstand 2 =
De spanning over weerstand 3 =
U=
2V
4V
6V
12 V (klopt! dit is de spanning v/d spanningsbron)
Parallelschakelingen
Water dat stroomt is te vergelijken met elektrische stroom.
Als water stroomt, zoekt het de weg met de minste weerstand om zijn weg te vervolgen.
Dit is bij een elektrische stroomkring ook het geval.
Door een grote weerstand stroomt weinig elektrische stroom.
Door een kleine weerstand stroomt veel elektrische stroom.
U = 12 V
R1
60Ω
R2
120Ω
Vraag
Door welke weerstand gaat de meeste stroom?
Oplossing
Door de kleinste weerstand gaat de meeste stroom.
Stroom zoekt de weg van de minste weerstand, R1.
Vraag
Bereken de stroom die door R1 gaat.
Oplossing
I = U = 12 = 0.2A
R1
60
Vraag
Bereken de stroom die door R2 gaat?
Oplossing
I = U = 12 = 0.1A
R2
120
Vraag
Bereken de vervangingsweerstand?
Oplossing
Je kunt de vervangingsweerstand uitrekenen met de formule:
1 = 1 + 1
Rv R1 R2
Formule opschrijven!
1 = 1 + 1
Rv 60 120
Berekening opschrijven!
Rv = 40 Ω
Antwoord met eenheid!
Op de rekenmachine kun je dit op de volgende manier intoetsen, dit mag je nooit
opschrijven!!!
Alleen de formule, berekening en antwoord met eenheid in het bovenstaande voorbeeld.
Op de rekenmachine (Casio):
60
1/x
+
1/x
120
=
0.025 (dit is niet Rv, maar 1/Rv)
Vervolgens:
0.025
1/x
In plaats van de knop
gebruik je ook de knop
40 (UITKOMST)
=
1 /x
x-1
Meters aansluiten
6V
A
V
Je wilt de spanning over het lampje meten met een spanningsmeter(volt) en de stroom met een
stroommeter(ampére).
Hoe sluit je de twee meters aan?
Teken de twee meters op de juiste plaats in de tekening.
Oplossing
Voltmeter = Parallel (over het lampje)
Ampéremeter = Serie (in de stroomkring)
6V
A
V
De meters geven het volgende aan:
Voltmeter, U = 6V Ampéremeter, I = 0.5A
Vraag
Bereken de weerstand van het lampje.
R = U = 6 = 12 Ω.
I
0.5