Vraag 1
Zie afbeelding hieronder. In de schakeling moeten de weerstand en de LED in serie aangesloten staan op de voeding in een gesloten stroomkring. De spanningsmeter moet parallel aan de LED komen en de stroommeter moet ergens in in serie in de stroomkring opgenomen worden.Vraag 2
In figuur 1 lezen we af dat bij een stroomsterkte van 10 mA de spanning over de LED 1,85 V is. Dit betekent voor het vermogenP = U·I = 1,85 · 10·10-3 = 0,0185 W (=Js-1)
Er worden 4,2·1016 fotonen per seconde uitgezonden. De energie per foton (fotonenergie) bij 645 nm berekenen we met Ef = hc/λ
We vullen in
h = 6,62607·10-34 (Binas tabel 7)
c = 2,99792·108 (Binas tabel 7)
λ = 645·10-9 m
en vinden dan
Ef = 3,07976·10-19 J
De totaal uitgezonden energie per seconde is dan
Euitgezonden = 4,2·1016 · 3,07976·10-19 = 0,01293 Js-1
Voor het rendement vinden we dan
η = Euitgezonden / Eelektrisch
η = 0,01293 / 0,0185 = 0,69918
Afgerond is dit een rendement van 70%.
Vraag 3
De drie LEDs en de weerstand R staan in serie met elkaar. Dit betekent dat de stroom door alle drie de LEDs en de weerstand gelijk is en hier 10 mA is. In figuur 3 kunnen we de spanning die bij deze stroomsterkte over elk van de LEDs staat aflezen. We vinden danUrood = 1,85 V
Ugroen = 2,57 V
Ublauw = 2,85 V
Bij een serieschakeling geldt dat de spanning zich verdeelt over de componenten die in serie staan. In dit geval verdeelt de batterijspanning van 9,0 V zich over de weerstand R en de drie LEDs. Dit betekent dat de spanning over R gelijk moet zijn aan
UR = 9,0 - 1,85 - 2,57 - 2,85 = 1,73 V
De waarde van weerstand R berekenen we met de wet van Ohm. Met R = U/I vinden we
R = 1,73 / 10·10-3 = 173 Ω
Afgerond is dit een weerstand van 1,7·102 Ω
Vraag 4
Zie afbeelding onderaan. Je wil alleen de blauwe LED iets zwakker laten branden. Dit kan door aan deze LED een regelbare weerstand R1 parallel aan te sluiten. Een deel van de stroom door de blauwe LED zal dan door R1 lopen waardoor er minder stroom door de blauwe LED loopt en de LED zwakker zal branden. Het parallel aan sluiten van een weerstand heeft wel als gevolg dat de totale vervangingsweerstand kleiner wordt waardoor er door de andere LEDs (rood en groen) meer stroom gaat lopen. Dit wil je juist niet dus je hebt een extra weerstand (R2) nodig om de totale stroomsterkte op 10 mA te houden.
Vraag over "Schakeling van LED`s"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekersEerder gestelde vragen | Schakeling van LED`s
Op woensdag 8 mei 2024 om 16:44 is de volgende vraag gesteld
Hallo,
Ik heb bij vraag 1 de stroommeter na de led in serie gezet, dus eerst de weerstand en de led met elkaar verbonden en dan de stroommeter in serie gezet. Is dit ook goed?
Erik van Munster reageerde op woensdag 8 mei 2024 om 17:09
Ja hoor, is ook goed. Als de LED, de weerstand, en de stroommeter maar in serie met elkaar staan maakt de volgorde niet uit.
Hallo,
Ik heb bij vraag 1 de stroommeter na de led in serie gezet, dus eerst de weerstand en de led met elkaar verbonden en dan de stroommeter in serie gezet. Is dit ook goed?
Erik van Munster reageerde op woensdag 8 mei 2024 om 17:09
Ja hoor, is ook goed. Als de LED, de weerstand, en de stroommeter maar in serie met elkaar staan maakt de volgorde niet uit.
Op maandag 6 mei 2024 om 19:27 is de volgende vraag gesteld
Hoi meneer, zou u misschien kunnen uitleggen aan de hand van een voorbeeld met getallen waarom bij vraag 4 de totale vervangingsweerstand kleiner wordt? Ik begrijp nog niet helemaal waarom dat zo is. Alvast bedankt!
Erik van Munster reageerde op maandag 6 mei 2024 om 19:37
Stel je hebt een weerstand van 100 Ω. Als je hier een weerstand parallel op aansluit wordt de totale vervangingsweerstand van de twee weerstanden altijd lager dan 100 Ω.
Stel we sluiten een weerstand van 20 Ω parallel aan de weerstand van 100 Ω. Voor de vervangingsweerstand vinden we dan
1/R = 1/100 + 1/20
1/R = 0,01 + 0,05 = 0,06
R = 1/0,06 = 16,6667 Ω
Het aansluiten van een weerstand parallel zorgt dus altijd voor een verlaging van de totale weerstand. Maakt niet uit welke R je invult: je komt altijd lager uit.
Op woensdag 8 mei 2024 om 14:24 is de volgende reactie gegeven
Bedankt voor uw antwoord, ik begrijp het!
Hoi meneer, zou u misschien kunnen uitleggen aan de hand van een voorbeeld met getallen waarom bij vraag 4 de totale vervangingsweerstand kleiner wordt? Ik begrijp nog niet helemaal waarom dat zo is. Alvast bedankt!
Erik van Munster reageerde op maandag 6 mei 2024 om 19:37
Stel je hebt een weerstand van 100 Ω. Als je hier een weerstand parallel op aansluit wordt de totale vervangingsweerstand van de twee weerstanden altijd lager dan 100 Ω.
Stel we sluiten een weerstand van 20 Ω parallel aan de weerstand van 100 Ω. Voor de vervangingsweerstand vinden we dan
1/R = 1/100 + 1/20
1/R = 0,01 + 0,05 = 0,06
R = 1/0,06 = 16,6667 Ω
Het aansluiten van een weerstand parallel zorgt dus altijd voor een verlaging van de totale weerstand. Maakt niet uit welke R je invult: je komt altijd lager uit.
Op woensdag 8 mei 2024 om 14:24 is de volgende reactie gegeven
Bedankt voor uw antwoord, ik begrijp het!
Op dinsdag 27 feb 2024 om 20:50 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Bij vraag 1 gaat de stroomrichting tegen de klok in. Waarom wordt de weerstand niet aan het begin van de schakeling geplaatst maar pas aan het einde? Kan de weerstand dan alsnog invloed uitoefenen op het lampje?
Erik van Munster reageerde op dinsdag 27 feb 2024 om 21:46
Ja, bij componenten in serie maakt het niet uit waar (voor of na de LED) je de weerstand neerzet. De weerstand beinvloedt de stroomsterkte in de hele kring.
Beste Erik,
Bij vraag 1 gaat de stroomrichting tegen de klok in. Waarom wordt de weerstand niet aan het begin van de schakeling geplaatst maar pas aan het einde? Kan de weerstand dan alsnog invloed uitoefenen op het lampje?
Erik van Munster reageerde op dinsdag 27 feb 2024 om 21:46
Ja, bij componenten in serie maakt het niet uit waar (voor of na de LED) je de weerstand neerzet. De weerstand beinvloedt de stroomsterkte in de hele kring.
Op zondag 14 mei 2023 om 23:22 is de volgende vraag gesteld
Bij vraag 2 berekenen ze rendement maar ze delen j/s door Watt en dit snap ik niet. Ik zat namelijk helemaal te kijken hoe ik die vermogen naar enerdie kan omrekenen?
Erik van Munster reageerde op maandag 15 mei 2023 om 06:56
Vermogen betekent energie per seconde. Bij vraag 2 staan alle getallen gegeven “in seconde”. Dat betekent dat de energie in die seconde gelijk is aan het vermogen. Je hoeft dus niet om te rekenen want het zou vermenigvuldigen met 1 zijn.
Bij vraag 2 berekenen ze rendement maar ze delen j/s door Watt en dit snap ik niet. Ik zat namelijk helemaal te kijken hoe ik die vermogen naar enerdie kan omrekenen?
Erik van Munster reageerde op maandag 15 mei 2023 om 06:56
Vermogen betekent energie per seconde. Bij vraag 2 staan alle getallen gegeven “in seconde”. Dat betekent dat de energie in die seconde gelijk is aan het vermogen. Je hoeft dus niet om te rekenen want het zou vermenigvuldigen met 1 zijn.
Op dinsdag 25 apr 2023 om 20:21 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
bij vraag 2 kom ik wel uit met het bepalen en berekenen van E f, maar ik vind het lastig om te bepalen bij dit soort opdrachten welke de energie in en welke de energie nuttig is. ik dacht namelijk dat wat van de foton komt dat is wat in is en wat je gebruikt (bepalen+P=UxI) dat is dan wat nodig/ nuttig is.
Erik van Munster reageerde op dinsdag 25 apr 2023 om 20:50
Het helpt om eerst even goed na te denken over wat er gebeurt: Een LED is een lampje. Dit zet elektrische energie om in licht. Dus:
E_elektrisch gaat er in.
E_licht komt er uit.
De totale energie is hier de elektrische energie en de nuttige energie het licht.
Voor de rest is het gewoon invullen van
η = Enuttig / Etotaal
Op woensdag 26 apr 2023 om 20:01 is de volgende reactie gegeven
aah ik denk dat ik het snap dus simpel gezegd is E nuttig waar je heen wil een snelheid/kracht/licht etc.
Beste Erik,
bij vraag 2 kom ik wel uit met het bepalen en berekenen van E f, maar ik vind het lastig om te bepalen bij dit soort opdrachten welke de energie in en welke de energie nuttig is. ik dacht namelijk dat wat van de foton komt dat is wat in is en wat je gebruikt (bepalen+P=UxI) dat is dan wat nodig/ nuttig is.
Erik van Munster reageerde op dinsdag 25 apr 2023 om 20:50
Het helpt om eerst even goed na te denken over wat er gebeurt: Een LED is een lampje. Dit zet elektrische energie om in licht. Dus:
E_elektrisch gaat er in.
E_licht komt er uit.
De totale energie is hier de elektrische energie en de nuttige energie het licht.
Voor de rest is het gewoon invullen van
η = Enuttig / Etotaal
Op woensdag 26 apr 2023 om 20:01 is de volgende reactie gegeven
aah ik denk dat ik het snap dus simpel gezegd is E nuttig waar je heen wil een snelheid/kracht/licht etc.
Op zondag 10 jul 2022 om 13:08 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Kunt u mij uitleggen bij vraag 4 waarom de extra 2 weerstanden op deze plekken moeten?
Erik van Munster reageerde op zondag 10 jul 2022 om 23:29
Met de weerstand die parallel aan de blauwe LED staat gaat een deel van de stroom door deze weerstand en dus niet door de blauwe LED. De spanning over de blauwe LED wordt dus kleiner hierdoor.
Om te voorkomen dat de spanning over de andere LEDs hierdoor groter wordt moet er een extra weerstand in serie bijgeplaatst worden. De spanning over de andere LEDs kan hierdoor gelijk blijven terwijl alleen de spanning over de blauwe LED afneemt.
Beste Erik,
Kunt u mij uitleggen bij vraag 4 waarom de extra 2 weerstanden op deze plekken moeten?
Erik van Munster reageerde op zondag 10 jul 2022 om 23:29
Met de weerstand die parallel aan de blauwe LED staat gaat een deel van de stroom door deze weerstand en dus niet door de blauwe LED. De spanning over de blauwe LED wordt dus kleiner hierdoor.
Om te voorkomen dat de spanning over de andere LEDs hierdoor groter wordt moet er een extra weerstand in serie bijgeplaatst worden. De spanning over de andere LEDs kan hierdoor gelijk blijven terwijl alleen de spanning over de blauwe LED afneemt.