Spanning (U) en Stroom (I)

billeNemen we hiervoor een eenvoudige analogie: stel, we zijn handig genoeg om het balletje in de buis onbeweeglijk op zijn plaats te houden
(evenwicht) . Beide uiteinden van de buis bevinden zich op identieke hoogte te opzichte van de grond (referentie). Stel nu dat we de buis aan een kant laten zakken: dan merken we dat het balletje naar de lager gelegen kant zal rollen. Het hoogteverschil is hiervoor verantwoordelijk. De analogie:
Onder invloed van het verschil in spanning zal in de elektriciteit een stroom I vloeien die onder meer afhankelijk is van de grootte van dit verschil in spanning.

Wat is hiervan de oorzaak ?

Als elektrische lading kunnen we positieve en negatieve ladingen onderscheiden. Een batterij bijvoorbeeld, heeft een positieve en een negatieve
pool of aansluitklem. Afhankelijk van de eigenschappen van deze batterij zijn de spanning (U) en de mogelijkheid tot stroom (I) leveren bepaald (soms wordt spanning ook wel als V aangeduid). Een niet-aangesloten batterij kan geen stroom leveren of doen vloeien als er geen verbruiker aan de klemmen gekoppeld is ( in de analogie: als er geen buis aanwezig is ).

De spanning, of het potentiaalverschil, wordt uitgedrukt in VOLT,symbool U of V.
De hoeveelheid stroom wordt gemeten of uitgedrukt in AMPERE, symbool I.

Opmerking:
De Volt en de Ampere zijn in de elektriciteit, maar vooral in de elektronica grote waarden.Men werkt meestal met onderverdelingen van deze grootheden.

Grootheden kleiner dan Volt Grootheden kleiner dan Ampere
Volt      = 1 V
Millivolt = 10-3 V
Microvolt = 10-6 V
Nanovolt = 10-9 V
V
mV
µV
nV
Ampère      = 1 A
Milliampère = 10-3 AMicroampère = 10-6 ANanoampère = 10-9 A
A
mA
µA
nA
Wetenschappelijke notatie : De machten van 10
100 = 1
101 = 10
102 = 100
103 = 1000
104 = 10 000
105 = 100 000
106 = 1 000 000
107 = 10 000 000
108 = 100 000 000
109 = 1000 000 000
100  = 1
10-1 = 0,1
10-2 = 0,01
10-3 = 0,001
10-4 = 0,0001
10-5 = 0,00001
10-6 = 0,000001
10-7 = 0,0000001
10-8 = 0,00000001
10-9 = 0,000000001
giga  = 109
mega = 106
kilo   =  103
milli   = 10-3
micro = 10-6
nano  = 10-9
pico   = 10-12

 

Terug naar het begrip “stroom”
Stel : een buis waardoor
een bepaalde vloeistof stroomt, waarvan we wensen het debiet
te kennen. Daarvoor moeten we in de kring een bepaald “ding”
opnemen dat een maat van de hoeveelheid vloeistof door de
buis weergeeft ( grootheid ), en dit gedurende een bepaalde
tijd, bijvoorbeeld één seconde.Hetzelfde gebeurt voor de
elektrische stroom. Het aantal elementaire ladingen die op
een bepaald ogenblik door een bepaald punt in een gesloten
kring vloeien vertegenwoordigen een bepaalde elektrische
stroom gedurende 1 sec.
Elementaire elektrische lading:
e= 1,6 10-19 Coulomb
De stroommeting gebeurt met behulp van een ampèremeter.
Een stroom van 1 Ampère (1A) betekent een doorstroom van 1 Coulomb gedurende één (1) sec. 1 Ampère = 1 Coulomb per seconde
1 A = 1 C/s
of
1 A =   1 C . s-1
De wet voor stroom luidt als volgt :
De stroom is gelijk aan de verhouding: hoeveelheid lading op de tijdseenheid waarop dit feit plaats heeft.
ui1waarin;
I Stroom in Ampère  A
Q hoeveelheid lading in Coulomb C
t  tijd in seconden s
We onthouden:
De spanning of het potentiaalverschil is het gevolg van een accumulatie van positieve ladingen op de positieve pool en negatieve ladingen op de andere pool. De stroom is een verplaatsing van ladingen ( elektronen ) doorheen het materiaal. De stroom is te zien als kinetische energie ( die
van beweging ).
Een spanning kan bestaan zonder stroom. Stroom kan niet zonder spanning voorkomen.
Men meet spanning met een spanningsmeter. Men meet stroom met een stroommeter.
De eenheid van spanning is Volt (V). De eenheid van stroom is Ampère (A).
In dit deel van de cursus behandelen we enkel gelijkspanning.
Men kan van gelijkstroom spreken als de stroom steeds in dezelfde richting vloeit.

Als voorbeeld van een gelijkstroombronnen hebben we droge batterijen, autobatterijen, gelijkstroomgeneratoren, zonnepanelen etc.