Veel gestelde vragen
Hoe werkt weerstand en vermogen in een parallelschakeling?
Bij een parallelschakeling zijn de onderdelen naast elkaar aangesloten. De stroom kan daardoor kiezen tussen meerdere routes.
Veel leerlingen vinden weerstand in een parallelschakeling lastig. Dat komt omdat de totale weerstand juist kleiner wordt als je een extra weerstand toevoegt.
Daarnaast wordt ook het vermogen anders verdeeld dan in een serieschakeling.
De belangrijkste regels zijn:
- In een parallelschakeling wordt de totale weerstand kleiner als je een extra tak toevoegt.
- Het totale vermogen is de som van het vermogen van alle onderdelen.
Hoe werkt de weerstand?
De weerstand (R) geeft aan hoe moeilijk elektrische stroom door een onderdeel kan stromen in ohm (Ω).
In een parallelschakeling krijgt de stroom meerdere routes.
Daardoor hoeft niet alle stroom meer door één weerstand.
Het gevolg is: De totale weerstand wordt kleiner.
Voor de totale weerstand geldt: 1/Rtotaal = 1/R1 + 1/R2 +1/R3
Je hoeft deze formule niet altijd uit je hoofd te kennen, maar je moet wel weten wat het gevolg is:
Meer parallelle takken betekent een kleinere totale weerstand.
Voorbeeld
Twee gelijke weerstanden van 10 Ω staan parallel.
De totale weerstand is: 1/Rtotaal = 1/10 + 1/10 = 0,20
Rtotaal = 1 / 0,20 = 5 Ω
Dat is dus kleiner dan iedere afzonderlijke weerstand.
Voeg je nog een derde weerstand van 10 Ω toe?
Dan wordt de totale weerstand ongeveer 3,3 Ω.
Waarom wordt de weerstand kleiner?
Vergelijk het met een snelweg.
Er is eerst één rijstrook. Alle auto's moeten daarover.
Maak je een tweede rijstrook, dan kan het verkeer zich verdelen. Het verkeer stroomt gemakkelijker door.
Bij elektriciteit gebeurt precies hetzelfde. Meer routes betekent minder totale weerstand.
Wat gebeurt er met de stroom?
Volgens de wet van Ohm geldt:
I = U / R
Als de spanning gelijk blijft en de weerstand kleiner wordt, dan wordt de stroom groter.
Daarom loopt er door een parallelschakeling met veel onderdelen vaak meer stroom dan door een enkele weerstand.
Wat gebeurt er met de spanning?
De totale spanning is afhankelijk van de bron en niet van de totale weerstand in een schakeling.
De totale spanning zal dus gelijk blijven.
Hoe werkt het vermogen?
Het vermogen (P) geeft aan hoeveel elektrische energie per seconde wordt omgezet in watt (W).
Het vermogen bereken je met: P = U ⋅ I
Bij een parallelschakeling krijgt iedere tak dezelfde spanning en een aparte stroomsterkte.
Omdat de spanning gelijk blijft en de stroomsterkte varieert, geldt:
- een kleinere weerstand gebruikt meer vermogen omdat deze een grotere stroomsterkte doorlaat;
- een grotere weerstand gebruikt minder vermogen omdat deze een kleinere stroomsterkte doorlaat.
Het totale vermogen van de schakeling is de som van de vermogens van de afzonderlijke onderdelen.
Dus: Ptotaal = P1 + P2 + P3
Voorbeeld
Twee weerstanden staan parallel met een spanningsbron van 12 V.
R1 = 10 Ω
R2 = 20 Ω
De totale weerstand is 1/10 + 1/20 = 0,15 → Rtotaal = 1/0,15 = 6,7 Ω
De totale stroomsterkte is I = U / R = 12 / 6,7 = 1,8 A
Het totale vermogen is: P = U ⋅ I = 12 ⋅ 1,8 = 21,6 W
Weerstand R2 is twee keer zo groot dus het vermogen is twee keer zo klein.
De verhouding is dus 2 : 1
Je deelt het totale vermogen door 2+1 en krijgt: 21,6 / (2 + 1) = 7,2 W
R1 = 2 ⋅ 7,2 = 14,4 W
R2 = 7,2 W
Samen is dit 21,6 W
Wat gebeurt er als je een extra weerstand parallel aansluit?
Dit is een klassieke examenvraag.
Door een extra tak toe te voegen:
- wordt de totale weerstand kleiner;
- gaat de batterij meer stroom leveren;
- blijft de spanning gelijk, ieder onderdeel krijgt dezelfde spanning als de batterij;
- neemt het totale vermogen toe.
Veelgemaakte fouten
Fout 1: Denken dat weerstanden optellen, dat geldt alleen voor een serieschakeling.
Bij een parallelschakeling wordt de totale weerstand juist kleiner.
Fout 2: Denken dat alle weerstanden hetzelfde vermogen hebben.
Bij gelijke spanning geldt: Hoe kleiner de weerstand, hoe groter het vermogen.
Fout 3: Vergeten dat iedere tak dezelfde spanning krijgt
Alle parallelle takken zijn direct aangesloten op de bron.
Daarom krijgen ze allemaal dezelfde spanning.
Voorbeeldopgave
Op een batterij van 12 V worden drie weerstandjes parallel aangesloten: 4 Ω, 8 Ω en 10 Ω.
Hoe groot is de totale weerstand en het vermogen van alle weerstandjes apart?
De totale weerstand is 1/4 + 1/8 +1/10 = 0,475 → Rtotaal = 1/0,475 = 2,1 Ω
De totale stroomsterkte is I = U / R = 12 / 2,1 = 5,7 A
Het totale vermogen is: P = U ⋅ I = 12 ⋅ 5,7 = 68,4 W
In verhoudingen kan nu, maar we rekenen de stroomsterkte per weerstand uit.
R1: I = U / R = 12 / 4 = 3,0 A
R2: I = U / R = 12 / 8 = 1,5 A
R3: I = U / R = 12 / 10 = 1,2 A
3,0 + 1,5 + 1,2 = 5,7 A dus dat klopt.
Nu rekenen we voor iedere weerstand apart het vermogen uit.
R1: P = U ⋅ I = 12 ⋅ 3,0 = 32,0 W
R2: P = U ⋅ I = 12 ⋅ 1,5 = 18,0 W
R3: P = U ⋅ I = 12 ⋅ 1,2 = 14,4 W
32,0 + 18,0 + 14,4 = 64,4 W dus dat klopt.
Examentip
Bij een parallelschakeling kun je vaak deze volgorde gebruiken:
- Voor de totale weerstand geldt: 1/Rtotaal = 1/R1 + 1/R2 +1/R3
- Kijk of de spanning over de weerstand bekend is, bereken dan de stroomsterkte per onderdeel.
- Bereken daarna het vermogen van iedere tak afzonderlijk.
- Tel de vermogens op als het totale vermogen wordt gevraagd.
En onthoud: Meer parallelle takken betekent een kleinere totale weerstand en dus een grotere totale stroom.
Veelgestelde vraag
Waarom neemt het totale vermogen toe als je een extra weerstand parallel aansluit?
- Een extra parallelle tak zorgt ervoor dat de totale weerstand kleiner wordt.
- De spanning van de batterij blijft gelijk, waardoor de batterij een grotere totale stroom levert.
- Daardoor wordt er per seconde meer elektrische energie omgezet en neemt het totale vermogen toe.
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. |  |