Rekenset.nl

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

English version

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 

     

 

R_tot  = 2,40 + 3,0 = 5,40 Ω

                                                                                   

De sterkte van de hoofdstroom bedraagt

        U_bron = I.R_tot

             

        I = U_bron/ R_tot  = 9,0/ 5,40 = 1,67 A

 

-            Bereken nu de spanning U_AB over_r R₁ en R₂

U_AB = I.R₁₂ = 1,67.2,40 = 4,0 V

 

Je had ook de spanning U_BC over R₃ kunnen berekenen:

U_BC = I.R₃= 1,67.3,0 = 5,0 V 

       U_{bron =} U_AB + U_BC  

       9,0 = U_AB + 5,0

       U_AB = 4,0 V 

 

  -   U_AB = I₁. R₁

          4,0 = I₁.4,0

       I₁ = 1,0 A

        

      Op dezelfde manier kun je  R₂ berekenen

        U_AB =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