Leer ook Voorbeeld van problemen met parallel geschakelde weerstanden Dan Voorbeeld van problemen met serieweerstanden
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.
Elektrische lading (Q) is constant, zodat de elektrische lading die door weerstand 1 (R) beweegt1) = elektrische lading die door weerstand 2 (R) beweegt2) = elektrische lading die door weerstand 3 (R) beweegt3). Elektrische stroom (I) is de elektrische lading die stroomt gedurende een bepaald tijdsinterval (I = Q/t), dus de elektrische stroom die door weerstand 1 loopt (I1) = elektrische stroom die door weerstand 2 (I) loopt2) = elektrische stroom die door weerstand 3 (I) loopt3). Mathematisch gezien is de totale elektrische stroom (I) = I1 = Ik2 = Ik3.
Integendeel elektrische spanning (V) neemt af wanneer de elektrische lading door elke weerstand beweegt. Elektrische spanning, ook wel elektrisch potentiaalverschil genoemd, is elektrische potentiële energie per eenheid elektrische lading. De spanning neemt af omdat elektrische energie wordt verbruikt in elke elektrische weerstand. De totale elektrische spanning (V) is dus gelijk aan de som van de elektrische spanningen over elke weerstand. Mathematisch gezien is de totale elektrische spanning (V) = V1 + V2 + V3V = IR, dus de vergelijking voor de totale elektrische spanning is V = IR.1 + IR2 + IR3Omdat de elektrische stroom door elke weerstand dezelfde waarde heeft, 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 equivalente weerstand van de in serie geschakelde elektrische weerstanden gelijk is aan de som van de individuele elektrische weerstanden, wiskundig gezien R = R1 + R2 + R3Als er slechts twee weerstanden in serie zijn geschakeld, dan is de waarde van de vervangende weerstand (R) = R1 + R2Als er vier weerstanden in serie zijn geschakeld, dan is de waarde van de vervangende weerstand (R) = R1 + R2 + R3 + R4Hetzelfde geldt als er vijf of meer weerstanden in serie zijn geschakeld.
Voorbeeld van een probleem met een serieweerstand:
1. Gegeven R1 = 2 Ω, R2 = 3 Ω en R3 = 4 Ω. De drie weerstanden zijn in serie geschakeld. Wat is de waarde van de vervangende weerstand? (Ω = Ohm).
Discussie
R = R1 + R2 + R3 = 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 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 = R1 + R2 = 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.
(b) I = V / R = 12 Volt / 100 Ω = 0,12 Ampère
