De wet van ohm in PDF

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:20 PM Pagina 45
Deel 1 Elektriciteit
Inhoud
1 Elektrische stroomkring 48
2 Elektrische meettoestellen 63
3 Weerstand en de wet van Ohm 71
4 Serieschakeling en parallelschakeling 79
45

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:20 PM Pagina 46
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
46
Overal elektriciteit
Ver weg in het heelal komen uitgestrekte elektrische
en magnetische velden voor.
Door elektrische stromen in de zon ontstaan krachtige
magnetische velden. Deze zonnevlammen volgen de
magnetische veldlijnen.
De hoogspanningsleidingen vervoeren elektrische energie van de elektrische centrale naar de verbruikers:
huizen en bedrijven. Op aarde zijn de bliksem en het poollicht voorbeelden van elektrische
natuurverschijnselen
Zenuwcellen sturen pulsen doorheen de zenuwbanen
van ons lichaam.
Deze pulsen ontstaan door uitwisseling van elektrisch
geladen deeltjes.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:20 PM Pagina 47
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Enkele beroepen in verband met elektriciteit
Ingenieur in een energiebedrijf
Boordtechnicus op een schip
Elektricien
Elektronicus
Fysicus, burgerlijk ingenieur elektromechanica,
wetenschappelijk onderzoeker
Noem nog enkele andere beroepen in verband met elektriciteit.
47

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 48
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
1 Elektrische stroomkring
1.1 Stroomkringen in de woning
48
Elektrische leidingen lopen in
de muren naar stopcontacten,
schakelaars en drukknoppen.
Hierover kan je een aantal vragen
stellen. Later vind je het
antwoord hierop.
Waarom zijn die leidingen gemaakt
van koper en zitten ze in
een kunststofmantel?
Is een stopcontact een gelijkstroombron of wisselstroombron?
In deze meervoudige contactdoos steken de stekkers
van een computer, een bureaulamp, een laserdrukker
en de transformator van een scanner.
Werken de andere toestellen nog wanneer je 1 stekker
uittrekt?
Waarom staat de schakelaar op de toevoerleiding?
Deze brandende zaklamp is een gesloten stroomkring
van 2 batterijen, een schakelaar en een lamp.
Is een batterijtje een gelijkstroombron of wisselstroombron?
Waarom verbindt men 2 batterijtjes van 1,5 volt op
deze manier?
1.2 Onderdelen van een stroomkring
Elektrische stromen lopen in een stroomkring.
Een stroomkring bevat:
• een spanningsbron of stroombron;
• snoeren of kabels waarin de stroom kan lopen;
• een elektrisch apparaat;
• een schakelaar.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
Bij de spanningsbron in de klas merk je de pluspool en de minpool op. In de klas is elk snoer
voorzien van 2 stekkers.
Men zegt dat je een schakeling maakt wanneer je alle onderdelen van een stroomkring met elkaar
verbindt.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 49
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Opgaven
1 Vul de naam van de onderdelen
van de stroomkring
in op de figuur.
2 Teken op de figuur de stroomkring die de koplamp van je fiets doet
branden in het rood, en de stroomkring die de achterlamp doet branden
in het groen.
UIT
AAN
+
–
49

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 50
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
50
Een stroomkring stellen we schematisch voor.
Elk onderdeel van de stroomkring heeft een symbool.
snoer of geleider apparaat
gelijkspanningsbron regelbare spanningsbron
schakelaar ampèremeter
aarding voltmeter
lamp ohmmeter
wisselspanningsbron
Een gelijkspanningsbron levert gelijkstroom. Gelijkstroom wordt afgekort met DC (direct current,
uitgesproken als diesie).
Een wisselspanningsbron levert wisselstroom. Wisselstroom wordt afgekort met AC (alternating
current, uitgesproken als eesie).
Is de schakelaar gesloten, dan loopt er een stroom door de kring en spreekt men van een gesloten
stroomkring.
Is de schakelaar open, dan loopt er geen stroom door de kring en spreekt men van een open
stroomkring.
Indien de stroom niet door een apparaat loopt maar direct door een snoer terug naar de spanningsbron,
spreekt men van een kortgesloten stroomkring. Er ontstaat een kortsluiting.
Bij kortsluiting kunnen snoeren en bron beschadigd worden en kan er brand ontstaan.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
A
V
Ω

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 51
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
1.3 Geleiders en isolatoren
Proef
Wat heb je nodig?
• regelbare spanningsbron;
• lamphouder en lampje;
• 3 snoeren met stekkers;
• voorwerpen gemaakt uit verschillende stoffen.
Hoe ga je te werk?
Maak de opstelling.
Regel de spanningsbron tot het lampje fel brandt
wanneer je de stekkers tegen elkaar houdt.
Duw de stekkers telkens tegen de uiteinden van
een voorwerp gemaakt uit verschillende stoffen.
Controleer hoe het lampje brandt.
Waarneming
Vul in: zwak / fel / niet
Stof Lampje brandt Stof Lampje brandt
lucht koper
glas aluminium
pvc koolstof
zout water zuiver water
ijzer zilver
BESLUIT
Sommige stoffen laten de elektrische stroom goed door. Men noemt ze GELEIDERS / ISO-
LATOREN.
Sommige stoffen laten de elektrische stroom niet door. Men noemt ze GELEIDERS / ISOLA-
TOREN.
Sommige stoffen laten de elektrische stroom slecht door. Men noemt ze slechte geleiders
of slechte isolatoren.
Waarom sommige stoffen geleiders zijn en andere niet, kan je verklaren met de bouw van de
materie.
UIT
AAN
+
–
51

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 52
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
52
Opgaven
1 Waarom gebruikt men in een stroomkring vooral koperen draden of snoeren?
Waarom zijn die koperen draden omgeven met een mantel van pvc?
2 Sommige metalen geleiden de elektrische stroom beter dan andere. Rangschik de volgende metalen
volgens afnemend geleidingsvermogen. Plaats de beste geleider eerst.
Aluminium, ijzer, koper, zilver.
3 Ga naar de website van Technopolis: www.technopolis.be.
Kies “online experimenteren”. Kies het onderwerp elektriciteit.
Doe de opdracht: “zoek de geleiders”. Noteer de namen van de gevonden geleiders.
4 Zout water laat vrij goed de elektrische stroom door. Zout water noemen we daarom een elektrolyt.
Zoek op het internet wat een elektrolyt is.
5 De chips in computers, gsm’s, ipods enz. bestaan uit halfgeleiders.
Zoek op het internet wat een halfgeleider is.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 53
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
1.4 Atomen en elektronen
Alle voorwerpen zijn opgebouwd uit atomen.
Elk atoom bestaat uit een uiterst kleine kern,
omgeven door een uitgestrekt gebied waarin
zich elektronen bevinden.
De kern bestaat uit kerndeeltjes.
Er bestaan 2 soorten kerndeeltjes:
• positief geladen protonen;
• ongeladen neutronen.
Elk elektron is negatief geladen. Zijn massa is
ongeveer 2000 maal kleiner dan die van een
kerndeeltje.
De elektrische lading van een elektron en van een proton is even groot maar tegengesteld. Bij een
neutraal atoom zijn er evenveel elektronen als protonen.
BESLUIT
Een atoom bestaat uit een positief geladen kern, omgeven door een uitgestrekt gebied
waarin zich negatief geladen elektronen bevinden.
Opgave
De bovenste foto is gemaakt met een elektronenmicroscoop
bij een vergroting van 100 000 maal.
Je ziet op die foto het oppervlak van een metaal. Dat oppervlak
is korrelig. Het is een opeenstapeling van bolletjes: de
atomen.
De onderste foto toont hiervan een detail, bij een vergroting
van 1 000 000 maal.
Hierop merk je goed de afzonderlijke atomen.
Deze foto toont een gebied met een breedte van 3,2 miljoensten
van een mm (0,000 003 2 mm).
Bereken de diameter van 1 atoom.
Je metalen lat is 30 cm lang. Hoeveel atomen vormen dan een rij van 30 cm?
53

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 54
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
1.5 Verklaring van de geleiding
54
In een vaste stof kunnen de atoomkernen zich niet verplaatsen.
De buitenste elektronen van naburige atomen bevinden
zich dicht bij elkaar en kunnen elkaar beïnvloeden.
Bij een isolator blijven alle elektronen, ook de buitenste
gebonden aan hun eigen kern.
Bij een geleider veranderen sommige buitenste elektronen
voortdurend van plaats en bewegen door de gehele vaste
stof. Wij noemen die elektronen vrije elektronen.
Alle metalen voorwerpen zijn geleiders.
BESLUIT
Een geleider gemaakt van een vaste stof bevat VRIJE / GEEN VRIJE elektronen.
Een isolator bevat VRIJE / GEEN VRIJE elektronen.
1.6 Conventionele stroomzin en zin van de elektronenstroom
In elke stroomkring bewegen de vrije elektronen
van de minpool van de spanningsbron doorheen
de stroomkring naar de pluspool. In de spanningsbron
bewegen ze dan verder van de pluspool
naar de minpool.
Vroeger wist men niet dat een elektrische stroom
een stroom van elektronen is. Men had toen afgesproken
dat in de stroomkring de stroom loopt
van de pluspool naar de minpool. Dit noemen we
nu de conventionele stroomzin. Bij theoretische
verklaringen werken we bij voorkeur met de
elektronenstroom.
Opgave
Wanneer een stroomkring gesloten wordt, ontstaat er een stroom van atomen / vrije elektronen /
protonen.
Een batterijtje is een gelijkspanningsbron / wisselspanningsbron.
Bij een gelijkspanningsbron stromen de elektronen in dezelfde / verschillende zin; van de minpool
/ pluspool naar de minpool / pluspool van de bron. We noemen deze stroom een gelijkstroom
/ wisselstroom.
De elektrische centrale is een gelijkspanningsbron / wisselspanningsbron.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 55
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Bij een wisselspanningsbron stromen de elektronen in dezelfde zin / heen en weer. We noemen
deze stroom een gelijkstroom / wisselstroom.
1.7 Vloeistofmodel van een elektrische stroomkring
Water bezit méér energie op hogere dan op lagere plaatsen.
Kan het water naar omlaag stromen dan verliest het energie op de hindernissen in de rivier.
Om die vloeistofstroom te laten voortduren, moet de vloeistof terug omhoog gepompt worden.
De pomp bevoorraadt het water dan terug met energie.
In de elektrische stroomkring bezitten de elektronen méér energie in de minpool van de bron dan
in de pluspool. De elektronen stromen dan van de pluspool naar de minpool en verliezen energie
in de snoeren en het apparaat.
Om die elektronenstroom te laten voortduren, moet de spanningsbron de elektronen terug overbrengen
van de pluspool naar de minpool. De spanningsbron bevoorraadt de elektronen dan terug
met energie.
Grootheden in het vloeistofmodel:
• Het hoogteverschil h bepaalt het verschil in energie die het water bezit tussen het hoogste en
het laagste niveau. Het water stroomt steeds van het hoogste naar het laagste niveau.
• Het debiet van het water is de hoeveelheid vloeistof die per seconde naar omlaag stroomt.
• De weerstand die het water ondervindt hangt af van de hindernissen of vernauwingen in de
stroomkring. Het stromend water ondervindt minder weerstand in brede rechte buizen of waterlopen.
55

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 56
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
1.8 Elektrische grootheden
56
Vloeistofmodel Elektrische stroomkring
Hoogteverschil R Spanning: U eenheid: volt (V)
Debiet R Stroomsterkte: I eenheid: ampère (A)
Weerstand R Weerstand: R eenheid: ohm ()
Opgaven
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
1 Het hoogteverschil of de opvoerhoogte van de pomp bepaalt de hoeveelheid energie die ze aan de
vloeistof bezorgt.
De spanning / stroomsterkte / weerstand van de spanningsbron bepaalt de hoeveelheid energie
die ze aan de vrije elektronen bezorgt.
De hoeveelheid vloeistof die per seconde door de waterloop of de leiding stroomt, is het vloeistofdebiet.
De hoeveelheid vrije elektronen die per seconde door de leiding stroomt, is een maat voor de
spanning / stroomsterkte / weerstand in de stroomkring.
Het vloeistofdebiet hangt af van de hinder die de vloeistof ondervindt in de waterloop of de leiding.
Die hinder is groter en het debiet dus kleiner wanneer de waterloop of leiding langer en
smaller is, of méér bochten of een ruwere bedding of wand heeft.
De stroomsterkte hangt af van de spanning / stroomsterkte / weerstand van de onderdelen in de
stroomkring. Bij een grotere spanning / stroomsterkte / weerstand is de stroomsterkte groter /
kleiner.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 57
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
2 Vul de waarde van de spanning in en noteer ook of het gelijk- of wisselspanning is (DC / AC).
De spanning van het lichtnet: U = V DC / AC
De spanning van een AA-batterijtje:
De spanning van de batterij van een auto:
De spanning waarbij je walkman werkt:
De spanning van een halogeenlampje in je woning:
De hoogste gelijkspanning op de regelbare spanningsbron in je klas:
De hoogste wisselspanning op de regelbare spanningsbron in je klas:
3 Bestudeer het elektrisch verdeelbord in je huis.
Bij welke stroomsterkte wordt de lekstroomschakelaar uitgeschakeld?
I = mA
Noteer minstens 2 verschillende maximum stroomsterkten, aangeduid op de beveiligingsautomaten:
4 Een transformator dient om een wisselspanning van grootte te veranderen.
In adaptors voor computerapparatuur of andere elektronische apparaten, en in batterijladers steekt
meestal een transformator en een gelijkrichter of diode; dat is een apparaatje om wisselspanning
om te zetten in gelijkspanning.
Zoek zo een adaptor of een batterijlader.
Op welke spanning moet het toestel aangesloten worden?
Welke spanning(en) kan het toestel leveren?
5 Vul de waarde van de elektrische weerstand in van: (zoek dit bv. op het internet op.)
een gloeilamp van 40 W: R = Ω
droge huid:
natte huid:
57

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 58
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
58
INTERMEZZO: Een “elektrisch” stukje geschiedenis
Volta en de eerste batterij
Alessandro Volta (1745-1827) was professor in de fysica aan
de universiteit van Pavia (N-Italië). Hij ontdekte dat er tussen
2 verschillende metalen een elektrische spanning bestaat.
Vanuit dit principe bouwde hij in 1800 de eerste elektrische
batterij. Deze bestond uit een opeenstapeling van telkens
een zinken schijfje, een schijfje karton gedrenkt in een zuurof
zoutoplossing en een zilveren schijfje.
Dit was een zeer belangrijke wetenschappelijke ontdekking,
want deze batterij was het eerste toestel dat gedurende een relatief lange tijd een elektrische stroom
kon leveren. Bij een batterij wordt chemische energie omgezet in elektrische energie.
Michael Faraday en de generator
Michael Faraday (1791-1867), afkomstig uit een arm Londens gezin van 10 kinderen,
bracht het via zelfstudie tot een van de invloedrijkste wetenschappers
van de 19de eeuw.
Elektriciteit, magnetisme en chemie waren zijn belangrijkste onderzoeksdomeinen.
Als toepassing van dit principe bouwde hij de eerste transformator en de eerste
gelijkstroomgenerator of dynamo.
Zénobe Gramme en de praktische dynamo
Zoals afgebeeld op de figuur, bestond deze dynamo uit een
roterende koperen schijf, geplaatst tussen de polen van een
hoefijzermagneet. De gelijkstroom wordt hier afgetapt tussen
de rotatieas en de rand van de schijf.
Bij een generator of dynamo wordt bewegingsenergie omgezet
in elektrische energie.
Dit was een demonstratietoestel, niet geschikt voor praktisch
gebruik. Hiervoor moest men wachten op het werk van ingenieurs
zoals Gramme, Edison en Westinghouse.
De Belg Gramme (1826-1901), afkomstig van Luik, vestigde zich vanaf 1856 in
Parijs, waar hij werkte in een fabriek van elektrische apparaten. Daar ontwierp
en bouwde hij in 1868 de eerste industriële gelijkstroomdynamo. In
1871 stichtte hij de « Société des machines magnéto-électriques Gramme ».
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
Op de figuur zie je deze gelijkstroomdynamo met aan de
linkerzijde de riemschijf om hem via een riem met een stoommachine
aan te drijven.
Gramme’s dynamo was de blikvanger op de tentoonstelling
over de elektrische verlichting in 1881 te Parijs.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 59
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Edison, de grootste uitvinder van zijn tijd
Thomas Edison (1847-1931) bracht het van krantenverkoper tot geniaal
uitvinder. Hij is vooral bekend voor de uitvinding van de elektrische
gloeilamp, maar tegen het einde van zijn leven stonden er bijna duizend
patenten op zijn naam waaronder de microfoon en de fonograaf.
In 1882 startte hij de allereerste elektriciteitscentrale ter wereld, in Pearl
Street, New York, die het centrum van de stad voorzag van elektrische
stroom voor de verlichting. Dit was een gelijkstroomnetwerk.
Edison was toen een grote verdediger van het gebruik van gelijkstroom.
Dat bracht hem in hevige discussie en concurrentie met Tesla en Westinghouse
die het wisselstroomnetwerk uitvonden en de voordelen hiervan
verdedigden.
De grote verdienste van Edison is dat hij als eerste het praktisch gebruik
van elektriciteit op grote schaal en op een economisch haalbare manier
mogelijk maakte, en de enorme voordelen er van demonstreerde.
Westinghouse, Tesla en het wisselstroomnet
George Westinghouse, een tijdgenoot van Edison, mag
ongetwijfeld de grootste ingenieur en industrieel van
zijn tijd genoemd worden.
Edison had het allereerste elektrisch netwerk gebouwd,
maar gebruikte hiervoor gelijkstroom. Hierbij was de
spanning laag en de stroomsterkte hoog en kon de elektrische
energie maar over een beperkte afstand vervoerd
worden.
Binnen in Edison’s centrale van
Pearl Street
Nikola Tesla was een Servisch fysicus die in 1884 naar
de VSA uitweek en aanvankelijk voor Edison ging werken.
Tesla had intussen de hoogspanningstransformator
uitgevonden, en een netwerk waarbij elektrische
energie bij hoogspanning wordt getransporteerd over
lange afstand, om daarna via transformatoren bij een
veel lagere spanning aan de eindgebruiker geleverd te
worden.
Zo een systeem met transformatoren kan alleen maar
werken met wisselstroom.
Westinghouse zag hiervan de grote voordelen en ging
met Tesla samenwerken.
George Westinghouse Nikola Tesla
Westinghouse verbeterde de transformatoren en bouwde
het eerste grootschalige wisselstroomnetwerk in
Het hoogspanningslabo van Tesla
in Colorado Springs
1886. Toen Tesla in 1888 de meerfasige wisselstroommotor uitvond, triomfeerde het wisselstroomnetwerk
van Westinghouse definitief over het gelijkstroomnet van Edison, en zou het op korte tijd de
wereld veroveren!
In 1888 was de elektrotechniek dus uitgegroeid tot een volwaardige tak van techniek en technologie,
maar niemand wist op dat ogenblik wat een elektrische stroom eigenlijk was! Het elektron werd
immers pas in 1897 ontdekt door de Engelsman Thomson.
59

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 60
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
60
Elektriciteit in België
Rond 1900 bestonden er in grote steden zoals Brussel en Antwerpen kleine
plaatselijke elektrische centrales die in sommige wijken de woningen
voorzagen van elektriciteit voor de verlichting en de eerste elektrische
trams lieten rijden. Dit waren bijna allemaal kleine gelijkstroomnetwerken.
De eerste grote wisselstroomnetwerken voor de distributie van elektriciteit
werden rond 1910 gebouwd. Een voorbeeld hiervan is de oude elektrische
centrale van Zwevegem nabij Kortrijk. Hierin is nu een energiemuseum
gevestigd.
De laatste Belgische gemeente werd in 1936 aangesloten op het elektriciteitsnet!
De elektriciteitscentrale van Zwevegem startte in 1911 met een tweedehandse
stoommachine en was twee jaar later een volwaardige productie-eenheid
met één turbogenerator (= combinatie van stoomturbine en wisselstroomgenerator).
Vanuit Zwevegem werden woningen en bedrijven (o.a. Bekaert)
in de regio gevoed.
Opgaven
1 Waarom werkten Gramme, Edison en Westinghouse met de conventionele stroomzin?
2 Welke voordelen biedt het gebruik van wisselstroom boven het gebruik van gelijkstroom?
3 Hoeveel jaar is het geleden dat de laatste Belgische gemeente op het elektriciteitsnet werd aangesloten?
4 Welke soorten energie worden in elkaar omgezet
• in een batterij?
• in een generator?
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
De oude centrale van
Zwevegem
Een modern transformatorstation waar hoogspanning
van 150 000 V wordt omgezet in een
lagere spanning van 15 000 V

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 61
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
SAMENVATTING: Elektrische stroomkring
Studieschema
1 Stroomkring
• onderdelen en hun symbolen
• open / gesloten / kortgesloten stroomkring
2 Geleiders en isolatoren
• proef
• definitie van een geleider en van een isolator
• atomen, elektronen
• verklaring van de geleiding
3 Conventionele stroomzin en elektronenstroom
4 Vloeistofmodel van de elektrische stroomkring
5 Elektrische grootheden, eenheden
Wat moet je weten?
1 Sommige stoffen laten de elektrische stroom goed door. Men noemt ze geleiders.
Sommige stoffen laten de elektrische stroom niet door. Men noemt ze isolatoren.
Sommige stoffen laten de elektrische stroom slecht door. Men noemt ze slechte geleiders of
slechte isolatoren.
2 Een atoom bestaat uit een positief geladen kern, omgeven door een uitgestrekt gebied waarin
zich negatief geladen elektronen bevinden.
3 Een geleider gemaakt van een vaste stof bevat vrije elektronen.
Een isolator bevat geen vrije elektronen.
4 Elektrische grootheden zijn:
spanning: U eenheid: volt (V)
stroomsterkte: I eenheid: ampère (A)
weerstand: R eenheid: ohm (Ω)
Symbolen van grootheden worden schuin gedrukt; symbolen van eenheden recht.
Wat moet je kunnen?
1 Voorbeelden van geleiders en isolatoren opnoemen.
2 Een elektrische stroom beschrijven.
3 De geleiding verklaren.
4 De conventionele stroomzin en de zin van de elektronenstroom onderscheiden.
5 De symbolen en eenheden van spanning, stroomsterkte en weerstand opnoemen en noteren.
61

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 62
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
62
Nieuwe begrippen en woorden
stroomkring spanningsbron stroombron
snoeren kabels elektrisch apparaat
schakelaar pluspool minpool
stekkers gesloten stroomkring open stroomkring
kortsluiting geleider isolator
atoom kern elektron
proton neutron vrij elektron
elektronenstroom conventionele stroomzin gelijkspanningsbron
wisselspanningsbron gelijkstroom wisselstroom
spanning stroomsterkte weerstand
volt ampère ohm
Extra vragen en oefeningen
1 Is de aarde een geleider?
2 Is vochtige lucht een goede geleider?
3 Waartoe dienen de glazen ringen aan de hoogspanningspylonen waaraan de kabels hangen?
4 Waarom wordt een vogel niet geëlektrocuteerd wanneer die op een hoogspanningskabel zit?
Notities
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 63
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
2 Elektrische meettoestellen
2.1 Meettoestellen rondom ons
Om elektrische grootheden te meten, gebruiken we voltmeters, ampèremeters, ohmmeters, wattmeters.
De meterkast in je woning bevat één of meer kilowattuurmeters.
Veel toestellen zoals bv. lasapparaten, batterijladers en geluidsinstallaties zijn voorzien van meettoestellen
om er naar behoren mee te kunnen werken.
Waarvoor dient de kilowattuurmeter in de meterkast?
2.2 Gebruik van voltmeter en ampèremeter
2.2.1 Aflezen van analoge meettoestellen
Bij een digitaal meettoestel verschijnt het meetresultaat in cijfers
op een scherm.
Bij een analoog meettoestel wordt het meetresultaat aangeduid
door een wijzer die vóór een wijzerplaat beweegt.
De wijzerplaat beschikt meestal over verschillende schaalverdelingen
en een spiegelende strook.
Je leest maar correct af wanneer je vanuit die richting kijkt waarbij
de wijzer precies zijn spiegelbeeld bedekt.
Staat de naald dan niet precies op een streepje, dan lees je af aan
het streepje het dichtst bij de naald.
63

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 64
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
64
Op de afgebeelde wijzerplaat staat
een zwarte schaal van 0 tot 10 en
verdeeld in 50 onderdelen. Deze
schaal gebruik je bij meetbereiken
van bv. 10 A, 1 V, 100 mA.
De tweede zwarte schaal van 0 tot
3 is verdeeld in 60 onderdelen.
Deze schaal gebruik je bij meetbereiken
van bv. 300 V, 3 A, 30 mV.
Opgave
Lees voor elk geval het meetresultaat af op de gepaste zwarte schaal en noteer dit.
meetbereik 100 mA meetbereik 3 A
op de bovenste/onderste schaal op de bovenste/onderste schaal
waarde kleinste schaalverdeling = waarde kleinste schaalverdeling =
I = I =
meetbereik 10 V meetbereik 300 V
op de bovenste/onderste schaal op de bovenste/onderste schaal
waarde kleinste schaalverdeling = waarde kleinste schaalverdeling =
U = U =
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 65
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
meetbereik 30 mA meetbereik 1 V
op de bovenste/onderste schaal op de bovenste/onderste schaal
waarde kleinste schaalverdeling = waarde kleinste schaalverdeling =
I = I =
meetbereik 1 A meetbereik 0,3 V
op de bovenste/onderste schaal op de bovenste/onderste schaal
waarde kleinste schaalverdeling = waarde kleinste schaalverdeling =
I = I =
2.2.2 Schakelen van de ampèremeter
De elektrische stroomsterkte meet je met een ampèremeter.
Hiervoor moet de te meten elektrische stroom
doorheen de ampèremeter lopen.
De ampèremeter moet dan in serie geschakeld worden.
Proef
Wat heb je nodig?
• spanningsbron; • 4 snoeren;
• lampje L; • schakelaar.
• ampèremeter;
Hoe ga je te werk?
Maak de opstelling.
65

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 66
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
66
Sluit de stroomkring.
Meet I:
Open de stroomkring.
BESLUIT
Een ampèremeter moet je IN SERIE / PARALLEL schakelen.
Dit betekent dat de ampèremeter en alle andere onderdelen van de stroomkring 1 gesloten
kring vormen.
Evaluatie
Welke problemen had je bij het bouwen van de schakeling?
Welke problemen had je bij het aflezen van de ampèremeter?
2.2.3 Schakelen van de voltmeter
De elektrische spanning meet je met een voltmeter.
Hiervoor moet je de voltmeter verbinden met de
twee punten van de stroomkring waartussen de te
meten spanning heerst.
De voltmeter moet dan parallel geschakeld worden.
Proef
Wat heb je nodig?
• spanningsbron; • 5 snoeren;
• lampje L; • schakelaar.
• voltmeter;
Hoe ga je te werk?
Maak de opstelling.
Sluit de stroomkring.
Meet U:
Open de stroomkring.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
BESLUIT
Een voltmeter moet je IN SERIE / PARALLEL schakelen.
Dit betekent dat de voltmeter en zijn 2 snoeren de 2 punten van de stroomkring overbrugt
waartussen de te meten spanning heerst.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 67
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Evaluatie
Welke problemen had je bij het bouwen van de schakeling?
Welke problemen had je bij het aflezen van de voltmeter?
2.3 De multimeter
Met een voltmeter meet je de spanning, met een ampèremeter de stroomsterkte,
en met een ohmmeter de weerstand.
Een multimeter kan je instellen om er zowel een spanning, een stroomsterkte
als weerstand mee te meten.
Meestal maak je die keuze door een draaiknop in de gewenste stand te
draaien.
Op de afgebeelde digitale multimeter heeft de draaiknop 7 mogelijke
standen. Deze zijn, in wijzerzin, achtereenvolgens:
• DC 10 A (stroomsterkte, gelijkstroom, max 10 A)
• weerstand (Ω), 2 standen
• OFF (uitschakelen van de multimeter)
• AC V (spanning bij wisselstroom, max 500 V)
• DC V (spanning bij gelijkstroom), 2 standen
Voorbeeld 1
De multimeter is in serie geschakeld met een
gelijkstroombron en een kleine motor.
De meter staat in de stand DC 10 A.
De stroomsterkte bedraagt:
Voorbeeld 2
We meten de spanning van een batterijtje.
De multimeter staat in de stand DC 200 V.
De spanning bedraagt:
67

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 68
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
68
Voorbeeld 3
We meten de weerstand van het
elektrisch motortje.
De multimeter staat in de stand
200 Ω (tweehonderd ohm).
Vooraf controleren we de nulstand
door de stekkers tegen elkaar te
houden (= multimeter kortsluiten):
de weerstand moet dan 0 Ω bedragen.
(Op sommige multimeters
kan je die nulstand bijregelen.)
Daarna verbinden we de stekkers met de 2 toevoerdraden van de motor.
Hierbij mag de motor niet onder spanning staan, anders wordt de ohmmeter beschadigd.
De weerstand van het motortje bedraagt:
Proef: Schakeling met de multimeter
Wat heb je nodig?
• spanningsbron; • 5 snoeren;
• lampje L; • schakelaar.
• multimeter;
Hoe ga je te werk?
Maak de opstelling.
Sluit de stroomkring.
Meet I:
Open de stroomkring.
Maak de opstelling.
Sluit de stroomkring.
Meet U:
Open de stroomkring.
Haal de lamp met lamphouder uit de schakeling en verbind de lamp rechtstreeks met de multimeter.
Meet de weerstand R van het lampje:
Evaluatie
Welke problemen had je bij het bouwen van de schakeling?
Welke problemen had je bij het instellen en aflezen van de multimeter?
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 69
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Opgaven
1 Bestudeer de foto.
Op welk meetbereik staat de regelknop ingesteld?
Op welke schaal lees je het meetresultaat af?
DC / AC
0-250 / 0-50 / 0-10
Wat is de waarde van de kleinste schaalverdeling op de gekozen
schaal?
Het meetresultaat is:
2 Bestudeer deze multimeter.
a Deze schakelaar heeft 3 standen:
links =
midden =
rechts =
b In deze stand meet je
en het meetbereik is
c In deze stand meet je
en het meetbereik is
d In deze stand meet je
en het meetbereik is
e In deze stand meet je
en het meetbereik is
f Deze bijzondere stand en schaal dient
voor het meten van de spanning van een
a
b
c
f
e
d
69

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 70
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
70
SAMENVATTING: Elektrische meettoestellen
Studieschema
1 Aflezen van analoog meettoestel
• schaalverdeling
• meetbereik
2 Schakelen van een ampèremeter
• in serie
3 Schakelen van een voltmeter
• parallel
4 Werken met een multimeter
• meten van spanning
• meten van stroomsterkte
• meten van weerstand
Wat moet je weten?
1 Een ampèremeter moet je in serie schakelen.
Dit betekent dat de ampèremeter en alle andere onderdelen van de stroomkring één gesloten
kring vormen.
2 Een voltmeter moet je parallel schakelen.
Dit betekent dat de voltmeter en zijn 2 snoeren de 2 punten van de stroomkring overbrugt waartussen
de te meten spanning heerst.
Wat moet je kunnen?
1 Een meetresultaat correct aflezen op een analoog en een digitaal meettoestel.
2 Een ampèremeter correct schakelen in een stroomkring.
3 Een voltmeter correct schakelen in een stroomkring.
4 Een multimeter gebruiken.
Nieuwe begrippen en woorden
analoog meettoestel digitaal meettoestel meetresultaat
meetbereik zinvolle cijfers schaalverdeling
voltmeter ampèremeter ohmmeter
multimeter in serie parallel
Notities
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 71
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
3 Weerstand en de wet van Ohm
3.1 Grote stroomsterkte, kleine weerstand
Geleiders die de elektrische stroom gemakkelijk door laten, hebben een kleine “weerstand”.
De elektrische stroom geraakt moeilijk doorheen geleiders met een grote weerstand.
Door de weerstand van de elektrische geleiders wordt elektrische energie in warmte omgezet.
Die warmte kunnen we nuttig gebruiken in elektrische verwarmingstoestellen, maar in vrijwel
alle andere gevallen is die warmte niet nuttig (en zelfs gevaarlijk!) en moeten we opwarming van
de geleiders zoveel mogelijk vermijden.
Enkele voorbeelden
Om een zo klein mogelijke weerstand te hebben, moeten de hoogspanningsleidingen
bestaan uit zeer goed geleidend materiaal, en voldoende
dik zijn.
Dikwijls zijn het kabels van aluminium, in plaats van koper, om gewicht
te besparen.
De elektrische leidingen in de woning zijn gemaakt
van rood koper en hebben een doorsnede bepaald
door het technisch reglement voor de elektrische
installatie.
Zo moeten de koperdraden in een stroomkring voor
stopcontacten een minimale doorsnede hebben van
2,5 mm 2 en die kring mag maar ten hoogste 8 stopcontacten
bevatten.
3.2 Verband tussen spanning en stroomsterkte
Proef
Wat heb je nodig?
• regelbare spanningsbron;
• voltmeter;
• ampèremeter;
• schakelaar;
• 6 snoeren;
• 1,5 m rechte of opgewikkelde constantaandraad
met diameter 0,2 mm.
Hoe ga je te werk?
1 Zet de spanning op nul en maak de opstelling.
2 Vergroot de spanning met kleine stappen.
Neem die stappen klein genoeg zodat de stroomsterkte
niet groter wordt dan 100 mA.
Lees de spanning en de stroomsterkte af en noteer
ze in de tabel.
71

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 72
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
72
3 Bereken de verhoudingen
U
en noteer ze in de tabel.
I
U (V)
I (A)
U V
I ( A)
Besluit uit de tabel:
Evaluatie
Is de verhouding U altijd even groot?
I
Indien dit niet zo is, geef dan hiervoor een mogelijke verklaring.
3.3 Definitie en eenheid van weerstand
spanning
We noemen de verhouding de weerstand.
stroomsterkte
Het symbool van weerstand is R.
Met symbolen:
Daaruit volgt:
R =
eenheid U
eenheid R =
eenheid I
1V
=
1A
V
= 1 = 1 ohm = 1 Ω
A
U
I
We noemen die eenheid de ohm. Het symbool voor de ohm is 1 .
V
Met symbolen: 1 =1 . Dit lees je als “één volt per ampère”.
A
De ohm is de weerstand tussen 2 punten van een stroomkring waartussen een spanning
heerst van 1 volt als er tussen die punten een stroom loopt van 1 ampère.
De weerstand tussen 2 punten kan rechtstreeks gemeten worden met een ohmmeter.
Opgave
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
Hoeveel bedraagt de weerstand van de constantaandraad uit de proef?
Wanneer de waarden van U onderling verschillen, bereken je hiervan de gemiddelde waarde.
I

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 73
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
3.4 Wet van Ohm
U
Uit R = volgt: U = R · I
I
De spanning tussen 2 punten is gelijk aan het product van de weerstand tussen die 2 punten
en de stroomsterkte tussen die 2 punten.
Dit is de wet van Ohm.
Opgave
Teken het (I,U)-diagram. Gebruik de resultaten uit de tabel van de proef. Zie hiervoor de bijlage.
Hoort het koppel (0,0) ook tot het diagram?
Gebruik een lat om de best passende rechte te tekenen!
Wanneer het verband tussen 2 grootheden in een diagram wordt weergegeven met een rechte door
de oorsprong (0,0) dan zijn die grootheden recht evenredig met elkaar.
Uit het diagram kan je dus besluiten:
De stroomsterkte is
Met symbolen: I ~ U
Dit betekent dat als U verdubbelt, ook I
Als U driemaal groter wordt, zal I
73

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 74
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
74
Dit betekent ook dat de verhouding van de spanning tot de stroomsterkte constant is, en dat de
verhouding van de stroomsterkte tot de spanning eveneens constant is.
De constante verhouding van de spanning tot de stroomsterkte noemen we de
Keuzeproef 1
Vervang in de opstelling de constantaandraad door
een gloeilampje.
Herneem de metingen, vul de tabel in en teken het
(I,U)-diagram.
U (V)
I (A)
U V
I ( A)
Besluit uit de tabel:
Besluit uit het diagram:
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
Het (I,U)-diagram is een / geen rechte door de oorsprong (0,0). Daaruit volgt dat de weerstand
van het gloeilampje constant / niet constant is.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 75
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Keuzeproef 2
Vervang in de opstelling de constantaandraad door
een bekerglas met zout water waarin je 2 metalen
spijkers dompelt.
Herneem de metingen, vul de tabel in en teken het
(I,U)-diagram.
U (V)
I (A)
U V
I ( A)
Besluit uit het diagram:
Het (I,U)-diagram is een / geen rechte door de oorsprong (0,0).
Daaruit volgt dat de weerstand van een zoutoplossing constant / niet constant is.
75

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 76
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
76
Opgaven
1 In de handel kan je een PTC-weerstand, een NTC-weerstand, een LDR-, VDR- of MDR-weerstand
kopen. Zoek de betekenis van die woorden op, op het internet.
2 Op een lamp staat 1,5 V; 0,10 A . Dit wil zeggen dat over deze lamp ten hoogste een spanning
van 1,5 V mag staan en dat de stroomsterkte dan 0,10 A bedraagt.
Bereken de weerstand van die lamp.
Gegeven:
Gevraagd:
Oplossing:
3 Doorheen een strijkijzer met een weerstand van 153 Ω loopt een stroom van 1,5 A.
Bereken de spanning over dat strijkijzer.
Gegeven:
Gevraagd:
Oplossing:
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 77
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
SAMENVATTING: Weerstand en de wet van Ohm
Studieschema
1 Verband tussen spanning en stroomsterkte
• proef: spanning en stroomsterkte bij een constantaandraad; besluit
2 Definitie en eenheid van weerstand
3 Wet van Ohm
• formuleer de wet met woorden en met symbolen
• (I,U)-diagram; besluit
• keuzeproef 1: spanning en stroomsterkte bij een gloeilamp; besluit
• keuzeproef 2: spanning en stroomsterkte bij een zoutoplossing; besluit
Wat moet je weten?
spanning
1 We noemen de verhouding de weerstand.
stroomsterkte
Het symbool van weerstand is R.
Met symbolen: R = U
I
De eenheid van weerstand is de ohm. Het symbool voor de ohm is 1 Ω .
V
1 Ω = 1 . Dit lees je als “één volt per ampère”.
A
De ohm is de weerstand tussen 2 punten van een stroomkring waartussen een spanning heerst
van 1 volt als er tussen die punten een stroom loopt van 1 ampère.
2 De wet van Ohm:
U = R · I
De spanning tussen 2 punten is gelijk aan het product van de weerstand tussen die 2 punten
en de stroomsterkte tussen die 2 punten.
Wat moet je kunnen?
1 De stroomsterkte door een apparaat en de spanning over dat apparaat meten en hieruit de weerstand
van dat apparaat berekenen.
2 Uit een diagram afleiden dat de verhouding van 2 grootheden constant is.
3 De wet van Ohm toepassen op eenvoudige gevallen.
Nieuwe begrippen en woorden
ohm wet van ohm
ohmmeter recht evenredig
77

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 78
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
78
Extra vragen en oefeningen
1 Zoek op wie Volta, Ampère en Ohm waren.
2 De gloeidraad van een lamp heeft een weerstand van 529 Ω. Bereken de stroomsterkte in die
lamp wanneer hij aangesloten is op het lichtnet.
3 De bliksem is een kortstondige en zeer grote elektrische stroom tussen een wolk en het aardoppervlak,
of tussen 2 plaatsen in de onweerswolk. Bereken de weerstand van de vochtige lucht
wanneer een bliksem een stroomsterkte heeft van 12 500 A en de spanning tussen de wolk en de
aarde 20 000 000 V bedraagt.
4 Het koetswerk van een auto wordt vervaardigd door de verschillende onderdelen aan elkaar te
puntlassen. Bij elektrisch puntlassen loopt er een stroom van 1,25 kA in de stroomkring. Bereken
de spanning wanneer de weerstand van die stroomkring 1,80 mΩ bedraagt.
Notities
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 79
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
4 Serieschakeling en parallelschakeling
4.1 Serie- en parallelschakelingen in de woning
Kan de mixer nog werken wanneer de stekker van de
fruitperser uit het stopcontact wordt getrokken?
Hoe zijn die apparaten dan geschakeld?
Vier apparaten zijn aangesloten op dit verdeelblok. De
schakelaar staat op de toevoerleiding. Hoeveel apparaten
werken nog wanneer die schakelaar uit is?
Is die schakelaar dan parallel of in serie geschakeld?
Ingewikkelde verdeelborden en elektronische toestellen
zijn opgebouwd uit een combinatie van parallelschakelingen
en serieschakelingen.
79

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 80
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
4.2 Serieschakeling
80
Proef: Stroomsterkte bij serieschakeling
Wat heb je nodig?
• spanningsbron;
• 2 gelijke lampjes: L 1 en L 2 van b.v. 1,5 V;
• 1 lampje: L 3 van een andere spanning,
b.v. 6 V;
• ampèremeter;
• schakelaar;
• 5 snoeren.
Proef 1
Hoe ga je te werk?
1 Maak opstelling a.
De 2 gelijke lampjes zijn in serie geschakeld.
Meet I:
Draai L 1 los.
Waarneming
Draai L 1 terug vast en L 2 los.
Waarneming
Open de stroomkring.
Besluit
Wanneer 1 lamp bij een serieschakeling van lampen los zit of stuk is, branden de andere lampen
2 Maak opstelling b. Meet I:
3 Maak opstelling c. Meet I:
Besluit
De stroomsterkte is in de opstelling a, b en c even groot / verschillend.
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
We trachten een mogelijke verklaring of hypothese te vinden voor dit besluit.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 81
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Hypothese
De stroomsterkte is in de 3 opstellingen gelijk omdat die opstellingen 2 identieke lampjes bevatten.
We kunnen deze hypothese controleren door in de 3 opstellingen 2 verschillende lampjes te gebruiken.
Is die hypothese juist, dan moeten de gemeten stroomsterkten van elkaar verschillen.
Meet je echter opnieuw 3 even grote stroomsterkten, dan is die hypothese fout!
Proef 2
Hoe ga je te werk?
1 Maak opstelling d.
Meet I:
Open de stroomkring.
2 Maak opstelling e.
Meet I:
Open de stroomkring.
3 Maak opstelling f.
Meet I:
Open de stroomkring.
Besluit
De stroomsterkte is in de opstelling d, e en f
even groot / verschillend.
De hypothese is dus juist / fout.
BESLUIT
Bij een serieschakeling is de stroomsterkte voor, tussen of achter de apparaten
81

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 82
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
82
Evaluatie
Indien je kleine verschillen in stroomsterkte hebt gevonden, tracht dit te verklaren.
Heb je het besluit zelf kunnen vaststellen?
Wat vonden de andere groepen?
Opgave
Verklaar deze wet.
Vergelijk in volgende modellen de elektronenstroom met een waterstroom en met een stroom van
voertuigen op een autosnelweg.
Waterstroom:
Voertuigen:
Elektronen:
I
I
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
I

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 83
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
4.3 Parallelschakeling
Proef: Stroomsterkte bij parallelschakeling
Wat heb je nodig?
• spanningsbron;
• 2 verschillende lampjes: L 1 en L 3 van bv. 1,5 V en
6 V;
• ampèremeter;
• schakelaar;
• 7 snoeren.
Hoe ga je te werk?
1 Maak opstelling a.
De 2 verschillende lampjes zijn parallel geschakeld.
Meet I:
2 Draai L 1 los.
Waarneming
Draai L 1 terug vast en L 3 los.
Waarneming
Open de stroomkring.
Besluit
Wanneer 1 lamp bij een parallelschakeling van
lampen los zit of stuk is, branden de andere lampen
.
3 Maak opstelling b. Meet I 1 :
Maak opstelling c. Meet I 2 :
Maak echter opstelling d indien je over 3 ampèremeters
beschikt. Gebruik dan 8 snoeren.
I 1 + I 2 = +
=
Vergelijk deze waarde met de waarde van I:
I
I
I
I
I
83

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 84
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
84
BESLUIT
Bij een parallelschakeling is de stroomsterkte in het onvertakte deel GELIJK AAN / GROTER
DAN / KLEINER DAN de som van de stroomsterkten in de paralleltakken.
Evaluatie
Indien je kleine verschillen in stroomsterkte hebt gevonden, tracht dit te verklaren.
Heb je het besluit zelf kunnen vaststellen?
Wat vonden de andere groepen?
Opgave
Verklaar deze wet.
Vergelijk in volgende modellen de elektronenstroom met een waterstroom en met een stroom van
voertuigen op een autosnelweg.
Waterstroom:
Voertuigen:
Elektronen:
I
I
I
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 85
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
4.4 Spanning bij serie- en parallelschakeling
Proef: Spanning bij serieschakeling
Wat heb je nodig?
• spanningsbron;
• 2 verschillende lampjes: L 1 en L 2 van bv. 1,5 V en
6 V;
• voltmeter;
• schakelaar;
• 8 snoeren.
Hoe ga je te werk?
1 Maak achtereenvolgens de opstelling a, b en c.
Maak meteen d indien je over 3 voltmeters
beschikt; gebruik dan 11 snoeren.
2 Meet de spanningen.
Meet U:
Meet U 1 :
Meet U 2 :
U 1 + U 2 = +
=
Vergelijk deze waarde met de waarde van U
BESLUIT
Bij een serieschakeling van apparaten is de
spanning over het geheel GELIJK AAN /
GROTER DAN / KLEINER DAN de som van de
spanningen over elk apparaat.
Evaluatie
Indien je kleine verschillen tussen U en U 1 + U 2
hebt gevonden, tracht dit te verklaren:
Heb je het besluit zelf kunnen vaststellen?
85

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 86
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
86
Wat vonden de andere groepen?
Proef: Spanning bij parallelschakeling
Wat heb je nodig?
• spanningsbron;
• 2 verschillende lampjes: L 1 en L 2
van b.v. 1,5 V en 6 V;
• voltmeter;
• schakelaar;
• 8 snoeren.
Hoe ga je te werk?
1 Maak achtereenvolgens opstelling e,
f en g.
Maak meteen h indien je over 3 voltmeters
beschikt; gebruik dan
11 snoeren.
2 Meet de spanningen.
Meet U 1 :
Meet U 2 :
Meet U:
Vergelijk deze 3 waarden met elkaar:
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
BESLUIT
Bij een parallelschakeling van apparaten is de spanning over de spanningsbron
GELIJK AAN / GROTER DAN / KLEINER DAN de spanning over elk apparaat.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 87
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Evaluatie
Indien je kleine verschillen in stroomsterkte hebt gevonden, tracht dit te verklaren.
Heb je het besluit zelf kunnen vaststellen?
Opgaven
1 Een kerstboomverlichting bestaat uit een serieschakeling van 100 identieke lampjes en wordt
aangesloten op de netspanning van 230 V. Bereken de spanning over elk lampje.
Wanneer een lampje doorbrandt, wordt dit lampje automatisch kortgesloten zodat de kerstverlichting
blijft branden. Wat wordt de spanning over elk lampje, wanneer er 15 doorgebrand zijn?
Je beschikt over reservelampjes van 2 V, 2,5 V en 3 V. Welke soort lampjes gebruik je dan best
om de kapotte lampjes te vervangen?
2 Ook spanningsbronnen kunnen in serie of parallel geschakeld worden:
Deze zaklamp bevat een lampje van 3 V, 2 batterijtjes van
1,5 V en een schakelaar.
Die 2 batterijtjes zijn parallel / in serie geschakeld.
Hierbij is de pluspool van de ene batterij verbonden met de
plus- / min-pool van de andere batterij.
De spanning van de serieschakeling van spanningsbronnen
is dan gelijk aan de som van
Teken het schema van deze schakeling.
87

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 88
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
88
3 Een auto met een lege accu kan opnieuw gestart worden
met de accu met dezelfde spanning van een tweede auto.
Die 2 accu’s moeten dan parallel / in serie geschakeld
worden.
Hierbij is de pluspool van de ene batterij verbonden met de
pluspool / minpool van de andere batterij.
Teken het schema van deze schakeling.
4.5 Gemengde schakeling
Een gemengde schakeling is een combinatie van serie- en parallelschakelingen.
In de elektronica gebruikt men dikwijls gemengde schakelingen.
Deze 2 foto’s tonen (links) de voorzijde en (rechts) de achterzijde
van een kleine elektronische module. De verschillende onderdelen
zijn gesoldeerd op een dunne plaat (printplaat of gedrukte schakeling).
Aan de achterzijde zie je de geleidende banen van de
gemengde schakeling.
De elektrische binnenhuisinstallatie bestaat eveneens uit gemengde
schakelingen.
Schema van een verlichtingshoofdkring:
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
- Schakelaar S 1 staat in serie met lamp
- S 2 staat in serie met lamp
- S 3 staat in serie met de parallel geschakelde
lampen
- De drie verlichtingstakken met de schakelaars
S 1 , S 2 en S 3 staan in serie / parallel met elkaar
en staan in één hoofdkring.
- De zekeringen staan in serie / parallel met de
hoofdkring.

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 89
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Opgaven
1 Twee parallelschakelingen staan in
serie met elkaar.
Alle lampen zijn identiek.
In het onvertakte deel van de stroomkring
loopt een stroom van 1,2 A.
Noteer op het schema de stroomsterkte
in elk lampje.
2 Bij dezelfde gemengde schakeling bedraagt
de spanning van de bron 9 V
en de spanning over de linkse parallelschakeling
3 V. Noteer op het schema
de spanning over elk lampje.
3 Deze gemengde schakeling bevat verschillende
soorten lampjes.
Gegeven:
- de spanning van de bron;
- de spanning over enkele lampjes;
- de totale stroomsterkte;
- de stroomsterkte doorheen enkele
lampjes.
Noteer op het schema de ontbrekende
spanning en/of stroomsterkte bij elk
lampje.
4 Noteer op het schema de ontbrekende
spanning en/of stroomsterkte bij elk
lampje, bij het apparaat en bij de spanningsbron.
89

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 90
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
90
SAMENVATTING: Serieschakeling en parallelschakeling
Studieschema
1 Serieschakeling
• proef: stroomsterkte bij serieschakeling
- proef 1 + besluit
- hypothese
- proef 2 + besluit
- algemeen besluit
2 Parallelschakeling
• proef: stroomsterkte bij parallelschakeling; besluit
3 Spanning bij serie- en parallelschakeling
• proef: spanning bij serieschakeling; besluit
• proef: spanning bij parallelschakeling; besluit
4 Gemengde schakeling
Wat moet je weten?
1 Bij een serieschakeling is de stroomsterkte voor, tussen of achter de apparaten even groot.
2 Bij een parallelschakeling is de stroomsterkte in het onvertakte deel gelijk aan de som van de
stroomsterkten in de paralleltakken.
3 Bij een serieschakeling van apparaten is de spanning over het geheel gelijk aan de som van de
spanningen over elk apparaat.
4 Bij een parallelschakeling van apparaten is de spanning over de spanningsbron gelijk aan de
spanning over elk apparaat.
Wat moet je kunnen?
1 Een leerlingenproef uitvoeren. Uit de meetresultaten besluiten trekken en die meetresultaten
evalueren.
2 De wetten van serie- en parallelschakeling verklaren.
Nieuwe begrippen en woorden
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK
serieschakeling parallelschakeling gemengde schakeling

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 91
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK DEEL 1 ELEKTRICITEIT
Extra vragen en oefeningen
1 Door een strijkijzer loopt een stroom van 4,5 A. Op dezelfde stroomkring met 8 stopcontacten en
beveiligd op 16 A, staat nog een elektrisch verwarmingsapparaat ingeschakeld waar een stroom
van 10 A door loopt. Je verbindt nu nog een broodrooster met een van die stopcontacten.
Wanneer je de broodrooster aan zet, schakelt de beveiligingsautomaat uit en vallen alle toestellen
zonder stroom. Verklaar dit. Geef een ondergrens voor de stroomsterkte door de broodrooster.
2 De beveiligingsautomaat van een stroomkring met 6 stopcontacten schakelt uit wanneer de
stroomsterkte 20 A bedraagt. Hoeveel elektrische verwarmingstoestellen mag je op die kring aansluiten,
wanneer elk verwarmingstoestel een weerstand van 100 Ω bezit en de netspanning 230 V
bedraagt.
3 Midden in de woestijn heb je pech. De 12 V batterij van je auto is stuk en voor het uitzenden van
een noodsignaal beschik je alleen over een radiozender die op 12 V werkt. Je vindt in je auto
2 zaklampen die op 6 V werken en 3 snoeren. In die zaklampen zitten batterijtjes van 1,5 V. Hoe
kan je toch een noodsignaal uitzenden?
Teken een schema.
4 Een verlichtingshoofdkring bevat:
• 1 beveiligingsautomaat;
• 4 lampen + 1 schakelaar in nachthal;
• 1 lamp + 1 schakelaar in slaapkamer 1;
• 2 maal 1 lamp + schakelaar in slaapkamer 2.
Teken het schema van deze gemengde schakeling.
5 Ontwerp een gemengde schakeling voor je studeerkamer waarbij je:
• je bureaulamp met schakelaar 1 altijd kan aansteken of doven;
• je computer en kleurendrukker met schakelaar 2 steeds samen worden aangezet;
• je scanner slechts kan aangezet worden met schakelaar 3 wanneer schakelaar 2 aan staat.
6 Bepaal voor elk apparaat in deze
stroomkring de spanning en/of
stroomsterkte en/of weerstand.
Gebruik ook de wet van ohm.
Ω
Ω
91

02 Impuls WW Elektriciteit.qxp 8/5/06 10:21 PM Pagina 92
DEEL 1 ELEKTRICITEIT
92
Notities
IMPULS WETENSCHAPPELIJK WERK