Proef 2M 6.7 Parallelschakelingen

6 februari

Doel van de proef: de leerlingen weten wat bedoeld wordt met ‘parallelschakeling’ van twee lampjes of weerstanden. Ze weten dat de spanning over twee parallel geschakelde lampjes (of weerstanden) L1 en L2 gelijk is aan de spanning van het spanningskastje. Ze weten dat de stroom door L1 en L2 samen gelijk is aan de stroom in de stroomkring. Ze kunnen de vervangingsweerstand van twee weerstanden berekenen uit metingen en deze in verband brengen met de formule voor de vervangingsweerstand.

Benodigdheden (uit de lestrolley):

  • Spanningskastje
  • Twee gelijke lampjes (bijvoorbeeld 12V; 0,25A) en een ander lampje (zelfde max. spanning, bijv. 12V; 0,5A) in lampvoetjes
  • Twee gelijke weerstanden, bijv. 47 ohm; één andere weerstand (bijv. 27 ohm)
  • Voltmeter en ampèremeter
  • Aansluitsnoeren en krokodilklemmen

Uitvoering:

Oriëntatie 1: maak een parallelschakeling met twee gelijke lampjes L1 en L2 (zie foto). Toon ook de schematische tekening. Zet de spanning van het spanningskastje op max. 12V en zet die aan. Laat zien dat L1 en L2 even fel branden. Meet ter verklaring de stroom door L1, door L2 en door L1 en L2 samen. Laat zien dat L2 even fel blijft branden als je L1 losdraait.

Oriëntatie 2: Vervang L2 door een ongelijk lampje L3 en herhaal de proef. Verklaar waarom L3 feller brandt dan L1: zelfde spanning, grotere stroom.

Meting 1: Maak een parallelschakeling met twee gelijke weerstanden R1 en R2. Meet de stroom door R1, door R2 en door R1 en R2 samen en meet de spanning over de twee weerstanden. Bereken daarmee de weerstandswaarden van R1 en R2 afzonderlijk. Meet die ook van R1 en R2 samen (vervangingsweerstand). Laat zien waarom de vervangingsweerstand maar de helft is van R1: de stroom is 2x zo groot.

Meting 2: Vervang R2 door een ongelijke weerstand R3 en herhaal de meting. Laat ook zien dat de vervangingsweerstand kleiner is dan zowel R1 als R3.

Uitbreiding: demonstreer een parallelschakeling 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:

 

parallelschakeling

in woorden

in formulevorm

spanningen over R1 en R2

gelijk

V1 = V2

stromen door R1 en R2

optellen

I = I1 + I2

vervangingsweerstand

Rv kleiner dan R1 en R2

1/Rv = 1/R1 + 1/R2

Dit overzicht kan naast het overzicht voor de serieschakeling gezet worden om de verschillen te laten zien.

Leswerk