Elektriciteit (spanningsbronnen)

Elektriciteit is de verzamelnaam voor verschijnselen die te maken hebben met elektrische energie, zoals spanning en stroom.

Bewegende lading is een elektrische stroom. Veel mensen gebruiken de woorden ‘stroom’ en ‘spanning’ verkeerd. Er wordt bijvoorbeeld vaak gezegd dat er ‘stroom op een stopcontact staat’. Dat is niet waar, want als er geen stekker in zit, loopt er geen stroom. Er staat alleen spanning op, die ervoor zorgt dat er een stroom kán gaan lopen.

Stroom en spanning

Allereerst de stroomsterkte. Zoals de naam al zegt, geeft deze aan hoe ‘sterk’ de stroom is, oftewel hoeveel lading (dus hoeveel elektronen) er eigenlijk elke seconde door een draad heen bewegen. Elektrische lading wordt gemeten in Coulumb (afkorting C), stroomsterkte wordt gemeten in Ampère (afkorting A). Als de stroomsterkte in een draad 1 Ampère is, betekent het dat er 1 Coulomb per seconde door deze draad stroomt.

Bij geladen voorwerpen spreek je van spanning. De eenheid voor elektrische spanning is volt (V). De spanning geeft aan hoeveel energie het voor de elektronen kost om van een bepaald punt in een stroomkring naar een ander bepaald punt te bewegen (bijvoorbeeld door de gloeidraad van een lamp heen).

Elektriciteit from Mr. Chadd on Vimeo .

• Download de app!

Spanningsbronnen

Spanningsbronnen zorgen voor een elektrische stroom die de elektrische energie naar een andere plaats brengt. Voor het realiseren van een stroomkring , is er altijd een spanningsbron nodig. In sommige stoffen zitten elektronen vast, die stoffen heten isolatoren. Als de elektronen los zitten, heet de stof een geleider. Een stroomkring is opgebouwd uit geleiders. Een spanningsbron zorgt voor spanning, die hij ook ‘rondpompt’. Als een spanningsbron spanning terug krijgt is er sprake van een gesloten stroomkring. Als er geen stroom loopt wordt er ook geen energie afgegeven. Een spanningsbron gebruikt dus alleen energie als er ook stroom loopt. Een batterij zorgt continu voor een bepaalde elektrische spanning maar zolang de batterij niet is aangesloten en er geen stroom loopt verbruikt een batterij geen energie. Hieronder zie je een plaatje van een stroomkring.

Elke spanningsbron heeft twee polen: de pluspool en de minpool . In het plaatje is dit aangegeven met een + en een – tekentje. Als de spanningsbron is opgenomen in een stroomkring, verlaat de stroom de spanningsbron bij de pluspool en komt terug bij de minpool. Een spanningsbron met een vaste plus- en minpool noem je een gelijkspanningsbron. Er zijn ook spanningsbronnen waar de plus- en minpool voortdurend wisselen. Zulke spanningsbronnen noem je wisselspanningsbronnen. Bij het lichtnet thuis wisselen plus en minpolen 50 maal per seconde. Op het stopcontact staat dus een wisselspanning van 50Hz. Daarbij wisselt de stroomrichting ook voortdurend. Dat noem je wisselstroom.

Een spanningsbron houdt dus de elektrische stroom in stand en levert elektrische energie. De lading vervoert energie van de spanningsbron naar het apparaat. Voorbeelden van spanningsbronnen zijn accu’s of batterijen.

Door spanningsbronnen in serie te schakelen, wordt de spanning groter. U = U 1

• U 2
• U 3
• … etc. Wanneer spanningsbronnen parallel worden geschakeld, is de spanning juist overal gelijk, dus U 1 = U 2 = U 3 etc.

Opdrachten

1. Hoeveel polen heeft een spanningsbron?
2. In welke eenheid wordt spanning uitgedrukt?
3. Wat is het verschil tussen gelijkspanning en wisselspanning?

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Elektriciteit opwekken

De geleiding van stroom

Hoe werkt een batterij?