Rekenset.nl
Elektrische stroom
Definitie stroomsterkte
Onder de stroomsterkte wordt verstaan de hoeveelheid lading die
per seconde een doorsnede van een draad passeert.
I
= Δ
Q /Δt
I stroomsterkte in
A
ΔQ de gepasseerde lading
in C (1 Coulomb is
de eenheid van elektrische lading)
Δt tijdsduur in s (!)
Rekenvoorbeeld
De stroomsterkte is 500 mA.
Bereken hoeveel lading die een doorsnede van een draad passeert
in 2, 0 minuten
I
= Δ Q /Δt
0,5 = Δ Q/120
Δ Q = 0,5 * 120 = 60 C
Wet
van Ohm/
vermogen
Wet van Ohm :
U = I.R
U
spanning in V
I
stroomsterkte in
A
R
weerstand in
Ω
Vermogen
:
P = U.I
P vermogen in W
Rekenvoorbeeld
Een waterkoker heeft een vermogen van 2,0.103
W . De netspanning
bedraagt 2,3.102
V
Bereken weerstand van het verwarmingselement.
P = U.I
2,0.103 = 2,3.102. I
I = (2,0.103) /(2,3.102) = 8,70
A
U = I. R
2,3.102 = 8,70. R
R = 26,4
Ω
= 2,6.101
Ω
Weerstand van een draad
R = (ρ.ℓ) / A
ℓ lengte draad in m
A
doorsnede draad in m2
ρ soortelijke weerstand
van het materiaal van de draad in Ωm
Rekenvoorbeeld
50,0 cm
constantaandraad heeft een weerstand van 1,125
Ω
Bereken de diameter van het draadje
Opzoeken in BINAS ρ van constantaan : 0,45.10-6 Ωm
R = (ρ.ℓ)/A
R.A = ρ.ℓ
A = (ρ.ℓ)/R
= (0,45.10-6
. 0,50)
/1,125 = 2,0.10-7 m2 = 2,0.10-1
mm2
A =
π.r2
2,0.10-1 =
π.r2
r2
= (2,0.10-1)/π
= 0,06366
r = 0,25 mm
d = 2.r = 2 . 0,25 = 0,50 mm
Serie/Parallel schakeling
Rekenvoorbeeld van een gemengde
schakeling
Bronspanning 9,0 V
R3
= 3,0 Ω
; R1
= 4,0 Ω ;
R2= 6,0 Ω
R1
en R2
zijn parallel geschakeld
en dit geheel is in serie geschakeld met R3
Bereken de
stroomsterkte door
R1
-
Eerst
de vervangingsweerstand van R1 en R2
berekenen
Deze twee weerstanden
staan parallel geschakeld
1/R12 =
1/R1 + 1/R2
1/R12
= ¼ + 1/6 = 0,25 + 0,167
= 0,417
R12
= 1/0,417 = 2,40 Ω
-
De
schakeling is te vereenvoudigen tot twee weerstanden in serie
Rtot = 2,40 + 3,0 = 5,40 Ω
De sterkte van de hoofdstroom bedraagt
Ubron
= I.Rtot
I = Ubron/ Rtot
= 9,0/ 5,40 = 1,67 A
-
Bereken
nu de spanning UAB overr R1 en
R2
UAB
= I.R12 = 1,67.2,40 = 4,0 V
Je had ook de spanning UBC over R3 kunnen
berekenen:
UBC
= I.R3= 1,67.3,0 = 5,0 V
Ubron
= UAB
+ UBC
9,0 = UAB + 5,0
UAB
= 4,0 V
-
UAB
= I1.
R1
4,0 = I1.4,0
I1
= 1,0 A
Op dezelfde manier kun je
R2 berekenen
UAB =I2.R2
4,0 = I2.6,0
I2
= 0,67 A
-
Controle : I = I1
+ I2
Vermogen/Energie
Rekenvoorbeeld
Een lamp van 50 W brandt gedurende 24 uur.
Bereken de opgenomen energie.
P = E/t
P vermogen in W
E energie in J
t tijd in s
E = P . t
E = 50 . 24 .3600 = 4,32.106 J
Let op : de tijd in seconde en de energie in Joule
Je kan de tijd ook in uren uitdrukken, maar dan wordt de eenheid
van energie Wh (spreek uit:
Wattuur ,
dus niet Watt
per uur )
E
= P.t
E = 50 . 24 = 1200 Wh = 1,2 kWh