Back to the topics list

elektrische stroom

Inleiding tot elektrische stroom

Elektrische stroom is een fundamenteel concept op het gebied van elektrotechniek en natuurkunde. Het verwijst naar de stroom van elektrische lading door een geleider, zoals een draad, als gevolg van de aanwezigheid van een spanningsverschil erover. Het begrijpen van elektrische stroom is essentieel om te begrijpen hoe elektronische apparaten en elektrische systemen werken.

Wat is elektrische stroom?

Elektrische stroom wordt gedefinieerd als de snelheid waarmee lading door een oppervlak stroomt. De eenheid van elektrische stroom is de ampère (A), wat gelijk is aan één coulomb lading die per seconde door een oppervlak gaat. Wiskundig gezien kan elektrische stroom (I) worden uitgedrukt als:

waar:

• \(I\) is de elektrische stroom in ampère (A),
• \(q\) is de elektrische lading in coulombs (C), en
• \(t\) is de tijd in seconden (s).

Soorten elektrische stroom

Er zijn twee hoofdtypen elektrische stroom: gelijkstroom (DC) en wisselstroom (AC).

• Gelijkstroom (DC): Bij DC stroomt de elektrische lading in één richting door de geleider. Het wordt vaak gebruikt in batterijen, zonnecellen en andere elektronische apparaten.
• Wisselstroom (AC): Bij wisselstroom verandert de elektrische lading periodiek van richting. Dit type wordt gebruikt in de meeste huishoudelijke en industriële elektrische systemen omdat het gemakkelijk kan worden omgezet naar verschillende spanningen en lange afstanden kan afleggen met minder verlies.

Geleiders en isolatoren

Materialen waar elektrische stroom doorheen kan stromen, worden geleiders genoemd. Metalen zoals koper en aluminium zijn goede geleiders omdat ze vrije elektronen hebben waardoor de lading er gemakkelijk doorheen kan bewegen. Aan de andere kant zijn isolatoren materialen die de elektrische stroom niet vrij laten stromen. Voorbeelden zijn rubber, glas en plastic. Deze materialen hebben stevig gebonden elektronen die niet gemakkelijk bewegen.

De wet van Ohm

De wet van Ohm is een fundamenteel principe in de studie van elektrische circuits dat de stroom die door een geleider vloeit, relateert aan de spanning erover en de weerstand van de geleider. Het kan wiskundig worden uitgedrukt als:

waar:

• \(V\) is de spanning in volt (V),
• \(I\) is de stroomsterkte in ampère (A), en
• \(R\) is de weerstand in ohm ( \(\Omega\) ).

De wet van Ohm laat zien dat de stroom recht evenredig is met de spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand.

Elektrische stroom meten

Elektrische stroom kan worden gemeten met behulp van een instrument dat een ampèremeter wordt genoemd. De ampèremeter is in serie geschakeld met de circuitcomponent waarvan de stroom wordt gemeten. Deze opstelling zorgt ervoor dat de totale stroom die door het circuit vloeit, ook door de ampèremeter stroomt.

Effecten van elektrische stroom

Elektrische stroom kan verschillende effecten hebben, waaronder:

• Verwarmingseffect: Wanneer elektrische stroom door een geleider gaat, genereert deze warmte vanwege de weerstand van de geleider. Dit effect wordt gebruikt in apparaten zoals elektrische kachels en gloeilampen.
• Magnetisch effect: Een stroomvoerende geleider produceert eromheen een magnetisch veld. Dit principe wordt toegepast in elektromagneten en elektromotoren.
• Chemisch effect: Elektrische stroom kan chemische reacties veroorzaken wanneer deze door oplossingen gaat. Dit proces, bekend als elektrolyse, wordt gebruikt bij het galvaniseren en de productie van bepaalde chemicaliën.

Eenvoudig experiment om elektrische stroom aan te tonen

Een eenvoudig experiment om de effecten van elektrische stroom te observeren is het creëren van een eenvoudig circuit om een ​​lamp te laten branden. Je hebt een batterij, een klein lampje en twee stukken draad nodig.

1. Sluit het ene uiteinde van een draad aan op de positieve pool van de batterij.
2. Bevestig het andere uiteinde van deze draad aan de basis van de gloeilamp.
3. Sluit nog een stuk draad aan vanaf de metalen kant van de lampvoet met de negatieve pool van de batterij.

Wanneer de installatie is voltooid, wordt het circuit gesloten en stroomt er elektrische stroom van de batterij door de lamp, waardoor deze wordt verlicht. Dit eenvoudige circuit laat zien hoe elektrische stroom licht kan produceren door de gloeidraad in de lamp te verwarmen.

Conclusie

Elektrische stroom is een cruciaal concept om te begrijpen hoe elektrische en elektronische apparaten werken. Door de ladingsstroom, de verschillende soorten elektrische stroom en de effecten die deze kunnen veroorzaken te begrijpen, kunnen we de elektronische wereld om ons heen beter begrijpen. Van het verlichten van onze huizen met lampen tot het voeden van onze gadgets met batterijen: elektrische stroom speelt een essentiële rol in ons dagelijks leven.