Hoe werkt spanning en stroomsterkte in een gemengde schakeling?

Een gemengde schakeling bestaat uit een combinatie van een serieschakeling en een parallelschakeling.

Veel leerlingen raken hierdoor in de war. Ze weten de regels voor serie en parallel wel, maar weten niet welke regel ze wanneer moeten gebruiken.

Gelukkig is er één eenvoudige aanpak:

• Bekijk de schakeling nooit in één keer. Deel hem eerst op in serie- en parallelgedeelten.
• Daarna pas je per deel de juiste regels toe.

Wat is een gemengde schakeling?

Een gemengde schakeling bevat zowel onderdelen die achter elkaar zijn aangesloten als onderdelen die naast elkaar zijn aangesloten.

In de schakeling hierboven:

• Lampje 1 staat in serie met de rest van de schakeling.
• Lampje 2 en 3 staan parallel aan elkaar.

Je moet dus beide soorten regels gebruiken.

Hoe werkt de spanning?

Bij een gemengde schakeling moet je goed kijken waar je bent.

In een seriedeel: De spanning wordt verdeeld.

In een paralleldeel: De spanning is overal gelijk.

Hoe werkt de stroomsterkte?

Ook hiervoor kijk je per deel.

In een seriedeel: De stroom blijft gelijk.

Bij een vertakking: De stroom splitst zich. Na de vertakking komen de stromen weer samen.

Hoe pak je een gemengde schakeling aan?

Stap 1: Zoek eerst de parallelschakelingen

Begin altijd met het herkennen van de parallelle takken.

In het voorbeeld hierboven staan lampje 2 en 3 parallel.

Daar geldt:

De spanning is gelijk. Dus: U₂ = U₃

De stroomsterkte wordt verdeeld: I_parallel = I₂ + I₃

Stap 2: Zoek daarna de serieschakelingen

Lampje 1 staat vóór (of na) de vertakking.

Daarom staat lampje 1 in serie met het parallelgedeelte.

Daar geldt:

De spanning wordt verdeeld: U_bron = U₁ + U_parallel

De stroomsterkte is gelijk: I_bron = I₁ = I_parallel

Voorbeeld 1

Bekijk de schakeling hierboven.

Gegeven:

bronspanning = 12 V

spanning over lampje 1 = 4 V

Hoe groot is de spanning over lampje 2 en 3?

Uitwerking

Stap 1: Lampje 1 staat in serie.

Dus: 12 − 4 = 8 V blijft over voor het parallelgedeelte.

Stap 2: Lampje 2 en 3 staan parallel.

Daarom krijgen beide: 8 V.

Dus:

Lampje 2 = 8 V

Lampje 3 = 8 V

Tweede voorbeeld

Bekijk de schakeling hierboven. Alle lampje zijn identiek.

Door lampje 1 loopt: 0,60 A

Hoe groot is de stroom door lampje 2 en door lampje 3?

Gegeven:

Door de parallelschakeling loopt 0,60 A omdat deze in serie staat met lampje 1.

Lampje 2 en 3 zijn identiek dus de stroom verdeeld zich gelijk.

0,60 / 2 = 0,30 A

Dus:

Lampje 2 = 0,30 A

Lampje 3 = 0,30 A

Veelgemaakte fouten

Fout 1: De regels van serie op een parallelschakeling toepassen

Bijvoorbeeld denken dat de spanning verdeeld wordt over twee parallelle lampen terwijl ze gelijk aan elkaar moeten zijn en niet verdeeld worden.

Fout 2: De schakeling in één keer willen oplossen

Dat maakt de opgave onnodig moeilijk.

Verdeel de schakeling eerst in kleinere delen.

Fout 3: Vergeten dat de stroom na de vertakking weer samenkomt

Na een parallelgedeelte geldt opnieuw:

De totale stroom is weer gelijk aan de stroom vóór de splitsing.

Stappenplan voor een gemengde schakeling

Gebruik tijdens het examen altijd deze volgorde.

• Stap 1: Zoek de vertakkingen. Daar herken je de parallelschakelingen.
• Stap 2: Pas de regels voor parallel toe.
  • spanning gelijk;
  • stroom verdeeld.
• Stap 3: Bekijk de onderdelen die in serie staan. Daar geldt:
  • stroom gelijk;
  • spanning verdeeld.
• Stap 4: Werk stap voor stap verder totdat de hele schakeling is opgelost.

Examentip

Probeer nooit de hele schakeling tegelijk te begrijpen.

Pak een potlood en teken desnoods kleine vakjes om de serie- en parallelgedeelten.

Vraag jezelf steeds af: Welke regel hoort bij dit stukje van de schakeling?

Veelgestelde vraag

Hoe weet ik of onderdelen in serie of parallel staan?

Kijk of de stroom kan kiezen tussen meerdere routes.

• Nee? Dan staan de onderdelen in serie.
• Ja? Dan staan de onderdelen parallel.

Meer hulp bij natuurkunde?

Ik ben Rafal Wietsma (Meneer Wietsma Natuurkunde). Op deze website vind je gratis uitlegvideo's per examendomein én een complete online examentraining waarin we samen volledige examens maken. Zo leer je niet alleen de theorie, maar vooral hoe je examenopgaven stap voor stap oplost.

Bekijk de online natuurkunde examentraining