Proef 2M 6.8 Twee combinaties van serie- en parallelschakeling

6 februari

Doel van de proef: de leerlingen kunnen zowel de schematische tekening als de werkelijke schakeling van een combinatieschakeling van 3 lampjes ‘lezen’. Ze kunnen beredeneren wat er gebeurt als je een bepaald lampje in de schakeling losdraait.

Benodigdheden (uit de lestrolley):

  • Spanningskastje
  • Drie gelijke lampjes (bijvoorbeeld 12V; 0,25A) in lampvoetjes
  • Aansluitsnoeren en krokodilklemmen

Uitvoering 1. Combinatie van een lampje L1 parallel met twee in-serie-geschakelde lampjes L2 en L3

Maak de bovenstaande schakeling en laat de leerlingen er de schematische tekening bij maken.

Merk op dat het drie gelijke lampjes zijn, maar dat L2 en L3 minder fel branden dan L1. Vraag een leerling om een verklaring (over L2 en L3 samen staat dezelfde spanning als over L1. Dus over L2 en L3 afzonderlijk staat maar de helft van die spanning).

Benoem dat L2 en L3 in serie geschakeld zijn en dat L1 parallel staat aan deze twee.

Laat de leerlingen vervolgens voorspellen wat er zal gebeuren met de felheid van de lampjes als je L1 of L2 of L3 uitschakelt. Laat hen zien wat er gebeurt, zie de tabel:

actie: losdraaien

gevolg

gaat uit

blijft aan

L1

-

L1 en L2

L2

L3

L1

L3

L2

L1

Merk op dat de lampjes die blijven branden vrijwel even fel blijven branden. Laat zien dat dat komt omdat er steeds dezelfde spanning over die lampjes blijft staan.

Uitvoering 2. Combinatie van lampje L1 in serie met de parallelgeschakelde lampjes L2 en L3

Maak de afgebeelde schakeling en teken er de schematische tekening bij.

Merk op dat het drie gelijke lampjes zijn, maar dat L2 en L3 minder fel branden dan L1. Vraag een leerling om een verklaring (De helft van de stroom door L1 gaat door L2; de andere helft gaat door L3).

Benoem dat L2 en L3 parallel geschakeld zijn en dat L1 in serie staat aan deze twee.

Laat de leerlingen vervolgens voorspellen wat er zal gebeuren met de lampjes (aan of uit) als je L1 of L2 of L3 uitschakelt. In onderstaande tabel staat wat het gevolg is van het losdraaien.

Merk op dat er bij het losdraaien van L1 of L2 ook wat gebeurt met de felheid van de lampjes.

 

actie: losdraaien

gevolgen

gaat uit

blijft aan

verandering van felheid

L1

L1 en L2

-

 

L2

-

L1 en L3

L1 zwakker; L3 feller, zò dat L1 en L3 even fel zijn

L3

-

L1 en L2

L1 zwakker; L2 feller, zò dat L1 en L2 even fel zijn

Bij het verklaren van veranderingen in deze schakeling is het het beste eerst te kijken wat er met de stroom in de kring als geheel gebeurt. Bij het losdraaien van L1 wordt de stroomkring onderbroken en loopt er dus geen stroom meer.

Bij het losdraaien van L2 blijft de stroomkring gesloten: L1 en L3 staan dan in serie en branden even fel. De stroom door L1 is kleiner geworden (minder fel branden) omdat de stroom door L2 is weggevallen. Daardoor is de spanning over L1 volgens V = I.R afgenomen. Omdat L1 en L3 in serie staan ondervinden ze samen de spanning van het spanningskastje. De lagere spanning over L1 leidt zo tot een hogere spanning over L3 (feller branden). Netto resultaat: L1 en L3 branden even fel.

Leswerk