14
Elektriciteit
1.3 Experiment 4: Vermogen en stroomsterkte Experiment 5: Het vermogen van lampjes
Spanning en stroomsterkte
ONTDEKKEN Als je een lamp aansluit op een variabele spanningsbron en de spanning groter maakt, gaat de lamp feller branden. Het vermogen neemt toe als de spanning groter wordt. Maar ook bij een lage spanning kan het elektrisch vermogen van een apparaat groot zijn. Dat heeft te maken met de stroomsterkte. Hoe zit dat precies?
PA R AG R A A F V R A AG +
Hoe hangt het vermogen van een apparaat samen met de spanning en de stroomsterkte?
- -
Figuur 12 Atomen hebben een positief geladen kern waar negatief geladen elektronen omheen bewegen.
BEGRIJPEN Wat beweegt er als er stroom loopt? Elektrische stroom bestaat uit bewegende geladen deeltjes. In een metaal bewegen alleen vrije elektronen. Dat zijn elektronen die niet gebonden zijn aan een atoom en daardoor vrij door het metaal kunnen bewegen. De atomen zelf kunnen niet bewegen in een vaste stof.
-
baan van een vrij elektron
Figuur 13 Beweging van een vrij elektron tussen vastzittende metaalionen
Ook sommige vloeistoffen, zoals zout water, geleiden stroom. In zo’n geleidende vloeistof zijn er positief en negatief geladen ionen. In een vloeistof bestaat de elektrische stroom dus uit ionen en niet uit elektronen. B B
In een metaal bestaat de elektrische stroom uit bewegende vrije elektronen. In een vloeistof bestaat de elektrische stroom uit bewegende ionen.
Spanning en stroomsterkte Elektronen gaan niet uit zichzelf door een draad stromen. De spanningsbron ‘duwt’ elektrische lading door de kring. Elektronen worden afgestoten door de negatieve pool van de spanningsbron en aangetrokken door de positieve pool. De spanning geeft aan hoe hard er ‘geduwd’ wordt. De elektronen kunnen pas gaan stromen als er een gesloten stroomkring is tussen de negatieve en de positieve pool.
Figuur 14 Een gesloten stroomkring –
+
elektrische stroom
De elektrische stroomsterkte door een apparaat geeft aan hoeveel lading Q er per seconde door dat apparaat gaat. Elektrische lading wordt gemeten in coulomb (C). Een stroom van 1 ampère betekent dus dat per seconde 1 coulomb lading door het apparaat beweegt (1 A = 1 C/s). Als de stroomsterkte twee keer zo groot is, stroomt er per seconde twee keer zo veel lading doorheen.
elektronenstroom
Figuur 15 Een gesloten stroomkring met een lamp
Omdat het niet altijd elektronen zijn die bewegen, is de volgende afspraak gemaakt: de richting van de elektrische stroom is van de pluspool naar de minpool (terwijl de elektronen van de minpool naar de pluspool bewegen).
