Hoofdstuk 7 Electriciteit

Natuurkunde hoofdstuk 7 7.1 Een electrische stroom loopt van een ‘hoog potentiaal’ naar een ‘laag potentiaal’. Kortweg een potentiaalverschil oftewel; spanning. Spanning (U) wordt uitgedrukt in volt (V). spanning is de hoeveelheid energie die een coulomb opneemt. Stroomsterkte (I) wordt uitgedrukt in Ampère (A). Stroomsterkte is het aantal coulomb per seconde. Coulomb is de lading (Q). Om een electrische stroom te krijgen, moet aan 2 voorwaarden zijn voldaan: -Er moet een gesloten kring van geleidend materiaal zijn. -In de kring moet een spanningsbron zijn aangesloten, die op zijn aansluitpunten een potentiaalverschil heeft. Die aansluitpunten met potentiaalverschil zijn de plus en minpool. Een punt aarden is er 0 volt van maken. Je aardt het punt dat ‘het laagst is’. Vb opgave 10. welk punt is het laagst? Als het begint met + en je gaat verder, dan wordt het negatief
Als je met – begint dan ga je positief verder. Positief verdergaan is makkelijker. Dan kijk je welk punt die – begint, de laagste spanning heeft, dat is in dit geval punt D.
7.2 geleiders: vb. metalen
isolatoren: vb. plastic en glas
De lading van een proton en een neutron zijn even groot als die van de ‘elementaire lading’. Namelijk: 1,60 * 10-19e C 7.3 Een metaal bestaat uit een rooster van positieve ionen, die door vrije (geleidings) electronen bij elkaar worden gehouden, die electronen zwerven vrij rond. Electrische geleiding is alleen mogelijk als er in die stof vrij beweegbare ladingdragers aanwezig zijn. I= Q / t  1 A = 1 C / s
Voltmeter in een Vertakking, biedt Veel weerstand
Ampèremeter in de keten, biedt Amper weerstand
De stroom loopt van + naar – De electronen van – naar + 7.4 Altijd de formule afleiden uit de eenheden: Vb. opgave 24. er staat 1000 mAh en 3,5 uur
Je hebt de eenheden A en h
Je gebruikt dus de formule met I en t
Dus I= Q / t
Capaciteit is de hoeveelheid lading die erin zit. De wet van Ohm gaat op als de stroomsterkte recht evenredig loopt met de spanning. R= U / I (R= weerstand) 1 Ohm= 1V / A 7.5 de weerstand van een metaaldraad is recht evenredig met de lengte van de draad. Dwarsdoorsnede draad: A= ¼ pi d kwadraat

Weerstand van een draad
R= L / A (a is dwarsdoorsnede) Formules soortelijke weerstand: L R* A R* A rho*L
R= rho * ---  L= -------  rho= ------  A= ------- A rho L R 7.6 metalen hebben als eigenschap dat bij temperatuurstijging hun weerstand toeneemt. Metaaldraad is dus een PTC-weerstand (positieve temperatuurs coëfficiënt). Ook heb je NTC-weerstanden, die weerstand neemt af naarmate de temp. Stijgt. Zoals grafiet, silicium… LDR-weerstanden: de weerstand neemt daarbij af, naarmate het sterker wordt belicht. Diode, vaak gemaakt van silicium. Een diode laat de stroom maar in één richting door. Ook zijn er LED’s dat zijn diodes die licht geven als ze in doorlaatrichting staan 7.7 Je verbruikt geen stroom! Anders zou je de geleidingselectronen verbruiken. Je verbruikt namelijk de electrische energie die door de geleidingselectronen worden vervoerd. Ee ~ t  electrische energie hangt recht evenredig af van de tijd. Ee ~ I  electrische energie hangt recht evenredig af van de stroomsterkte. Ee ~ U  De hoeveelheid omgezette energie hangt recht evenredig af van de spanning. Daarom geldt de volgende formule (voor de elektrische energie die een apparaat verbruikt): Ee = U * I * T (t  hoelang t apparaat aanstaat.) De formule voor het electrisch vermogen: Pe = U * I  1 watt= 1 volt * ampere. Vb. is het vermogen 2000 W, dan verbruikt het apparaat 2000 J per seconde. Watt is dus J/s. Een aanduiding met J. is lading en electrisch vermogen. Voor de hoeveelheid warmte die in een weerstand wordt ontwikkeld: Q= I2 * R * t
E = P * t ( energie is vermogen maal tijd.) 7.8 Het kenmerk van een parallelschakeling is dat de spanning over elke weerstand gelijk is aan de spanning tussen het begin en het eind van de vertakking. Het kenmerk van een serieschakeling is dat de stroom door elke weerstand hetzelfde is. Bij een serieschakeling verdeelt de batterijspanning zich over de weerstanden.