Dag Bernard:

1) Bereken de weerstand van elke lamp in normale 230 V omstandigheden

2) Bereken de vervangingsweerstand als je ze in serie zet

3) bereken voor die serieschakeling de stroomsterkte.

4) bereken voor elke lamp het vermogen bij die stroomsterkte (verwaarloos hierbij het feit dat een minder fel brandende lamp een (veel) lagere weerstand zal hebben dan die je berekende voor de normale 230 V omstandigheden)

Laat je berekeningen maar zien, en eventueel waar je vastloopt. 

P=U·I

P=I²R

U=I·R

Groet, Jan

Uitwerking van jouw vraagjes: 

1) P/U= I1= 75/230------------------R1= 230²/75

    P/U= I2= 25/230-------------------R2= 230²/25

         (R2<R1)

2) Rs= R1+R2= 230²/75+230²/25=2821 ohm

3) I= 230/Rs= 0,0815217391 A

4) P= U*I= 230*0,08152 Watt =18,75 Watt

Hoe zie ik nu welke lamp het sterkst zal branden? (moet ik dan naar dat vermogen kijken?)

Groet, Bernard

Dag Bernard,

Je combineert makkelijk formules, ik moest even checken of dat goed ging, omdat je die combinaties niet volledig uitschreef. 

1) OK behalve "(R2<R1)": hier staat je groterdan-teken per ongeluk omgekeerd, maar dat heeft verder geen consequenties

2) OK

3) OK

4) Hier bereken je het vermogen voor beide lampen samen. Maar wil je de door de lampen in deze schakeling geleverde vermogens kunnen vergelijken, dan zul je het voor elke lamp apart moeten berekenen. NB, ze staan in serie, dus voor elk is de stroomsterkte gelijk

Groet, Jan 

 

Dag Jan, 

Aangezien I dezelfde blijft (serieschakeling) bekomen we

P1= R1*I²= (230²/75)* (0,0815)²

P2=R2*I²= (230²/25)* (0,0815)²

P1<P2

De lamp van 25 Watt heeft dus in serie het grootste vermogen, betekent het nu dat die lamp dan het sterkst brandt?

Groet, Bernard

"De lamp van 25 Watt heeft dus in serie het grootste vermogen, betekent het nu dat die lamp dan het sterkst brandt?"

Een verbruiker met groter vermogen betekent dat  die verbruiker per seconde meer energie opneemt (en dus weer afgeeft). Dus ja, in deze serieschakeling zal de 25W feller branden dan de 75 W lamp. Klinkt onlogisch, maar vergeet niet dat door die grotere weerstand het potentiaalverschil over die 25 W lamp ook veel groter zal zijn dan het potentiaalverschil over de 75 W lamp.

Kun je op school makkelijk checken met 2 verschillende fietslampjes in serie.

Groet, Jan

Dag Bernard, Jan,
Er is niets tegen berekeningen. (Mits men daarin geen fouten maakt, zoals ik hier eerder deed.)
Maar met zo'n meerkeuzevraag is ook een andere benadering mogelijk...
Zoals Bernard correct heeft vastgesteld, heeft de "lamp van 25 W" de grootste weerstand.
Het vermogen van een lamp is P=I²×R.
In de seriekring is de stroomsterkte I overal even groot.
Dus de lamp met de grootste weerstand heeft in de seriekring het grootste vermogen.
Dat is de lamp die 25 W omzet als er 230 V over staat.
Groeten, Jaap Koole

Hallo,

Bij deze vraag snap ik niet goed waarom je eerst de weerstand van de lamp berekent bij normale omstandigheden je bedoelt dan een 1 op 1 schakeling? want de spanning is dan bij beiden zogezegd 230 volt maar dat klopt toch niet voor een serieschakkeling?

Of is dit een soort van oplosmethode voor een serieschakkeling.

Alvast Bedankt

dag Katrien,

het vermogen dat op een lamp staat vermeld geldt bij de zg nominale spanning, d.w.z. de spanning waarvoor de lamp is ontworpen. 
Want hoe hoger de spanning over de lamp, hoe heter de gloeidraad, en hoe heter een draad, hoe hoger de weerstand.

Een 230V / 25 W lamp verbruikt dus alleen 25 J/s als hij op 230 V is aangesloten. Zet twee van die lampen in serie en dan heeft geen van die twee lampen dus meer 230 V over zich staan. Bovendien, een lagere spanning geeft een koelere draad met dus ook (veel) minder weerstand dan nominaal.

Een correcte berekening is er voor de serieschakeling dus niet te maken zonder véél meer van de lampen te weten. Maar je kunt wel uit de nominale weerstanden (weerstanden bij de nominale spanning) inschatten welke van de twee lampen in een serieschakeling de laagste weerstand zal hebben en dus de minste spanning zal krijgen, en dus veel minder dan de ander zal gloeien. En zo kun je de meerkeuzevraag toch beantwoorden. 

Duidelijk zo?

Groet, Jan

Beste Jan,

Dus als ik het goed begrijp als er staat op een gloeilamp 230 V/5 W dan kan men hieruit wel de weerstand gaan halen aangezien die weerstand voor elke lamp afhankelijk is van deze 2 factoren (volt nominale spanning en de watt?)
want in bovenstaande voorbeeld wordt de weerstand van de lamp (ook al staan ze parallel) berekend bij de nominale waarden?

Ik wou ook nog vragen of het vermogen voor de lamp ook een indicator is voor het langste branden van de lamp? (Hiermee bedoel ik dus als ze vragen welke lamp brandt het langst? - moeten we dan ook kijken naar het vermogen?)

Alvast hartelijk bedankt voor u hulp!

Bij 230 V heeft een 230 V/5W lamp een vermogen P = 5 = U.I = U²/R en daaruit kun je de weerstand bepalen als de spanning 230 V is.
Maar als de spanning minder is, dan zal de weerstand minder zijn en de stroom ook (U=IR voor elke combinatie U en I met niet constante R). Je moet dan dus voor elke spanning opnieuw R = U/I moeten uitrekenen.

Meestal staan lampen parallel (zoals elke lamp in huis parallel aan andere lampen staat). Ze hebben dan dezelfde spanning (230 V bij lichtnet) en bij gelijk vermogen ook een gelijke stroomsterkte.
Dan hebben 5W lampen ook allemaal dezelfde weerstand. Of het een 5W LED lamp is of een 5W gloeilamp. De LED lamp zal wel meer licht geven (beter rendement: meer van het vermogen wordt voor licht productie gebruikt en niet voor alleen maar opwarming van de lamp).

Vermogen alleen zegt niks over levensduur. Een 5W lamp kan 4 maanden meegaan en een 100 W lamp 2 dagen. Of allebei jaren... de levensduur wordt bepaald door veel factoren van de productie. Welk materiaal is gebruikt, hoe goed zijn de verbindingen gemaakt e.d.

Hallo,

Maar als u zegt dat de weerstand nadien apart moet berekend worden dan klopt Bovenstaande uitwerking toch niet?
Want hieruit wordt de weerstand berekend over de U nominaal?
Uitwerking vraag Bernard:

1) P/U= I1= 75/230------------------R1= 230²/75

    P/U= I2= 25/230-------------------R2= 230²/25

         (R2<R1)

2) Rs= R1+R2= 230²/75+230²/25=2821 ohm

3) I= 230/Rs= 0,0815217391 A

En zoals Jan ook al aangaf, klopt dat dus niet.
Ja, elke lamp op zich heeft bij 230 V en een vermogen van 25 W of 75 W een andere weerstand (R = 230²/I₁ en 230²/I₂ waarbij I de stroom is die door de lamp gaat).
Maar als je die lampen achter elkaar in serie zet dan staat over beide lampen samen 230V en per lamp maar een deel ervan. Als je de stroom kunt meten dan weet je de "vervangingsweerstand" van beide lampen. Die zal niet de som van de afzonderlijke weerstanden zijn omdat de lampen geen vaste weerstand hebben (het zijn geen zg. "ohmse weerstanden") want die is afhankelijk van de spanning over de lamp.

Oké,

Ik snap de basisregels wel van wat u hierboven zegt maar ik vind het gewoon heel vreemd dat bv de I hier in deze serieschakeling bij beide lampjes anders is wat eigenlijk al niet kan in een serieschakeling en ik snap niet hoe dat deze assumptie dan kan kloppen :s 

mijn excuses dat ik niet zo goed mee ben..

Neem een serieschakeling met een spanning van 230 V en twee weerstanden (lampjes) van 100 Ω. Totale weerstand 200 Ω en stroomsterkte dan 230/200 = 1,15 A
Vermogen P = 230 x 1,15 = 265 W voor de "vervangslamp" van 200Ω
(en aangezien de lampen identiek zijn, mag je aannemen dat elk voor de helft hieraan bijdraagt: P = 132,5 W)

Vervang de twee lampjes door exemplaren met 150 Ω. Bij echte lampen kan dat doordat een koude lamp 100 Ω is en de weerstand van een hete lamp 150 Ω geworden is.
Totale weerstand nu 300Ω en stroom neemt af tot 230/300 = 0,77 A
Nieuw vermogen P = 230 x 0,77 = 177 W voor de "vervangingslamp" van 300Ω (of bij gelijke lampen: elk goed voor P = 88,5 W)

dag katrien,

zoals ik al zei, een precieze berekening is onmogelijk, maar een ruwe berekening op basis van nominale weerstanden leidt wel tot het antwoord op de meerkeuzevraag.

een lamp van 25 W heeft volgens de berekening een grotere nominale weerstand dan een van 75 W. 

dan wordt het een kwestie van spanningsverdeling over serieweerstanden. Als we die twee in serie zetten zal er over die van 25 W dus een (veel) groter deel van de spanning van 230 V komen te staan, bijvoorbeeld 180 V, en de resterende 50 V over de lamp met de kleinere weerstand.  Hoeveel precies valt zonder véél meer gegevens en ingewikkelde berekeningen niet te zeggen. Maar dat hoeft ook helemaal niet voor deze oefening.

Want op 180 V zal die 25W lamp nog wel wat doen. Op 50 V zal echter die grotere lamp waarschijnlijk niet eens warm genoeg worden om duidelijk op te gloeien. 

We weten genoeg om een beredeneerde keuze te maken uit de drie keuzemogelijkheden van de meerkeuzevraag uit de startpost. 
En die keuze is tegen de intuïtie, maar is nu wel onderbouwd.

nu wél duidelijk?

groet, Jan

Beste Jan,

Bedankt voor de verduidelijking ik denk dat ik het wel snap nu.

Hebt u soms nog een antwoord op deze vraag? want dit probeerde ik daarnet ook te stellen. 

 

Alvast bedankt!

Zo lang mogelijk branden betekent dat je een zo laag mogelijke stroomsterkte door je schakeling laat gaan om je batterijen zo langzaam mogelijk uit te putten. Het is kennelijk niet van belang hoeveel licht je daarbij krijgt, en daarmee is het dus een heel ander soort vraag dan die uit de startpost.

Lees dus in plaats van "lampen" stomweg "weerstanden".

twee identieke weerstanden, en je wil zo lang mogelijk met je batterij doen. Wat denk je? 

groet, Jan

Dan zou ik denken dat ze in serie moeten staan.
als ik het efjes heb nagerekend klopt het dat ze in serie 4 x langer zullen branden dan in parallel en 2 keer zolang zullen branden met slechts 1 lamp.

Dus in deze volgorde : serie > 1 lamp > parallel

Alvast Bedankt!!

Voor ohmse weerstanden zal dat precies zijn zoals je beschrijft, goed geredeneerd dus, en voor gloeilampen dus bij ruime benadering ook. Ze zullen samen in serie langer licht geven dan alleen of parallel. Beduidend minder licht, misschien alleen een paar zielige rode streepjes, maar daar ging de vraag niet over.

graag gedaan :)

P= R*I²  EN R=U²/P
R1=230²/25=2116 EN R2=230²/75=705  Rv=2821ohm   It=81.5 mA
P1=2116ohm*(81.5mA)²=14W
P2=705ohm*(81.5mA)²=4.68W
Effe gewoon de oplossing eh van bovenste vraagstukje.

dag Raf,

die sommetjes had Katrien in haar bericht van 30 oktober 2017 om 19:07 ook al gemaakt. Maar nogmaals, dat is geen oplossing van het bovenste vraagstukje, om de doodsimpele reden dat gloeilampen geen ohmse weerstanden zijn of zich ook maar ongeveer zo gedragen. 
Een lagere spanning (door de serieschakeling) verlaagt de stroomsterkte, maar dat verlaagt het vermogen, dat verlaagt de temperatuur, dat verlaagt de weerstand (die voor een koude gloeilamp tot 10 x lager is dan voor een hete), dat verhoogt weer de strroomsterkte, en om een lang verhaal kort te maken ontstaat er uiteindelijk een evenwicht  dat niet met een paar formules te berekenen valt. 

Juist om die reden wordt voor dit vraagstuk ook geen rekenwerk gevraagd. 

Groet, Jan

Is het zo dat wanneer je lampen in serie schakelt en ze dus een lagere weerstand hebben vanwege de lagere spanning er dan een grotere stroom gaat lopen?
Gr, Ron

Dat heeft met serie schakelingen niets te maken. Bij een weerstand waar stroom doorloopt ontwikkelt zich warmte. Bij hogere temperatuur neemt bij de meeste materialen de weerstand toe (PTC - positive Temperature Coefficient). Dat gebeurt zowel bij serieel als parallel geschakelde weerstanden.

De spanning over de weerstand blijft hetzelfde, en met U = IR voor Ohmse weerstanden neemt I af als R toeneemt. U verandert niet (een batterij krijgt niet ineens een andere spanning).

 dag Ron,

door die lagere weerstand (vanwege een koelere gloeidraad) zal de spanning niet lager worden. 
Door serieschakeling van identieke weerstanden wordt de spanning weliswaar netjes gelijkelijk verdeeld over de weerstanden, maar voor die verdeling maakt het niks uit of je 10 lampen van 3 Ω neemt of 10 lampen van elk 2 kΩ. Dus 10 koude of 10 hete lampen verandert niks aan de spanningsval per lamp. 

 als dat zo zou zijn zouden de lampen door die grotere stroom weer heter worden en dus weer een grotere weerstand krijgen. Conclusie, ergens tussenin stelt zich een evenwicht in.

Groet, Jan

Mijn vraag is, als je twee gelijke 230 volt lampen in serie zet op 230 volt
wordt de stroomsterkte dan minder dan wanneer er één op 230 staat?
omdat een zwakker brandende lamp minder weerstand heeft!
Ik heb gezien de antwoorden en berekeningen wel wat teweeg gebracht, excuses hiervoor!
Ik heb namelijk 7 van die schakelingen in huis!

230 V is een indicatie voor de spanning waarop de lampen het best werken.
Tezamen met het vermogen (wattage) geeft het een stroomsterkte:  I = P/U = 460 W/230 V = 2 A

Bij een lamp (bijv 100 ohm weerstand) zal de stroomsterkte I = U/R = 230 V/100 Ω = 2,3 A zijn.
Als je 2 van die lampen in serie zet dan is de totale spanning over die lampen nog steeds 230 V.
De weerstand zal het dubbele zijn (200 ohm), de stroomsterkte halveert dan: 230 V / 200 Ω = 1,15 A

Het vermogen van elke lamp zal dan zijn  P = U.I = 230 V x 1,15 A = 200 W 
Dat is de helft van wat het zou moeten (en mogen) zijn: P = U.I = 230 V x 2,3 A = 400 W

Dus lampen in serie schakelen doet ze  minder fel branden want het opgenomen vermogen vermindert. Om die reden staan alle lampen in huis parallel aan elkaar. Elk heeft 230 V, elk dezelfde weerstand en dus dezelfde stroom en nominale vermogen.

We hebben dan even niet gekeken naar de toename van de weerstand als een lamp langer brandt (geldt alleen voor gloeilampen, niet voor LED lampen). Dan neemt de weerstand van elke lamp toe, de stroom erdoor neemt in beide af en uiteindelijk branden ze met een felheid die overeenkomt met wat de stroom door de gloeidraad kan veroorzaken. Maar in serie halveert die stroom nog steeds en gaan beide lampen minder fel branden.

Dit antwoord is voor mij een stuk duidelijker, mijn dank hiervoor!
Gr, Ron 

Misschien is dat antwoord duidelijker maar helaas is dat antwoord niet correct: 

Een lamp die minder fel brandt krijgt een lagere temepratuur en dus een kleinere weerstand
bij twee gloeilampen in serie geldt NIET dat de weerstand verdubbelt en dus de stroom halveert. Met andere woorden, een gloeidraad is NIET een zg "Ohmse weerstand". 
De weerstand wordt ergens tussen de 1,2 en 1,8 x zo groot, en de stroomsterkte dus ergens tussen de 1,8 en 1,2 keer zo klein. 

Hoe dat precies uitvalt is vooral een kwestie van het materiaal waarvan de gloeidraad is gemaakt. Een wolfraamdraad koud heeft een 10 x zo kleine weerstand als een wolfraamdraad op gloeilamptemperatuur (2500+ ^oC)

https://www.researchgate.net/publication/356124353_Filament_X-ray_Tube_Current_Control_Method_Using_Indirect_Filament_Temperature_Estimation

voor andere materialen ziet zo'n verband er weer heel anders uit. Bij constantaan (de naam zegt het al) is een grafiek als bovn een vrij horizontale lijn, En er zijn ook halfgeleidermaterialen (zg NTC's) die bij hogere temperatuur juist een lagere soortelijke weerstand krijgen.

Maar hoe het ook zij, twee gloeilampen in serie geven niet een halve stroomsterkte. 

Groet, Jan

Voor antwoord op de vraag is het niet zo relevant dat de weerstand niet gelijk blijft (geheel waar overigens - een lamp is geen Ohmse weerstand). Aannemend dat twee lampen in serie wordt gezet, verdubbelt de weerstand. Of dat nu 2 x 10Ω koud is of 2 x 18Ω heet: 2 lampen in serie geven dubbele weerstand. En daarmee een halvering van de stroomsterkte (horend bij die weerstand). En dus een halvering van het vermogen (bij die weerstand). Dus branden beide lampen minder fel.