Wat is elektrische stroom? Samenvattend is elektrische stroom de stroomsnelheid van elektronen die door een geleider gaan. Dit ene parameter elektrische circuit wordt gemeten in Ampère (A).
Wat zijn elektronen?
Elektronen zijn een deeltje in een moleculaire structuur van een substantie. Dit klinkt te vreemd in elektrische termen, dus laten we deze formaliteit overslaan voor een andere kans. In elektrische termen zijn elektronen deeltjes die negatieve ladingen dragen.
Wanneer de elektronen bewegen, bewegen de negatieve ladingen ook. Deze beweging is wat we een elektrische stroom noemen, de beweging van elektronen. Hoeveel de elektronen bewegen, hangt af van de geleider, weerstand of impedantie en de belasting in het circuit.
Een geleider is een materiaal dat in staat is om de elektrische stroom of elektronen van het ene punt naar het andere te laten stromen, heen en weer. Geleiders zijn voornamelijk metaal zoals koper, ijzer, aluminium, staal.
Het tegenovergestelde van een geleider is een isolator die de elektrische stroom niet kan geleiden, of een materiaal dat de stroom van elektronen van het ene punt naar het andere weerstaat. De meest voorkomende voorbeelden van isolatoren zijn plastic, glas en hout.
Wat zijn elektrische ladingen?
Zoals in psychisch wordt gesteld, zijn atomen de kleinste materie die bestaat uit protonen, elektronen en neutronen. Als we dit weten, kunnen we de relatie tussen dit en de elektrische stroom beter begrijpen.
Elektron is een negatieve lading (e) en heeft een magnitude van 1,602 x 10-19. Om dit in evenwicht te brengen, draagt het proton dezelfde magnitude maar positieve lading.
Elektrische lading is een van de meest fundamentele grootheden van een elektrisch circuit.
Lading is een atomair deeltje in een elektrisch systeem, gemeten in Coulomb (C).
Om het niet te lang te maken, volgen hier de kernpunten van elektrische ladingen:
- De grootste eenheid van ladingen is Coulomb. Voor elke 1 C lading bevat 1/(1,602 x 10-19) = 6,24 x 1018 elektronen.
- Vanuit het experimentele observatorium zijn de enige ladingen die in de natuur voorkomen gehele veelvouden van elektronische lading e = -1,602 x 10-19 C.
- De “Wet van behoud van lading” stelt dat lading niet kan worden gecreëerd of vernietigd, het kan alleen worden overgebracht van een punt naar een ander waar het kan worden omgezet in een andere energievorm.
Kijk eens naar de onderstaande illustratie:
Wat is de richting van elektrische stroom?
Theoretisch gezien stromen elektronen van negatief naar positief (omdat het negatieve ladingen draagt). Maar voor het conventionele doel is het wereldwijd overeengekomen dat de richting van de stroom wordt bepaald door de positieve lading stroomrichting, zelfs als het elektron in de tegenovergestelde richting beweegt.
Houd er rekening mee dat er geen elektronen in het circuit stromen als het een open circuit is, we moeten het circuit sluiten.
Wat zijn elektrische stromen?
Wat is elektrische stroom?
Een elektrische stroom is een stroom van ladingen (elektronen) die door een elektrische geleider bewegen, gemeten in Ampère (A)
Dit kan worden uitgedrukt in een wiskundige vergelijking, die de relatie tussen elektrische stroom, elektrische lading en tijd weergeeft.
Waar:
i = elektrische stroom (Ampère / A)
q = elektrische lading (Coulomb / C)
Als we naar de vergelijking kijken, kunnen we concluderen dat
1 Ampère is gelijk aan 1 Coulomb / seconde
Om de hoeveelheid elektrische lading te berekenen, kunnen we voor beide kanten integraal gebruiken.
Als we naar de twee bovenstaande vergelijkingen kijken, zien we dat de hoeveelheid elektrische stroom en elektrische lading niet gebonden zijn aan een constante-waardefunctie.
Er zijn twee soorten elektrische stroom, evenals elektrische spanning en elektrisch vermogen. Deze zijn:
Een gelijkstroom (DC) is een stroom die een constante waarde heeft naarmate de tijd verandert. Deze blijft constant zolang de parameters in het circuit niet worden gewijzigd.
De grafiek hieronder toont ons de constante waarde van stroom, een gelijkstroom. Het symbool van constante stroom of gelijkstroom is I.
Daartegenover staat,
Een wisselstroom (AC) is een stroom die een tijd veranderende waarde heeft, omdat de waarde ervan wordt beïnvloed door tijd (t). Deze elektrische stroom heeft zowel een positieve als een negatieve waarde en stroomt heen en weer naar de voedingsbron.
De grafiek hieronder toont ons de tijd veranderende waarde van stroom, een wisselstroom. Het symbool is i.
De grafiek hierboven is de meest voorkomende wisselstroom, een sinusvormige wisselstroom. We zullen andere vormen op andere gelegenheden leren. Het belangrijkste punt is dat de waarden veranderen op basis van tijd en dat het zowel positieve als negatieve polariteiten heeft.
Houd er rekening mee dat zowel DC als AC verschillende elektrische meetinstrumenten nodig hebben.
Zonder hulpmiddelen kunnen we de stroom berekenen met circuit analyse, maar we moeten eerst de knooppunten, takken en lussen begrijpen.
Elektrische stroom versus weerstand
Als je de wet van Ohm kent, zul je de relatie tussen spanning, stroom en weerstand begrijpen. Dit is de basis van de analyse van elektrische circuits.
Omdat we het over elektrische stroom hebben, zullen we leren over de relatie met weerstand.
Illustreer een pijp als een geleider in een elektrisch circuit. De stroom of ampère is de stroming van het water. Hoe groter de diameter van onze pijp, hoe sneller het water stroomt. Met andere woorden, minder weerstand zorgt voor meer stroming en vice versa.
De hoeveelheid water is de spanning (V), de stroomsnelheid van het water is de stroom (I), terwijl de waterkraan de weerstand (R) is. Hoe snel het water stroomt, wordt direct beïnvloed door hoe ver we de kraan openzetten.
Spanningsbron en stroombron zijn actieve elementen (omdat ze elektrische energie genereren), terwijl weerstand passief is (omdat het elektrische energie absorbeert).
Voorbeeld van elektrische stroom
Om het concept te beginnen, bekijken we de onderstaande voorbeelden van elektrische circuits:
1. Hoeveel ladingen zitten er in 4.600 elektronen?
Antwoord:
Elk elektron heeft -1.602 x 10-19 C. Dus 4.600 elektronen hebben -1.602 x 10-19 x 4.600 = -7.369 x 10-16 C.
2. De totale lading die één terminal binnenkomt is q = 5t sin4πt mC. Bereken de stroom op t = 0.5 s.
Antwoord:
3. Bereken de totale lading die een terminal binnenkomt voor een periode van t = 1 s tot t = 2 s als de stroom i = (3t2 – t) A is.
Antwoord:
Veelgestelde vragen
Wat is de betekenis van elektrische stroom?
Elektrische stroom is een stroomsnelheid van elektriciteit in een gesloten elektrisch circuit, wat de hoeveelheid elektriciteit aangeeft die door het circuit stroomt, gemeten in Ampère (A). Hoe groter de stroom (A), hoe meer elektriciteit er door het circuit stroomt.
Wat is elektrische stroom in een eenvoudig circuit?
Een elektrisch circuit is een pad van elektriciteit om door verschillende elektrische componenten te stromen. Een voorbeeld van een eenvoudig circuit bestaat uit een spanningsbron, geleiders en een weerstand. Dit circuit moet een gesloten circuit zijn om de stroom te laten stromen.