Spanning en Geleidbaarheid
1. Denken zoals een Wetenschapper!
2. Elektrostatisch Potentieel (Th3 H2.1 ↗72+)
2.1. conservatieve krachtvelden
- Coulomb-kracht: \(F = -k\cdot \frac{q_1\cdot q_2}{r^2}\)
- elektrisch veld: (visualisatie van) kracht per lading
- energie = arbeid \(\Delta E = W = F\cdot x\)
- elektrostatisch potentieel = spanning = potentiele energie per lading
- analogie: potentiele gravitationele energie
In een statisch elektrisch veld is de potentiele elektrische energie (en daarom ook de spanning) op een bepaalde plek onafhankelijk van de weg of tijd.
Analogie met gravitatie: sta op een stoel, spring er af, ga weer op de stoel staan, spring opnieuw, … → zelfde potentiele gravitationele energie
2.2. stroomkring, gelijkstroom
per analogie:
De som van de elektrische potentiaalverschillen, rekening houdend met de stroomrichting, in elke gesloten kring in een netwerk is gelijk aan nul.
(zie hier)
Dit verklaart onder meer:
- (Th3 H4 ↗79)
- (Th3 H4 ↗87)
3. Wet Van Ohm (Th3 H2.1 ↗80)
- ezelsbrug: URIne
\[U = R \cdot I\]
starring:
- lading \(Q\) in Coulomb \(\left[C\right]\) (SI-eenheid)
- stroomsterkte \(I\) in Ampère \(\left[A = \frac{C}{s} \right]\)
- electrische spanning \(U\) in Volt \(\left[V = \frac{J}{C}\right]\)
- electrische weerstand \(R\) in Ohm \(\left[\Omega = \frac{V}{A}\right]\)
De minder bekende neef van Ohm:
- electrische geleidbaarheid \(G = \frac{1}{R}\) in Siemens
4. Oefeningen?
→ WB Th3 H2 ↗116-120