Bestudeer ook voorbeelden van parallel geschakelde weerstanden en voorbeelden van seriegeschakelde weerstanden.
Serieweerstand Weerstandsmateriaal
Als weerstanden zijn aangesloten zoals in het bovenstaande diagram is weergegeven, zijn ze in serie geschakeld. De betreffende weerstanden kunnen weerstandselementen, lampen of andere elektrische isolatiecomponenten zijn.
De elektrische lading (Q) is constant, zodat de elektrische lading die door weerstand 1 (R1) beweegt gelijk is aan de elektrische lading die door weerstand 2 (R2) beweegt gelijk is aan de elektrische lading die door weerstand 3 (R3) beweegt . De elektrische stroom (I) is de elektrische lading die gedurende een bepaald tijdsinterval vloeit (I = Q/t). Daarom is de elektrische stroom die door weerstand 1 (I1) loopt gelijk aan de elektrische stroom die door weerstand 2 (I2) loopt gelijk aan de elektrische stroom die door weerstand 3 (I3) loopt . Mathematisch gezien is de totale elektrische stroom (I) = I1 = I2 = I3.
Aan de andere kant neemt de elektrische spanning (V) af wanneer de elektrische lading door elke weerstand beweegt. De elektrische spanning, ook wel potentiaalverschil genoemd, is de potentiële energie per eenheid elektrische lading. De elektrische spanning neemt af omdat de elektrische energie in elke weerstand wordt verbruikt. De totale elektrische spanning (V) is dus gelijk aan de som van de spanningen over elke weerstand. Mathematisch gezien is de totale elektrische spanning (V) = V₁ + V₂ + V₃ . V = IR, dus de vergelijking voor de totale elektrische spanning is V = IR₁ + IR₂ + IR₃ . Omdat de stroom door elke weerstand gelijk is, verandert deze vergelijking in V = I (R₁ + R₂ + R₃ ).
Op basis van de bovenstaande vergelijking kan worden geconcludeerd dat de totale elektrische weerstand (R) of de vervangende weerstand van de in serie geschakelde elektrische weerstanden gelijk is aan de som van de afzonderlijke elektrische weerstanden, wiskundig gezien R = R₁ + R₂ + R₃ . Als er slechts twee weerstanden in serie zijn geschakeld, is de vervangende weerstandswaarde (R) = R₁ + R₂ . Als er vier weerstanden in serie zijn geschakeld, is de vervangende weerstandswaarde (R) = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ . Hetzelfde geldt als er vijf of meer weerstanden in serie zijn geschakeld.
Voorbeeld van een probleem met een serieweerstand:
1. Gegeven zijn R 1 = 2 Ω, R 2 = 3 Ω en R 3 = 4 Ω. De drie weerstanden zijn in serie geschakeld. Wat is de waarde van de vervangende weerstand? (Ω = Ohm).
Discussie
R = R 1 + R 2 + R 3 = 2 + 3 + 4 = 9 Ω.
Dit resultaat laat zien dat de vervangende weerstandswaarde groter is dan de weerstandswaarde van elk van de in serie geschakelde weerstanden.
2. Twee weerstanden R1 = 50 Ω en R2 = 50 Ω zijn in serie geschakeld en aangesloten op een 12 Volt batterij. Bepaal (a) de equivalente weerstand en (b) de elektrische stroom die door elke weerstand loopt.
Discussie
(a) R = R 1 + R 2 = 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.
(b) I = V / R = 12 Volt / 100 Ω = 0,12 Ampère
