Leerling maakte het bord volledig zelf

Transcriptie

1 3. Oefeningen en Metingen 3.. Montageoefening Bouw een paneel als volgt: lampvoeten monteren draden van de lampvoeten naar een suikertje verbindingsstuk brengen. Twee verbindingsstukken doorverbinden. Een extra verbindingsstuk met een verdeelbord verbinden. Leerkracht keurde het gemaakte bord Leerling maakte het bord volledig zelf Paragraaf leerkracht Paragraaf Leerling F. Rubben Basis Elektriciteit 5

2 3.. Schakeloefening n de eerste oefening werd de lamp en een aantal draden gemonteerd. n deze oefening wordt de spanning gemeten over één lamp. Opdracht: Schakel één lamp aan het net. Als de leraar de schakeling gecontroleerd heeft, mag je het bord verbinden met het verdeelbord. Vul de tabel in met de meting als je de spanning meet over o de lamp (positie ) o Verbindingsstuk (positie ) o Aansluiting net (positie 3) Positie Spanning (V) 3 Besluit: Wat merkt men van de spanning bij deze drie posities? Hoe heb je de spanning gemeten op positie? Duidt de voltmeter aan op het schema hierboven. Kan men stroom meten met de aanwezige multimeters? ndien ja, doe dit. F. Rubben Basis Elektriciteit 6

3 3.3. Schakeloefening Opdracht: Probeer nu de twee lampen te doen branden. Teken de manier waarop je de lampen gaat schakelen? Probeer eens de methodes uit. (Vraag toestemming om te testen!!!) Positie Spanning (V) Methode Spanning (V) Methode Meet je in beide methode dezelfde spanning op alle posities? Branden beide lampen even sterk in beide methodes? Wat is het verschil tussen beide methodes? F. Rubben Basis Elektriciteit 7

4 4. Schakelen van verbruikers Zelden wordt er maar verbruiker geschakeld in een fabriek, in een school, thuis, Meestal werken er in de woonkamer minimum drie toestellen (lamp, TV, DVDspeler); hoewel de elektriciteitsleverancier maar aansluiting het huis laat binnenkomen. Hoe worden deze verbruikers (= toestellen) dan geschakeld? n dit hoofdstuk wordt er een aantal methodes bekeken, en daarna kan u zelf de juiste methode bij thuis gebruiken. Alvorens alle methoden te overlopen, wordt eerst twee basismethoden aangehaald. De rest is enkel en alleen variaties op dezelfde principes: serie- en parallel. F. Rubben Basis Elektriciteit 8

5 4.. Verbruikers in serie schakelen 4... nleiding Het schakelen van verbruikers in serie is eenvoudig voorgesteld hieronder Schakeloefening Serieschakeling met lampen met gelijk vermogen Plaats in beide lampvoeten een lamp van bijvoorbeeld 5W. Meet opnieuw de spanning op alle posities: (indien mogelijk ook de stroom meten) Positie Spanning (V) Plaats? Stroom (A) Tussen en Tussen en 5 3 Tussen 5 en 4 4 Tussen 5 en 3 5 Tussen 3 en 4... Serieschakeling met lampen met verschillend vermogen Positie Spanning (V) Plaats? Stroom (A) Tussen en Tussen en 5 3 Tussen 5 en 4 4 Tussen 5 en 3 5 Tussen 3 en F. Rubben Basis Elektriciteit 9

6 Besluiten uit schakeloefening 3? Na de metingen in schakeloefening 3 zijn er verschillende dingen die opvallen: o De spanning bij lampen met gelijk vermogen is.. o De stroom bij lampen met gelijk vermogen is overal.. o De spanning bij lampen met gelijk vermogen is.. o De stroom bij lampen met gelijk vermogen is overal.. Ongeacht de verbruikers, zal de in de volledige seriekring altijd en overal zijn. De spanning is in een seriekring vaak. De totale spanning is gelijk aan de som van Eigen opmerkingen: F. Rubben Basis Elektriciteit 30

7 4..3. Formules in een seriekring Er worden verbruikers (weerstanden in dit geval) in serie geplaatst: De bron levert een spanning tot. (Duid dit aan op de tekening.) Er is een gesloten stroomkring, dus zal er stroom vloeien. n de oefening kan men vragen: o Hoe groot is de totale weerstand? o Hoe groot is de spanning over elke weerstand? o De totale weerstand is de grootte van de weerstand die men in de kring moet plaatsen om beide weerstanden (R en R) te vervangen door weerstand. o Een afleiding voor de theoretici. it de metingen werd besloten: tot = + Men weet uit de metingen dat: tot = = = n een vergelijking mag men elke kant delen door hetzelfde getal; in dit geval. tot / = / + / tot / tot = / + / Toepassen van de wet van Ohm: Rtot = R + R DE TOTALE WEERSTAND VAN DE SEREKRNG S GELJK AAN DE SOM VAN DE WEERSTANDEN. ONTHOD: Rtot = R + R F. Rubben Basis Elektriciteit 3

8 4..4. Oefeningen op seriële schakelingen. Er staan weerstanden van 000 Ω in serie en de volledige kring staat op 50V. a. Hoe groot is de stroom door deze weerstanden? (p) b. Wat is de totale weerstand? (p) Om deze oefening op te lossen maakt men best gebruik van een tabel. n elke rij en kolom vult men in wat men al weet. n het gegeven staat: R = 000 Ohm R = 000 Ohm tot = 50V R (Ohm) Totaal 50V Verbruiker 000 Verbruiker 000 n elke rij en kolom kun men nu het antwoord vinden, als er minstens bekenden zijn; dit is het geval in de kolom R (Ohm). Rtot = R + R = = 000 Ohm. Dit kan men nu in de tabel invullen. R (Ohm) Totaal 50V 000 Verbruiker 000 Verbruiker 000 Er is nu een rij Totaal waar er bekenden zijn; men kan nu het derde element uitrekenen. Elke rij in dit voorbeeld los je op met de Wet van Ohm. tot = tot / R tot = 50 / 000 = 0.5A Dit kan men nu in de tabel invullen. Alsook kunnen alle andere stromen ingevuld worden bij een serieschakeling. (Waarom???) (A) R (Ohm) Totaal 50V Verbruiker Verbruiker De spanning kan men nu ook berekenen (en in de tabel invullen). =.R = 0.5*000 = 5V en =.R = 0.5*000 = 5V F. Rubben Basis Elektriciteit 3

9 (A) R (Ohm) Totaal 50V Verbruiker 5V Verbruiker 5V Aan de hand van deze tabel zijn nu alle grootheden in de seriekring gekend.. Los de volgende vraag op: a. Rt? R? R? b. t??? c. t??? 00V kohm 500 Ohm 3. Er zijn twee weerstanden van 500 Ohm in serie geschakeld. Hoe groot moet de spanning zijn om A door de kring te laten vloeien? 4. Door een weerstand vloeit er 5A. De weerstand staat in serie met een weerstand van 500 Ohm. Hoe groot is de aangelegde spanning? 5. Een voedingsbron levert 4Vdc. De contactor trekt 00mA. Hoe groot is de weerstand? 6. Als er nu twee contactoren (zelfde type als vraag 5) in serie staan; hoe groot is de stroom dan bij 4Vdc? Besluit Noteer zelf het besluit uit dit hoofdstuk: F. Rubben Basis Elektriciteit 33

10 4.. Verbruikers in parallel schakelen 4... Meting 4... Schakeling maken Teken op het onderstaande schema hoe je de tweede lamp in parallel erbij zal schakelen Schakeloefening parallelschakeling met lampen met gelijk vermogen Plaats in beide lampvoeten een lamp van bijvoorbeeld 5W. Meet opnieuw de spanning op alle posities: (indien mogelijk ook de stroom meten) Positie Spanning (V) Plaats Stroom (A) Tussen en Tussen en 5 3 Tussen 5 en 4 4 Tussen 5 en 3 5 Tussen 3 en F. Rubben Basis Elektriciteit 34

11 4... Parallelschakeling met lampen met verschillend vermogen Positie Spanning (V) Plaats? Stroom (A) Tussen en Tussen en 5 3 Tussen 5 en 4 4 Tussen 5 en 3 5 Tussen 3 en Besluiten uit schakeloefening 3? Na de metingen in schakeloefening 3 zijn er verschillende dingen die opvallen: Theorie De spanning is gelijk over ALLE belastingen! = = = 3 De totale stroomsterkte die de bron levert aan de drie parallel geschakelde weerstanden is gelijk aan de som van de deelstromen. = it de meting met drie lampen zou moeten blijken dat: tot = Als beide kanten langs het =-teken gedeeld worden door de totale spanning: tot 3 tot = tot + tot + tot De spanning is in de kring over alle belastingen gelijk: tot = = = 3. tot tot = F. Rubben Basis Elektriciteit 35

12 De verhouding / is gelijk aan /(/) ; die wordt gelijkgesteld aan /R. = + + R tot R R R 3 Opmerking: Bij twee weerstanden in parallel kan men eenvoudig de weerstand uitrekenen: R. R R tot = R + R Voorbeeld: o Stel er is een weerstand van 00 Ohm die parallel staan met een weerstand van 3600 Ohm. Hoe groot is Rtot? R = 00 Ohm R = 3600 Ohm R tot R. R = = = 900Ω R + R 4800 Met R.R = = (Rekenmachine) = R + R = = Ohm Bij N gelijke weerstanden in parallel is het nog eenvoudiger: R R tot = N Voorbeeld: o 3 gelijke weerstanden van 00 Ohm staan in parallel. Wat is de totale weerstand? N = 3 (drie gelijke weerstanden) R = 00 Ohm Rtot = 00 / 3 = 400 Ohm F. Rubben Basis Elektriciteit 36

13 4..4. Oefeningen Parallelle kringen. Twee weerstanden van 60 Ω en twee weerstanden van 0 Ω worden parallel geschakeld. Bereken de vervangingsweerstand.. een geleider heeft een weerstand van 00Ω. meen deelt deze geleider in vijf geleijke delen die men parallel schakelt. Hoe groot is deze gevormde weerstand. 3. vier gelijke parallel geschakelde weerstanden hebben een vervangingsweerstand van 0Ω. hoe groot zijn deze weerstanden? 4. drie weerstanden van respectievelijk 5Ω ; 0Ω ; en 60Ω zijn parallel geschakeld op 60V. bereken de vervangingsweerstand, de totale stroom en de deelstromen? 5. vijf gelijke weerstanden van 50Ω zijn parallel geschakeld op 4V. bereken de vervangingsweerstand, de deelstromen en de totale stroom. 6. zeven gelijke weerstanden zijn parallel geschakeld. De vervangingsweerstand is 9Ω. Hoe groot is ieder van deze weerstanden? 7. twintig gelijke gloeilampen met een weerstand van 440Ω zijn parallel geschakeld op 0V. bereken de vervangingsweerstand; de totale stroom en de deelstromen? 8. een feestverlichting bestaat uit 00 gloeilampen die parallel geschakeld zijnop 0V. door elke lamp vloeit een stroom van 0.A. hoe groot is de weerstand van elke lamp; de vervangingsweerstand en de totale stroom? 9. op een spanning van 60V zijn twee weerstanden pa rallel geschakeld. Door de eerste weerstand vloeit er een stroom van A. de tweede weerstand heeft een waarde van 5Ω. Bereken R; ; en Rvp? 0. een straalkachel bezit drie verwarmingsweerstanden elk van 00Ω en geschikt voor 0V. bereken de totale stroom en de vervangingsweerstand als achtereenvolgens één, twee of drie weerstanden parallel geschakeld worden.. tien gloeilampen met elk een weerstand van 0Ω worden parallel op 0V geschakeld. Hoe groot is de totale stroom en de vervangingsweerstand? F. Rubben Basis Elektriciteit 37

14 . vier gelijke weerstanden zijn parallel op 00V aangesloten. De totale stroomsterkte is 0mA. Hoe groot is de vervangingsweerstand en de waarde van ieder weerstand? 3. vier gelijke weerstanden parallel geschakeld hebben een Rvp van 5Ω. Hoe groot is de weerstand als men deze vier weerstanden in serie schakelt? 4. een weerstand R is aangesloten op 00V. door parallel op R een weerstand R van 50Ω te schakelen wordt de totale stroom 6A. hoe groot is weerstand R? 5. men heeft een weerstand van 800Ω. Men wilt door parallel schakelen van een tweede weerstand de totale waarde van de weerstand brengen op 600Ω. Hoe groot moet de parallel te schakelen weerstand zijn? 6. men heeft een weerstand van k Ω, maar men wil een waarde van 9kΩ hebben. Welke weerstand moeten we parallel schakelen om deze waarde te bekomen? Besluit F. Rubben Basis Elektriciteit 38