Hoe beïnvloedt het toevoegen van weerstand in een circuit de spanning en de stroom?
Het toevoegen van weerstand aan een circuit heeft verschillende effecten op spanning en stroom, afhankelijk van hoe de weerstanden zijn verbonden (serie of parallel). De effecten van serie- en parallelweerstanden op spanning en stroom worden hieronder uitgelegd:
Effect van seriële weerstand
Effect op stroom
In een seriecircuit delen alle componenten dezelfde stroom. Dus ongeacht hoeveel weerstanden in serie in het circuit zitten, de stroom door elke weerstand is hetzelfde. Het verhogen van de weerstand verandert niet de totale stroom in het circuit.
Spanningseffect
In een seriecircuit is de totale spanning gelijk aan de som van de spanningen aan beide einden van elke weerstand. Dit betekent dat het toevoegen van een weerstand zal leiden tot een daling van de spanning aan beide einden van die weerstand, waardoor de spanningverdeling tussen de andere einden van de weerstand in het circuit verandert. Als de totale spanning constant is, zal het verhogen van de weerstand ervoor zorgen dat een deel van de spanning op de nieuwe weerstand valt, en de spanning op de andere weerstanden daalt overeenkomstig.
Het effect van parallelle weerstand
Effect op stroom
In een parallelcircuit is de spanning aan beide einden van elke weerstand hetzelfde, maar de stroom door elke weerstand kan verschillend zijn. Het toevoegen van een parallelle weerstand verhoogt de totale stroom in het circuit omdat de parallelle weerstand een extra stroompad biedt.
Spanningseffect
In een parallelcircuit hebben alle parallelle weerstanden dezelfde spanning aan beide einden. Het toevoegen van een parallelle weerstand verandert de spanning aan beide einden van de andere weerstanden in het circuit niet, maar het verhoogt het totale stroomverbruik.
Waarom serieschakeling kiezen in plaats van parallelschakeling bij het verhogen van de spanning
Wanneer de spanning moet worden verhoogd, worden serieschakelingen meestal gekozen in plaats van parallelschakelingen om de volgende redenen:
Spanningsverdeling
Serieschakelingen kunnen worden gebruikt voor spanningsverdeling. Wanneer een hogere spanningsbron moet worden ingevoerd in het circuit, kan de spanning worden verdeeld door één of meer weerstanden in serie te schakelen, waardoor wordt verzekerd dat de individuele componenten in het circuit niet blootgesteld worden aan een spanning buiten hun tolerantierange. Dit beschermt gevoelige elektronische componenten tegen beschadiging door te hoge spanningen.
Stroombeheersing
In sommige gevallen is het nodig om de stroom die door het circuit loopt, te beperken. Serieschakelingen kunnen worden gebruikt om de stroomintensiteit te verminderen. Bijvoorbeeld, in het LED-lampcircuit wordt meestal een weerstand in serie aangesloten om de stroom door de LED te beperken en te voorkomen dat de LED door te veel stroom verbrandt.
Stabiliteit
Serieschakelingen kunnen stabiliteit in het circuit bieden. In toepassingen waar precisie in stroombeheersing vereist is, kunnen serieschakelingen helpen om de stroom te stabiliseren, zodat de stroom niet te veel varieert door fluctuaties in de spanning.
Samenvatting
Serieschakelingen worden voornamelijk gebruikt voor spanningsverdeling en stroombeperking, en zijn geschikt voor scenario's waarin componenten in een circuit moeten worden beschermd tegen hoge spanningen.
Parallelle weerstanden worden voornamelijk gebruikt om de totale stroom in het circuit te verhogen, en zijn geschikt voor situaties waarin het stroompad moet worden uitgebreid.
De keuze voor serieschakeling of parallelschakeling hangt af van de specifieke circuitvereisten en ontwerpdoelstellingen. Serieschakeling is een meer algemene keuze in situaties waarbij een verhoogde spanning nodig is, omdat het kan helpen bij de spanningsverdeling en de componenten in het circuit beschermt.
