Lampjes in serie
Yasir stelde deze vraag op 21 juni 2015 om 21:15.Ik was bezig met het oplossen van een oude opgave maar kwam er niet uit.
Kunnen jullie mij helpen?
Vraag luidt?
Je beschikt over twee lampjes: een lamp L1 (3,0 V; 0,15 A)
en een lamp L2 (6,0 V, 0,10 A).
-Leg uit of je deze twee lampjes in serie aan kunt sluiten op een spanningsbron van 9,0 V, waarbij ze beiden op de juiste spanning branden.
Je sluit de twee lampjes in serie aan op een regelbare spanningsbron en verhoogt de spanning langzaam. Terwijl het ene lampje eigenlijk al fel brandt, heeft de andere duidelijk nog niet de maximale lichtsterkte.
- Leg uit welk lampje als eerste de maximale lichtsterkte geeft.
Je mag nog een weerstand in je schakeling opnemen om ervoor te zorgen dat beide lampjes op een spanning van 9,0 V branden.
- Teken de schakeling met de extra weerstand.
- Bereken de grootte van de weerstand.
Alvast heel erg bedankt.
Reacties
Jan van de Velde
op
21 juni 2015 om 22:04
dag Yasir,
Ik zou deze set vragen voor je kunnen uitwerken, maar da's vast niet de bedoeling.
Vertel eens, waar zit je eigenlijke probleem? Begin eens "hardop" te denken, dan denken we met je mee.
Groet, Jan
Ik zou deze set vragen voor je kunnen uitwerken, maar da's vast niet de bedoeling.
Vertel eens, waar zit je eigenlijke probleem? Begin eens "hardop" te denken, dan denken we met je mee.
Groet, Jan
Yasir
op
22 juni 2015 om 08:41
Hallo Jan,
Ik dacht dat je ze in serie kon inschakelen. Want in een serieschakeling wordt de spanning verdeeld over apparaten maar de stroomsterkte blijft gelijk en dan vraag ik me af wat er met de stroom gaat gebeuren? Want Lamp1 3,0 V; 0,15 A en lampje 2 6,0V ; 0,10 A. Gaat over beide lampen dan 0,10 A lopen?
Met 2de vraag denk ik dat het lampje 1 eerder feller zal branden. Hij krijgt als eerst 3,0 V en Lampje2 moet nog tot 6 V.
Bij de derde vraag denk ik dat ik de weerstand parallel over de lampen zal aansluiten. Ben ik goed op weg?
Groet, Yasir
Ik dacht dat je ze in serie kon inschakelen. Want in een serieschakeling wordt de spanning verdeeld over apparaten maar de stroomsterkte blijft gelijk en dan vraag ik me af wat er met de stroom gaat gebeuren? Want Lamp1 3,0 V; 0,15 A en lampje 2 6,0V ; 0,10 A. Gaat over beide lampen dan 0,10 A lopen?
Met 2de vraag denk ik dat het lampje 1 eerder feller zal branden. Hij krijgt als eerst 3,0 V en Lampje2 moet nog tot 6 V.
Bij de derde vraag denk ik dat ik de weerstand parallel over de lampen zal aansluiten. Ben ik goed op weg?
Groet, Yasir
Theo de Klerk
op
22 juni 2015 om 09:43
Het leuke van lampjes waarvan maximaal toegestane (en feitelijk de enige goedwerkende combinatie van) spanning en stroom bekend zijn, is dat je de weerstand kunt berekenen. En dus de serieweerstand en dus de stroom die door beide gaat lopen zoals je terecht aangeeft. En dan zie je of die stroom niet te hoog wordt voor een van de lampjes...
De spanning is verder niet iets als de stroom. Er gaat niet eerst 3V door een lampje. Er staat 3V over een lampje a.g.v. de stroom door en weerstand van het lampje.
De spanning is verder niet iets als de stroom. Er gaat niet eerst 3V door een lampje. Er staat 3V over een lampje a.g.v. de stroom door en weerstand van het lampje.
Yasir
op
22 juni 2015 om 10:11
Hallo Theo,
Bedankt voor je uitleg. Ik begrijp nu de vraag beter.
Groet,
Yasir
Bedankt voor je uitleg. Ik begrijp nu de vraag beter.
Groet,
Yasir
Jan
op
22 juni 2015 om 10:15
oftewel, bereken eerst eens de weerstand van elk lampje onder zijn ideale werkomstandigheden (bijv 3V 0,15 A ==> R= 3:0,15 = 20Ω)
Hoe wordt totale spanning verdeeld over twee serieweerstanden?
bereken dan eens, als je 9V op de serie zet, hoeveel V valt er dan over lamje 1 resp lampje 2?
Hoe wordt totale spanning verdeeld over twee serieweerstanden?
bereken dan eens, als je 9V op de serie zet, hoeveel V valt er dan over lamje 1 resp lampje 2?
Yasir
op
22 juni 2015 om 10:33
Hallo Jan,
Totale weerstand wordt dan 80 ohm en als ik de I daarmee bereken kom ik op 0,11 A (afgerond) uit. Dat is dan groot voor L2.
Moet ik de spanning met 0,11 A berekenen?
Totale weerstand wordt dan 80 ohm en als ik de I daarmee bereken kom ik op 0,11 A (afgerond) uit. Dat is dan groot voor L2.
Moet ik de spanning met 0,11 A berekenen?
Theo de Klerk
op
22 juni 2015 om 11:31
Ja. Want dat is de stroom. En met 60Ω wordt U=60x0,11=6,6 V en dat is meer dan de 6V waarvoor de lamp optimaal werkt.
Jan
op
22 juni 2015 om 12:38
maar de 2,4 V die dan overblijft is te weinig voor dat 3V lampje.....
Theo de Klerk
op
22 juni 2015 om 12:51
De andere lamp zal inderdaad U = I.R = 0,11 x 20 = 2,2 V zijn.
Hier zien we ook het probleem van tussentijds afronden want 2,2 + 6,6 = 8,8 V en we missen 0,2 V...
Lamp 1: 3,0 V 0,15 A: R = 20 Ω
Lamp 2: 6,0 V 0,10 A: R = 60 Ω
Rserie = 20 + 60 = 80 Ω
I = U/Rserie = 9,0/80 = 0,1125 A
U1 = IR1 = 0,1125 x 20 = 2,250 V = 2,3 V (afgerond)
U2 = IR2 = 0,1125 x 60 = 6,750 V = 6,8 V (afgerond)
Onafgerond de spanning controleren:
U1 + U2 = U = 9,000 V = 9,0 V
De 2,3 V die overblijft voor lamp 1 die pas bij 3,0 V goed werkt, is te weinig: deze lamp zal dus slechter werken (minder goed branden, wel veel langer meegaan omdat de gloeidraad onvoldoende heet wordt). Als de lamp een motortje was geweest of een spaarlamp, dan had die misschien helemaal niet gewerkt omdat wellicht 3V een drempelspanning is waaronder de constructie helemaal niet werkt).
Hier zien we ook het probleem van tussentijds afronden want 2,2 + 6,6 = 8,8 V en we missen 0,2 V...
Lamp 1: 3,0 V 0,15 A: R = 20 Ω
Lamp 2: 6,0 V 0,10 A: R = 60 Ω
Rserie = 20 + 60 = 80 Ω
I = U/Rserie = 9,0/80 = 0,1125 A
U1 = IR1 = 0,1125 x 20 = 2,250 V = 2,3 V (afgerond)
U2 = IR2 = 0,1125 x 60 = 6,750 V = 6,8 V (afgerond)
Onafgerond de spanning controleren:
U1 + U2 = U = 9,000 V = 9,0 V
De 2,3 V die overblijft voor lamp 1 die pas bij 3,0 V goed werkt, is te weinig: deze lamp zal dus slechter werken (minder goed branden, wel veel langer meegaan omdat de gloeidraad onvoldoende heet wordt). Als de lamp een motortje was geweest of een spaarlamp, dan had die misschien helemaal niet gewerkt omdat wellicht 3V een drempelspanning is waaronder de constructie helemaal niet werkt).
Theo de Klerk
op
22 juni 2015 om 13:03
Bij je tweede vraag weet je alvast dat de weerstanden 20Ω en 60Ω zijn, tezamen 80Ω en R1 dus 20/80=1/4 en R2=60/80=3/4 deel van de totale spanning zal krijgen. Als je een spanningsbron langzaam opdraait dan zal de stroom ook langzaam toenemen (I = U/R1+2 waarbij U toeneemt) en de vraag wordt dan "voor welke lamp i zal Ui = I.Ri het eerst de gewenste spanning van 3,0 of 6,0 V bereiken"? Bij bijv een spanning bij de bron van 4 V zullen over de weerstanden van de lampjes resp. 1/4 x 4 = 1 V en 3/4 x 4 = 3 V staan.
Yasir
op
23 juni 2015 om 08:52
Hallo Theo,
Bedankt voor je uitleg, ik kan er nu mee verder.
Yasir
Bedankt voor je uitleg, ik kan er nu mee verder.
Yasir
