Proef 2M 6.6 Serieschakelingen

6 februari

Doel van de proef: de leerlingen weten wat bedoeld wordt met ‘serieschakeling’ van twee lampjes of weerstanden. Ze weten dat de stroom door de twee lampjes (of weerstanden) L1 en L2 gelijk is en dat de spanning over L1 en L2 samen gelijk is aan de spanning over L1 plus de spanning over L2. Ze kunnen de vervangingsweerstand van twee lampjes of twee weerstanden uit metingen berekenen.

Benodigdheden (uit de lestrolley):

  • Spanningskastje
  • Twee lampjes (12V; 0,25A) en een lampje (12V; 0,5A); in lampvoetjes
  • Twee weerstanden 27ohm; één weerstand 47 ohm
  • Voltmeter en ampèremeter
  • Aansluitsnoeren en krokodilklemmen

Uitvoering:

Oriëntatie 1: maak een serieschakeling met twee gelijke lampjes L1 en L2 (zie foto). Laat een schematische tekening van de opstelling maken. Stel de spanning van het spanningskastje in op ongeveer 12V. Laat zien dat beide lampjes uit gaan als je er één losdraait. Bespreek dat de lampjes veel minder fel branden dan één lampje op dezelfde spanning. Meet ter verklaring de spanning over L1, over L2 en over L1 en L2 samen.

Oriëntatie 2: Vervang L2 door een ongelijk lampje L3 en herhaal de proef. Meet ter verklaring nu ook de stroom door L1 en door L3 (gelijk!). Verklaar waarom de spanning over L3 kleiner is dan over L1: L3 heeft een kleinere weerstand dan L1.

Meting 1: Maak een serieschakeling met twee gelijke weerstanden R1 en R2. Meet de stroom in de stroomkring en meet de spanning over R1, over R2 en over R1 en R2 samen. Bereken daarmee de weerstandswaarden van R1, R2 en van R1 en R2 samen (vervangingsweerstand).

Meting 2: Vervang R2 door een ongelijke weerstand R3 en herhaal de meting. Laat ook zien dat de vervangingsweerstand Rv = R1 + R3.

Uitbreiding: demonstreer een serieschakeling van 3 weerstanden. Vraag de leerlingen hoe het nu zal zitten met de stroom door en de spanningen over de weerstanden en met de (formule voor) de vervangingsweerstand.

Overzicht:

 

serie schakeling

in woorden

in formulevorm

spanningen over R1 en R2

optellen

V = V1 + V2

stromen door R1 en R2

gelijk

I1 = I2

vervangingsweerstand

R1 en R2 optellen

Rv = R1 + R2

 

Leswerk