Er zijn twee manieren om de elementen in een elektrische circuit met elkaar te verbinden: de serieschakeling en de parallelschakeling. Alle elektrische systemen die we in huizen, winkels of fabrieken kunnen aantreffen, worden gevormd door een of meer circuits met elementen in parallel. Alvorens uit te leggen waarom de elektrische installaties op deze manier worden gemaakt, zullen wij een beetje in detail beschrijven waaruit een elektrische circuit bestaat, afhankelijk van de verbinding van de elementen ervan.
Wat is een elektrisch circuit
De eenvoudigste schakeling die we kunnen bedenken, is een stuk draad dat een elektriciteitsbron verbindt met een elektrisch apparaat. Met apparaat bedoelen we elementen zoals een gloeilamp, een wasmachine of een televisie, om maar een paar voorbeelden te noemen. De groepering van deze elementen bepaalt of het om een serie- of parallelschakeling gaat.
Serie schakelingen
Het is het circuit waar alle elementen op dezelfde lijn liggen. Het wordt meestal gebruikt in elektrische apparaten die op batterijen werken, zoals een zaklamp. De bedrading loopt ononderbroken van de pluspool van de accu, via de lamp en de schakelaar naar de min pool.
Bij deze configuratie maken alle elementen deel uit van het circuit. Als we een van deze apparaten zouden verwijderen of ze zouden uitvallen, zou er geen stroom meer lopen. Als de lampen in ons huis op deze manier waren aangesloten, zouden we slechts één algemene schakelaar kunnen hebben die alle lampen tegelijk zou doen branden en elke keer zou als er een van hen doorbrand en zouden we hem moeten vervangen om licht te hebben.
Parallel schakelingen
In dit geval zouden we kunnen zeggen dat alle ingangsaansluitingen met elkaar corresponderen, evenals de uitgangsaansluitingen. Door aftakking van het hoofdcircuit kunnen wij verschillende apparaten parallel schakelen, zodat, zelfs als een ervan uitvalt, de stroom naar de andere elementen niet stopt.
Waarom de elektrische installatie in een huis parallel loopt
Nu we de basiskenmerken van de twee configuraties hebben gezien, is het gemakkelijk voor te stellen dat het niet haalbaar is om de verschillende elektronische apparaten in huis in serie te schakelen. Door te kiezen voor parallelschakeling kunnen wij meerdere stopcontacten hebben, wat in serie niet mogelijk zou zijn, en allerlei elementen op het netwerk aansluiten, zonder dat ze allemaal tegelijk aan hoeven te staan. Bovendien werken elektrische apparaten met een bepaalde spanning, in ons geval 220V of 240V. In serieschakelingen is er bij het passeren van elk element een daling in het spanningsniveau, terwijl in parallelle schakelingen de spanning die elk element voedt constant blijft.
Veiligheidselementen in elektrische circuits
In parallelle schakelingen hebben we reeds aangegeven dat de spanning constant blijft voor alle elementen. Naarmate er meer elementen worden toegevoegd, neemt de intensiteit die door het elektrische circuit loopt toe en daarmee ook de warmte die in de kabel wordt opgewekt. We kunnen dit zien met een paar formules.
Volgens de wet van Ohm is de spanning (V) gelijk aan de stroom (I) door het elektrische circuit maal de weerstand (R) van het circuit:
De equivalente weerstand bij parallelschakeling wordt gedefinieerd als:
Als we dus twee weerstanden van 100Ω hebben (Ω is het symbool voor Ohm, de eenheid waarin een weerstand wordt gemeten), dan zou de equivalente weerstand 50Ω zijn als we er drie hadden, dan zou het 33,3Ω zijn. Als we dus hebben gezegd dat V constant is en R kleiner wordt, neemt de waarde van I evenredig toe en daarmee ook de temperatuur.
Als deze temperatuur boven een bepaalde waarde stijgt, kan er brand ontstaan. Daarom zijn veiligheidsmechanismen zoals zekeringen of stroomonderbrekers ingebouwd die de elektriciteit uitschakelen wanneer deze temperatuur boven een bepaalde grens komt.
Nu weten we waarom in elk gebouw de elektrische installatie een parallelschakeling vormt.