Serie, parallel, open circuit en kortsluiting
Leerdoel van deze les
Je kunt serie- en parallelschakelingen doorrekenen en het verschil tussen overbelasting en kortsluiting uitleggen.
Serieschakeling
Bij een serieschakeling loopt door alle componenten dezelfde stroom, en verdeelt de spanning zich over de componenten naar rato van hun weerstand.
R totaal = R1 + R2 + R3 …
Kenmerk: onderbreek je één component, dan valt de hele keten stil. Oude kerstverlichting werkte zo, en het is ook precies wat er gebeurt als er een onderbreking in je circuit zit.
Parallelschakeling
Bij een parallelschakeling staat over alle componenten dezelfde spanning, en verdeelt de stroom zich over de takken.
1 / R totaal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 …
De totale weerstand is dus altijd kleiner dan de kleinste tak. Elke verbruiker die je erbij zet, verlaagt de totale weerstand en verhoogt de totale stroom.
Zo is een woninginstallatie opgebouwd: alle stopcontacten van een groep staan parallel, allemaal op 230 V, en elk apparaat trekt de stroom die het nodig heeft. Daarom werkt de tweede lamp gewoon door als de eerste kapotgaat.
Wat je in de praktijk ziet
Verbruikers staan parallel. Schakelaars, zekeringen en beveiligingen staan in serie met wat ze bedienen of beschermen - anders zouden ze niets kunnen onderbreken.
Vier toestanden die je uit elkaar moet houden
Normaal bedrijf - de belasting trekt de stroom waarvoor het circuit is ontworpen.
Open circuit (onderbreking) - de keten is verbroken, de weerstand is oneindig, er loopt geen stroom. Er kán wel gewoon spanning staan tot aan de onderbreking. Symptoom: het werkt niet, maar de automaat blijft ingeschakeld.
Overbelasting - er is te veel aangesloten, of een apparaat is defect en trekt meer dan het hoort. De stroom is bijvoorbeeld 20 A op een 16 A-groep: te hoog om lang vol te houden, maar niet extreem. De automaat schakelt af op het thermische deel, na seconden tot minuten.
Kortsluiting - fase raakt nul of fase raakt PE, vrijwel zonder weerstand ertussen. De stroom loopt op tot honderden of duizenden ampères. De automaat schakelt af op het magnetische deel, binnen milliseconden.
| Stroom | Afschakeling | Typische oorzaak | |
|---|---|---|---|
| Overbelasting | Iets te hoog | Traag, thermisch | Te veel apparaten, defecte motor |
| Kortsluiting | Extreem hoog | Direct, magnetisch | Draad geraakt bij boren, verkeerde aansluiting, waterinsluiting |
Dat een installatieautomaat twee verschillende mechanismen heeft, is precies om beide situaties te kunnen onderscheiden. Module 6 gaat daar dieper op in.
De aardlek hoort in dit rijtje niet thuis
Een aardlekschakelaar reageert op geen van bovenstaande. Hij vergelijkt de stroom die via de fase de installatie ingaat met de stroom die via de nul terugkomt. Zijn die niet gelijk, dan verdwijnt er ergens stroom naar aarde - bijvoorbeeld door een mens heen. Bij een verschil van ongeveer 30 mA schakelt hij af.
Een aardlek beschermt dus mensen tegen aanraking, en een automaat beschermt de leiding tegen te hoge stroom. Wie die twee door elkaar haalt, begrijpt de groepenkast niet.