Stroomkring

Stroom rond laten lopen
Elke keer dat je een apparaat aanzet, maak je een gesloten stroomkring. In het plaatje zie je een eenvoudig voorbeeld. Door op de schakelaar te drukken, sluit je de stroomkring. De stroom kan nu rond lopen: van de ene pool van de batterij door de draden, het motortje en de schakelaar naar de andere pool van de batterij.

De stroom loopt altijd van plus naar min (van de pluspool van de spanningsbron naar de minpool). In een schakelschema kun je dat aangeven door pijltjes in de draden te tekenen.

Met een stroommeter kun je meten hoe sterk de stroom is. De stroomsterkte wordt gemeten in ampère (A) of milliampère (mA).
Je schakelt een stroommeter in serie met het apparaat waarvoor je de stroomsterkte wilt meten: de stroom door het apparaat moet ook door de stroommeter lopen.

Bij het aansluiten van een stroommeter moet je rekening houden met de stroomrichting. Je moet de pluskant van de meter verbinden met de pluskant van de spanningsbron. Anders loopt de stroom 'verkeerd om' door de meter, en beweegt de wijzer naar links in plaats van naar rechts.

Geleiders en isolatoren
Om een stroomkring te maken, heb je geleiders nodig. Dat zijn stoffen die de elektrische stroom goed doorlaten. Alle metalen zijn geleiders van elektriciteit. Vooral koper wordt veel toegepast, omdat het beter geleidt dan veel andere metalen.
Een gesloten stroomkring wordt nergens onderbroken door een isolator. Isolatoren zijn stoffen waar geen elektrische stroom doorheen kan lopen, zoals plastic, rubber, glas en lucht.

Spanningsbronnen
In elke stroomkring vind je een spanningsbron. Je kunt een spanningsbron vergelijken met de pomp van een cv-installatie. Een pomp laat water rondstromen door de buizen en radiatoren van de centrale verwarming. Een spanningsbron laat stroom rondlopen door de draden, lampjes, schakelaars enzovoort van een stroomkring.
Er zijn verschillende soorten spanningsbronnen: batterijen, accu's, zonnecellen, dynamo's en generatoren. Met een spanningsmeter kun je meten hoe groot hun spanning is. De spanning wordt gemeten in volt (V) of millivolt (mV).

Spanningsbron Spanning
batterij 1,5 tot 6V = (gelijkstroom)
accu 6 tot 12V = (gelijkstroom)
dynamo fiets 6V ≈ (wisselstroom)
generator in centrale 10.000 tot 24.000V ≈ (wisselstroom)

 

Met een regelbare spanningsbron kun je de spanning in een stroomkring langzamerhand groter maken. De stroomsterkte wordt dan ook groter. Maar je kunt de spanning en de stroomsterkte niet onbeperkt groter maken; daar zijn de schakelonderdelen niet tegen bestand. Op een gegeven moment zal er een onderdeel doorbranden en dan valt de stroom uit.

Weerstand
In de foto rechts zie je twee stroomkringen. De gebruikte batterijen leveren precies dezelfde spanning. Toch brandt lampje A minder fel dan lampje B. Dat komt doordat de weerstand van lampje A groter is dan de weerstand van lampje B. De stroom gaat moeilijker door lampje A dan door lampje B.

Om de weerstand van een lampje te bepalen, gebruik je de schakeling in de onderstaande afbeelding. Eerst meet je de stroomsterkte (door het lampje) en de spanning (over het lampje). Daarna gebruikje de formule:

Als je de spanning U invult in volt (V) en de stroomsterkte I in ampère (A)‚dan vind je weerstand R in ohm (Ω).

De wet van Ohm
Je kunt de spanning over een draad langzaam opvoeren en telkens de stroomsterkte meten. In de tabel zie je de meetresultaten van zo’n proef. De gebruikte draad is van constantaan (een legering van koper, nikkel en mangaan). Ga zelf na dat je steeds dezelfde waarde voor R vindt, als je U door I deelt. Met andere woorden:

De weerstand van de draad is steeds even groot.

Deze regel wordt de wet van Ohm genoemd. Uit de wet van Ohm volgt, dat de spanning en de stroomsterkte evenredig zijn. Je kunt dat ook zien aan het (I,U)-diagram: de grafiek is een rechte lijn die begint in de oorsprong.

Plus
Allerlei electrische apparaten werken op oplaadbare batterijen. Denk aan zaklampen, fliters van fototoestellen, fietslampjes en kinderspeelgoed, Als je een betterij oplaadt, sla je er elektrische energie in op. Daarna kun je die energie gebruiken waar je maar wilt.

Op batterijen wordt vaak de capaciteit aangegeven. De batterij heeft bijvoorbeeld een een capaciteit van 1800 mAh. Dat beteket dat deze baterij:

De capaciteit is dus gelijk aan de stroomsterkte (in mA) x de tijd (in h). Of in letters:

Voorbeeld
Een mp3-speler speelt 50 uur lang op een AA batterij van 2800 mAh.
Hoe groot is de stroomsterkte die de batterij dan levert?

C = 2800 mAh
t = 50 h

Een ezelsbruggetje voor het gebruik van de formule van de wet van Ohm is een driehoek met daarin de drie onderdelen van de formule. Door het onderdeel dat je wilt berekenen met een vinger te bedekken, krijg je automatisch de juiste formule. Stel je weet de spanning en de weerstand en wilt de stroomsterkte berekenen. Je dekt de I af en houdt over U/R.
Oftewel

 

 

Natuurkunde - Spanning (Basiskennis) https://www.youtube.com/watch?v=DMCX1yMTCbg