Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

marco2136

Hey,

Ik zit met een aantal basic-vraagjes ivm de begrippen elektrische stroom en spanning waar ik niet meteen uit geraak.

1. Volt = Joule per Coulomb (of C/m of Nm/C maar dit terzijde)

Betekent dit dan dat spanning een functie is van 2 (onafhankelijke?) veranderlijken, nl hoeveelheid lading en energie, zodat je eenzelfde spanning op verschillende manieren kan voorstellen of bekomen?

Vb 100 coulomb ladingen, met een gezamelijke energie van 10 Joule ==> 0,1 Volt

of 0,1 coulomb ladingen, met een energie van 1 Joule ==> ook 0,1 Volt

dus veel ladingen maar met minder energie hebben hetzelfde effect als weinig ladingen maar met meer energie?

2. Ampere = Coulomb per Seconde

Zelfde verhaal:

Is stroom dan functie van 2 veranderlijken hoeveelheid lading en tijd?

Vb 100 C die in 0,1 sec door dwarsdoorsnede geleider gaan ==> 1000 A

of 0,001 C die in 10^-6 sec door dwarsdoorsnede gaan ==> ook 1000 A

Als dit nu zo is dat spanning en stroom functie zijn van 2 onafhankelijke!? parameters: op welke manier zou je die dan kunnen regelen?

vb hoe regel je de tijd waarin een hoeveelheid ladingen stroomt en hoe regel je die hoeveelheid ladingen bij een elektrische stroom?

thanx voor het meedenken

Marco

thermo1945

Elke keer als 1 C door een accu van 12 volt is gestroomd, krijgt die 1 C lading 12 joule aan energie mee.

Als de stroomsterkte 3A is, stroomt er elke s 3 C door die accu.

Die 3 C krijgen dus in 1s 3x12J = 36 J.

Het vermogen, dat de accu levert is dan 36J/1s = 36 watt.

Helpt dit voorbeeld?

Griertens

om op je tweede vraag te benatwoorden:

ik snap het probleem niet ?! op zich komt dat toch op hetzelfde neer ... vergelijk het met het tellen van het aantal outo's er door een tunnel passeren.Als je 1 seconde telt en er passeren 10 auto's dan is het debiet 10 auto's/seconde als je nu in dezelfde tunnel maar 1/10 van een seconde telt hoeveelw agens er voorbij komen zal het aantal wagens ook minder zijn en zal dat 1 auto zijn ... dat is toch vanzelfsprekend ... probeer het niet te kantitatief te benaderen maar eerder kwalitatief ..

ghrasp

U=I*R dus als R lager is bij gegeven potentiaalverschil daalt de spanning en neemt de energie (U*I) toe.

Voor 2 idem dito stroom en spanning reageren ook op elkaar en niet alleen op het ladingsverschil en hoe ze dat doen hangt samen met de verbinding tussen twee polen. Als je potentiaalverschil en voltage onderscheidt ben je er snel uit.

Bij een zelfde potentiaalverschil kun je een hogere of lagere spanning hebben. Dat komt omdat potentiaalverschil altijd gemeten wordt tegelijk met stroom, er moet een stroom zijn door het instrument wil er een spanning gemeten worden over het instrument waarmee je meet. Stel je wilt bij een sluis het hoogteverschil meten tussen voor en na de sluis. (de sluis zie je niet het water niet) Je legt een parallelle verbinding met een heel hoge weerstand bijv een vistrapje.

Meet je nu het hoogteverschil van het water (potentiaalverschil) voor en na de sluis ?

Stel de sluiswachter zet de sluis open. Het hoogteverschil (bijv ijsselmeer en waddenzee) zal niet direkt veranderen als die sluis open gaat maar lokaal voor de sluis valt door het in beweging komen van het water wel een stuk van de druk weg (de spanning) die gaat dus naar beneden zonder direkt een grote verandering van potentiaalverschil. Geen idee of dit nog ontopic is maar misschien heb je er iets aan.

marco2136

Ik bedoel eerder: als je een een vaste hoeveelheid lading hebt, de ene keer lopen die in x seconden de andere in y seconden doorheen een geleiderdoorsnede. Hoe kan je dat tijdsinterval regelen?

Griertens

en neemt de energie (U*I)

U*I is het vermogen , niet de energie . Ook al maakt dit geen verschil voor je uitleg .. ik zeg het maar even omdat de topicstarter nogal redeneert vanuit eenheden in zijn post dus wou ik even verwarring vermijden

Jan van de Velde

@Marco

Net als Griertens moet ik opmerken dat je dit voor jezelf veel moeilijker maakt dan nodig, omdat je uitdrukking ".... per ......" niet lijkt te doorzien.

Of ik nou in zes minuten een euro verdien, of tachtig euro krijg voor een 8-urige werkdag, ik heb hoe dan ook een uurloon van 10 euro per uur.

als je een een vaste hoeveelheid lading hebt, de ene keer lopen die in x seconden de andere in y seconden doorheen een geleiderdoorsnede. Hoe kan je dat tijdsinterval regelen?

Twee manieren:

1) spanning veranderen:

Jij neemt een emmer met water. Je maakt een gat in de zijkant vlak bij de bodem, om een glas te vullen.

Eenzelfde emmer met water. Ik maak een even groot gat in de zijkant, maar nu halverwege de zijkant.

Jouw glas is sneller volgestroomd dan het mijne.

2) weerstand veranderen:

Je neemt weer een emmer met water. Je maakt een gat in de zijkant vlak bij de bodem, om een glas te vullen.

Eenzelfde emmer met water. Ik maak een even groot gat in de zijkant, ook vlak bij de bodem, maar stop er een stukje spons in.

Jouw glas is sneller volgestroomd dan het mijne.

marco2136

Ik dacht eerder aan de fysische realisatie:

niet via de vergelijking met een watertank, maar hoe bv de energie van een lading wordt opgedreven om het voltage te verhogen, of, hoe je meer ladingen 'creeert' of hoe je ze 'versnelt' om een stroom te verhogen.

Griertens

hoe bv de energie van een lading wordt opgedreven om het voltage te verhogen, of, hoe je meer ladingen 'creeert' of hoe je ze 'versnelt' om een stroom te verhogen.

Ik bekijk het ni zoals jij maar mss is dit wel mogelijk ... ik bekijk het anders ... je drijft de spanning op om de stroom te verhogen ... de spanning is in feite het verschil in potentiaal en poteintiaal is in geite de energie PER lading die het kost om een lading naar dat punt te brengen het verschil tussen de potentialen(de spanning) is dus niets anders als een maat voor hoe spontaan de electronen van de - pool naar de + pool gaan de enige factor die ook nog komt kijken hierbij is de weerstand die de spontaniteit tegenwerkt. vergeet niet dat het potentiaal niets anders is als ENERGIE PER LADING er bestaat dus tussen potentiaal en energie hetzelfde verband als tussen kracht en elektrisch veld ... maar dat is mss wat te abstract voor je ...

Als tweede ... hoe je meer lading creert is duidelijk ... zorg dat de spanning groter is en de ladingen zullen spontaner vloeien en er zal dus meer lading passeren . er zijn in de praktijk veel verschillende manieren om de stroom te verhogen maar theoretisch is het vrij simpel

Jan van de Velde

hoe bv de energie van een lading wordt opgedreven om het voltage te verhogen,

hier heb je de koe bij de staart

de energie van een lading wordt opgedreven door het voltage te verhogen.....

Griertens

@Jan van de Velde

Ik vind wat je zegt ookal is het compleet correct nogal kort door de bocht... Ik heb in mijn vorige post expres proberen toe te lichten wat het verband is tussen spanning en energie ... Ik beschouw de spanning en de potentiele electrostatische energie als 2 zaken die in principe hetzelfde beschrijven . ookal is jou uitleg volledig correct ... het is in mijn ogen totaal niet educatief constructief. Wat begrijp je nu meer van elektriciteit met zo'n statement zonder echt te begrijpen waar het om gaat ?

Mijn punt is dus dat het educatief totaal onverantwoord is zo te redeneren zonder da achterligging te begrijpen ... je vat de koe niet bij de staart je gaat ze al melken voor je de staart ooit gevat hebt !

Jan van de Velde

m.i. is het niet zinvol hier erg veel dieper op in te gaan totdat Marco de principes van stromingsleer in het algemeen op een rijtje krijgt. (Wat ik in andere woorden al eerder zei in deze topic, en met alle respect overigens). Vandaar mijn korte reactie. Die denkfouten moeten eruit. Als je voor die tijd over potentiële elektrostatische energie gaat praten doe je werk voor niks en dreig je Marco's verwarring slechts groter te maken. Maak het tastbaar en zichtbaar voor hem, lijkt me zinvoller.

marco2136

Eigelijk komt m'n vraag er op neer of je beide grootheden apart kan meten (en eventueel apart beinvloeden).

vb een batterij van 9 Volt, dus 9 J/C: kan je apart meten hoeveel joule of hoeveel coulomb deze 'bevat'.

Idem voor de stroom:

je kan van een gekende stroom wel zeggen dat er in een tijd delta,t I*delta,t ladingen zijn gepasseerd, maar kan je meten of het er veel waren met een lage snelheid, of weinig met een hoge snelheid?

Jan van de Velde

je kan van een gekende stroom wel zeggen dat er in een tijd delta,t I*delta,t ladingen zijn gepasseerd, maar kan je meten of het er veel waren met een lage snelheid, of weinig met een hoge snelheid?

Hier verwar je energie en stroom:

een "gekende stroom" is een bekende hoeveelheid ladingen in één seconde, bijvoorbeeld 100/s. De vraag of het er veel met lage snelheid of weinig met hoge snelheid waren is dan onzinnig. Het waren er 100.

Volgens mij zit je jezelf hopeloos in de war te denken. Elektriciteit is best een abstract onderwerp. Probeer eens iets "tastbaarders"? Een watersysteem met druk (spanning) en liters per seconde (stroomsterkte) ?

Griertens

@ Jan van de Velde

je hebt inderdaad gelijk ... ivm wat ik zei over het educatieve

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten

Re: Stroom en spanning: gedachtenexperimenten