Door H.L.M. Lee – Bijgewerkt op 24 maart 2022

In een serieschakeling zijn componenten achter elkaar gerangschikt en vormen ze één gesloten stroompad. De batterij voedt de lus en dwingt dezelfde stroom door elke weerstand te stromen. Beschouw de batterij als een waterpomp, de stroom als water en de weerstanden als huizen op een rij:het water moet achtereenvolgens door elk huis stromen voordat het terugkeert naar de pomp.

De wet van Ohm verbindt spanning, stroom en weerstand:

\(V =IR\)

waarbij V is de spanning over een weerstand, I is de stroom er doorheen, en R is de weerstand. In serie, omdat de stroom voor elk element identiek is, hangt de spanningsval over elke weerstand uitsluitend af van de weerstand ervan.

Wat is een parallelle verbinding?

Een parallel circuit verbindt componenten zoals de sporten van een ladder. Elk apparaat bevindt zich op zijn eigen tak van de voeding, zodat over elke weerstand dezelfde spanning verschijnt, maar elk apparaat een andere hoeveelheid stroom kan trekken op basis van zijn weerstand. De wet van Ohm voor stroom wordt uitgedrukt als I =V/R .

Equivalente weerstand berekenen

Voor een serieschakeling van weerstanden R₁ , R₂ , R₃ , …, de equivalente weerstand is de eenvoudige som:

\(R_s =R_1 + R_2 + R_3 + …\)

Het toevoegen van een weerstand aan een serieschakeling verhoogt altijd de totale weerstand.

Parallelle weerstanden fungeren daarentegen als een enkele weerstand waarvan de equivalente weerstand wordt gevonden met behulp van:

\(\frac{1}{R_p} =\frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + …\)

Het parallel toevoegen van een weerstand vermindert altijd de totale weerstand, een feit dat ten grondslag ligt aan veel praktische voor- en nadelen van deze topologie.

Voordelen van parallelle bedrading

• Apparaten werken onafhankelijk:het aansluiten van een koelkast op een stopcontact in de keuken verandert niets aan de spanning of stroom die beschikbaar is voor andere apparaten.
• Redundantie:als in een reeks moderne kerstverlichting één lamp defect raakt, blijven de resterende lampen branden, waardoor het oplossen van problemen eenvoudig wordt.
• Voorspelbare spanning:elk onderdeel ziet dezelfde voedingsspanning, wat ontwerp- en veiligheidsberekeningen vereenvoudigt.

Nadelen van parallelle bedrading

• Kortsluitingsrisico:een fout met lage weerstand (bijvoorbeeld een vastgelopen draad in een stopcontact) forceert een overmatige stroom door het circuit, wat mogelijk vonken, oververhitting en brand kan veroorzaken.
• Hoger algemeen stroomverbruik:omdat de weerstand wordt verlaagd, vloeit er meer stroom bij een bepaalde spanning, wat kan leiden tot een hoger energieverbruik en de behoefte aan robuuste zekeringen of circuitbeveiliging.

Gelukkig worden beveiligingsvoorzieningen zoals zekeringen in serie met de bedrading geplaatst. Bij kortsluiting springt de zekering door, waardoor het circuit wordt verbroken en schade wordt voorkomen.