Electrische stroom Stroomrichting De wet van Ohm. Weerstand van een draad Serieschakeling. Parallelschakeling. Gemengde schakeling. Energie en vermogen. Huisinstallatie

De vrije electronen zitten al overal in een metalen draad Een spanningsbron pompt deze vrije electronen rond.

naar de – pool van de spanningsbron. De vrije electronen worden 1. De stroomrichting + pool . . . De stroom I loopt van de naar de – pool van de spanningsbron. De vrije electronen worden van de – pool naar de + pool gepompt. I is voor de weerstand . . even groot . . als achter de weerstand. + - I e

2. De stroomkring Als de schakelaar wordt geopend . . . Staan METEEN alle elektronen stil . . . nn de lamp gaat uit.

3. De wet van Ohm U = I.R U = spanning in Volt (V) I is de stroomsterkte in Ampère (A) R is de weerstand in Ohm ()

4. De weerstand R van een draad L R hangt af van: De lengte L (in m) Het verband tussen R en L is . . evenredig De doorsnede A (in mm2) Het verband tussen R en A is . . omgekeerd evenredig Als L twee maal groter wordt, wordt R ook twee maal groter! De soortelijke weerstand r (in Wmm2/m) Als A twee maal groter wordt, wordt R twee maal kleiner! Binas

 Bij serieschakeling geldt: + - 1. De stroom . . . is overal hetzelfde. Hoofdstroom Ibron = I1 = I2. 2. De bronspanning . . . wordt verdeeld. Ubron = U1 + U2 3. De vervangingsweerstand Rv . . . Rv = R1 + R2

Voorbeeld 1: serieschakeling. 1a. Bereken de hoofdstroom 1b. Bereken U1 en U2. Ub = 12 V + - R1 = 40  R2 = 80 

 Vervang eerst beide weerstanden . . . 40 + 80 = 120  Rv = R1 + R2 = Ub = 12 V + - Rv = 120  R1 = 40  R2 = 80 

 De hoofdstroom berekenen . . . Ub = I . Rv  12 = I . 120  I = 0,10 A  Weer terug naar de beginschakeling . . . Ub = 12 V + - Rv = 120  I = 0,10 A

 Op elke weerstand passen we nu . . . de wet van ohm toe.  U1 = I . R1 = 0,10 . 40 = 4,0 V  U2 = I . R2 = 0,10 . 80 = 8,0 V + - Ub = 12 V R1 = 40  R2 = 80  I = 0,10 A

 De resultaten staan in de schakeling . . .  De hoofdstroom Ib = I1 = I2 = 0,10 A  Ub = U1 + U2 . . . 12 V = 4,0 V + 8,0 V + - Ub = 12 V R1 = 40  R2 = 80  0,10 A 4,0 V 8,0 V

Voorbeeld 2: serieschakeling. Je wilt een 6,0 V; 0,50 A fietslampje . . . aansluiten op een spanning van 15 V. Ub = 15 V + -

Bereken de vereiste serieweerstand. Van R1 kennen we twee gegevens: U1 = 15 – 6,0 = 9,0 V I1 = 0,50 A en . . Ub = 15 V + - 0,50 A 9,0 V R1 6,0 V; 0,50 A

Bereken de vereiste serieweerstand. Van R1 kennen we twee gegevens: U1 = 15 – 6,0 = 9,0 V I1 = 0,50 A en . . Ub = 15 V + - 0,50 A 9,0 V R1 6,0 V; 0,50 A

We kunnen nu R1 berekenen. R1 = U1/I1 = 9,0/0,50 = 18 W Nog even UL en I meten . . . Ub = 15 V + - 6,0 V; 0,50 A R1 V A 0,50 A 9,0 V = 18 W

 Bij parallelschakeling geldt: 1. De spanning over elke weerstand is. . . . hetzelfde. U1 = U2. 2. De hoofdstroom wordt . . . . verdeeld. I = I1 + I2 3. De vervangingsweerstand Rv . . .

Voorbeeld: Gemengde schakeling. 1. Bereken de hoofdstroom. 2. Bereken de stroom in elke weerstand + - R1 = 30  R2 = 60  Ub = 12 V R3 = 40 

Eerst Rv van de parallelschakeling: 1/R1,2 = 1/R1 + 1/R2 = 1/30 + 1/60 = 0,050 R1,2 = 1/0,050 = 20 W R3 = 40  R2 = 60  R1 = 30  + - Ub = 12 V R1,2 = 20 

Nu Rv van de serieschakeling: Rv = R1,2 + R3 = 20 + 40 = 60 W Ub = I.Rv 12 = I . 60 I = 12/60 = 0,20 A R3 = 40  R2 = 60  R1 = 30  + - Ub = 12 V R1,2 = 20  0,20 A 0,20 A Rv = 60  Terug naar de echte schakeling . . .

U3 = I3.R3 = 0,20 . 40 = 8,0 V U1 = 12 – 8,0 = 4,0 V I1 = U1/R1 = 4,0/30 = 0,13 A 0,20 A I2 = U2/R2 = 4,0/60 = 0,067 A + - R1 = 30  R2 = 60  Ub = 12 V R3 = 40  I = 0,20 A 4,0 V 8,0 V

6,0 V fietslampjes op 11,5 V aansluiten: Bereken de serieweerstand R3 I = 0,50 + 0,050 = 0,55 A U3 = 11,5 – 6,0 = 5,5 V R3 = U3/I = 5,5/0,55 = 10 W R3 = ? 6,0 V; 0,50 A 6,0 V; 0,050 A Ub = 11,5 V + - 0,55 A 5,5 V 10 W

Electrische energie Ee en vermogen P: P = U.I P is vermogen in W = J/s U is spanning in V I is stroomsterkte in A P = Ee/t of Ee = P.t P in kW en t in h dan is Ee in kWh P in W = J/s en t in s dan is Ee in J

Energierekening: Een kachel van 500 W staat 10 h aan en 1 kWh kost € 0,11. Bereken de energie en de kosten in € Geg.: P = 500 W t = 10 h Gevr.: E Opl.: Ee = P.t = 0,500 kW . 10 h E= 5,0 kWh Kosten: 5,0 . 0,11 = € 0,55

Einde