Strømkrets

Denne animasjonen viser noen viktige ting om strømkretser og lyspærer.

Strømkrets

Alle komponentene (her: batteriet og lyspærene) har to poler, dvs. strømmen går inn ett sted og ut et annet. Lyspærene har sine tilkoblingspunkter hhv i bunnen og på gjengene.

Strømmen går gjennom glødetråden på lyspærene, og denne har resistans (resistansen i ledningene er så liten at vi regner den som null). Alle de tre lyspærene i animasjonen er like og har resistans R.

Kretsen må være sluttet (bryteren slått på) for at det skal gå strøm. Når bryteren slås på, begynner strømmen å gå i hele kretsen samtidig (jfr Ertemodellen).

Situasjon 1 - den nedre bryteren slått av

Vi har en krets med to lyspærer koblet i serie.

  • Det går like mye strøm i alle deler av kretsen. Strømmen er bestemt av spenningen U fra batteriet samt den totale resistansen i kretsen. Denne er R(tot) = R + R = 2R, og strømmen er I = U/2R.

Situasjon 2 - den nedre bryteren slått på

Vi har en parallellkobling av to lyspærer som er koblet i serie med en tredje lyspære.

  • Strømmen deler seg når den kommer til et forgreiningspunkt. Summen av strømmene inn mot forgreiningspunktet er lik summen av strømmene ut fra forgreiningspunktet. I animasjonen ser vi at det passerer færre elektroner pr sekund i de to greinene av parallellkoblingen enn i "hovedkretsen", dvs at strømmen er svakere i de to greinene enn i hovedkretsen.
  • Den totale resistansen for parallellkoblingen finner vi fra sammenhengen 1/R(parallell) = 1/R + 1/R, dvs at R(parallell) = R/2. For å finne den totale resistansen i kretsen ser vi på seriekoblingen av en lyspære pluss en parallellkobling. Vi får R(tot) = R(parallell) + R, dvs R(tot) = R/2 + R, altså er R(tot) = 3/2 R. Strømstyrken gjennom hovedkretsen blir altså I = 2U/3R, mens strømmen gjennom hver av greinene på parallellkoblingen blir U/3R.

Kommentarer/praktiske tips

Denne animasjonen er en modell av det som skjer i en strømkrets, og alle modeller har sine begrensninger. For eksempel er det ikke slik at elektronene er store "kuler" som fyller hele tverrsnittet av en ledning - de er mye, mye mindre!

 

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 7. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • gjøre forsøk med magnetisme og elektrisitet og forklare og presentere resultatene
  • Etter 10. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • bruke begrepene strøm, spenning, resistans, effekt og induksjon til å forklare resultater fra forsøk med strømkretser

Er bakgrunnsstoff for