Seriekobling og parallellkobling
Innleding
I dette kapittelet ser vi nærmere på hvordan elektroniske komponenter kobles sammen i kretser. Komponentene kobles sammen enten i serie eller parallelt. Vi skal også bli bedre kjent med bryterens funksjon.
Kretser
I en sluttet krets kan strømmen flyte fra den ene til den andre polen på en spenningskilde. På veien går strømmen gjennom en eller flere komponenter.
I følgende eksempel skal vi se nærmere på hvordan strømmen oppfører seg når den går gjennom kretser som består av et batteri og lyspærer. Kretsene vises skjematisk, og da brukes følgende symboler:
På batterisymbolet indikerer den lange streken plusspolen og den korte streken minuspolen. En lyspære har ingen polaritet (den kan kobles til begge veier), så det spiller ingen rolle hvordan den kobles til polaritetsmessig.
Den enkleste kretsen består av et batteri og en lyspære. I følgende eksempel brukes det et 9 V-batteri og en lyspære med effekt på 3 W.
Det er enkelt å ved behov regne ut hvor mye strøm som går gjennom kretsen.
Seriekobling
I en seriekobling kobles flere komponenter etter hverandre i samme serie. En tradisjonell adventsstake er et godt eksempel på en seriekobling. Adventsstaken består av sju seriekoblede lyspærer. Hver lyspære har en effekt på 3 W. De kobles til 230 V (dvs. stikkontakten). I følgende skjematiske tegning tegner vi det som om det skulle ha vært likespenning (selv om det egentlig er vekselspenning).
I en seriekobling som denne går samme strøm gjennom alle lyspærene. Under forutsetning av at lyspærene er identiske vil de også ha samme spenning. Spenningen er nemlig avhengig av hvilken resistans lyspærene har (komponenter med høy resistans får høyere spenning enn komponenter med lavere resistans).
I dette tilfellet er lyspærene identiske. Det innebærer at spenningen blir jevnt fordelt. Med sju lyspærer som skal "dele på" 230 V blir det ca. 33 V over hver lyspærer.
Den totale effekten i kretsen er summen av de sju lyspærenes individuelle effekt (n er antall pærer).
Vi kan også regne ut hvor mye strøm som går gjennom kretsen.
Brytere
Ulempen med seriekoblede lyspærer i en adventsstake er at alle lyspærer slukkes hvis én lyspære blir ødelagt. For at lyspærene skal lyse må kretsen være sluttet, og det er den ikke hvis en lyspære ikke leder strøm.
Mange tenner og slukker adventsstakene ved ganske enkelt å skru ut en lyspære slik at kretsen brytes. Dette anbefales ikke, fordi man risikerer dårlig kontakt. Heldigvis er de fleste adventsstaker utstyrt med en bryter.
Bryteren er koblet i serie med lyspærene. Når bryteren er slått på, går det en strøm gjennom kretsen (kretsen er sluttet). Når bryteren er slått av, går det ingen strøm gjennom kretsen (kretsen er brutt).
Parallellkobling
En annen måte å koble sammen lyspærer på er å parallellkoble dem. Da kan én eller flere lyspærer gå i stykker uten at resten slutter å lyse.
I følgende eksempel skal tre 3 W-lyspærer kobles til en spenningskilde på 9 V.
Siden de er parallellkoblet, får de samme spenning.
Strømmen som går gjennom kretsen totalt, kan regnes ut på følgende måte:
Den strømmen blir fordelt mellom de tre lyspærene.
Serie- og parallellkobling av spenningskilder
I eksempelet med håndviften (fra kapittel 6.1 Spenning) drives viften av to AA-batterier. De to batteriene er seriekoblet med hverandre, som innebærer at spenningen deres summeres. Den totale spenningen fra batteriene blir dermed 3 V.
Alle alkaliske batterier har spenningen 1,5 V. Den eneste grunnen til at det vanligste røykvarslerbatteriet har spenningen 9 V er at det egentlig består av seks seriekoblede småbatterier.
Batterier kan også parallellkobles. Da endres ikke spenningen, men kapasiteten (altså hvor lenge batteriene varer) og maks.strømmen (hvor mye strøm batteriene maksimalt kan yte) øker.
Kontrollspørsmål
Spørsmål 7a og 7b
Hvor mye strøm går gjennom kretsen? Hvor stor resistans utgjør hver enkelt lyspære?
Spørsmål 7c og 7d
Hvor mye strøm går totalt gjennom kretsen? Hvor stor resistans utgjør hver enkelt lyspære?
Se fasiten i kapittel 36 Fasit.
Bli medlem og få ekstra bra medlemspriser, poeng på alt du handler og 100 dagers åpent kjøp. Medlemskapet ditt er helt digitalt – praktisk og kortløst!
Les mer