SfC Home > Natuurkunde > Elektriciteit >
door Ron Kurtus (herzien 23 oktober 2019)
De basiseenheden van een eenvoudige elektrische schakeling zijn de ampère, volt, en ohm.
Een eenvoudige schakeling bestaat meestal uit een spanningsbron, metaaldraden die de elektrische stroom geleiden, en een of meer weerstanden die weerstand bieden tegen de geleiding van de stroom. De stroom kan gelijkstroom (DC) of wisselstroom (AC) zijn, en er mogen geen extra apparaten zijn die de stroom beïnvloeden.
De eenheid voor elektrische stroom – de ampère – is een basiseenheid van de Internationale Standaard (SI). De spanningseenheid en de weerstandseenheid zijn afgeleid van de ampère en andere standaardeenheden. Helaas heeft het internationale comité van wetenschappers de definities ingewikkelder gemaakt dan nodig is.
Vragen die je misschien hebt zijn:
- Wat is de definitie van een ampère?
- Wat is een volt?
- Wat is de eenheid van weerstand?
Deze les zal deze vragen beantwoorden. Handig hulpmiddel: Eenheden Conversie
Ampère
De ampère (A) is een basis SI-eenheid van elektrische stroom. Hij kan worden gedefinieerd als de hoeveelheid elektrische lading of het aantal elektronen dat een punt in een stroomkring in één seconde passeert. Eén ampère is gelijk aan 6,241*1018 elektronen die per seconde een punt passeren of één coulomb per seconde. (De coulomb (C) is de SI-eenheid van elektrische lading.)
De officiële SI-definitie van een ampère is enigszins bizar:
“De ampère is de constante stroom die, indien hij wordt onderhouden in twee rechte parallelle geleiders van oneindige lengte, met verwaarloosbare cirkelvormige doorsnede, en 1 meter uit elkaar geplaatst in vacuüm, tussen deze geleiders een kracht zou opwekken gelijk aan 2*10-7 newton per meter lengte.”
Noot: Mijn mening is dat het eisen van een geleider van oneindige lengte en “verwaarloosbare” doorsnede niet praktisch is en niet thuishoort in een standaarddefinitie. Ook zijn er onuitgesproken implicaties van de relatie van kracht tussen twee draden en stroom die moeten worden uitgedrukt.
Omdat A een basis SI-eenheid is, wordt deze niet in termen van andere eenheden uitgedrukt.
Volt
De volt (V) is de afgeleide SI-eenheid van elektrische potentiaal of elektromotorische kracht die de elektronen doet bewegen. Aangezien een bron van elektriciteit energie creëert, kan een volt worden gedefinieerd als het potentiaalverschil tussen twee punten in een elektrisch circuit dat één joule (J) energie oplevert per coulomb (C) lading die erdoorheen gaat.
V = J/C
Voltage kan ook worden uitgedrukt als elektrische potentiaal langs een draad wanneer een elektrische stroom van één ampère één watt (W) aan vermogen afgeeft (W = J/s).
V = W/A
Een volt kan in SI-basiseenheden worden uitgedrukt als 1 V = 1 kg m2 s-3 A-1 (één kilogrammeter in het kwadraat per seconde gekubd per ampère).
Gezien de officiële SI-definitie van een ampère, is een volt ook gelijk aan het potentiaalverschil tussen twee evenwijdige, oneindige vlakken die 1 meter uit elkaar liggen en een elektrisch veld van 1 newton per coulomb opwekken.
Ohm
De ohm (Ω) is de eenheid van elektrische weerstand in een stroomkring. Hij is gedefinieerd als de weerstand tussen twee punten van een geleider wanneer een constant potentiaalverschil van 1 volt (V), aangelegd op deze punten, in de geleider een stroom opwekt van 1,0 ampère (A), mits de geleider niet de bron is van enige elektromotorische kracht, zoals in een batterij.
Ω = V/A
Merk op dat dit ook de vergelijking is van de Wet van Ohm.
Weerstand uitdrukken in termen van SI-eenheden:
Ω = kg m2 s-3 A-2
Elektrische weerstand is ook een functie van de doorsnede van de draad, evenals van de temperatuur.
Samenvatting
De ampère (A) is een basis SI-eenheid die bestaat uit de hoeveelheid elektrische lading of het aantal elektronen dat een punt in een elektrisch circuit in één seconde passeert. De volt (V) is de elektrische potentiaal waardoor elektronen door een draad bewegen. Het is een joule van energie per coulomb van lading. The ohm (Ω) is the unit of electric resistance equal to the 1 volt divided by 1 ampere.
Excel in what you do
Resources and references
Ron Kurtus’ Credentials
Websites
Unit of electric current (ampere) – National Institute of Standards and Technology (NIST)
Ampere – Wikipedia
Coulomb Force – Wolfram Science World
Coulomb – Wikipedia
Voltage – HyperPhysics
Electric Potential Difference – Physics Classroom
Volt – Wikipedia
Ohm – Wikipedia
DC and AC Electricity Resources
Physics Resources
Books
Teach Yourself Electricity and Electronics by Stan Gibilisco; McGraw-Hill; (2001) $34.95 – Guide for professionals, hobbyists and technicians desiring to learn AC and DC circuits
Questions and comments
Do you have any questions, comments, or opinions on this subject? If so, send an email with your feedback. I will try to get back to you as soon as possible.
Click on a button to bookmark or share this page through Twitter, Facebook, email, or other services: