Klussen: elektronica – vaste / variabele weerstanden

Elektrische weerstand zorgt er voor dat de elektronen worden tegengewerkt waardoor elektrische energie in het materiaal, waar de elektronen doorheen bewegen, wordt omgezet in warmte. In dit artikel tracht ik uit te leggen wat elektrische weerstand is, dat het bijna overal optreedt (behalve in supergeleiders) en hoe je elektrische weerstand nuttig kan gebruiken in de elektronica. Aandacht voor vaste en variabele weerstanden.

Wat zorgt voor elektrische weerstand?

De weerstand wordt door verschillende factoren veroorzaakt:

• het soort materiaal: metalen hebben een lage weerstand en heten geleiders; kunststof, glas en lucht hebben een hoge weerstand en worden isolatoren genoemd.
• De diameter van het materiaal: hoe groter de diameter hoe lager de weerstand.
• De lengte: hoe langer het materiaal hoe hoger de weerstand.
• Temperatuur: bij hoge temperatuur neemt de weerstand toe.

Weerstand in een circuit wordt aangeduid met R. Meerdere weerstanden zijn R1, R2, etc. De eenheid is ohm (Ω).

Met de weerstand kan je op gecontroleerde wijze de stroom regelen. Je bepaalt hoeveel stroom (en spanning) de componenten in het circuit te verwerken krijgen.

Waar gebruikt men weerstanden voor?

Het kan gebruikt worden om een bepaalde gewenste spanning te creëren.

• stroom begrenzen: bijvoorbeeld stroom door een led
• spanning reduceren en reguleren: met 2 weerstanden een spanningsdeler maken, zo krijg je verschillende spanningen in het circuit.

Vaste en variabele weerstanden

vaste weerstand

Heeft een vaste waarde met een tolerantie (meestal 5%).

variabele weerstand

Dit is een pot(entio)meter. Hiermee kan je een weerstand tussen 0 en een maximale waarde regelen. Dit is handig wanneer je in een circuit een hogere of lagere spanning wilt hebben (denk aan lichtdimmers).

Weerstanden zijn met kleurcodes aangegeven. Voorbeelden:

• rood – rood – geel – goud = 2 – 2 – 0000 = 220000Ω = 220kΩ; goud is ongeveer 5% – dus werkelijke waarde ligt tussen de 209kΩ en 231kΩ.
• oranje – wit – goud – zilver = 3 – 9 x 0,1 = 3,9Ω; zilver is ongeveer 10% – dus werkelijke waarde tussen 3,5 en 4,5Ω

De potmeter

Een potmeter bestaat uit een vaste weerstandsbaan waar een loper (contact dat je over de vaste weerstand heen en weer kunt schuiven) overheen beweegt. Een potmeter wordt een variabele spanningsdeler genoemd. Bij links omdraaien van de loper is de weerstand tussen het onderste en middelste contact nul en tussen de middelste en de bovenste contact bijvoorbeeld 50kΩ. Bij rechts omdraaien is het precies andersom.

soorten potmeters

• draaipotmeters: een weerstandsbaan in de vorm van een driekwart cirkel. Vaak gebruikt als volumeregelaar.
• Schuifpotmeter: een langwerpige weerstandsbaan waar de loper overheen schuift. Vaak gebruikt bij professionele audiotoepassingen.
• Instel potmeters/trimpotmeters: kleine potmeters voor eenmalig gebruik.

Met een multimeter kan je de waarde meten van de gewenste instelpunten van een potmeter.

weerstanden naar vermogen

P = V x I – met deze formule bepaal je de hoeveelheid vermogen van een bepaalde weerstand in een circuit.

• P = vermogen in watt
• V = spanning in volt
• I = stroom in ampère

Weerstanden combineren

Door meerder weerstanden in serie of parallel te schakelen krijg je een equivalente weerstand die je nodig hebt.

weerstanden in serie schakelen

In serie schakel je twee of meer weerstanden achter elkaar aan. Je berekent dit door:
R serie = R1 + R2 + R3 + R4..... De stroom is hetzelfde.

weerstanden parallel schakelen

Je verbindt beide uiteinden van de ene weerstand met beide uiteinden van de andere weerstand. De parallel geschakelde weerstanden hebben dezelfde spanning (niet dezelfde stroom).

R parallel = (R1 x R2)/(R1 + R2)

serie – en parallelweerstanden combineren

R totaal = R1 + (R2 x R3)/(R2 + R3)

Lees verder

• Hoe pas ik Wet van Ohm en Wet van Joule bij circuits toe?
• Hoe werk ik met elektriciteit in mijn huis?
• Hoe kan ik inbouwspots in mijn huis monteren?