Natuurkunde H5 Elektrische systemen
Voor licht, warmte en beweging is energie nodig. Om te zorgen dat een apparaat elektrische
energie krijgt sluit je deze aan op een elektrische stroomkring.
Een atoom bestaat uit een kern met neutronen en protonen met daaromheen een
elektronenwolk. Die elektronenwolk is negatief geladen. De atoomkern is positief geladen.
De netto lading is nul, het atoom is neutraal. Het symbool voor lading is Q met de eenheid C.
De lading van een deeltje heet elementaire lading en heeft een grootte van 1,60210-19 C
(Binas tabel 7). Atomen in een metaal zitten gerangschikt in een atoommodel. In dit
atoommodel bevinden zich vrije elektronen die zich willekeurig door het metaal bewegen.
Onder invloed van een spanningsbron gaan elektronen van de ene kant naar de andere kant
verplaatsen, de lading wordt dan verplaatst en dit heet een elektrische stroom. De
hoeveelheid lading per seconde heet de stroomsterkte I met de eenheid ampère A.
Q
I= .
∆t
De stroom loopt altijd van de positieve pool naar de negatieve pool.
De spanning is de hoeveelheid elektrische energie ermee gegeven wordt per 1 Coulomb.
∆E
U= .
Q
Materialen waardoor lading zich goed kan verplaatsen zijn geleiders. Als er een stroom loopt
door de geleider komen de negatieve elektronen positieve ionen tegen. Die veranderen de
snelheid en richting van de elektronen. Dit verschijnsel noem je de weerstand met symbool R
en eenheid ohm . De weerstand is afhankelijk van het soort materiaal, lengte en
l
dwarsdoorsnede van het materiaal. R= ρ∙ . ρ is de soortelijke weerstand van een
A
geleider met een lengte van 1 m en een dwarsdoorsnede van 1 m2.
Hoe goed een voorwerp stroom geleid heet de geleidbaarheid met symbool G en dit hangt af
1
van de weerstand G= . Materialen waardoor een lading zich nauwelijks kan verplaatsen
R
heten isolatoren. De stroomsterkte wordt bepaald door de geleidbaarheid en de weerstand:
U
I =G∙ U of I = . Deze tweede formule heet de wet van ohm U=I ∙ R .
R
Bij het analyseren van de schakeling bereken je de spanning en de stroomsterkte. Dit kan je
doen met de stroomwet en spanningswet van Kirchhoff.
De plaats waar twee componenten contact maken noem je een knooppunt, een knooppunt
is waar twee delen van een draad elkaar raken. In die knooppunten wordt geen lading
opgeslagen en is er dus geen stroomsterkte.
Bij de spanningswet is de negatieve spanning gelijk aan de positieve spanning en is er dus
een netto spanning van 0.
In een parallelschakeling zijn er drie evenwijdige paden die op hetzelfde punt uitkomen. Uit
de spanningswet van Kirchhoff volgt dat Utot=U1=U2=U3. Omdat de spanning gelijk is over
iedere weerstand aan Utot, leidt dit tot Itot=I1+I2+I3. Je kunt dus in plaats van 3 weerstanden
één weerstand gebruiken zonder dat de spanning en stroomsterkte veranderen. En de
geleidbaarheid van deze weerstand is Gtot=G1+G2+G3.
Voor licht, warmte en beweging is energie nodig. Om te zorgen dat een apparaat elektrische
energie krijgt sluit je deze aan op een elektrische stroomkring.
Een atoom bestaat uit een kern met neutronen en protonen met daaromheen een
elektronenwolk. Die elektronenwolk is negatief geladen. De atoomkern is positief geladen.
De netto lading is nul, het atoom is neutraal. Het symbool voor lading is Q met de eenheid C.
De lading van een deeltje heet elementaire lading en heeft een grootte van 1,60210-19 C
(Binas tabel 7). Atomen in een metaal zitten gerangschikt in een atoommodel. In dit
atoommodel bevinden zich vrije elektronen die zich willekeurig door het metaal bewegen.
Onder invloed van een spanningsbron gaan elektronen van de ene kant naar de andere kant
verplaatsen, de lading wordt dan verplaatst en dit heet een elektrische stroom. De
hoeveelheid lading per seconde heet de stroomsterkte I met de eenheid ampère A.
Q
I= .
∆t
De stroom loopt altijd van de positieve pool naar de negatieve pool.
De spanning is de hoeveelheid elektrische energie ermee gegeven wordt per 1 Coulomb.
∆E
U= .
Q
Materialen waardoor lading zich goed kan verplaatsen zijn geleiders. Als er een stroom loopt
door de geleider komen de negatieve elektronen positieve ionen tegen. Die veranderen de
snelheid en richting van de elektronen. Dit verschijnsel noem je de weerstand met symbool R
en eenheid ohm . De weerstand is afhankelijk van het soort materiaal, lengte en
l
dwarsdoorsnede van het materiaal. R= ρ∙ . ρ is de soortelijke weerstand van een
A
geleider met een lengte van 1 m en een dwarsdoorsnede van 1 m2.
Hoe goed een voorwerp stroom geleid heet de geleidbaarheid met symbool G en dit hangt af
1
van de weerstand G= . Materialen waardoor een lading zich nauwelijks kan verplaatsen
R
heten isolatoren. De stroomsterkte wordt bepaald door de geleidbaarheid en de weerstand:
U
I =G∙ U of I = . Deze tweede formule heet de wet van ohm U=I ∙ R .
R
Bij het analyseren van de schakeling bereken je de spanning en de stroomsterkte. Dit kan je
doen met de stroomwet en spanningswet van Kirchhoff.
De plaats waar twee componenten contact maken noem je een knooppunt, een knooppunt
is waar twee delen van een draad elkaar raken. In die knooppunten wordt geen lading
opgeslagen en is er dus geen stroomsterkte.
Bij de spanningswet is de negatieve spanning gelijk aan de positieve spanning en is er dus
een netto spanning van 0.
In een parallelschakeling zijn er drie evenwijdige paden die op hetzelfde punt uitkomen. Uit
de spanningswet van Kirchhoff volgt dat Utot=U1=U2=U3. Omdat de spanning gelijk is over
iedere weerstand aan Utot, leidt dit tot Itot=I1+I2+I3. Je kunt dus in plaats van 3 weerstanden
één weerstand gebruiken zonder dat de spanning en stroomsterkte veranderen. En de
geleidbaarheid van deze weerstand is Gtot=G1+G2+G3.
