Series- en parallelle weerstanden

1. Oefenen met genereren en meten van stroom, spanning en weerstand

1. Verkrijg een stroombron, een spanningsbron en twee multimeters die spanning, stroom en weerstand kunnen meten.
2. Verkrijg twee 100-Ω weerstanden en twee 10-Ω weerstanden.
3. Verkrijg een breadboard, een handige platform om verschillende circuitonderdelen te verbinden en te organiseren. Het breadboard heeft veel groepen pinnen. De pinnen van elke groep zijn verbonden aan de achterkant van het bord, en draden die in dezelfde groep worden gestoken, worden kortgesloten. Een draad die in dezelfde groep pinnen wordt gestoken als een aansluiting van een circuitonderdeel, is verbonden met die aansluiting. Verschillende aansluitingen van een circuitonderdeel die niet kortgesloten mogen worden, moeten in verschillende pinnengroepen worden gestoken. In het volgende betekent het verbinden van twee aansluitingen ze in dezelfde pinnengroep steken (in de figuren vertegenwoordigen onderscheiden knooppunten met de labels "a", "b" en "c" onderscheiden pinnengroepen op het breadboard). Dit wordt gedaan, voor zover deze aansluitingen gemaakt zijn van draden die gemakkelijk in een pinnengat kunnen worden gestoken. Anders is het mogelijk om kabels, banaanstekkers en klemmen te gebruiken om elektrische verbindingen te maken (bijvoorbeeld van een aansluiting op het instrument naar een blootliggende penpoot op het breadboard).
4. Verbind de uitgangsterminal van de stroombron met een terminal van de 100-Ω weerstand en verbind vervolgens de andere terminal van de weerstand terug met de andere terminal van de stroombron.
5. Genereer 1 mA stroom door de weerstand.
6. Selecteer de spanningsmeting of voltmetermodus van de multimeter en verbind de twee terminals van de multimeter met de twee terminals van de weerstand. Meet de spanningsval over de weerstand.
7. Een positieve lezing betekent dat het potentiaal op de positieve terminal van de multimeter hoger is dan dat op de negatieve terminal. Gebruik de spanningswaarde om de relatie van Ohm's wet te verifiëren (Figuur 3).
8. Verbind vervolgens een terminal van een spanningsbron met een terminal van de weerstand en verbind de andere terminal van de weerstand terug met de andere terminal van de spanningsbron. Produceer een 10 V spanning over de 100-Ω weerstand.
9. Gebruik de multimeter in de stroommeting of ampèremetermodus en verbind de sondes in serie met de weerstand. Meet de stroom door de weerstand.
   1. Een positieve lezing betekent dat de elektrische stroom stroomt van de positieve terminal van de multimeter naar de negatieve terminal. Bevestig vervolgens Ohm's wet (Figuur 4).
   2. Merk op dat de multimeter in serie met een weerstand moet worden geplaatst om de stroom ervan te meten (ampèremeter), maar in parallel met een weerstand om de spanningsval ervan te meten (voltmeter). Neem bij deze metingen aan dat de "interne" weerstand van de ampèremeter erg klein is, maar die van de voltmeter erg groot is. Als dit niet strikt waar is, zou de door de meter gemeten stroom of spanning anders zijn dan de waarde vóór de aansluiting van de meter.
10. Ten slotte meet u de weerstand direct met behulp van de multimeter (Figuur 5) door de weerstandsmeetmodus te selecteren. Verbind de twee terminals van de meter met de twee terminals van de weerstand en lees de weerstand af. Bevestig dat de weerstand logisch is op basis van de vorige stroom- en spanningsmetingen.

Figuur 3: Circuit diagram van het genereren van een stroom door weerstand R en het meten van de spanning.

Figuur 4: Circuit diagram van het genereren van een spanning over weerstand R en het meten van stroom.

Figuur 5: Verbinding van een multimeter om de weerstand van een weerstand te meten.

2. Weerstanden in serie

1. Verbind twee 100-Ω weerstanden in serie (zie Figuur 1). Op het breadboard betekent dit dat de twee uiteinden van de eerste weerstand in twee verschillende pinnengroepen worden gestoken (niet kortgesloten), zeg groep a en b, en dat de twee uiteinden van de tweede weerstand in pinnengroepen b en c worden gestoken (c is nog een pinnengroep die niet kortgesloten is met a en b).
   1. Verbind een gemeenschappelijke stroom van 10 mA door beide weerstanden met behulp van een stroombron zoals beschreven in stap 1.4.
   2. Meet met een multimeter in voltmetermodus de spanningsval over elke weerstand. Bevestig vervolgens de weerstandswaarden van R₁ en R₂ met behulp van Ohm's wet.
   3. Gebruik nu de voltmeter om de spanning V over de hele seriecombinatie te meten (tussen punten a en c in Figuur 1) en verkrijg de totale serieweerstand.
   4. Voer de gemeten weerstandswaarden in, zoals getoond in Tabel 1.
   5. Schakeel de stroombronnen en meters uit en gebruik vervolgens een spanningsbron om een totaal van 10 V over beide weerstanden te leveren (tussen punten a en c).
   6. Gebruik een multimeter in ampèremetermodus om de stroom (I