Elektrische schakelingen – problemen en oplossingen

Elektrische schakelingen – problemen en oplossingen

1. Gegeven R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω en spanning = 14 volt, bepaal de elektrische stroom in het circuit zoals weergegeven in de onderstaande figuur.

Bekend:

Weerstand 1 (R ₁ ) = 6 Ω

Weerstand 2 (R ₂ ) = 2 Ω

Weerstand 3 (R ₃ ) = 2 Ω

Spanning (V) = 14 Volt

Gezocht: Elektrische stroom (I)

oplossing:

Equivalente weerstand (R):

R2 en R3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/2 + 1/2 = 2/2

R ₂₃ = 2/2 = 1 Ω

R ₁ en R ₂₃ zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand:

R = R ₁ + R ₂₃ = 6 Ω + 1 Ω

R = 7

Elektrische stroom (I):

I = V / R = 14 / 7 = 2 Ampère

2. Welk van de onderstaande elektrische schakelingen heeft de grootste stroomsterkte?

oplossing:

De weerstandswaarde van de weerstand is R en de elektrische spanning is V.

Antwoord A.

_De weerstanden R1 , R2 _en R3 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand is:

R _A = R ₁ + R ₂ + R ₃ = R + R + R = 3R

Elektrische stroom (I):

Antwoord B.

_{De weerstanden} R1 , R2 _en R3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand is:

1/R = 1/R ₁ + 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/R + 1/R + 1/R = 3/R

R _B = R/3

Elektrische stroom (I):

Antwoord C.

R2 en R3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/R + 1/R = 2/R

R ₂₃ = R/2

R1 en R23 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand _:

R _C = R ₁ + R ₂₃ = R + R/2 = 2R/2 + R/2 = 3R/2

Elektrische stroom (I):

Antwoord D.

R1 en R2 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand is _:

1/R ₁₂ = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/R + 1/R = 2/R

R ₁₂ = R/2

R12 en R3 _{zijn in serie} geschakeld. De equivalente weerstand:

R _D = R ₁₂ + R ₃ = R/2 + R = R/2 + 2R/2 = 3R/2

Elektrische stroom (I):

3. R1 ₌ 4 ohm, R2 ₌ 6 ohm, R3 ₌ 2 ohm en V = 24 volt. Wat is de elektrische stroomsterkte in het circuit zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding?

Bekend:

Weerstand 1 (R ₁ ) = 4 Ohm

Weerstand 2 (R ₂ ) = 6 Ohm

Weerstand 3 (R ₃ ) = 2 Ohm

Spanning (V) = 24 Volt

Gezocht: Elektrische stroom in een circuit

oplossing:

_De weerstanden R1 , R2 _en R3 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand is:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 4 + 6 + 2

R = 12 Ohm

Elektrische stroom:

I = V / R = 24 / 12 = 2 Ampère

4. Welk van de onderstaande elektrische schakelingen heeft de grootste stroomsterkte?

Het resultaat

Elektrische stroom in circuit A.

De equivalente weerstand:

R ₁ = 3 Ω, R ₂ = 4 Ω, R ₃ = 4 Ω, V = 12 Volt

R2 en R3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2

R ₂₃ = 2/1 = 2 Ω

R1 en R23 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand _:

R = R ₁ + R ₂₃ = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω

Elektrische stroom (I):

I = V / R = 12 / 5 = 2.4 Ampère

Elektrische stroom in circuit B.

De equivalente weerstand:

R ₁ = 8 Ω, R ₂ = 2 Ω, R ₃ = 2 Ω, V = 36 Volt

_De weerstanden R1 , R2 _en R3 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand is:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃ = 8 + 2 + 2 = 12 Ω

Elektrische stroom (I):

I = V / R = 36 / 12 = 3 Ampère

Elektrische stroom in circuit C.

De equivalente weerstand:

R ₁ = 4 Ω, R ₂ = 4 Ω, R ₃ = 6 Ω, V = 12 Volt

R2 en R3 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand _:

1/R ₂₃ = 1/R ₂ + 1/R ₃ = 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12

R ₂₃ = 12/8 = 1.5 Ω

Elektrische stroom (I):

I = V / R = 12 / 1.5 = 8 Ampère

Elektrische stroom in circuit D.

De equivalente weerstand:

R ₁ = 3 Ω, R ₂ = 3 Ω, R ₃ = 3 Ω, R ₄ = 3 Ω, R ₅ = 6 Ω, V = 24 Volt

_{De weerstanden} R2 , R3 _en R4 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand is:

1/R ₂₃₄ = 1/R ₂ + 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

R ₂₃₄ = 3/3 = 1 Ω

De weerstanden R1 , R234 _en R5 _{zijn in serie geschakeld .} De equivalente weerstand is:

R = R ₁ + R ₂₃₄ + R ₅ = 3 + 1 + 6 = 9 Ω

Elektrische stroom (I):

I = V / R = 24 / 9 = 2.6 Ampère

5. Bepaal aan de hand van de onderstaande afbeelding:

A. Totale weerstand

B. Elektrische stroom in het circuit

C. Stroom I ₁

D. Stroom I ₂

Bekend:

Weerstand 1 (R ₁ ) = 4 Ω

Weerstand 2 (R ₂ ) = 4 Ω

Weerstand 3 (R ₃ ) = 2 Ω

Weerstand 4 (R ₄ ) = 3 Ω

Elektrische spanning (V) = 12 Volt

oplossing:

A. Totale weerstand (R)

Weerstand R2 _en weerstand R3 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand is:

R ₂₃ = R ₂ + R ₃ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

Weerstand R23 _en weerstand R4 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand:

1/R ₂₃₄ = 1/R ₂₃ + 1/R ₄ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6

R ₂₃₄ = 6/3 = 2 Ω

Weerstand R1 _en weerstand R234 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand is:

R = R ₁ + R ₂₃₄ = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω

De totale weerstand bedraagt ​​6 Ohm.

B. Elektrische stroom in het circuit (I)

V = IR

V = elektrische spanning, I = elektrische stroom, R = elektrische weerstand

Elektrische stroom:

I = V / R = 12 Volt / 6 Ohm = 2 Ampère

C. Elektrische stroom I ₁

De stroom door weerstand R1 _is gelijk aan de stroom door het circuit, wat neerkomt op 2 ampère.

D. Stroom I ₂

Weerstand R₂₃ en weerstand R₄ zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand R₂₃₄ = 2 Ohm.

De stroomsterkte in weerstand R234 _is gelijk aan de stroomsterkte in weerstand R1 ₌ 2 Ampère.

De spanning over weerstand R234 _is :

V = IR ₂₃₄ = (2 A)(2 Ohm) = 4 Volt

Spanning over weerstand R234 ₌ spanning over weerstand R4 ₌ spanning over weerstand R23 ₌ 4 Volt.

De equivalente weerstand R ₂₃ is 6 Ohm.

De elektrische stroom door weerstand R23 _is :

I = V / R = 4 Volt / 6 Ohm = 2/3 Ampère

De stroomsterkte in weerstand R23 ₌ de stroomsterkte in weerstand R2 ₌ de stroomsterkte in weerstand R3 ₌ 2/3 Ampère.

6. R ₁ = R ₂ = 10 Ω en R ₃ = R ₄ = 8 Ω. Wat is de elektrische stroom in het circuit zoals weergegeven in de onderstaande figuur?

Bekend:

Weerstand R ₁ = Weerstand R ₂ = 10 Ω

Weerstand R3 ₌ Weerstand R4 ₌ 8 Ω

Elektrische spanning (V) = 12 Volt

Gezocht: elektrische stroom (I)

oplossing:

De equivalente weerstand

Weerstand R3 _en weerstand R4 _zijn parallel geschakeld, de equivalente weerstand is:

1/R ₃₄ = 1/R ₃ + 1/R ₄ = 1/8 + 1/8 = 2/8

R ₃₄ = 8/2 = 4 Ω

De weerstanden R1 _, R2 _en R34 _zijn in serie geschakeld, de equivalente weerstand is:

R = R ₁ + R ₂ + R ₃₄ = 10 Ω + 10 Ω + 4 Ω = 24 Ω

Elektrische stroom:

I = V / R = 12 Volt / 24 Ohm = 0,5 Volt/Ohm = 0.5 Ampère

7. Als de interne weerstand van de batterij wordt verwaarloosd, wat is dan de elektrische stroom in het circuit dat in de onderstaande afbeelding wordt weergegeven?

Bekend:

Weerstand R1 ₌ 3 Ohm

Weerstand R2 ₌ 3 Ohm

Weerstand R3 ₌ 6 Ohm

Elektrische spanning (V) = 6 Volt

Gezocht: Elektrische stroom (I)

oplossing:

Equivalente weerstand

Weerstanden R1 _en R2 _zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand is:

R ₁₂ = R ₁ + R ₂ = 3 Ohm + 3 Ohm = 6 Ohm

Weerstand R12 _en weerstand R3 zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand:

1/R = 1/R ₁₂ + 1/R ₃ = 1/6 + 1/6 = 2/6

R = 6/2 = 3 Ohm

Elektrische stroom:

I = V / R = 6 / 3 = 2 Ampère

8. Wat is de totale elektrische stroom in het circuit zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding?

Bekend:

Weerstand R1 ₌ 6 Ohm

Weerstand R2 ₌ 4 Ohm

Elektrische stroom (V) = 6 Volt

Interne weerstand (r) = 0.6 Ohm

Gezocht: elektrische stroom

oplossing:

Weerstand R1 _en weerstand R2 _zijn parallel geschakeld. De equivalente weerstand is:

1/R _P = 1/R ₁ + 1/R ₂ = 1/6 + 1/4 = 4/24 + 6/24 = 10/24

R _P = 24/10 = 2.4 Ohm

Weerstand R _P en interne weerstand (r) zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand:

R = R _P + r = 2.4 Ohm + 0.6 Ohm = 3.0 Ohm

Elektrische stroom in het circuit:

I = V / R = 6 Volt / 3 Ohm = 2 Ampère

1. Wat is een elektrisch circuit?
   • AntwoordEen elektrisch circuit is een gesloten pad of lus waarin elektrische stroom continu kan vloeien. Het bestaat doorgaans uit spanningsbronnen (zoals batterijen), belastingen (zoals weerstanden, LED's, motoren) en geleiders om deze met elkaar te verbinden.
2. Wat is het verschil tussen een serieschakeling en een parallelschakeling?
   • AntwoordIn een serieschakeling zijn de componenten achter elkaar verbonden, waardoor er slechts één stroompad is. In een parallelschakeling zijn de componenten verbonden via gemeenschappelijke punten of knooppunten, waardoor er meerdere stroompaden ontstaan.
3. Hoe relateert de wet van Ohm spanning, stroomsterkte en weerstand in een circuit?
   • AntwoordDe wet van Ohm stelt dat de stroom ($I$De stroom die door een geleider tussen twee punten vloeit, is recht evenredig met de spanning ($V$) over de twee punten en omgekeerd evenredig met de weerstand ($R$Het wordt weergegeven als I=V / R​.
4. Wat is de functie van een schakelaar in een elektrisch circuit?
   • AntwoordEen schakelaar regelt de stroom in een circuit. Wanneer de schakelaar gesloten is, laat hij stroom vloeien; wanneer hij open is, onderbreekt of stopt hij de stroom.
5. Waarom wordt een kortsluiting als gevaarlijk beschouwd?
   • AntwoordBij een kortsluiting is de weerstand erg laag, waardoor er een zeer hoge stroom vloeit. Dit kan leiden tot oververhitting, brand of schade aan componenten en moet daarom worden beschermd met zekeringen of stroomonderbrekers.
6. Wat is de functie van een zekering of een stroomonderbreker in een elektrisch circuit?
   • AntwoordZowel zekeringen als stroomonderbrekers zijn beveiligingsapparaten die ontworpen zijn om een ​​stroomkring te onderbreken als de stroomsterkte een vooraf bepaald veilig niveau overschrijdt. Zekeringen "slaan door" of "smelten", waardoor de stroomkring wordt onderbroken, terwijl stroomonderbrekers "uitschakelen" en na de onderbreking weer kunnen worden gereset.
7. Hoe beschrijft de stroomwet van Kirchhoff (KCL) de stromen op een knooppunt in een circuit?
   • AntwoordDe stroomwet van Kirchhoff stelt dat de som van de stromen die een knooppunt binnenkomen gelijk is aan de som van de stromen die dat knooppunt verlaten. Dit is in wezen een formulering van het behoud van elektrische lading.
8. Wat is het verschil tussen wisselstroom (AC) en gelijkstroom (DC)?
   • AntwoordGelijkstroom (DC) verwijst naar de eenrichtingsstroom van elektrische lading, meestal afkomstig van een batterij of een gelijkstroomvoeding. Wisselstroom (AC) daarentegen is een elektrische lading die periodiek van richting verandert, zoals de stroom die in veel landen via het elektriciteitsnet wordt geleverd.
9. Waar verwijst de term "aarde" naar in elektrische circuits?
   • Antwoord"Aarding" verwijst naar een referentiepunt in een elektrisch circuit van waaruit andere spanningen worden gemeten, of een gemeenschappelijk retourpad voor elektrische stroom, of een directe fysieke verbinding met de aarde.
10. Waarom worden condensatoren in elektrische circuits gebruikt?

• AntwoordCondensatoren slaan elektrische energie op en geven deze weer af. Ze worden in circuits gebruikt voor diverse doeleinden, zoals filtering, het afvlakken van spanningsschommelingen, het koppelen en ontkoppelen van wisselstroomsignalen en als timingelementen in oscillatoren.