Pdf downloaden
Pdf downloaden
Voordat je de spanning over een weerstand kunt berekenen, moet je eerst bepalen met wat voor schakeling je te maken hebt. Wil je een overzicht van de basisbegrippen of een beetje hulp bij het begrijpen van schakelingen, begin dan met het eerste gedeelte. Is dit gesneden koek voor je, sla dit deel dan over en ga verder met het type schakeling dat je wilt oplossen.
Stappen
-
Stroom begrijpen. Laten we na gaan denken over stroom met behulp van een analogie: Stel je giet een zak maïs in een kom. Elke korrel maïs is een elektron, en de stroom korrels is de elektrische stroom. [1] X Bron Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook Wanneer we spreken over een stroom, dan beschrijven we dit door te zeggen hoeveel korrels per seconde langs een bepaald punt gaan. Wanneer we spreken over een elektrische stroom, dan meten we dit in ampère (A), of een bepaald (zeer groot) aantal elektronen dat per seconde langs een bepaald punt stroomt.
-
Elektrische lading begrijpen. Elektronen hebben een 'negatieve' elektrische lading. Dit betekent dat zij objecten met een positieve lading aantrekken (of in die richting stromen), en objecten met een negatieve lading afstoten (of er vandaan stromen). Omdat ze allemaal negatief zijn, proberen elektronen altijd uit de buurt te blijven van andere elektronen en verspreiden ze zich waar mogelijk.
-
Voltage begrijpen. Voltage meet het verschil in elektrische lading tussen twee punten. Hoe groter het verschil, hoe meer de twee zijden elkaar aantrekken. Hier volgt een voorbeeld met een gewone batterij:
- Binnen een batterij vinden chemische reacties plaats die een opeenhoping van elektronen produceren. De elektronen gaan naar het negatieve einde, terwijl het positieve uiteinde voornamelijk leeg blijft (dit heten de negatieve en positieve polen). Hoe langer dit doorgaat, hoe groter de spanning tussen de twee zal oplopen.
- Wanneer je een verbinding maakt met een draad tussen de negatieve en positieve uiteinden, dan kunnen de elektronen aan het negatieve uiteinde plotseling ergens naartoe. Ze schieten in de richting van het positieve einde, en creëren daarmee een stroom. Hoe groter de spanning, des te meer elektronen zich per seconde zullen verplaatsen naar het positieve einde.
-
Bepaal de weerstand. Weerstand is precies hoe het klinkt. Hoe meer weerstand iets heeft, hoe moeilijker het is voor de elektronen om erlangs te gaan. Dit vertraagt de stroom, aangezien er minder elektronen per seconde verplaatst kunnen worden.
- Een weerstand is alles in een schakeling dat weerstand toevoegt. Je kunt een werkelijke 'weerstand' bij een elektronicawinkel kopen, maar in een opgaven over schakelingen wordt dit vaak voorgesteld door een lampje, of iets anders met weerstand.
-
Leer de wet van Ohm uit je hoofd. Er is een heel eenvoudig verband tussen stroom, spanning en weerstand. Noteer dit of onthoud de formule; je zult het vaak gebruiken bij het oplossen van problemen met schakelingen:
- Stroom=spanning gedeeld door de weerstand
- Dit wordt meestal als volgt genoteerd: I = V / R
- Denken erover na wat er gebeurt wanneer je V (spanning) of R (weerstand verhoogt). Komt dit overeen met wat je geleerd hebt in de bovenstaande uitleg?
Advertentie
-
Een serieschakeling begrijpen. Een serieschakeling is gemakkelijk te herkennen. Het is slechts één draadlus waarbij alles in een rij is gerangschikt. De stroom gaat door de hele lus, en elke weerstand of element in volgorde.
- De stroom is altijd hetzelfde op elk punt van de schakeling. [2] X Bron
- Bij de berekening van het voltage maakt het niet uit waar de weerstand zich in de schakeling bevindt. Je kunt de weerstanden verplaatsen zonder dat de spanning over elke weerstand verandert.
- We gaan een voorbeeldschakeling gebruiken met drie weerstanden in serie: R 1 , R 2 en R 3 . Deze wordt gevoed door een batterij van 12 volt. We gaan het Voltage Across elk bepalen.
-
Bereken de totale weerstand. Tel alle waarden van de weerstanden in de schakeling bij elkaar. De som is de totale weerstand van de serieschakeling.
- Bijvoorbeeld: de drie weerstanden R 1 , R 2 en R 3 hebben respectievelijk een weerstand van 2 Ω (ohm), 3 Ω en 5 Ω . De totale weerstand is 2 + 3 + 5 = 10 ohm.
-
Bepaal de stroom. Gebruik de wet van Ohm om de stroom van de gehele schakeling te bepalen. Vergeet niet dat de stroom in de gehele serieschakeling hetzelfde is. Zodra we de stroom op deze manier hebben berekend, kunnen we het gebruiken voor al onze berekeningen.
- De wet van Ohm zegt dat de stroom I = V / R . Het Voltage Across de gehele schakeling is 12 volt en de totale weerstand is 10 ohm. Het antwoord is I = 12 / 10 = 1,2 ampère .
-
Pas de wet van Ohm aan voor de spanning. Met wat elementaire algebra kunnen we de wet van Ohm aanpassen, zodat we er de spanning in plaats van de stroom mee oplossen:
- I = V / R
- IR = V R/ R
- IR = V
- V = IR
-
Bereken de spanning over elke weerstand. We weten wat de weerstand is, we weten de stroom, en we hebben onze vergelijking. Substitueer de waarden en los de vergelijking op. Hier is onze voorbeeldopgave, opgelost voor alle drie de weerstanden:
- Voltage Across R 1 = V 1 = ( 1,2A )( 2Ω )=2,4 volt.
- Voltage Across R 2 =V 2 =( 1,2A )( 3Ω )=3,6 volt.
- Voltage Across R 3 =V 3 =( 1,2A )( 5Ω )=6,0 volt.
-
Controleer je antwoord. In een serieschakeling moet de som van al je antwoorden gelijk zijn aan de totale spanning. [3] X Bron Tel elke spanning bij elkaar op die je hebt berekend en ga na of dit gelijk is aan de spanning over de gehele schakeling. Is dit niet het geval, ga dan terug en controleer je werk op fouten.
- In ons voorbeeld: 2,4 + 3,6 + 6,0 = 12 volt; de spanning over de hele schakeling.
- Als je antwoord iets afwijkt (bijvoorbeeld 11,97 in plaats van 12), dan heb je waarschijnlijk op een gegeven punt een getal afgerond. Het antwoord is nog steeds correct.
- Vergeet niet dat het voltage het verschil aangeeft in lading (of het aantal elektronen). Stel je voor dat je het aantal nieuwe elektronen telt dat je ziet als je langs de schakeling reist. Als je dit correct telt, dan zal je eindigen met de totale verandering in elektronen, van het begin tot het einde.
Advertentie
Deel 3
Deel 3 van 3:
Berekening van de spanning over een weerstand (parallelle schakeling)
Pdf downloaden
-
De parallelle schakeling begrijpen. Stel je een draad voor die het ene uiteinde van een batterij verlaat en zich vervolgens splitst in twee aparte draden. Deze twee draden lopen parallel aan elkaar en komen daarna weer bij elkaar, voordat ze het andere uiteinde van de batterij te bereiken. Als er een weerstand bestaat over de linker draad en een weerstand over de rechter draad, dan zijn die twee weerstanden 'parallel' met elkaar verbonden. [4] X Bron
- Er kunnen een willekeurig aantal draden zich afsplitsen van een parallelle schakeling. Deze eigenschappen zullen nog steeds kloppen voor een schakeling die zich in honderd draden splitst die daarna weer samenkomen.
-
Denk na over hoe de stroom zich beweegt. De stroom in een parallelle schakeling zal zich over elk beschikbaar pad bewegen. Elektrische stroom zal door de draad aan de linkerkant gaan, de linker weerstand kruisen en het andere einde bereiken. Op hetzelfde moment zal de stroom door de draad aan de rechterkant gaan, de rechter weerstand kruisen, en daarna het einde bereiken. Geen enkel deel van de stroom zal omkeren of door twee parallelle weerstanden stromen.
-
Met behulp van de totale spanning kun je de spanning vinden over elke weerstand. Als je de spanning weet over de hele schakeling, dan is het antwoord verrassend eenvoudig. Elke parallelle draad heeft dezelfde spanning als de gehele schakeling. [5] X Bron Stel dat een schakeling met twee parallelle weerstanden wordt gevoed door een batterij van 6 volt. De spanning over de weerstand van de linker weerstand is 6 volt, en de spanning over de rechter weerstand is 6 volt. Het maakt niet eens uit hoeveel weerstand er is. Om te begrijpen waarom, denk je terug aan de serieschakelingen die hierboven zijn beschreven:
- Vergeet niet dat het toevoegen van spanningsdalingen in een serieschakeling altijd resulteert in de totale spanning over de schakeling.
- Denk aan elk pad dat de stroom volgt in een serieschakeling. Hetzelfde geldt hiervoor: als je alle spanningsdalingen bij elkaar optelt, zal je uiteindelijk eindigen met het totale voltage.
- Omdat de stroom door elk van de twee draden niet meer dan één weerstand passeert, moet de spanning over die weerstanden gelijk zijn aan de totale spanning.
-
Bereken de totale stroom van de schakeling. Als de opgave je niet vertelt wat de totale spanning is over de schakeling, dan moet je een paar extra stappen uitvoeren. Begin met het bepalen van de totale stroom door de schakeling. In een parallelle schakeling is de totale stroom gelijk aan de som van de elektrische stroom door elk parallel pad. [6] X Bron Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook
- In wiskundige termen: I total =I 1 + I 2 + I 3 ...
- Vind je het lastig om dit te begrijpen, stel je dan voor dat een waterpijp zich opsplitst in twee paden. De totale waterstroom is gewoon de hoeveelheid water die door elke pijp stroomt, bij elkaar opgeteld.
-
Bereken de totale weerstand in de schakeling. Weerstanden zijn minder effectief in een parallelle schakeling, omdat zij alleen de stroom blokkeren die door een bepaalde draad stroomt. In feite geldt dat hoe meer draden er zijn, hoe makkelijker het voor de stroomsterkte is om een weg te vinden. Om de totale weerstand te berekenen, los je dit op voor R total in this equation:
- 1 / R total = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 ...
- Een schakeling heeft bijvoorbeeld een weerstand van 2 ohm en 4 ohm, parallel. 1 / R totaal =1/2 + 1/4 = 3/4 → 1 =(3/4)R totaal → R totaal =1/(3/4) = 4/3=~1,33 ohm.
-
Bepaald de spanning uit je antwoorden. Vergeet niet, zodra we de totale spanning over de schakeling hebben gevonden, weten we de spanning over een van de parallelle draden. Los het vraagstuk op voor de gehele schakeling met behulp van de wet van Ohm. Hier is een voorbeeld:
- Een schakeling heeft een stroomsterkte van 5 ampère dat er doorheen loopt. De totale weerstand is 1,33 Ohm.
- Volgens de wet van Ohm: I = V / R, dus V = IR
- V = (5A)(1,33Ω)=6,65 volt.
Advertentie
Tips
- Heb je te maken met een ingewikkelde schakeling met weerstanden in serie en weerstanden in parallel, kies dan twee nabijgelegen weerstanden. Bepaal zo nodig de totale weerstand over deze weerstanden met behulp van de regels voor parallelle of in serie geschakelde weerstanden. Nu zou je ze kunnen benaderen als één weerstand. Blijf dit doen totdat je een eenvoudige schakeling hebt met of parallelle weerstanden of in serie geschakelde weerstanden. [7] X Bron
- De spanning over een weerstand wordt vaak een 'spanningsval' genoemd.
- Leer de terminologie:
- Schakeling - samengesteld uit elementen (weerstanden, condensatoren, en inductoren) verbonden door draden waar een elektrische stroom kan passeren.
- Weerstanden - elementen die elektrische stroom kunnen verminderen of tegengaan.
- Stroomsterkte - de stroom van lading in draden; eenheid: ampère, A
- Voltage - arbeid per eenheid lading; eenheid; spanning: V
- Weerstand - de mate waarin een element elektrische stroom tegenwerkt; eenheid: Ohm, Ω
Advertentie
Bronnen
- ↑ Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook
- ↑ https://www.swtc.edu/ag_power/electrical/lecture/series_circuits.htm
- ↑ https://www.swtc.edu/ag_power/electrical/lecture/series_circuits.htm
- ↑ http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/res_4.html
- ↑ http://www.physicsclassroom.com/class/circuits/Lesson-4/Parallel-Circuits
- ↑ Serway, R.A. and John W. Jewett, Jr., Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. 8th edition. California: Brooks/Cole. 2010. Ebook
- ↑ http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/res_5.html
Advertentie
Meld je aan voor de gratis nieuwsbrief van wikiHow!
Je vindt dan elke week handige handleidingen in je inbox.
Meld me aan!
