Springen naar inhoud

Definities volt ampère en watt


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Steino

    Steino


  • >25 berichten
  • 36 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 25 september 2010 - 13:46

Hallo iedereen! dit is mijn eerste topic op dit forum en ik hoop dat jullie mij kunnen helpen ;)

Voor school ben ik bezig met een project om met een zo klein mogelijk 'pakket' stroom te kunnen opwekken. Misschien dat ik in voorgaande jaren het natuurkune boek wat beter had moeten leren maar ik besefte mij toen in bezig was met informatie verzamelen dat ik eigenlijk geen flauw idee had wat volt ampère en watt nou precies zijn (gezien op moleculair niveau). Dit heb ik oderzocht en na veel zinnen als "Een ampère is de constante elektrische stroom, die, wanneer deze loopt door twee parallelle geleiders van oneindige lengte en met een verwaarloosbare diameter, op 1 meter van elkaar geplaatst in vacuüm, een lorentzkracht tussen deze geleiders produceert van 2 × 10-7 newton per meter lengte." te hebben gedecodeerd heb ik de volgende tekst samengesteld:

Volt is het verschil in energie dat een lading van 1 Coulomb heeft bij de plus en min pool. Ofwel de energie die een elektron ‘weggeeft’ bij het één keer rond gaan van het gehele elektrisch circuit. Dit is te vergelijken met hoogte. Een object op een bepaalde hoogte heeft een bepaalde hoeveelheid energie in zich. Hetzelfde geld voor hetzelfde object op een andere hoogte. Volt is dan het verschil tussen de hoeveelheid energie in een object op een hoogte van h meter (de min pool) en de energie van hetzelfde object op een hoogte van h - x meter (de plus pool). Het verschil is dat bij volt het (natuurlijk) niet gaat om zwaarte energie, maar elektrische energie.
Ampère is het aantal deeltjes dat langs een bepaald punt komt per seconde, keer de lading per deeltje. Dit betekend dus de hoeveelheid lading die per seconde ‘langs’ komt. Dit wordt gemeten in Coulomb.
Watt is het verschil qua energie in ALLE geladen deeltjes bij de plus en min pool, gedeeld door de tijd die het een elektron kost het gehele circuit rond te gaan. Dit is dus de totale elektrische energie die wordt omgezet in 1 seconde.
Een elektrisch circuit kan worden gezien als een rivier. 1 Kilo water stelt hier dan 1 coulomb elektrische lading voor, en 1 druppel water 1 elektron. Het verschil qua zwaarte energie in 1 kilo water aan het begin van de rivier en de hoeveelheid zwaarte energie in 1 kilo water aan het eind van de rivier is de hoeveelheid Volt. Het gewicht aan water dat op ieder punt langs stroomt in 1 seconde is de hoeveelheid Ampère. Alle zwaarte energie dat in 1 seconde wordt omgezet van alle druppels water die in de rivier zitten is Watt.
In dit model zou een weerstand een versmalling van de rivier zijn: het hoogte verschil blijft hetzelfde en dus de hoeveelheid Volt ook. Het verschil is dat er minder water kan stromen en dat de hoeveelheid ampère dus minder wordt. Het aanzetten van een lampje of een ander elektrisch apparaat kan vergeleken worden met het neerzetten van een waterrad. Dit waterrad heeft een bepaald verval (volt) nodig om te kunnen draaien. Hierom kunnen er maar een beperkt aantal waterraderen neer worden gezet: de totale rivier heeft maar een bepaald verval.
Ook kunnen wij in dit model de formule P = U*I (watt = volt*ampère) uitleggen:
Volt is namelijk het verschil in zwaarte energie van 1 kilo gezien over het verval (V).
Ampère is het gewicht aan water dat op ieder punt langs stroomt in 1 seconde, ofwel het totale gewicht van al de waterdruppels (q) / de tijd die het kost voor 1 druppel om de hele rivier te volgen (t).
Watt is de totale hoeveelheid zwaarte energie dat wordt omgezet in 1 seconde, ofwel het totale gewicht van al de waterdruppels (q)* het verschil in zwaarte energie van 1 kilo gezien over het verval (V) / de tijd die het kost voor 1 druppel om de hele rivier te volgen (t).
Zoals je kan zien geld dus: volt = V, ampère is q/t en watt is (q*V)/t = V*(q/t) = volt*ampère.

Klopt dit enigzins? of is dit eigelijk gewoon een hoop onzin bij elkaar? ;)

Alvast bedankt!
Stein Stoter

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

JWvdVeer

    JWvdVeer


  • >1k berichten
  • 1114 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 25 september 2010 - 13:56

Ik vergelijk het geheel altijd met water.

1. Volt is te vergelijken met de waterdruk in een tuinslang.
2. Ampère is te vergelijken met de hoeveelheid water die per tijdseenheid door de tuinslang loopt.
3. Weerstand is de weerstand van de tuinslang.

Analoog aan U = IR, heb je dan P = QR (P = druk, Q = waterflow).
Je kunt vrijwel alles dan beredeneren aan de hand hiervan.

Dit is dus de totale elektrische energie die wordt omgezet in 1 seconde.

= Verbruik...

Als ik het hele verhaal zo lees geloof ik wel dat het grotendeels lijkt op wat ik er altijd over geleerd heb. Al vind ik het nogal langdradig. Niet zo to-the-point. Wellicht kun je het dan nog beter doen in de vorm van een plaatje o.i.d.

#3

Steino

    Steino


  • >25 berichten
  • 36 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 25 september 2010 - 14:42

ik heb er inderdaad een plaatje bij ;). En wat betreft het langdradig zijn ben ik het inderdaad wel met je eens...

Bedankt voor het lezen!
Steino

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 25 september 2010 - 16:08

Watt is het verschil qua energie in ALLE geladen deeltjes bij de plus en min pool, gedeeld door de tijd die het een elektron kost het gehele circuit rond te gaan.

Hier zit nog een begripsprobleempje. Als je bijvoorbeeld een 6V gelijkstroomvoeding bekijkt en daarop een fietslampje aansluit via twee draden van 50 cm, en een elektron verlaat nú de minpool, dan kan het best een uurtje duren voordat datzelfde elektron bij de pluspool arriveert.

Zo ongeveer als bij je fietsketting: Je trapastandwiel (voeding) trekt nú aan een bepaalde schakel (=elektron). Via de schakels (elektronen) wordt die energie vrijwel direct doorgegeven aan het achterwiel (=lampje). Voordat die schakel echter weer terug is bij je trapas kan het even duren.

een millimeter koperdraad kan makkelijk vele coulombs** aan lading (elke coulomb ong. 6·1018 vrije elektronen) bevatten. Stel een heel dun draadjevan een meter lengte, 6·1018 elektronen per millimeter die kunnen deelnemen aan de stroom. Gaat er dan een stroom van 1 A (= 1 C/s) lopen, dan schuiven alle elektronen in de draad elke seconde dus een millimeter op (Alla, veridealiseerd beeld, maar daar komt het dan netto toch op neer). Dan duurt het nog 1000 seconden voordat een elektron de kring rond is. De lamp heeft echter al die tijd gebrand.

Het vermogen in watt is gewoon de energie die de bron per seconde levert.

EDIT>>>>>>>>>
** eventjes uitgerekend: een millimeter lange koperdraad met een diameter van 1 mm heeft ongeveer 6·1019 elektronen die aan de stroom kunnen deelnemen. In een stroom van 1A heeft een zeker elektron dan een netto gemiddelde verplaatsingssnelheid van een orde van grootte van 0,1 mm/s, (36 cm per uur)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Steino

    Steino


  • >25 berichten
  • 36 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 september 2010 - 13:45

allereerst, bedankt voor je reactie ;D

Het klopt dus dat watt 'De totale hoeveelheid omgezette energie per seconde' is? Zo ja, dan is dat toch hetzelfde als wat ik zeg?
stel je voor er lopen 112 mensen mee met een sponsor loop van 765 meter. per meter die ze lopen krijgen ze 0.21 euro. iedereen loopt 2.3 meter per seconde. (hierin stellen de mensen de elektronen voor en het geld dat ze krijgen stelt de engergie die een elektron om zet voor)
Op jouw manier: in 1 seconde lopen de 112 mensen allemaal 2.3 meter en in totaal dus 257.6 meter = 54.1 euro. Dat is dus de hoeveelheid geld die zij in 1 seconde opleveren.
Dat is hetzelfde als wat ik zeg, namelijk de totale aantal mensen (= 112) keer de totale hoeveelheid geld die ze verdienen als ze 1 rondje rondlopen (= 765*0.21 = 160.65 euro) delen door de tijd die het ze kost om het rondje te lopen (= 765/2.3 = 332.61 seconde) dus 112*160.65/332.6 = 54.1
Jouw manier is vele male simpeler maar ik had mijn manier nodig om de formule watt = volt*ampère uit te leggen.

mvg!
Steino

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 september 2010 - 14:14

Het klopt dus dat watt 'De totale hoeveelheid omgezette energie per seconde' is? Zo ja, dan is dat toch hetzelfde als wat ik zeg?

elders in je verhaal wel, maar in dit stukje:

Watt is het verschil qua energie in ALLE geladen deeltjes bij de plus en min pool, gedeeld door de tijd die het een elektron kost het gehele circuit rond te gaan.

dus zéker niet. In en wisselstroomcircuit komt een elektron nauwelijks van zijn plaats (zoals ook wanneer je je trapper een beetje heen en weer beweegt, je kunt dan aan je achterwiel wel energie "aftappen" maar de schakels gaan niet rond) en in een gelijkstroomcicuit kan het úúúren duren voordat een elektron "het gehele circuit rond" is gegaan.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

Steino

    Steino


  • >25 berichten
  • 36 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 september 2010 - 14:28

De tijd die het kost voor een elektron om het hele circuit rond te gaan is dus heeeeel groot.
Maar de

verschil qua energie in ALLE geladen deeltjes bij de plus en min pool

is ook heeeeel groot. Als je dit dus door elkaar deelt krijg je (zoals ik in mijn vorige post heb geprobeerd aan te tonen) weer een normaal getal.

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 september 2010 - 14:34

nu kan ik je niet meer volgen, en dat kan (met alle respect overigens) weinig anders betekenen dan dat er toch iets een beetje scheef zit met je interpretatie van eht een of het ander.

Je bent toch niet aan het denken in termen van elektronen met rugzakjes waarin in de bron een portie energie gegoten wordt, die dan door die elektronen naar de verbruiker (lamp) gebracht worden hè. Die analogie kom ik in natuurkundemethodes ook nog wel eens tegen
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

Steino

    Steino


  • >25 berichten
  • 36 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 september 2010 - 15:57

nee zo denk ik inderdaad niet ;) met het voorbeeld wilde ik gewoon aantonen dat, of je het nou op mijn manier doet of op een andere manier je uiteindelijk hetzelfde krijgt.

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 september 2010 - 16:59

dan ben je daarin niet geslaagd, want ik begrijp niet wat je zegt......
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

Steino

    Steino


  • >25 berichten
  • 36 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 september 2010 - 16:49

ik zal nog 1 keer proberen uit te leggen wat ik in mijn verhaaltje bedoel ;)

je hebt een elektriciteitsdraad met een bepaalde lengte: -L-
in die draad zitten -A- elektronen (dit zijn er dus miljoenen)
die elektronen hebben een bepaalde snelheid -S- (welke dus heeeeel klein is)
per meter die de elektron aflegt (van de minpool naar de pluspool) zet de elektron elektrische energie om, namelijk -X- joule (dit is dus heeeel veel)

De hoeveelheid Watt is de totale hoeveelheid energie die per seconde wordt omgezet

1) De logische manier om dit te berekenen is kijken hoeveel meter alle elektronen samen 'afleggen' en die afstand keer de hoeveelheid energie die wordt omgezet per meter. Dit is dus: A*S*X

2) Wat ik in mijn verhaal doe (omdat ik daarmee aan het eind van mijn verhaal de formule P = U*I mee uitleg) is: het verschil tussen de energie van alle elektronen bij de min pool en bij de plus pool delen door de tijd die het een elektron kost om het helecircuit rond te gaan. "het verschil tussen de energie van alle elektronen bij de min pool" is dus het verschil qua energie van 1 elektron bij de plus en min pool (L*X) keer het aantal elektronen in de hele draad (A)ofwel : L*X*A. "delen door de tijd die het een elektron kost om het helecircuit rond te gaan": de tijd die het kost voor een elektron om het hele circuit rond te gaan is dus de lengte van de draad gedeeld door de snelheid vd elektron is L/S (dit duurt dus heeeel lang)
Samen krijg je dus: (L*X*A)?(L/S) = X*A*S

Dit is dus hetzelfde als op de manier gedaan bij 1). Als dat dus klopt (;) ) dan hoort mijn manier ook te kloppen

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44861 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 27 september 2010 - 18:23

Ongemakkelijk omslachtig allemaal.

Je kunt beter eens kijken hoeveel energie een elektron "verliest" als het een rondje aflegt (de afstand is dan onbelangrijk, de snelheid ook).
Makkelijker telt dat als de energie die een coulomb lading "verliest" als het een rondje afmaakt. We praten dan over joule per coulomb, beter bekend als volt.

Dan gaan we gewoon ergens langs het circuit eens tellen hoeveel elektronen er in één seconde langskomen.
Makkelijker telt dat als het aantal coulomb lading dat langskomt op een meetpunt. We praten dan over coulomb per seconde, beter bekend als ampère.

vermenigvuldig die twee met elkaar en streep wat weg:

LaTeX

voila, we hebben joule per seconde over, ofwel de eenheid van vermogen (met als andere naam watt).

vandaar ook: elektrisch vermogen is spanning maal stroomsterkte.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures