De weerstand van een schakeling berekenen

Over de auteur

Wil je graag weten hoe je de weerstand in een serieschakeling, parallelschakeling of een gemengde schakeling kunt berekenen? Als je niet wilt dat je schakelingen doorbranden, zeker weten! Dit artikel laat zien hoe je dit in een paar korte stappen kunt doen. Voor je verder gaat met lezen is het goed om te beseffen dat een weerstand niet zoiets heeft als een 'ingang' en een 'uitgang'. Het gebruik van deze termen is slechts bedoeld om het concept voor beginners te kunnen verduidelijken.

Stappen

Methode 1

Methode 1 van 3:

Serieschakeling

1. 1
   Wat is het. In serie geschakelde weerstanden zijn zo met elkaar verbonden dat de 'uitgang' van de ene weerstand verbonden is met de 'ingang' van een andere, in dezelfde schakeling. Elke aan de schakeling toegevoegde weerstand telt op bij de totale weerstand van de schakeling.

   • De formule voor het berekenen van een totaal van n weerstanden die in serie zijn geschakeld is: R_eq = R₁ + R₂ + .... R_n Dit houdt gewoon in dat de waarden van alle in serie geschakelde weerstanden bij elkaar zijn opgeteld. Neem als voorbeeld de opgave om het totaal (equivalent) van de weerstanden te vinden, zoals in de onderstaande afbeelding.
   • In dit voorbeeld zijn, R₁ = 100 Ω en R₂ = 300Ω in serie geschakeld. R_eq = 100 Ω + 300 Ω = 400 Ω

Methode 2

Methode 2 van 3:

Parallelschakeling

1. 1
   Wat is het. Parallel geschakelde weerstanden zijn zo verbonden dat de 'ingangen' van 2 of meer weerstanden met elkaar zijn verbonden en de 'uitgangen' evenzo.

   • De vergelijking voor de combinatie van n parallelle weerstanden is:R_eq = 1/{(1/R₁)+(1/R₂)+(1/R₃)..+(1/R_n)}
   • Hier volgt een voorbeeld, waarbij R₁ = 20 Ω, R₂ = 30 Ω, en R₃ = 30 Ω.
   • De totale weerstand voor alle 3 de parallelle weerstanden is:R_eq = 1/{(1/20)+(1/30)+(1/30)} = 1/{(3/60)+(2/60)+(2/60)} = 1/(7/60)=60/7 Ω = approximately 8.57 Ω.

Methode 3

Methode 3 van 3:

Gemengde schakeling

1. 1
   Wat is het. Een gemengde schakeling is elke combinatie van serie- en parallelschakelingen. Probeer de totale weerstand van het netwerk zoals hieronder getoond te vinden.

   • We zien dat de weerstanden R₁ en R₂ in serie zijn geschakeld. Dus hun totale weerstand (laten we deze noteren als R_s) is: R_s = R₁ + R₂ = 100 Ω + 300 Ω = 400 Ω.
   • Vervolgens zien we dat de weerstanden R₃ en R₄ parallel met elkaar zijn verbonden. Dus is hierbij de totale weerstand (laten we deze noteren als R_p1): R_p1 = 1/{(1/20)+(1/20)} = 1/(2/20)= 20/2 = 10 Ω
   • Tenslotte zien we dat de weerstanden R₅ en R₆ ook parallel zijn geschakeld. Dus hun totale weerstand (laten we deze noteren als R_p2) is: R_p2 = 1/{(1/40)+(1/10)} = 1/(5/40) = 40/5 = 8 Ω
   • Dus nu hebben we een circuit met de weerstanden R_s, R_p1, R_p2 en R₇ in serie geschakeld. Deze kunnen nu eenvoudigweg bij elkaar worden opgeteld om de totale weerstand te vinden R_eq van het gehele netwerk van schakelingen.R_eq = 400 Ω + 10 Ω + 8 Ω + 10 Ω = 428 Ω.

Een aantal weetjes

1. Probeer goed te begrijpen wat weerstand is. Elk materiaal dat stroom geleidt kent een soortelijke weerstand, wat de weerstand is van dat materiaal tegen elektrische stroom.
2. Weerstand wordt gemeten in ohm. Het symbool voor ohm is Ω.
3. Verschillende materialen hebben een verschillende weerstand.
   • Koper heeft bijvoorbeeld een soortelijke weerstand van 0.0000017(Ω/cm³)
   • Keramiek heeft een soortelijke weerstand van ongeveer 10¹⁴(Ω/cm³)
4. Hoe hoger het nummer, hoe groter de weerstand tegen de elektrische stroom. Je kunt zien dat koper, algemeen gebruikt voor stroomdraad, een zeer lage soortelijke weerstand kent. Keramiek daarentegen heeft zo'n hoge weerstand dat het een uitstekende isolator is.
5. Hoe je meerdere weerstanden met elkaar verbindt maakt veel uit voor het uiteindelijke vermogen van een netwerk van weerstanden.
6. V=IR. Dit is de Wet van Ohm, ontdekt door Georg Ohm in de eerste helft van de 19e eeuw.
   • V=IR: Voltage (V) is het produkt van stroom (I) * resistance (R).
   • I=V/R: Stroom is het quotiënt van voltage (V) ÷ resistance (R).
   • R=V/I: Weerstand is het quotiënt van voltage (V) ÷ current(I).

Tips

• Onthoud dat wanneer weerstanden in parallel zijn geschakeld, de stroom over meerdere paden wordt getransporteerd, dus is het totaal van de weerstand kleiner dan die van elk pad. Wanneer weerstanden in serie zijn geschakeld moet de stroom door elke weerstand gaan, dus de weerstanden worden bij elkaar opgeteld voor de totale weerstand.
• De totale weerstand is altijd kleiner dan de kleinste weerstand in een parallelle verbinding; het is altijd groter dan de grootste weerstand in een serieschakeling.