Samenvatting Hoofdstuk 20: Electric circuits

20. Electric circuits
§20.1 Electromotive force and current
Elektromotorische kracht/bronspanning 𝜺: Het maximale verschil tussen de positieve lading en
negatieve lading. Wordt bepaald door de bron (chemische reacties).
Elektrische stroom 𝑰: De hoeveelheid lading per tijdseenheid. Elektronen gaan van min naar plus;
∆𝑞
stroom gaat de andere kant op. 𝐼 = ∆𝑡

§20.2 Ohm’s law
𝑈 𝐿
Weerstand 𝑹: 𝑅 = 𝐼 en 𝑅 = 𝜌 𝐴
Als er veel spanning op een gloeilamp staat, dan is er meer stroom en de weerstandsverschil in een
draadje is groot  de draad gaat zich ‘verzetten’  draad wordt warm  minder stroom.
Halfgeleiders: Hoe warmer de draad, des te minder is de weerstand. Door de spanning is er meer
energie en kunnen elektronen uit hun schil ‘springen’.

§20.3 Resistance and resistivity
PTC: Positieve temperatuur coefficient. Het veroorzaakt een verschil in de temperatuur. Metalen. ∝> 0.
De weerstand neemt toe bij een hogere temperatuur.
NTC: Negatieve temperatuur coëfficiënt. Half geleiders. ∝< 0
De weerstand van een materiaal hangt af van de temperatuur. Dit kan je uitdrukken als volgt:
𝜌 = 𝜌0 [1 + 𝛼(𝑇 − 𝑇0 )]
α is afhankelijk van de temperatuur. Als α positief is, dan is de temperatuur hoger. Als α negatief is, dan
is de temperatuur lager.

§20.4 Electric power
𝐸
𝑃=
𝑡
𝑞 𝐸
𝑃 = 𝑈 ∙ 𝐼 met 𝐼 = 𝑡 en 𝑈 = 𝑞
𝑈2
𝑃=
𝑅
1 𝑘𝑊ℎ = 3,60 ∙ 106 𝐽
§20.5 Alternating current
𝑈 = 𝑈0 sin(2𝜋𝑓𝑡) geeft de sinusoïde weer van een generator. In radialen!
𝑈 𝑉0
𝐼= = ∙ sin(2𝜋𝑓𝑡) → 𝐼 = 𝐼0 sin(2𝜋𝑓𝑡)
𝑅 𝑅
𝑃 = 𝑈 ∙ 𝐼=𝑈0 sin(2𝜋𝑓𝑡) ∙ 𝐼0 sin(2𝜋𝑓𝑡) = 𝐼0 ∙ 𝑈0 𝑠𝑖𝑛2 (2𝜋𝑓𝑡)
𝐼0 𝑈0
𝑃=( ) ( ) = 𝐼𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑒𝑓 ∙ 𝑈𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑒𝑓
√2 √2
2
2
𝑈𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑒𝑓
𝑃 = 𝐼𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑒𝑓 ∙ 𝑈𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑒𝑓 → 𝑃 = 𝐼𝑒𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑒𝑓 ∙𝑅 → 𝑃 =
𝑅