Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 3 Deel 1 Hoofdstuk 3 Blz 76 t/m 81

De natuurkundige Ohm deed vroeger veel ontdekkingen. 1 van zijn ontdekkingen wordt in dit artikel uitgebreid uitgelegd. We praten hierbij natuurlijk over de wet van Ohm en wat nou weerstand eigenlijk is.


Wat is weerstand (elektrisch)

Als we iets op een spanningsbron aansluiten bijvoorbeeld een motor, lamp, verwarming of apparaat, dan gaat er een stroom lopen. We gaan dan de spanningsbron belasten. Zo’n belasting heeft een weerstand.

We kunnen dit vergelijken met een watercircuit. Hierin kun je: de pomp vergelijken met spanningsbron, de leidingen vergelijken met geleiders en de doorsnede vergelijken met weerstand. In de afbeelding hieronder zie je zo watercircuit.

Een watercircuit heeft ook een weerstand en is dus te vergelijken met de elektrische weerstand
Watercircuit

Op de pomp is een buis aangesloten met doorsnede A (oppervlakte). De waterstroom is afhankelijk van de waterdruk en de doorsnede van de buis. Als we de waterdruk verdubbelen, verdubbelt ook de waterstroom.

Daaruit volgt: De constante is de doorsnede A –> Waterdruk/waterstroom=constant. Hetzelfde gebeurt in een elektrische stroomkring, zoals in de onderstaande afbeelding.

Elektrisch circuit heeft ook te maken met weerstand en hierop kun je de wet van ohm loslaten
Elektrisch circuit

De spanningsbron kunnen we vergelijken met de waterpomp. De R kunnen we vergelijken met de doorsnede van de buis. Verhogen we de spanning, dan wordt de stroom evenredig groter. Ook hier geldt voor de stroomkring de verhouding:

Spanning/stroom= constant –> / is delen door

Het verband tussen spanning en stroom in een stroomkring staat bekend als de wet van ohm. De natuurkundige Ohm noemde de constante weerstand.

De weerstand geven we aan met de letter R, en we drukken weerstand Ω (ohm) Ω is de Griekse hoofdletter Omega. R=weerstand in ohm (Ω)

Rekenvoorbeeld 1

Door een toestel vloeit een stroom van 1A. De spanning over het toestel is 50V. Bereken de stroom als de spanning wordt verhoogd tot 150V.

Gegeven = I1= 1A, U1= 50V en U2=150V.
Gevraagd = I2

Oplossing: De spanning U2= 150/50= 3 keer zo groot als U1. De stroom is recht evenredig met de spanning. I2 is dan ook 3 keer zo groot als I1. I2=3×1=3A.

Rekenvoorbeeld 2

Door een weerstand vloeit een stroom van 3A. De spanning over de weerstand is dan 6V. Hoe hoog is de spanning over de weerstand als de stroom 1,5 A is?

Gegeven= I1=3A, I2=1,5A en U1= 6V
Gevraagd = U2

Oplossing: De stroom I2 door de weerstand is 1,5/3= 0,5 x zo groot als I1. de spanning is recht evenredig met de stroom. U2 is dan ook 0,5 x zo groot als U1. U2=0,5 x 6=3V.

De wet van ohm

We weten al dat:

  • De weerstand R een getal is, uitgedrukt in Ω;
  • De spanning U een getal is, uitgedrukt in V;
  • De stroom I een getal is, uitgedrukt in A.

Als we voor spanning, stroom en R deze letters invullen, dan luidt de Wet van Ohm in formulevorm:

R= U/I (wet van Ohm)
Met:
U= spanning in volt (V);
I= stroom in ampère (A);
R= in Ohm (Ω).

Rekenvoorbeeld 1 weerstand

Gegeven is onderstaand schema:

Elektrische circuit met onbekende weerstand die berekend kan worden
Rekenvoorbeeld

Gevraagd= Bereken de weerstand R.
Oplossing= R=U/I= 30/2= 15 Ω

We kunnen U en I in de formule R=U/I isoleren. U is de spanning en I is de stroom. Als we ze isoleren vinden we onderstaande formules.\

Voor spanning= U= IxR en voor de stroom is het dan I=U/R

Rekenvoorbeeld 2

Door een weerstand van 12 Ω vloeit een stroom van 2A. Bereken de spanning

Gegeven= R=12Ω en I= 2A
Gevraagd= U
Oplossing= U=IxR= 2×12= 24V

Rekenvoorbeeld 3

Op een spanning van 50V is een weerstand van 20Ω aangesloten. Bereken de stroomsterkte door de weerstand.

Gegeven= U=50V en R= 20Ω
Gevraagd= I
Oplossing= I=U/R=50/20= 2,5A


Hoe een weerstand te meten?

De R kan op verschillende manieren worden gemeten. De meest eenvoudige manier van R meting is met een universeelmeter op het Ω bereik. Hiermee kan je veel weerstanden meten (bijv. draadweerstand of een weerstandje zelf)

Onderstaande afbeelding geeft een multimeter weer alleen meet die een Volt meting. Doe je de draaiknop 2 stapjes naar rechts dan kom je op de weerstand meting uit. De 2 meetpennen zet je op het te meten ding en je krijgt je waarde te zien.

Met een multimeter kan je verschillende  waardes mee meten. Zo is er weerstand, spanning, stroom en continuïteit.
Multimeter

Weerstandsmaterialen

Elk materiaal heeft een zeker weerstand. Weerstanden zouden dus van elk materiaal gemaakt kunnen worden. Maar we stellen eisen aan de eigenschappen van de weerstand. Daardoor blijven er niet zoveel materialen over.

geleiders moeten een hele lage R hebben. Daarentegen moeten isolatie materialen een zeer hoge R hebben. Waar worden nu de verschillende weerstand materialen van gemaakt?

De meeste metalen hebben een te lage R. Legeringen van metalen hebben een hogere R. Een legering is een verbinding van twee of meer metalen. Metaallegeringen zijn veel meer geschikt om weerstanden van te maken.

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 3 Deel 1 Hoofdstuk 3 Blz 76 t/m 81

Installatievakwinkel

24 Comments

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.