Bij b): slechts 1 lampje aan de batterij of alle lampjes in serie aan de batterij?

Bij een lamp op de batterij aangesloten zal de lamp snel doorbranden (max 6V is gezond voor hem, de batterij levert bijna 9V, de maximale stroom door een lampje is uit P = U.I=2,1 W te bepalen, waarna de weerstand ook bekend is: R = U/I ).
Bij alles in serie: bereken de totale weerstand van lampjes + inwendige weerstand van de batterij en bepaal de stroom met de Wet van Ohm: U= I.R_totaal.

c:) lampjes branden "normaal" als er 6V spanningsval is en de berekende stroom erdoorheen gaat (P=U.I=2,1 W).
De batterij levert 9 V dus is de kunst een schakeling te bedenken waar eerst 3V "afvalt" en de resterende 6V kan dan parallel over de lampjes worden geplaatst.

d) Het geleverde vermogen = het opgenomen vermogen. Als je de totale stroomsterkte kunt bepalen dan is P = U.I  en anders is P de som van de vermogens opgenomen door elk lampje in de schakeling (2,1 W per stuk) plus wat aan vermogen over de interne weerstand van de batterij "verloren" gaat en waardoor de batterij warm wordt.

En nu puzzelen...

Heb geprobeert om de oefening op te lossen maar zit nog altijd vast.

b) om aan 0,45A te komen 
c) ik denk dat juist is (zie figuur)
d) aan P=19W

----------------------------------------------

a) P=U/I => I=U/P=6V/2,1W= 0,25A (normaal brand de lamp)

b) P= U. I =2,1W

Normaal lamp:
R= U/I = 6V / 0,25A= 24 Ohm ( één lampje)

Maar verder?... om tot 0,45A te komen?

c) 

Uems-UL=9V-6V=3V =>parallel zijn

Stroom serie gelijk dus:
I= U/ R => Rt= U/I= 3V /0,25A= 12 Ohm (De totale weerstand voor parallel)

Rt^-1=1/R1+1/R2=1/24+1/24=12 Ohm (2 lampen van 24ohm- parallel)

d) P= 19W ?

Pserie =2,1 en Ppar= 12ohm.0.25=3W...

a) P=U/I => I=U/P=6V/2,1W= 0,25A (normaal brand de lamp)

Ik neem aan dat je een BINAS hebt. Zoek dus eerst eens de correcte formule op.

Kijk verder je rekenmachine even na, 6/2,1 is zeker niet 0,25

correcte waarde 0,35 A .

Je aanpak voor b) is  correct, kwestie van nu de correcte uitkomst van a) gebruiken.

c:) lampjes branden "normaal" als er 6V spanningsval is en de berekende stroom erdoorheen gaat (P=U.I=2,1 W).
De batterij levert 9 V dus is de kunst een schakeling te bedenken waar eerst 3V "afvalt" en de resterende 6V kan dan parallel over de lampjes worden geplaatst.

 Theo ziet helaas over het hoofd dat volgens de gegevens de batterij zelf al een inwendige weerstand van 1,5 Ω heeft. Er valt dus nog maar 7,5 V te verdelen over lampjes in de te bedenken schakeling. Jij tekent die inwendige weerstand er wel bij, maar je houdt daarmee geen rekening.

Laten we met de rest maar even wachten tot bovenstaande in orde is.

 Groet, Jan

Nee, ik zag dat niet over het hoofd. Er moet 3V afvallen. Waarover heb ik niet gemeld. Een weerstand natuurlijk, eentje die deels al in de batterij zit...

Goed,
hier de aanpassing:
a) P=U.I=> I=P/U=2,1W/6V = 0,35A
b)Normaal lamp:
R= U/I = 6V / 0,35A= 17,14 Ohm ( één lampje)

Maar verder?... om tot 0,45A te komen?

Ik denk dit:
I=Uems/(Ri+Ru) = 9V / (1,5 Ohm + 17,14 Ohm) =0,48A


c) Hoe kom je aan die 7,5V? de inwendige weerstand is toch enkel 1,5 Ohm

dit klopt zover.

Voor c) vergaloppeerde ik me inderdaad (sorry)

c: als er gesproken wordt over spanningsbronnen met inwendige weerstand moet de gegeven spanning wel een bronspanning zijn.

in je berekening voor b) hield je hier ook al rekening mee, door voor het berekenen van de stroomsterkte die inwendige weerstand te beschouwen als serieweerstand voor de rest van de schakeling (dwz dat ene lampje)

Dat gaan we nu ook moeten doen. Niet zoals ik met mijn verkouden neus schreef door te veronderstellen dat er over die inwendige weerstand 1,5 V gaat vallen, wél door met die spanningsval rekening te houden.

Als we er één lampje inzetten dat 6 V nodig heeft blijft er 3 V over voor die inwendige weerstand plus eventueel nog enige lampjesschakeling. Maar als je twee lampjes parallel zet daalt hiermee weliswaar de weerstand over dat deel van de schakeling, maar de spanning over die lampjes moet nog steeds 6 V zijn om die zoals gewenst te laten branden. Die twee eisen gaan niet samen.

6 V over lampje 1, 6 V tussen A en B om ook L1 en L2 naar behoren te laten branden, én een nog onbekend voltage over de inwendige weerstand wordt ruim meer dan 12 V. Je hebt maar 9 V.

Denkpet op, en terug naar de tekentafel, want dit gaat niet lukken zo. Hint: hoe meer stroom er door de inwendige weerstand gaat, hoe groter de spanningsval over die inwendige weerstand gaat zijn, en hoe minder er dus voor de rest van de schakeling overblijft. Om door de rest van de schakeling meer stroom te laten lopen zal de weerstand van de rest van de schakeling moeten dalen.

Groet, Jan

Theo de Klerk, 1 mrt 2013

Nee, ik zag dat niet over het hoofd. Er moet 3V afvallen. Waarover heb ik niet gemeld. Een weerstand natuurlijk, eentje die deels al in de batterij zit...

Ik zie nu ook dat jij dat niet over het hoofd zag. Excuses....

Hierbij mijn verbetering:

a) P=U.I=> I=P/U=2,1W/6V = 0,35A

b) nog niet aan .. om tot 0,45A te komen?
Ik denk dit maar kom wel iets hoger uit (voor 1 lamp):

I=Uems/(Ri+Ru)= 9V / (1,5 Ohm + 17,14 Ohm) = 0,48A

c) Om 6V te blijven behouden(de lampen normaal branden) moet de Ri 3V krijgen

U= E-Uk =9-6V=3V

Dus: I=URi/Ri=3V/1,5 Ohm = 2A
Moet er dus 2A door de weerstand lopen.

Normaal lamp:
R= U/I = 6V / 0,35A= 17,14 Ohm ( één lampje)

6 lampjes in parallel dan is de Rtot:
Rtot^-1=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4+1/R5+1/R6
=1/17,14+1/17,14+1/17,14+1/17,14+1/17,14+1/17,14+1/17,14
=2,856 Ohm

=> Test:
I=Uems/(Ri+Ru)= 9V / (1,5 Ohm + 2,856 Ohm) = 2A
Er loop 2A door.

Dus hieronder de schema:

d)

Over de inwendige weerstand
PRi =U.I=3V*2A= 6W

Men weet dat Rtot=2,856 Ohm (en 6V)
PRtot = U.I =U. U/R= 6V² / 2,856 Ohm = 12,6 W

Ptot =PRtot + PRi = 12,6W + 6W = 18,6W ≈ 19W

Ik vind hem prima zo hoor.

Je laatste berekening is wat omslachtig, je wist al (gegeven) dat een lampje bij 6 V een vermogen van 2,1 W zou hebben. De optelling is dan rapper gemaakt dan via P = U²/R terug rond te gaan rekenen.

Groet, Jan

Ok,

Ik denk dat dit ook juist is, na een tweede keer te bekijken. Waarschijnlijk heeft de boek de waarde 'zwaar' afgerond.


Bedankt! Thx!