Serie- og parallelkobling af modstande

Fysik B · STX · B-niveau · Elektricitet

⚛️ Serie- og parallelkobling af modstande

Serie-kobling (samme strøm gennem alle): R_tot = R₁ + R₂ + R₃ + ... Spændinger fordeles proportional med modstande: U_i = R_i·I. Klassisk eksempel: julelys-rækker — én pære springer → alle ude.

Parallel-kobling (samme spænding over alle): 1/R_tot = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ... Strøm fordeles omvendt proportional: I_i = U/R_i. R_tot er ALTID mindre end den mindste modstand.

Eksempel: R₁ = 6Ω, R₂ = 3Ω parallel: 1/R_tot = 1/6 + 1/3 = 1/2 → R_tot = 2Ω. Praktiske anvendelser: Husholdnings-elektriske kredsløb er parallelt — alle apparater får 230V, kan tændes uafhængigt. Sikringer i serie for at afbryde kredsen. Voltmeter har høj indre modstand (parallelt → ikke forstyrrer kredsen). Amperemeter lav modstand (i serie → ikke forstyrrer). Wheatstones bro finder ukendt modstand præcist.

Kirchhoffs love: spændingsfald rundt om en sløjfe = 0; strømme ind = strømme ud i et knudepunkt.

CAS-simulering: SPICE, LTspice, Falstad's online kredsløbssimulator.

Læringsmål

• Anvende Ohms lov U = RI og beregne effekt P = UI
• Beregne serie- og parallelmodstande
• Anvende Kirchhoffs strøm- og spændingslov
• Forklare EMF og indre modstand
• Forklare kondensatorer og elektrisk felt

Sådan kan du arbejde med emnet

• Beregn den samlede modstand af tre modstande forbundet i serie
• Beregn den samlede modstand af tre modstande forbundet parallelt
• Forklar, hvorfor strømmen er ens gennem alle komponenter i et seriekredsløb, men spændingen er ens i et parallelkredsløb

Eksperiment-forslag

• Byg et seriekredsløb med 3 ens pærer og observer, hvad der sker hvis én pære fjernes — forklar det med R_tot = R₁+R₂+R₃.
• Byg det tilsvarende parallelkredsløb med 3 pærer, og observer at de øvrige forbliver tændt — beregn R_tot og sammenlign lysstyrken med seriekoblingen.
• Mål den samlede modstand af to kendte modstande koblet i serie og i parallel med et ohmmeter, og sammenlign med de beregnede værdier.

Brobygning

Når strøm går gennem en modstand, omsættes elektrisk energi til varme — hvor meget afhænger af effekten i kredsløbet. Næste emne er 'Effekt P = UI = I²R'.