Elektriciteit

Elektriciteit

1 - Het atoom

De opbouw  van het atoom.


Een atoom is een bouwsteen waaruit stoffen zijn opgebouwd. Er zijn er meer dan 100 die in het periodiek systeem zijn weergegeven.

Een atoom bestaat uit een kern met daarin protonen en neurtronen. Het aantal protenen bepaald het atoom nummer. De protonen zijn positief geladen. De neutronen zijn neutraal en zorgt er voor dat de kern bij elkaar blijft.

Rond om de kern draaien in cirkels (schillen) elektronen. Deze zijn negatief geladen.
bij een neurtraal geladen atoom zijn het aantal elektronen gelijk aan het aan aantal protonen.

 

het periodiek systeem

 

De opbouw van het atoom

Positieve of negatieve lading

 

Het aantal protonen in een kern veranderd nooit omdat anders de stof zou vernaderen.

Hoe krijgt je dan een positieve of negatieve lading.

Doordat er uit de buitenste schil elektronen verdwijnen zijn er meer positieve deeltje in het atoom.
We zegen dan dat het atoom positief is geladen.

Als er van een ander atoom nu elektronen bij komen dan zijn er te veel negatieve deeltjes.
We zeggen dan dat het atoom negatief geladen is.

Nu is het zo dat positieve atomenen negatieve atomenen aantrekken en andersom.
Atomen met dezelfde lading stoten elkaar af.

Dat er een elektrische lading is kunnen we aantonen met een elektroscoop.
De lading Q drukken we uit in Coulomb (C)  
1C geef een lading verschil aan van 6,25 x 1018 elektonen.

 

Atoom Lading

Toets: Diagnostische toets Lading

Start

2 - Spanning

Spanning

Er zijn drie belangrijke kenmerken:

1) Spanning ontstaat door lading verschil.

2) Als het verschil tussen de positieve lading en negatieve lading groter wordt spreken we van een
   hoger spanningsverschil. Positief en negatief trekken elkaar aan.
   Bij een grotere spanning is de wil van de elektronen om van A naar B te gaan ook groter.

3) Ladingverschil is ook energie veschil. Je kan dan zeggen dat
   de lading de energie is die een elektron bij zich heeft. Deze lading zorgt er voor dat het
   elektron zich door een weerstand kan bewegen. Moet het elektron door meerdere onderdelen
   dan moet deze lading verdeelt worden.

Een groot spanningsverschil wil dus zeggen dat er een groot elektonenverschil is tussen de positieve kan en de negatieve kant.
 
Spanning in een serie schakeling:
Als in een schakeling onderdelen achter elkaar gezet worden (In serie) dan moet het elektron de energie verdelen over de onderdelen waar hij door heen moet.
De totale lading / spanning = spanning van ondeel 1 plus die van ondeel twee enz.
in formule vorm Utot = U1 + U2 + .....
 
Spanning in een parallel schakeling
Als in een schakeling de onderdelen naast elkaar gezet worden (Parallel) dan moet kan het elektron kiezen waaraan hij zijn energie af geeft.
De lading / spanning is overal gelijk.
in formule vorm Utot = U1 = U2 = .....

Lading, spanning en weerstand

Toets: Spanning in een serie of parallel schakeling

Start

3 - Stroom

Stroom

De elektronen kunnen zich verplaaten via een elektrische geleider.

Metalen en Koolstof zijn goede geleiders.

Een elektrische stroom is het aantal elektronen die zich per seconde door een geleider verplaatsen.

 

De elektrische stroom I drukken we uit in ampere (A)
1 A is gelijk aan 6.1509.... × 1018 elektronen per seconde

 

Stroom in een serie schakeling:

Als in een schakeling onderdelen achter elkaar gezet worden (In serie) dan is er geen vertakking. Alle elektronen gaan dus door alle onderdelen.

De stroom is dus overal gelijk.

in formule vorm Itot = I1 = I2 = .....

 

Stroom in een parallel schakeling

Als in een schakeling de onderdelen naast elkaar gezet worden (Parallel) dan is er alijd een vertaking. De elektronen verdelen zich dan over de onderdelen.

De totale stroom is gelijk aan de som van de stromen door de onderdelenk.

in formule vorm Itot = I1 + I2 + .....

 

VWO
Omdat elk elektron een lading heeft kunnen we de totale lading Q uitrekenen met:

 

Q = I x t

Q is de lading in Coulomb (C)

I is de stroom in ampere (A)

t is de tijd in sec

4 - Weerstand

Weerstand

De mate waarin een stof elektonen doorlaat noemen we weerstand.
De te hoger de weerstand des te moeilijker gaan de elektronen door het materiaal.

 

Er zijn verschillende weerstanden

- een ohmse weerstand waarbij de weerstand niet veranderd.

- een regelbare weerstand daar is de weerstand in te stellen door er aan te draaien of met een schuif.

- een LDR is een licht afhankelijke weerstand.

- een NTC wordt de weerstand kleiner als de temepratuur toeneemt
        (Negatieve Temperatuur Coefficient) .

- een PTC wordt de weerstand groter als de temepratuur toeneemt.
         (Positieve Temperatuur Coefficient) .

 

De weerstand, spanning en stroom kun je berekenen met de wet van Ohm U = I x R

 

Als de doorsnede van een draad groter is kunnen de elektronen er moakelijker door heen.
Als de draad langer is kost dat meer energie en zorgt dus voor een hogere weerstand.
Ook het materiaal bepaald hoe makkelijk de stroom door het materiaal gaat. Dit noemen we soortelijke weerstand ρ in Ωm/mm2

Bij een draad kun je de weerstand berekenen met R x A = l x ρ

R is de weerstand in Ohm

A is de oppervlakte van de geleider (vande doorsnede) in mm2

l is de lengte in m

ρ = de soortelijke weerstandin Ωm/mm2 en is een stofeigenschap  

Weerstand en de wet van Ohm

De weerstand van een draad

  • Het arrangement Elektriciteit is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Wim Tomassen
    Laatst gewijzigd
    28-05-2020 15:44:25
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Elektrische lading, spanning en stroom
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    4 uur 0 minuten

    Bronnen

    Bron Type
    De opbouw van het atoom
    https://www.youtube.com/watch?v=dQ1lFQjEfuc     		Video
    Atoom Lading
    https://www.youtube.com/watch?v=qM3cFWRdpTw&list=PLWn715_lc0NhDS9rVS2ZmoPJf3ndvKe-N&index=1     		Video
    Lading, spanning en weerstand
    https://www.youtube.com/watch?v=qM3cFWRdpTw&list=PLWn715_lc0NhDS9rVS2ZmoPJf3ndvKe-N&index=1     		Video
    Weerstand en de wet van Ohm
    https://www.youtube.com/watch?v=7iQgv45ItoM     		Video
    De weerstand van een draad
    https://www.youtube.com/watch?v=4j-rSeSmRzI     		Video

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    Oefeningen en toetsen

    Diagnostische toets Lading

    Spanning in een serie of parallel schakeling

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    QTI

    Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat alle informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen punten, etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.

    Versie 2.1 (NL)

    Versie 3.0 bèta

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Wikiwijs is een dienst van