Spanning en stroom uitgelegd, maar dan simpel

Wat, geen IT onderwerp dit keer?! Klopt. Bij Luminis experimenteert men af en toe met elektronica en regelmatig duikt de vraag op: ‘spanning en stroom, wat is eigenlijk het verschil?’ Een in de volksmond veelgehoorde uitspraak is: ‘daar staat stroom op’. Het is lastig om je een goed beeld te vormen bij de begrippen elektrische spanning en stroom. In deze blogpost geen wetenschappelijke definities maar een omschrijving die beter aansluit bij de gevoelsbeleving.

https://image.allekabels.nl/image/7042-0/blok-batterij-iec-code-6lr61-mn1604.jpg

Stel je een regenton voor. De regenton is gevuld met water en onderin de regenton zit een gat waardoor het water naar buiten kan stromen. Daar houd je je hand voor, zodat er nog geen water naar buiten stroomt. Voel je het water tegen je hand drukken?
Als je nu je hand een klein beetje verschuift zal er een beetje water uit komen, maar nog niet heel veel. Als je nu je hand helemaal weg haalt zal er veel meer water uit het gat stromen.

Wat heeft dit nu met spanning en stroom te maken? Je kunt de druk die het water uitoefent op het gat in de ton zien als spanning. De waterstraal die uit het gat spuit kun je zien als stroom. Het gat in de ton vormt een weerstand voor het water. Een groot gat betekent: minder weerstand. Het is voor het water makkelijker om naar buiten te stromen. Een klein gat betekent: meer weerstand. Het is voor het water lastiger om naar buiten te stromen. Weerstand is in dit geval: een eigenschap van het gat in de ton om de stroom van water te bemoeilijken.

Weerstand is niets anders dan de verhouding tussen de spanning en de stroom. Deze verhouding is vastgelegd in de wet van Ohm: weerstand is spanning gedeeld door stroom. Vul als voorbeeld eens een paar getallen in. Je ziet direct dat bij een hoge spanning maar kleine stroom de weerstand veel hoger is dan wanneer de stroom ook groot is. Dit klopt met het beeld van de regenton: als er veel water in de ton zit (grote druk, ofwel spanning) maar er is een klein gat (veel weerstand) dan zal er niet veel water uitkomen (kleine stroom).

Een voorbeeld van toepassing van deze begrippen in het dagelijks leven is een lamp in de woonkamer die we op een stopcontact aansluiten. Een stopcontact kunnen we vergelijken met de regenton. Er staat een spanning op het stopcontact, maar er loopt nog geen stroom, er is immers niets aangesloten (geen gat in de ton). Als we een gloeilamp aansluiten en deze laten branden loopt er wel stroom. De gloeilamp kunnen we zien als het gat in de ton:

  • een lamp met weinig weerstand zal veel stroom doorlaten
  • een lamp met veel weerstand zal weinig stroom doorlaten

In het dagelijks leven komt men het begrip “weerstand” niet vaak tegen. Men heeft bijvoorbeeld in het huishouden vooral te maken met spanning en het vermogen van apparatuur (een gloeilamp kan bijvoorbeeld een vermogen hebben van 25 watt of van 60 watt). Een veelgemaakte fout is het te zeggen dat ergens “stroom op staat”. Er kan wel ergens spanning op staan of stroom doorheen lopen, maar spanning kan niet stromen en stroom kan nergens op staan.

  • elektrische spanning wordt uitgedrukt in de eenheid: volt
  • elektrische stroom wordt uitgedrukt in de eenheid: ampère
  • elektrische weerstand wordt uitgedrukt in: ohm

Tenslotte toch nog even een bruggetje naar de informatie- en communicatietechnologie (de schrijver werkt tenslotte bij een IT-bedrijf). Stel je voor dat je een gevulde regenton hebt met een kraantje en daaraan een lange slang maakt. Bij de ton doe je de kraan afwisselend open en dicht, daardoor stroom het water afwisselend wel of niet uit de slang. Bij het uiteinde van de slang zit iemand aan wie je een boodschap wilt overbrengen. Spreek met hem een bepaald patroon af van wel of geen water (1 of 0), en je hebt een zeer simpele vorm van digitale communicatie.

Tweet about this on TwitterShare on LinkedIn

Reacties

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

*