dag Lente,

Dit:

Klopt niet. 

Bij jou thuis, zijn de schemerlampen de grootverbruikers, en tellen de stofzuigers, wasmachines en drogers eigenlijk nauwelijks mee voor het energieverbruik? 

Groet, Jan

Beste Jan, 

Dank voor de reactie. Excuus, ik bedoelde het precies omgekeerd >> het is dan te verwachten dat de stofzuiger een grotere stroomsterkte nodig heeft dan het lampje. Klopt mijn redenering dan vervolgens wel?

Hartelijke groet,
Lente

ja hoor. 

Dat valt inderdaad niet meer af te leiden uit de stroomsterkte, want die is noodzakelijk in een serieschakeling overal gelijk: er zijn onderweg nergens gezellige cafeetjes waar elektronen even parkeren voor een kopje koffie.

Maar je zou wel spanningsmeters parallel kunnen schakelen aan elk in serie geschakeld apparaat. Over het apparaat met de grootste weerstand zal het grootste deel van de spanning vallen. 

Groet, Jan

Dag Jan,

Hartelijk dank voor reactie.

Het tegenstrijdige daarin lijkt me echter dat in een parallel-geschakelde stroomkring de stofzuiger met een kleinere weerstand de grootste stroomsterkte zal vertonen (wat begrijpelijk is omdat het apparaat meer vraagt dan een lampje) ten opzichte van het lampje terwijl dit (een kleinere weerstand) in een serieschakeling juist leidt tot een kleinere spanning over de stofzuiger dan de spanning die over het lampje zal staan (die namelijk een grotere weerstand zal hebben) >> voor mijn gevoel kun je dan uit een serieschakeling niet afleiden dat een stofzuiger meer verbruikt/vraagt dan een lampje (aangezien er juist een kleinere spanning over de stofzuiger staat..).

Is er een manier om deze tegenstrijdigheid te verklaren?

 

Alvast weer hartelijk dank,
Groet,

Lente   

De schijnbare tegenstrijdigheid zit in U = IR  ofwel I = U/R
Hoe kleiner de weerstand, hoe groter 1/R en dus hoe groter de stroom.

klopt


"verbruik" in de zin van stroomsterkte zal dan ook niet kleiner zijn dan die van het l ampje: je constateerde al dat de stroomsterkte gelijk zal moeten zijn.  Maar verbruik in de zin van "ontwikkeld vermogen" juist wel. 

Het is niet gek dat dat niet logisch aanvoelt: zulke serieschakelingen van apparaten met ongelijke weerstand bestaan niet, JUIST omdat ze niet functioneren: die heb je dus nooit gezien.

Maar empirisch bewijs is makkelijk. Iedere school heeft practicum-schakelmateriaal.  Bouw een 6V parallelschakeling van twee verschillende gloeilampjes, bijvoorbeeld eentje 6V/0,5 A (3 watt) en de ander 6V/50 mA (0,3 W). Die eerste brandt beduidend feller. 
Schakel ze vervolgens in serie. Het eerste lampje zul je niet eens meer zien branden, zelfs niet als je de spanning opvoert naar 12 V. 

En dat is prima te verklaren met die wet van Ohm. Maar doe eerst dat proefje maar eens, anders blijft die berekening toch ongelofelijk klinken. 

Groet, Jan

Beste Theo en Jan,

Dank weer voor jullie reactie: fijn!

@Jan: er wordt aangegeven dat een serieschakeling met apparaten met verschillende weerstand niet functioneert en dat lampjes met verschillende wattage in een serieschakeling amper/niet zullen branden. Daarbij werd in bovenstaande reactie geschreven: 'en dat is prima te verklaren met de wet van Ohm'..

Ik zoek nog steeds naar een beredeneerbare verklaring vanuit de wet van Ohm voor het 'niet functioneren van een serieschakeling wanneer apparaten/lampjes met verschillende weerstand worden gebruikt' >> de parallelschakeling kan ik nu beredeneren, maar als ik dit met de serieschakeling doen (waarbij ik de koppeling probeer te maken tussen de wet van Ohm en mijn gevoel over lampjes met een grotere en lagere weerstand) wordt het tegenstrijdig.. (zie vorig bericht).

Wat gaat er mis (in termen van spanning en stroomsterkte) bij een serieschakeling..?

Hartelijke groet,
Lente

Nemen we de practicumlampjes uit mijn voorbeeld:

maar de ene (de grote)heeft een nominale^** weerstand van R= U/I = 6/0,5 = 12 Ω, de ander (de kleine) van 6/0,05 = 120 Ω (**, zie opmerking later)

Schakelen we die in serie, dan is de totale weerstand van de serieschakeling dus 12 ^**+ 120 = 132 Ω . De stroomsterkte die gaat lopen als we diezelfde 6V gebruiken zal I=U/R = 6/132 = 0,045 A (45 mA).

Dat is voldoende om dat kleine lampje redelijk te laten branden (die had een nominale stroomsterkte van 50 mA nodig) .
Omdat spanning in een serieschakeling naar rato van de weerstanden wordt verdeeld, krijgt dat kleine lampje 120/132^**  x 6 V = 5,45 V, ook bijna nominaal. 
Het vermogen van dat lampje is, normaal geschakeld, P=U·I = 6 x 0,05 = 0,3 W, daar is in deze serieschakeling nog 5,45 x 0,045 = 0,25 W van over. Niet slecht, ongeveer 80% van het nominale vermogen, dat zal nog duidelijk branden.

Het "grote" lampje echter:
U= 12^**/132 x 6 V = 0,55 V. 
P= U·I = 0,55 x 0,045 = 0,025 W. Een fractie van de nominale 3 W, minder dan 1% . Dat lampje ga je helemaal niet meer zien gloeien zelfs. 

^** opmerking:
In werkelijkheid is de situatie nog "erger". Weerstand van een draad is bij normale metalen, ook wolfraam dat voor gloeidraadjes wordt gebruikt, sterk afhankelijk van de temperatuur. De weerstand van een wolfraamdraadje op bedrijfstemperatuur, minstens 2500°C, is om en nabij 10 x zo hoog als dat van datzelfde draadje op kamertemperatuur. Omdat dat gloeidraadje van de "grote" lamp die temperatuur bij lange na niet haalt zal de werkelijke weerstand van die grote lamp de  nominale 12 Ω bij lange niet halen, misschien nog 2 Ω. De verdeling van de 6 V over de twee lampjes komt dus nog verder in het voordeel van het "kleine" lampje, dat wel nog redelijk heet wordt, te liggen. Dus in werkelijkheid zal dat kleine lampje waarschijnlijk ergens in de buurt van 90% (bijna 6V x 0,045 A= 0,27 W) van zijn nominale vermogen leveren, dat grote lampje nog minder dan de berekende 1%. 


Contra-intuïtief, maar natuurkundig geheel kloppend, en geheel volgens wat we in werkelijkheid waarnemen. 

Groet, Jan

Beste Jan,

Heel hartelijk dank weer. Blijft erg fijn om zo snel en zo nauwkeurig antwoord te kunnen krijgen >> het is me echt veel duidelijker geworden, nogmaals dank voor de heldere toelichting!

Groet,

Lente

Wat gebeurt er met de weerstand als een apparaat ouder wordt? En wat gebeurt er dan met het vermogen van dat apparaat? 

dag Isis,

daar valt weinig van te zeggen, dat zal sterk verschillen per apparaat. Maar in het algemeen mag je aanemen dat door oxidatie van contactpunten, bij letterlijk gloeiende apparaten door verdamping van materiaal, etc, de weerstand van het apparaat meestal zal toenemen.

Wat dat voor het vermogen betekent mag je dan zelf bedenken. Maak zo nodig maar een paar simpele sommetjes met aangenomen waarden, bijvoorbeeld 230 V en 5 Ω   en 230 V en 10 Ω . 

Groet, Jan