Hoofdstuk 2: Elektriciteit
2.1 Lading en stroom
Elektrische krachten kunnen dus aantrekkend of afstotend zijn. Er zijn twee soorten
ladingen: positief en negatief. Twee ladingen van dezelfde soort stoten elkaar af. Het
symbool voor lading is Q of q. De eenheid van lading in coulomb (C).
Een elektrisch neutraal voorwerp bevat evenveel positieve als negatieve lading.
De elektrische lading van voorwerpen bevindt zich in de bouwstenen van de materie, de
atomen. Een atoom heeft een positief geladen kern. Deze kern bestaat uit neutrale deeltjes
(neutronen) en positief geladen deeltjes (protonen). Rond de kern bewegen negatief
geladen deeltjes: de elektronen.
De grootte van de lading van een proton in de kern is het elementair ladingsquantum e.
−19
De waarde van 𝑒 = 1, 60 · 10 𝐶.
De buitenste elektronen zijn door hun grote afstand tot de atoomkern het zwakst aan de
atoomkern gebonden. Een neutraal voorwerp kun je positief laden door er elektronen aan te
onttrekken. De positieve ladingen zijn dan in de meerderheid. Er zijn dan atomen in dat
voorwerp waarvan het aantal elektronen niet meer gelijk is aan het aantal protonen, zo'n
atomen noem je ionen.
Elektrische stroom is een bewegende lading, die van plus naar min gaat.
De hoeveelheid lading die per seconde door een geleider stroomt, noem je de
stroomsterkte. De stroomsterkte kun je berekenen met de formule:
𝑄
𝐼 = 𝑡
𝐼 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑡𝑟𝑜𝑜𝑚𝑠𝑡𝑒𝑟𝑘𝑡𝑒 𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝è𝑟𝑒 𝐴 = 𝐶/𝑠
𝑄 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑑𝑖𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑒 𝑙𝑎𝑛𝑔𝑠 𝑒𝑒𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑡 𝑘𝑜𝑚𝑡 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 (𝐶)
𝑡 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑗𝑑 𝑖𝑛 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒 (𝑠)
Stoffen waar lading gemakkelijk doorheen kan stromen, zoals metalen en koolstof, noem je
geleiders.
Stoffen waar lading niet of heel moeilijk doorheen kan stromen, zoals rubber kunststoffen en
glas, noem je isolatoren.
Metaalatomen zitten dicht op elkaar. Elk atoom is opgedeeld in een buitenste elektron en
een positief metaalion. Omdat de buitenste elektronen heel zwak aan de atoomkern zijn
gebonden, kunnen ze kriskras door het metaal bewegen. Daarom noem je ze vrije
elektronen of geleidingselektronen, deze elektronen bewegen van min naar plus.
2.2 Spanning
Een gelijkspanningsbron, zoals een accu of batterij, heeft twee vaste polen: de pluspool en
de minpool. Als zo’n spanningsbron is opgenomen in een stroomkring, verlaat de stroom de
spanningsbron bij de pluspool en komt terug bij de minpool.
, De rond stromende ladingen nemen energie op in de spanningsbron en transporteren die
energie van de spanningsbron naar een apparaat. Dit apparaat zet de elektrische energie
vervolgens om in een andere vorm van energie
De spanning U van een spanningsbron geeft aan hoeveel energie die spanningsbron aan
iedere coulomb lading meegeeft. De eenheid van spanning is volt. Daarbij geldt: 1 volt is 1
joule energie per coulomb lading ofwel: 1 V = 1 J/C.
Het verband tussen spanning, energie en lading kun je zien in de volgende formule:
∆𝐸
𝑈 = 𝑄
𝑈 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑝𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑖𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑡 (𝑉 = 𝐽/𝐶)
∆𝐸 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒 𝑑𝑖𝑒 𝑒𝑒𝑛 𝑠𝑝𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑏𝑟𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑒𝑔𝑒𝑒𝑓𝑡 𝑜𝑓 𝑒𝑒𝑛 𝑎𝑝𝑝𝑎𝑟𝑎𝑎𝑡 𝑔𝑒𝑏𝑟𝑢𝑖𝑘𝑡 𝑖𝑛 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒 (𝐽)
𝑄 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑑𝑖𝑛𝑔 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 (𝐶)
De apparaten thuis werken op een netspanning van 230 V.
De capaciteit van een spanningsbron, is hoeveel uur een bron voor een bepaalde
stroomsterkte kan zorgen. De eenheid van capaciteit in Ah (ampère-uur) of mAh
(milliampère-uur). Een capaciteit van 8 Ah kan voor 2 uur lang 4 ampère leveren.
Serieschakeling: de verbinding bestaat uit één stroomweg
Parallelschakeling: er zijn twee of meer naast elkaar gelegen stroomwegen
Met een stroommeter kun je de stroomsterkte door een apparaat meten. De stroommeter
sluit je aan in serie met het apparaat. De spanningsmeter sluit je parallel aan het apparaat
aan.
De spanning en de stroom zijn evenredig van elkaar; maak je de spanning x keer zo groot,
dan wordt de stroomsterkte ook x keer zo groot.
Het verband tussen U en I staat in de volgende formule:
𝑈 = 𝐼 · 𝑅
𝑈 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑝𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑖𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑡 (𝑉)
𝐼 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑡𝑟𝑜𝑜𝑚𝑠𝑡𝑒𝑟𝑘𝑡𝑒 𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝è𝑟𝑒 (𝐴)
𝑅 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑤𝑒𝑒𝑟𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑 𝑖𝑛 𝑜ℎ𝑚 (Ω = 𝑉 / 𝐴)
De weerstand geeft aan hoeveel spanning er nodig is om 1 A aan stroomsterkte door een
apparaat te krijgen. Hoe groter de weerstand hoe kleiner de stroomsterkte per volt spanning.
De weerstand van een component is daarom een maat voor de moeilijkheidsgraad waarmee
de lading door die component kan stromen.
Spanning (U)→ volt → pakketjes
Stroom (I) → ampére → busjes
2.3 Weerstand
Een trendlijn is de beste schatting van het verband tussen de stroom en spanning op basis
van de meetwaarden.
2.1 Lading en stroom
Elektrische krachten kunnen dus aantrekkend of afstotend zijn. Er zijn twee soorten
ladingen: positief en negatief. Twee ladingen van dezelfde soort stoten elkaar af. Het
symbool voor lading is Q of q. De eenheid van lading in coulomb (C).
Een elektrisch neutraal voorwerp bevat evenveel positieve als negatieve lading.
De elektrische lading van voorwerpen bevindt zich in de bouwstenen van de materie, de
atomen. Een atoom heeft een positief geladen kern. Deze kern bestaat uit neutrale deeltjes
(neutronen) en positief geladen deeltjes (protonen). Rond de kern bewegen negatief
geladen deeltjes: de elektronen.
De grootte van de lading van een proton in de kern is het elementair ladingsquantum e.
−19
De waarde van 𝑒 = 1, 60 · 10 𝐶.
De buitenste elektronen zijn door hun grote afstand tot de atoomkern het zwakst aan de
atoomkern gebonden. Een neutraal voorwerp kun je positief laden door er elektronen aan te
onttrekken. De positieve ladingen zijn dan in de meerderheid. Er zijn dan atomen in dat
voorwerp waarvan het aantal elektronen niet meer gelijk is aan het aantal protonen, zo'n
atomen noem je ionen.
Elektrische stroom is een bewegende lading, die van plus naar min gaat.
De hoeveelheid lading die per seconde door een geleider stroomt, noem je de
stroomsterkte. De stroomsterkte kun je berekenen met de formule:
𝑄
𝐼 = 𝑡
𝐼 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑡𝑟𝑜𝑜𝑚𝑠𝑡𝑒𝑟𝑘𝑡𝑒 𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝è𝑟𝑒 𝐴 = 𝐶/𝑠
𝑄 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑑𝑖𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑒 𝑙𝑎𝑛𝑔𝑠 𝑒𝑒𝑛 𝑝𝑢𝑛𝑡 𝑘𝑜𝑚𝑡 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 (𝐶)
𝑡 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑗𝑑 𝑖𝑛 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒 (𝑠)
Stoffen waar lading gemakkelijk doorheen kan stromen, zoals metalen en koolstof, noem je
geleiders.
Stoffen waar lading niet of heel moeilijk doorheen kan stromen, zoals rubber kunststoffen en
glas, noem je isolatoren.
Metaalatomen zitten dicht op elkaar. Elk atoom is opgedeeld in een buitenste elektron en
een positief metaalion. Omdat de buitenste elektronen heel zwak aan de atoomkern zijn
gebonden, kunnen ze kriskras door het metaal bewegen. Daarom noem je ze vrije
elektronen of geleidingselektronen, deze elektronen bewegen van min naar plus.
2.2 Spanning
Een gelijkspanningsbron, zoals een accu of batterij, heeft twee vaste polen: de pluspool en
de minpool. Als zo’n spanningsbron is opgenomen in een stroomkring, verlaat de stroom de
spanningsbron bij de pluspool en komt terug bij de minpool.
, De rond stromende ladingen nemen energie op in de spanningsbron en transporteren die
energie van de spanningsbron naar een apparaat. Dit apparaat zet de elektrische energie
vervolgens om in een andere vorm van energie
De spanning U van een spanningsbron geeft aan hoeveel energie die spanningsbron aan
iedere coulomb lading meegeeft. De eenheid van spanning is volt. Daarbij geldt: 1 volt is 1
joule energie per coulomb lading ofwel: 1 V = 1 J/C.
Het verband tussen spanning, energie en lading kun je zien in de volgende formule:
∆𝐸
𝑈 = 𝑄
𝑈 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑝𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑖𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑡 (𝑉 = 𝐽/𝐶)
∆𝐸 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒 𝑑𝑖𝑒 𝑒𝑒𝑛 𝑠𝑝𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑏𝑟𝑜𝑛 𝑚𝑒𝑒𝑔𝑒𝑒𝑓𝑡 𝑜𝑓 𝑒𝑒𝑛 𝑎𝑝𝑝𝑎𝑟𝑎𝑎𝑡 𝑔𝑒𝑏𝑟𝑢𝑖𝑘𝑡 𝑖𝑛 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒 (𝐽)
𝑄 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑑𝑖𝑛𝑔 𝑖𝑛 𝑐𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 (𝐶)
De apparaten thuis werken op een netspanning van 230 V.
De capaciteit van een spanningsbron, is hoeveel uur een bron voor een bepaalde
stroomsterkte kan zorgen. De eenheid van capaciteit in Ah (ampère-uur) of mAh
(milliampère-uur). Een capaciteit van 8 Ah kan voor 2 uur lang 4 ampère leveren.
Serieschakeling: de verbinding bestaat uit één stroomweg
Parallelschakeling: er zijn twee of meer naast elkaar gelegen stroomwegen
Met een stroommeter kun je de stroomsterkte door een apparaat meten. De stroommeter
sluit je aan in serie met het apparaat. De spanningsmeter sluit je parallel aan het apparaat
aan.
De spanning en de stroom zijn evenredig van elkaar; maak je de spanning x keer zo groot,
dan wordt de stroomsterkte ook x keer zo groot.
Het verband tussen U en I staat in de volgende formule:
𝑈 = 𝐼 · 𝑅
𝑈 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑝𝑎𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔 𝑖𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑡 (𝑉)
𝐼 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑡𝑟𝑜𝑜𝑚𝑠𝑡𝑒𝑟𝑘𝑡𝑒 𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝è𝑟𝑒 (𝐴)
𝑅 : 𝑖𝑠 𝑑𝑒 𝑤𝑒𝑒𝑟𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑 𝑖𝑛 𝑜ℎ𝑚 (Ω = 𝑉 / 𝐴)
De weerstand geeft aan hoeveel spanning er nodig is om 1 A aan stroomsterkte door een
apparaat te krijgen. Hoe groter de weerstand hoe kleiner de stroomsterkte per volt spanning.
De weerstand van een component is daarom een maat voor de moeilijkheidsgraad waarmee
de lading door die component kan stromen.
Spanning (U)→ volt → pakketjes
Stroom (I) → ampére → busjes
2.3 Weerstand
Een trendlijn is de beste schatting van het verband tussen de stroom en spanning op basis
van de meetwaarden.
