In de natuurkunde vertegenwoordigt een circuit een pad waarlangs elektrische stroom kan stromen. Een fundamenteel begrip van circuits is essentieel om te begrijpen hoe verschillende elektronische apparaten werken. In deze les maak je kennis met de basisprincipes van circuits, inclusief hun componenten en hoe ze werken.
Een elektrisch circuit is een gesloten lus van geleidend materiaal waarlangs elektrische stroom kan stromen. Het doel van een circuit is om elektrische energie van het ene punt naar het andere over te brengen. Om een circuit te laten functioneren, moet het een bron van elektrische energie hebben (zoals een batterij), geleiders (zoals draden) en een belasting (een elektrisch apparaat zoals een gloeilamp of een motor) die de elektrische energie verbruikt.
Er zijn twee primaire typen circuits:
Verschillende belangrijke principes helpen ons te begrijpen hoe circuits werken:
De relatie tussen spanning, stroom en weerstand wordt gedefinieerd door de wet van Ohm , uitgedrukt als: \( V = I \times R \)
Een eenvoudig circuit kan worden gebouwd met behulp van een batterij, een klein lampje (als belasting) en enkele geleidende draden. Sluit het ene uiteinde van een draad aan op de positieve pool van de batterij en het andere uiteinde op de gloeilamp. Sluit vervolgens een andere draad van de tweede pool van de lamp weer aan op de negatieve pool van de batterij. Als alles correct is aangesloten, is het circuit compleet en gaat de lamp branden, wat aangeeft dat er stroom vloeit.
Schakelschema's zijn schematische weergaven van circuits, waarbij symbolen worden gebruikt om verschillende componenten weer te geven. Deze diagrammen bieden een eenvoudige manier om te visualiseren hoe een circuit is aangesloten. Hier zijn enkele veelvoorkomende symbolen die in schakelschema's worden gebruikt:
Door deze symbolen te leren, kunt u schakelschema’s lezen en begrijpen, waardoor het gemakkelijker wordt om circuits te bouwen of te analyseren.
In een serieschakeling worden componenten achter elkaar aangesloten. Als u bijvoorbeeld twee lampen in serie aansluit op een batterij, vloeit door beide lampen dezelfde stroom. Als de ene lamp doorbrandt, gaat de andere ook uit omdat de stroomkring onderbroken is.
In een parallel circuit zijn componenten in parallelle takken verbonden. Als u twee lampen parallel aansluit op een batterij, heeft elke lamp zijn eigen directe pad naar de batterij. Dit betekent dat zij zelfstandig kunnen opereren. Als de ene lamp doorbrandt, blijft de andere branden omdat het circuit voor dat pad compleet blijft.
De spanning geleverd door de bron en de weerstand binnen het circuit werken samen om de stroomsterkte te bepalen. Door de spanning of weerstand te veranderen, kunt u de stroom regelen. Als u bijvoorbeeld de spanning verhoogt, zal de stroom toenemen als de weerstand hetzelfde blijft. Omgekeerd zal het verhogen van de weerstand de stroom verlagen als de spanning hetzelfde blijft.
Om spanning, stroom en weerstand in een circuit te meten, gebruiken we apparaten die bekend staan als multimeters . Een multimeter kan worden ingesteld om verschillende eigenschappen te meten:
Het begrijpen van circuits is fundamenteel in de natuurkunde en essentieel voor iedereen die geïnteresseerd is in elektronica en elektrotechniek. Door de basisprincipes van circuits onder de knie te krijgen, inclusief componenten, soorten circuits en hoe ze werken, ben je goed op weg om complexere elektronische systemen en innovaties te verkennen. Bedenk dat oefenen met het bouwen en analyseren van circuits het begrip en de ontwikkeling van vaardigheden op dit fascinerende gebied van de natuurkunde vergroot.
