Spanning en stroomsterkte

don stelde deze vraag op 13 april 2014 om 16:53.

Hallo,

 Ik ben met Edison V5 aan het oefenen met elektriciteit en merkte iets op.

 In een parallelschakeling branden de lampen feller dan in een serieschakeling, maar de stroom in een parallelschakeling is verdeeld. Hoe kan het dat de lampjes dan feller branden? De spanning is bij alle lampjes hetzelfde in parallel, maar de stroomsterkte is verdeeld. Minder stroomsterkte zorgt er toch ook voor dat de lampjes niet zo fel branden?

Reacties

Theo op 13 april 2014 om 18:17

Stroomsterkte is net als een groot aantal auto's dat een weg op wil rijden. Als je een 1-baansweg ineens 2-baans maakt kunnen er 2x zoveel auto's tegelijk rijden. Als een auto een lading voorstelt, dan kan er in een parallelle schakeling 2x zoveel stroom lopen (als de wegen (of "weerstanden") gelijk zijn)  als bij een enkelvoudige schakeling. Weliswaar gaat per draad evenveel stroom als door een enkelvoudige draad maar er zijn meer draden.

Dat parallel lampjes feller branden is dus een beetje vreemd. Dat is het niet als de lampjes in een enkele draad zijn gemonteerd, achter of voor de parallelle splitsing. Parallelle paden hebben tezamen een kleinere weerstand  (1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 + ...) en daardoor zal een grotere stroom door de schakeling lopen. Ook door het deel waar maar 1 draad is. En dan gaat een grotere stoom door de lampjes, die daardoor feller branden en misschien zelfs doorbranden.

Jan op 13 april 2014 om 19:23

Of bekijk het zo: je hebt twee stuwmeren, de een hoger gelegen dan de ander.

Meer 1 kan via een leiding leegstromen in meer 2. In die leiding zit een turbine. Die turbine remt de waterstroom af en zet de hoogte-energie van het water om in een andere vorm van energie.

Zet in die ene leiding in gedachten een tweede turbine: zie je gebeuren dat beide turbines langzamer zullen draaien dan die ene alleen? En ook dat er per uur minder water van meer 1 naar meer 2 zal stromen?

Volgend gedachtenexperiment: we hebben weer die ene leiding met die ene turbine, maar nu leggen we parallel daaraan nog een tweede leiding met zijn eigen turbine. 

Wil je deze "schakeling" vervolmaken met een "spanningsbron"? Zorg dan voor een grote pomp die het water terug omhoog pompt van meer 2 naar meer 1.

Kun je je zo voorstellen dat die serielampjes minder fel zullen branden dan die parallellampjes?

Groet, Jan

Aad op 28 april 2014 om 22:12

In een parallelschakeling branden de lampen feller dan in een serieschakeling. Klopt. In serieschakeling moeten de lampen het voltage (de aangeboden spanning) delen. De weerstand per lamp is gelijk dus elke lamp krijgt de helft van het aangeboden voltage en geeft dus minder licht op de helft van de spanning. In parallel branden de lampen normaal en lijken daarom feller.

Theo de Klerk op 11 januari 2017 om 11:35
Niet altijd waar: als een 12V lampje parallel of serieel 12V verwerkt, kan het even fel branden (als ook de stroomsterkte goed is). 
Seriëel krijgt het alleen "de helft" van de spanning als beide lampjes identiek zijn. Een lampje met 3x hogere weerstand zal het 3/(1+3) -ste deel van de totale spanning krijgen (bij 12V en lampjes van 1 en 3 Ω dus 3 en 9 V respectievelijk).
Parallel hebben lampjes in elke tak dezelfde spanning. Als ze daarop gemaakt zijn branden ze normaal. Een 12V lampje op 24V aangesloten zal doorbranden, op 6V aangesloten zwak branden. 
Dat heeft alles te maken met de weerstand van de lamp: bij te hoge spanning moet meer stroom door de lamp (I=U/R) en hierdoor zal meer vermogen worden afgenomen die in licht en vooral warmte wordt omgezet en de gloeidraad laat smelten (of bij een LED de opbouw ervan vernielt).

Voorbeeld: lampje voor 12V, 24W (I=P/U=24/12=2A stroomsterkte, R=U/I= 12/2=6Ω )
Aangesloten op 12V accu: neemt 2A stroom af, brandt normaal (24W)
aangesloten op 6V accu: neemt 6/6=1 A stroom af, brandt zwak (6W)
aangesloten op 24 V acu: neemt 24/6=4A stroom af, brandt te fel/door (96W)
Hierbij wordt de niet geheel correcte aanname gemaakt dat een lampje een vaste weerstand heeft. Dat is niet zo - in koude toestand is die lager, hoe heter hoe hoger. Het is geen ideale Ohmse weerstand. Bij 24V zal de weerstand boven 6Ω toenemen waardoor de stroomsterkte afneemt onder 4A maar nog steeds teveel is en de lamp te heet wordt.
ANONIEMPJE op 18 oktober 2018 om 19:22
Als de lampen aangesloten zijn op een voltmeter dan kan het ook zo zijn, hoe verder je de knop omdraait hoe hoger de Ampere wordt en dus ook de lampjes die feller gaan branden.
Theo de Klerk op 18 oktober 2018 om 19:46
Een voltmeter is geen spanningsbron maar een meetinstrument dat "over" de lampjes staat. Ik neem aan dat je een spanningsbron (bijv. regelbare transformator) bedoelt.

Hoe hoger het voltage U over een schakeling, hoe groter de stroom I zal zijn. Als de totale weerstand van de schakeling R is, dan geldt in ohmse situaties U = IR.

Als in de schakeling lampjes zitten van bijv. 12 V (en 1W vermogen, dus I=1A in optimale situaties, weerstand is dan R = 12/1 = 12 Ω) dan werken die prima als er 12 V tussen aan- en afvoercontactpunt van het lampje zit. Draai je verder op, naar 20V bijvoorbeeld, dan zal zo'n lampje feller branden want er gaat meer stroom doorheen. Waarschijnlijk meer dan waarvoor het ontworpen is zodat de kans op doorbranden groter is. De weerstand (12 Ω) blijft gelijk (niet helemaal waar met opwarmende gloeidraden) zodat U = IR dan uitkomt op 20 V = I . 12Ω zodat I = 20/12 A = 1,66 A. Dat is 0,66 A te veel. Het vermogen P = UI = 20 .1,66 = 33,2 W en dat is ook aardig wat meer dan 1 W die bedoeld is.

Theoretisch kan alles, maar praktisch zijn lampen en apparaten berekend op een bepaalde spanning (1,5, 6, 12 of 230 V) en een vermogen (0,5, 30 of 100 W).  Het boven de bedoelde spanning gaan geeft een grotere stroom (en daardoor vermogen) wat meestal leidt tot een kapot apparaat. Of lamp die met een flits stuk gaat.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)