Springen naar inhoud

Stroomgroep (beginnersvragen)


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Ruud N

    Ruud N


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 12:57

Hallo

Omdat ik een verkeerd profiel had gekozen vorig jaar moet ik deze vakantie een gedeelte van natuurkunde inhalen. Nu verloopt het tot nog toe allemaal redelijk goed. Alleen sommige dingen begrijp ik niet volledig, dit omdat ik de vragen nu natuurlijk niet aan de leraar kan vragen. Het zijn hele simpele vragen dus ik verwacht dat u hier geen moeite mee heeft.

1. In een serie-geschakelde stroomkring met n voeding en twee weerstanden is de spanning overal gelijk. Maar hoe komt dit nu?

Kleine schematische voorstelling:
Geplaatste afbeelding

Ik zou verwachten dat de spanning groter is bij 1 dan bij 2. Want de zekeringen gebruiken toch veel energie?

Ik maak dus ergens een cruciale denkfout, kan iemand even aanwijzen wat?

Dat de stroomsterkte overal gelijk is is eenvoudig te verklaren door het feit dat de stroomsterkte werkt als een soort water, het geeft energie af, maar stroomt daarna gewoon door.

Graag wat hulp hierbij, alvast bedankt!

Ruud

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

JWvdVeer

    JWvdVeer


  • >1k berichten
  • 1114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 13:05

1. In een serie-geschakelde stroomkring met n voeding en twee weerstanden is de spanning overal gelijk. Maar hoe komt dit nu?

Ik zou zeggen dat de stroom overal gelijk is. En niet de spanning. Dat is namelijk afhankelijk van welke weerstanden er in de stroomkring zitten. Sowieso heb je spanningsverlies over de stroomkring. Het is maar afhankelijk van tussen welke twee punten je de spanning meet, wat de spanning is. Sowieso zeg je altijd dat spanning `over iets` staat.
Deze uitspraak is naar mijn weten dus fout.

Maar in welke context lees je deze zin?

#3

Ruud N

    Ruud N


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 13:25

Sowieso zeg je altijd dat spanning `over iets` staat.

Dus je kan niet gewoon de spanning over de draad tussen de weerstand en de voeding meten?

Dat zou al wat verklaren, maar hoe komt het dan dat de spanning over de weerstanden gelijk zijn? Het zijn 10V weerstanden. Sowieso komt er zodra je de voeding aanzet een spanning uit van zegmaar 40V. De stroom loopt dan via kabel 1 naar de weerstand, daar komt dan in het begin sowieso 40V over, toch? Daarna gaat de stroom verder naar weerstand 2, en weer terug naar de voeding.

Dat is mijn theorie

Nu is mijn vraag, hoe kan het dat er geen 40V over de eerste weerstand komt te staan?

#4

Xenion

    Xenion


  • >1k berichten
  • 2606 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 13:33

De batterij brengt een spanning aan over die tak met die 2 weerstanden.

Die spanning zal dan volgens de spanningsdeler verdeeld worden over die 2 weerstanden, waardoor er volgens de wet van Ohm bepaalde stromen door de weerstanden zullen lopen.

Ik snap niet goed wat je vraag is eigenlijk.

Dat zou al wat verklaren, maar hoe komt het dan dat de spanning over de weerstanden gelijk zijn? Het zijn 10V weerstanden.


De spanningen zijn gelijk, omdat het blijkbaar identieke weerstanden zijn. Ik weet echter niet wat een '10V weerstand' moet voorstellen. Ik ben gewoon van weerstanden in Ohm uit te drukken?

Veranderd door Xenion, 23 augustus 2010 - 13:33


#5

JWvdVeer

    JWvdVeer


  • >1k berichten
  • 1114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 13:34

Dus je kan niet gewoon de spanning over de draad tussen de weerstand en de voeding meten?

Dat kan wel, maar is niet zinnig omdat de weerstand over dat gedeelte zo laag zal zijn dat het spanningsverschil ongeveer 0 is.

Het zijn 10V weerstanden

Weerstanden worden nooit in voltage aangegeven, maar in Ohm (Ω). Gezien beide weerstanden waarschijnlijk even grote weerstand hebben, zal het waarschijnlijk zijn dat hierover een gelijk voltage staat (kun je berekenen met de formule LaTeX ).

Nu is mijn vraag, hoe kan het dat er geen 40V over de eerste weerstand komt te staan?

Zie de formule LaTeX . I is in heel de stroomkring gelijk, omdat het n grote serieschakeling is. Stel nu dat beide weerstanden 25Ω weerstand geven, dan kan het niet zijn dan dat het voltage over beide weerstanden even groot is (vul de formule maar in). Dus als je dan een batterij van 5V hebt, zal over beide weerstanden een voltage van 2.5V komen te staan.

Veranderd door JWvdVeer, 23 augustus 2010 - 13:35


#6

Ruud N

    Ruud N


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 13:49

Dit verheldert heel veel!

1. Het aantal Volts is dus afhankelijk van de weerstand, dus zal de spanning in de draden ongeveer 40V zijn, mits de voeding 40V is.

2. De spanning op de draden zijn dus NIET overal gelijk.

3. Over kabel 2 staat nu dus ook 40V (<-- of niet?)

4. Stel de weerstanden zijn 25 Ohm, en de stroomsterkte is 0,5A. De formule zegt dan U = I * R = 0,5 * 25 = 12,5V. Dan staat er dus een spanning van 12,5V over de weerstanden?

Staan hier nog denkfouten in? Zoja, welke?

EDIT: Punt 4 klopt sowieso niet. Als de stroomsterkte 0,5A is, de voeding 40V geeft, en er twee identieke weerstanden zijn. R= U/I = 40/0,5 = 80 Ohm zijn de weerstanden in dit geval. 40V is dus de spanning over beide weerstanden. Deze spanning wordt dus verdeelt over beide weerstanden. Er komt dus 20V over beide weerstanden te staan?

Veranderd door Ruud N, 23 augustus 2010 - 14:00


#7

JWvdVeer

    JWvdVeer


  • >1k berichten
  • 1114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 14:00

1. Het aantal Volts is dus afhankelijk van de weerstand, dus zal de spanning in de draden ongeveer 40V zijn, mits de voeding 40V is.

Nee, de spanning in de draden is afhankelijk van welk punt tot welk punt je meet.
Maar vanaf de voeding tot aan tussen de twee weerstanden staat een voltverschil van 20V. Evenals van tussen de twee weerstanden tot aan de andere kant van de voeding.
Over de voeding staat uiteraard 40V.

2. De spanning op de draden zijn dus NIET overal gelijk.

Nee, zeker niet... Er staat nooit spanning op draden, maar altijd over draden...

3. Over kabel 2 staat nu dus ook 40V (<-- of niet?)

Nee... Daar staat bij benadering 0 volt over. De weerstand over een kabel is namelijk zo klein, dat dit nauwelijks invloed heeft in de hele stroomkring.

4. Stel de weerstanden zijn 25 Ohm, en de stroomsterkte is 0,5A. De formule zegt dan U = I * R = 0,5 * 25 = 12,5V. Dan staat er dus een spanning van 12,5V over de weerstanden?

Inderdaad. En als je dus twee van die weerstanden in je seriestroomkring hebt staan, heb je dus een voedingsbron van bij benadering 25V.

#8

Xenion

    Xenion


  • >1k berichten
  • 2606 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 14:05

4. Stel de weerstanden zijn 25 Ohm, en de stroomsterkte is 0,5A. De formule zegt dan U = I * R = 0,5 * 25 = 12,5V. Dan staat er dus een spanning van 12,5V over de weerstanden?


Dat klopt niet voor jouw voorbeeld, omdat je de stroomsterkte niet kent. Je weet enkel dat je 2 gelijke weerstanden hebt van 25 Ohm en dat er een totale spanning van 40V over die tak staat.

Je kan dan (zoals je gezien hebt) de 2 weerstanden schrijven als 1 weerstand van 50 Ohm en dn kan je de stroom berekenen met U = R*I.

Als je dan de stroom kent dan kan je de spanning over elke weerstand weer berekenen met die zelfde wet van Ohm, omdat je weet dat de stroom in de serieschakeling overal gelijk zal zijn.

(Omdat je hier 2 gelijke weerstanden hebt, zal over elke weerstand ook een gelijke spanning komen te staan.)

Algemeen kan je de spanning over elke weerstand berekenen via de wet van de Spanningsdeler, die afgeleid wordt door dezelfde redenering te volgen als hierboven. (Namelijk dat de stroom in de serieschakeling moet gelijk zijn.)

Veranderd door Xenion, 23 augustus 2010 - 14:06


#9

Ruud N

    Ruud N


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 14:13

Volgens mij hebben mijn denkfouten vooral te maken met dat ik de verkeerde definitie van spanning heb.

Klopte mijn EDIT verder wel?

EDIT: Punt 4 klopt sowieso niet. Als de stroomsterkte 0,5A is, de voeding 40V geeft, en er twee identieke weerstanden zijn. R= U/I = 40/0,5 = 80 Ohm zijn de weerstanden bij elkaar in dit geval. 40V is dus de spanning over beide weerstanden. Deze spanning wordt dus verdeelt over beide weerstanden. Er komt dus 20V over beide weerstanden te staan?


#10

Xenion

    Xenion


  • >1k berichten
  • 2606 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 14:30

Klopte mijn EDIT verder wel?


Laat die stroom van 0.5 A nu maar gewoon vallen, die is er volgens mij ergens bijgekomen als voorbeeld.

Je hebt een bron van 40 V en 2 weerstanden R. Die 2 weerstanden kan je dan herschrijven als 1 weerstand van 2R.

De stroom door die vervangweerstand is dan gelijk aan 40/(2R).

De stroom door elke weerstand afzonderlijk moet gelijk zijn aan de stroom door de vervangweerstand:

V/R = 40/(2R), dus V = 20V over elke van de 2 weerstanden.

#11

Ruud N

    Ruud N


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 14:44

Laat die stroom van 0.5 A nu maar gewoon vallen, die is er volgens mij ergens bijgekomen als voorbeeld.

Je hebt een bron van 40 V en 2 weerstanden R. Die 2 weerstanden kan je dan herschrijven als 1 weerstand van 2R.

De stroom door die vervangweerstand is dan gelijk aan 40/(2R).

De stroom door elke weerstand afzonderlijk moet gelijk zijn aan de stroom door de vervangweerstand:

V/R = 40/(2R), dus V = 20V over elke van de 2 weerstanden.


Ik denk dat ik het nu wel een eind door heb. Bedankt voor alle hulp!

#12

JWvdVeer

    JWvdVeer


  • >1k berichten
  • 1114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 14:56

Ik zou zeggen onthoud gewoon deze twee stelregels:
- In serieschakelingen blijft de stroom (I) gelijk over alle componenten.
- In een parallelschakeling blijft het voltage gelijk over de volledige parallelen.

Dit kun je bedenken aan de hand van water. De wet van Ohm is daar namelijk ook op van toepassing LaTeX (druk = debiet (volume/tijdseenheid) maal de weerstand).
- een lange tuinslang blijft overal op dezelfde tijd evenveel water langskomen. Alleen zal op een stuk waar de tuinslang breder is, het water langzamer lopen dan op een punt waar de tuinslang minder dik is (Q ofwel I blijft gelijk).
- Wanneer een tuinslang uitgesplitst wordt in verschillende delen, dan zoekt het water de weg van de minste weerstand. Hierdoor krijg je dat de delen met weinig weerstand meer volume verwerken. Maar de druk in al deze parallele delen van de tuinslang zijn gelijk (P ofwel U blijft overal gelijk).

Je kunt weerstanden in een stroomkring vervangen door een vervangingsweerstand. Je moet hierbij bedenken dat ook losse onderdelen als een lampje o.i.d. een weerstand geven:
- In een serieschakeling: LaTeX .
- In een parallelschaling: LaTeX

Aanvullende regels:
- Bij weerstanden in serie, blijft de stroom gelijk en zal de het voltage zich evenredig verdelen met de weerstand. Hebben we dus een serieschakeling van 50V met daarin twee weerstand van 15Ohm en 10Ohm. Dan zal over die van 15Ohm 30V gaan staan (LaTeX ). Over de weerstand van 10Ohm zal dan 20V gaan staan (LaTeX ).
- Bij weerstanden in parallelschakeling blijft het voltage gelijk en zal de stroom zich omgekeerd evenredig verdelen met de weerstand. Weer dezelfde situatie alleen dan met parallel: twee weerstanden van 15 en 10 Ohm, parallel geschakeld. Over beiden staat 50V (ze staan parallel). Door die van 15Ohm loopt een stroom van 3.3A (LaTeX ). Door die van 10Ohm loopt een stroom van 5A (LaTeX ).

Ik hoop dat je hiermee de wereld voorlopig aankunt ;).

#13

Ruud N

    Ruud N


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 23 augustus 2010 - 16:31

Bijzonder duidelijk antwoord JWvdVeer.

Danku!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures