Hoofdstuk 3

NATUURKUNDE H3
PARAGRAAF 3.3 AAN EN UIT!
Een elektrisch apparaat staat altijd in een elektrische schakeling. Als je de stroomkring met een schakelaar sluit, is het apparaat ingeschakeld.
Er zijn verschillende soorten schakelaars:
• Aan-uitschakelaar
• Drukschakelaar (voor een bel)
• Wisselschakelaar (of: tweewegschakelaar)
o Hier kun je een hotelschakeling mee maken.
 Hotelschakeling: een schakeling die je kunt gebruiken om een lamp op 2 plaatsen aan en uit te doen. Je hebt hier 2 tweewegschakelaars nodig.
• Bimetaalschakelaar: 2 stroken verschillend metaal die stevig aan elkaar zijn vastgemaakt. Bij verwarming trekt het bimetaal krom en je hebt zo een ‘temperatuurgevoelige’ schakelaar.
  batterij
  andere spanningsbron
  lamp
  drukschakelaar (belschakelaar)
  aan-uitschakelaar
  wisselschakelaar (tweewegschakelaar)

PARAGRAAF 3.4 SPANNING EN STROOMSTERKTE METEN
Grootheid Symbool Eenheid Symbool
Stroomsterkte I Ampère A
Spanning U Volt V
Een ampèremeter schakel je serie met het apparaat waardoor de te meten stroom loopt. Een voltmeter schakel je parallel aan het apparaat waarover de te meten spanning staat.
De + van beide meters is de plaats waar de stroom de meter ingaat en de – van beide meters is de plaats waar stroom de meter uitgaat.
Met een universeelmeter kun je zowel de stroomsterkte als de spanning direct aflezen.
PARAGRAAF 3.5 REKENEN MET SPANNING EN STROOMSTERKTE
Grootheid Symbool Eenheid Symbool
Weerstand R Ohm Ω
Bij constante temperatuur geldt de wet van Ohm: spanning en stroomsterkte zijn evenredig met elkaar. In formule: U/I = constant = R
Als U wordt uitgedrukt in volt en I in ampère is de eenheid van weerstand V/A. Deze noem je meestal ohm (Ω).
PARAGRAAF 3.6 WEERSTANDEN IN SERIE
Voor een serieschakeling van 2 weerstanden geldt: I = I1 = I2 en Utotaal = U1 + U2. De totale weerstand (of: vervangingsweerstand): Rtotaal = R1 + R2.
PARAGRAAF 3.7 WEERSTANDEN PARALLEL
Voor een parallelschakeling van 2 weerstanden geldt: I = I1 + I2 en U1 = U2. De totale weerstand (of: vervangingsweerstand) is te berekenen uit de beide weerstand met de formule: 1/Rtotaal = 1/R1 + 1/R2.
Je kunt de stroomsterkte variëren met een schuifweerstand. Een schuifweerstand (of: regelbare weerstand) kun je ook schakelen als spanningsdeler.
AANTEKENINGEN
• Een elektrische schakeling bestaat minimaal uit een gesloten stroomkring, een spanningsbron (bijv. een batterij) en een gebruiker (bijv. een lampje).

• Als er stroom door een draad loopt, houdt dat in dat elektrische lading van het ene naar het andere uiteinde van de draad loopt.
• De hoeveelheid elektrische lading geef je aan met het symbool Q en druk je uit in de eenheid Coulomb (C).

• De stroomsterkte is gelijk aan de hoeveelheid lading die per seconde een bepaalde plaats in de draad passeert.
• Een stroomsterkte van 1 A betekent dat er 1 Coulomb lading per seconde langskomt.
• De stroomsterkte geef je aan met het symbool I en druk je uit in de eenheid ampère (A).

• Een spanning van 1 V betekent dat elke Coulomb die door het apparaat gaat een hoeveelheid energie afgeeft van 1 Joule.
• De spanning geef je aan met het symbool U en druk je uit in de eenheid Volt (V).
GROOTHEID SYMBOOL EENHEID SYMBOOL
Stroomsterkte I Ampère A
Spanning U Volt V
Lading Q Coulomb C
Energie E Joule J
   regelbare gelijkspanningsbron
Een ampèremeter staat altijd in serie geschakeld en je meet de stroomsterkte. Een voltmeter staat altijd parallel geschakeld en je meet de spanning.
• Weerstand = Ohm definieert de verhouding tussen U en I als weerstand.
o De formule is: R = U/I. Hierin is U de spanning in V, I de stroomsterkte in A en R de weerstand in Ω.
o Uit deze definitie volgt verder: 1 (Ω) = 1 (V/A)
• Voor een weerstand geldt dat de waarde van R een constante is: dat heet de wet van Ohm. Dan zijn spanning en stroomsterkte dus recht-evenredig met elkaar. We noemen weerstand dan een Ohmse weerstand.
R = U/I
U = I * R
I = U/R
• Bij een serieschakeling is de stroom door de lampjes gelijk: Ibatt = I1 = I2 = I3 = …
• De spanning van een batterij wordt verdeeld tussen de lampjes: Ubatt = U1 + U2 + U3 + …
• Bij een parallelschakeling wordt de stroom tussen de lampjes verdeeld: Ibatt = I1 + I2 + I3 + …
• De spanning over de lampjes is gelijk: Ubatt = U1 = U2 = U3 = …

• De vervangingsweerstand is zo groot dat de stroomsterkte die de batterij levert in de eerste (moeilijke) kring gelijk is aan de stroomsterkte in de tweede (makkelijke) stroomkring. In formule: Rv = Ubatt/Ibatt.

• Bij een serieschakeling volgt de vervangingsweerstand uit: Rv = R1 + R2 + R3 + …
• Door steeds meer weerstanden serie te schakelen wordt de totale
(vervangings-)weerstand steeds groter.
• Bij een parallelschakeling volgt de vervangingsweerstand uit: 1/Rv = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
• Door steeds meer weerstanden parallel te schakelen wordt de totale
(vervangings-)weerstand steeds kleiner.