Weerstanden in serie en parallel

De relatie tussen stroomsterkte en spanning in een geleider is vastgelegd in de wet van Ohm. Wanneer er meerdere weerstanden in een elektrische stroomkring zijn geplaatst, kan de totale weerstand of de vervangingsweerstand berekend worden. Er wordt onderscheid gemaakt tussen weerstanden die kop-staart staan of anders gezegd, -in serie-, en weerstanden die naast elkaar, -parallel-, staan.

In serie

De weerstanden zijn kop-staart geplaatst; de vervangingsweerstand noemen we Rv. Wanneer 2 of meer weerstanden in serie staan dan geldt dat de stroom door elk van de weerstanden gelijk is. Zie figuur 1, iR1 = iR2.

Met een voltmeter bepalen we de spanning over elk van de weerstanden; de totale spanning U verdeelt zich over de weerstanden R1 en R2: Utot = U1 + U2.

Voor de stroomkring geldt de wet van Ohm: U = U1 + U2 = i • Rv,
omdat i = i1 = i2 kunnen we ook zeggen U = i • (R1 + R2).

De twee weerstandswaarden mogen we dus optellen, Rv = R1 + R2,
voor n weerstanden in serie: Rv = ∑ Rn.

∑ betekent sommeren, of optellen.


In de praktijk wordt een dergelijke schakeling gebruikt om de spanning op een zeker punt vast te leggen. Omdat de totale spanning zich verdeeld over R1 en R2, noemt men het spanningsdeler.

Parallel

Wanneer 2 of meer weerstanden parallel staan (naast elkaar) dan zal de spanning over elk van de weerstanden gelijk zijn, de stroom verdeeld zich over elk van de weerstanden: i tot = i1 + i2 + i3.
De wet van Ohm toepassen op de totale stroomkring levert: i tot = i1 + i2 + i3 = U/Rv. Voor elke afzonderlijke weerstand geldt ook de wet van Ohm: i1 = U/R1, i2 = U/R2, en i3= U/R3.

We kunnen de formule nu omschrijven voor n weerstanden:


Worden er bijvoorbeeld een weerstand van 100[Ω] en 50[Ω] parallel geschakeld, dan zal de voor de vervangingsweerstand gelden: 1/Rv =1/100 + 1/50 = 0.03, omschrijven levert Rv = 1/0.03 = 33 [Ω]. De totale weerstandswaarde is dus lager dan de kleinste weerstand in de stroomkring.

Weerstand in elektronica

In de elektronica zijn weerstanden beschikbaar in verschillende soorten en maten. De weerstandswaarde is beschikbaar in een voorgedefinieerde reeks, de zgn E-reeks. Bij gegeven spanning wordt de stroomsterkte bepaald door de ohmse weerstand.
Weten we de vervangingsweerstand van een circuit, dan kunnen we de bijbehorende stroom uitrekenen.