9 PARALLELSCHAKELING VAN WEERSTANDEN Een parallelschakeling komt in de praktijk vaker voor dan een serieschakeling van verbruikers. Denken we maar aan alle elektrische apparaten die aangesloten zijn op de stopcontacten van eenzelfde kring in een huisinstallatie of de lampen van een verlichtingsarmatuur.
9.1 Schakeling Bij een parallelschaking van twee of meer weerstanden zijn de beginaansluitingen met elkaar verbonden en zijn al de eindaansluitingen van de weerstanden samen verbonden.
Fig. 45
9.2 Eigenschappen Oefening 7: De totale stroomsterkte is gelijk aan de som van de deelstromen. Benodigdheden: • • • •
Multimeter Vaste voeding van 25V 3 verschillende weerstanden:. (de kleurencode vind je in hoofdstuk 4) Meetsnoeren.
Meettechniek Hoofdstuk 9
1
Vanbilsen Y.
Metingen Bouw volgende meetopstelling op een experimenteerbord en meet achtereenvolgens de deelstromen door de verschillende parallel geschakelde weerstanden en de totale stroom geleverd door de spanningsbron. Meetopstelling 1:
U= 25V
FIG. 46
Meting 1: De A-meter meet een deelstroom I1=………………….mA Meetopstelling 2:
Meting 2: De gemeten deelstroom I2 =…………………mA
Meettechniek Hoofdstuk 9
2
Vanbilsen Y.
Meetopstelling 3:
U=25V
Fig. 47
Meting 3: De gemeten deelstroom 13 =…………………mA Bereken de som van de deelstromen :I1+I2 +I3=…………+………….+……………=………….mA Meetopstelling 4:
U=25V Meting 4: De spanningsbron levert een gemeten stroom I =
Meettechniek Hoofdstuk 9
3
Fig. 48 mA aan de parallelkring
Vanbilsen Y.
Besluit De totale stroomsterkte die de bron levert aan de drie parallel geschakelde weerstanden is gelijk aan de som van de deelstromen.
I=I1+I2 +I3
Oefening 8: Bij een parallelschakeling is de spanning over alle weerstanden dezelfde. Meet met een voltmeter de spanning over ieder weerstand van de parallelschakeling.
Metingen Meetopstelling:
Fig. 50 Metingen: Meet U=…………………….…(V)
Meet U1=……………………….(V)
Meet U2=……………………..(V)
Meet U3=………………………………………(V)
Meettechniek Hoofdstuk 9
4
Vanbilsen Y.
Besluit Bij een parallelschakeling is de spanning over alle weerstanden dezelfde
U= Ui =U2 = U3 9.2.1
GROOTTE VAN DE DEELSTROMEN
Met de Wet van Ohm kunnen we voor iedere parallel tak van de schakeling de deelstroom berekenen
Meettechniek Hoofdstuk 9
5
Vanbilsen Y.
Vergelijk deze berekeningen met de gemeten waarden uit oefening 7. Zijn de gemeten waarden gelijk aan de berekende? Uit deze berekeningen kan je het volgende afleiden. Door de parallel geschakelde verbruiker met de kleinste weerstand vloeit de grootste stroom. Of: Bij parallel geschakelde weerstanden verhouden de stromen zich omgekeerd evenredig met de weerstandswaarden.
9.2.2
VERVANGINGSWEERSTAND
De vervangingsweerstand Rv is de weerstand die bij een spanning U dezelfde stroomsterkte I veroorzaakt als de drie parallel geschakelde weerstanden.
Fig. 51 Uit het vorige weten we dat de stroom die de spanningsbron uit figuur 51a levert gelijk is aan de som van de deelstromen:
I=11+l2+l3 = U/R1+U/R2+U/R3 (1)
De stroomsterkte die door de vervangingsweerstand R. uit figuur 51b vloeit moet gelijk zijn aan de totale stroom I die de schakeling van figuur 51a opneemt uit de spanningsbron U:
Meettechniek Hoofdstuk 9
6
Vanbilsen Y.
Uit (2) = (1) volgt
Vereenvoudigen we door beide delen van de gelijkheid te delen door U, dan vinden we de volgende formule:
De vervangingsweerstand in ons voorbeeld kan je dan als volgt berekenen:
We hebben nu het omgekeerde van de vervangingsweerstand berekend, om de vervangingsweerstand te vinden moeten we het resultaat nogmaals omkeren:
Merk op dat de vervangingsweerstand kleiner is dan de kleinste weerstand van de parallelschakeling. Met volgende oefening kan je controleren of de berekende vervangingsweerstand eenzelfde stroomsterkte I uit de spanningsbron U opneemt als de parallelschakeling.:
Oefening 9: Vervangingsweerstand
Meettechniek Hoofdstuk 9
7
Vanbilsen Y.
Meetopstelling:
Meting: De gemeten stroomsterkte I=……………..mA. Vergelijk het bekomen resultaat met meting 4 uit oefening 7. Zijn de gemeten stroomsterkten gelijk? Besluit De omgekeerde waarde van de vervangingsweerstand van drie parallel geschakelde weerstanden is gelijk aan de som van de omgekeerde waarden van de drie parallelweerstanden:
Meettechniek Hoofdstuk 9
8
Vanbilsen Y.
Herhalingsvragen 22. De vervangweerstand voor de parallelschakeling van volgende figuur heeft een weerstandswaarde van
23. De totale stroomsterkte I die de spanningsbron aan de parallelschakeling van de figuur uit herhalingsvraag 1 levert is gelijk aan a. O,2A b. 2OmA c. 2A d. O,002A
24. Van de vier stromen die symbolisch voorgesteld worden in de figuur uit herhalingsvraag 1 is deze met de kleinste waarde a. I1 b. I c. I2 d. I3
Meettechniek Hoofdstuk 9
9
Vanbilsen Y.
Meettechniek Hoofdstuk 9
10
Vanbilsen Y.
