Uitleg elektriciteit en stroom
In dit artikel lees je meer over de werking van elektriciteit en stroom, weerstand, vermogen en spanning.
De basis vergelijken met watercirculatie
Om de werking van elektriciteit en stroom te begrijpen maken we de vergelijking met watercirculatie. Een pomp genereert een bepaalde druk (spanning) op de leiding. Wanneer de kraan gesloten is levert deze een zeer grote weerstand. Er stroomt geen water. Bij het openen van de kraan zal er water gaan stromen door de waterleiding. Wanneer de kraan half is geopend, levert deze nog een bepaalde weerstand waardoor het water minder hard stroomt.
Bij een volledig geopende kraan is de weerstand minimaal en stroomt het water maximaal. Het water dat uit de kraan komt moet weer terugstromen naar de pomp. Anders werkt het systeem niet meer.
De werking van elektra en stroom
Wanneer de watervoorstelling wordt vervangen door elektriciteit, dan wordt de pomp een generator (of het elektrisch net), de kraan een schakelaar, en de trechter bijvoorbeeld een lamp. De generator wekt spanning op en wanneer de schakelaar gesloten wordt, gaat er stroom lopen door de lamp. Dit levert de eerste elektrotechnische termen op:
- Spanning wordt uitgedrukt in Volt (V) en aangeduid met U
- Stroom wordt uitgedrukt in Ampère (A) en aangeduid met I
Let op: spanning is er altijd en stroom loopt alleen als het circuit is gesloten.
Weerstand
Bij de watervoorstelling bleek dat hoe hoger de weerstand in de kraan, des te minder stroom er gaat lopen. Wanneer de druk (spanning) zou veranderen heeft dit invloed op de stroom. Des te groter de spanning bij een gegeven weerstand, des te groter de stroom.
Dit wordt uitgedrukt in de basis formule Stroom (I) is Spanning (U) gedeeld door Weerstand (R) (zie de afbeelding hiernaast).
Dit levert de derde elektrotechnische term op:
- Weerstand wordt uitgedrukt in eenheden Ohm (Ω) en aangeduid met R
Vermogen
De hoeveelheid stroom die door de lamp loopt levert in combinatie met de spanning het vermogen van de lamp op:
Vermogen wordt uitgedrukt in eenheden Watt (W) en aangeduid met P
Wanneer er vanuit wordt gegaan dat er geen zelfinducties en/of condensatoren in het spel zijn dan kan het vermogen worden bepaald door de spanning (U) te vermenigvuldigen met de stroom (I).
In de praktijk weet men vaak de spanning en het vermogen. Op basis hiervan kan dan eenvoudig de bijbehorende stroom worden berekend. Bijvoorbeeld 230 Volt en 100 Watt: de stroom is 100W/230V = 0,43 Ampère.
Spanning
De spanning uit het net is een driefasesysteem. Het systeem beschikt over drie verschillende fasen waarbij per fase 230 Volt spanning staat ten opzichte van nul. De spanning tussen de fasen bedraagt 400 Volt. Driefasespanning (400 Volt) wordt vaak voor zwaardere apparatuur gebruikt zoals machines. Dit wordt vaak aangeduid als krachtstroom. 230 Volt fasespanning wordt vaak gebruikt voor toepassingen als verlichting en elektronica. Dit wordt ook aangeduid als lichtstroom.
Let op: deze uitleg dient uitsluitend om enige elektrotechnische begrippen toe te lichten en de watervergelijking gaat bij een wisselspanning situatie niet eenvoudig op. Om toch een verhelderende uitleg te geven is deze vergelijking gemaakt.
