Energie-omzetting en spanningsval in een weerstand
Figuur 3-17 illustreert lading in de vorm van elektronen die uit de negatieve pool (teveel van elektronen) van een spanningsbron vertrekken en via een stroompad terugvloeien naar de positieve pool (te weinig aan elektronen). De elektronen stromen door elk van de weerstanden die met elkaar zijn verbonden om een stroomkring te vormen. Dit type verbinding wordt een serieschakeling genoemd (zie hoofdstuk 4).
De elektronen stromen door elke weerstand waarbij een deel van hun energie wordt afgegeven in de vorm van warmte. Daarom hebben de elektronen meer energie wanneer ze de weerstand intreden dan wanneer ze de weerstand verlaten. Dit wordt in de figuur 3-17 weergegeven door de afname in de intensiteit van de blauwe kleur.
Figuur 3-17 : Wanneer elektronen door een weerstand vloeien geven ze energie af ten gevolge van de weerstand; deze afgegeven energie wordt in warmte omgezet
Wanneer de elektronen door de schakeling zijn gereisd en terug gegaan zijn naar de positieve pool van de accu, zijn de elektronen op hun laagste energieniveau.
Herinner je dat de spanning gelijk is aan energie per lading. De formule hiervoor is U = W/Q. De lading Q stelt een bepaalde hoeveelheid elektronen voor. Afhankelijk van de spanning van de spanningsbron wordt een bepaalde hoeveelheid energie verleend aan alle elektronen die stromen vanuit de minpool naar de schakeling. Eens deze elektronen in de schakeling aanwezig zijn beginnen ze hun energie te verliezen aan de weerstand die ze ondervinden in de schakeling. In figuur 3-17 is de spanning onderaan R__2 gelijk aan W__ingang R2 /Q en de spanning bovenaan R__2 is gelijk aan W__uitgang R2 /Q . Dezelfde hoeveelheid elektronen die R__2 binnentreden verlaten ook R__2; maar de hoeveelheid energie die ze bevatten is lager bij het verlaten van R_2 dan bij het binnenkomen van _R__2. Hieruit kan je concluderen dat de spanning aan de zijde van _R_2 waar de elektronen binnenstromen hoger is dan de spanning aan de zijde van de weerstand _R_2 waar de elektronen uitstromen. Dit dalen van de spanning ten gevolge van energieverlies wordt spanningsval genoemd.
De spanning aan de bovenzijde van R_2 is minder negatief (of meer positief) dan de spanning aan de onderzijde van _R_2. Vervolgens stromen de elektronen _R__1 in waar ze nog meer energie verliezen, wat resulteert in een bepaalde spanningsval over R1. Ook voor R1 geldt dat de elektronen bij het binnengaan van de weerstand meer energie bevatten dan de elektronen die de weerstand verlaten. De afgegeven energie in de weerstand wordt ook hier terug omgezet in warmte.
Test jezelf aangaande energie-omzetting en spanningsval in een weerstand
Wat is de voornaamste reden voor energie-omzetting in een weerstand?
Wat betekent spanningsval?
Wat is de polariteit van een spanningsval in relatie met de stroomrichting?
Last updated
