Springen naar inhoud

[elektriciteit]Fysische verklaring spanningsval


  • Log in om te kunnen reageren

#1

aaargh

    aaargh


  • >1k berichten
  • 1279 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 19:40

Als ik 2 weerstanden in serie schakel, staat er over beide weerstanden de helft van de bronspanning. Waarom? Is het door ophoping van elektronen ofzo, hoe kan een weerstand het elektrische veld aanpassen?

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

#2

bram2

    bram2


  • >250 berichten
  • 255 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 20:34

Spanning heeft te maken met het elektrisch veld. Als je het elektrisch veld kent, dan kun je de spanning tussen 2 punten A en B berekenen via LaTeX

Dus als je 2 identieke weerstanden hebt (ook qua afmetingen) integreer je maar over de helft van de afstand en dus zal je slechts de helft van de spanning hebben.

#3

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 20:45

Zie het als een rivier met een waterval. Er zijn twee waterniveau's. Het verschil in niveau is de spanning. Omdat er een niveauverschil is stroomt het water, de elektronen. De waterval zelf is de weerstand. Als er maar ťťn waterval is zal het water in ťťn stap van het hoge naar het lage niveau vallen. Zijn er twee watervallen, twee weerstanden, dan zal het water in twee stappen van het hoge naar het lage niveau vallen. Die stappen zijn natuurlijk maar half zo groot als bij ťťn waterval. Verder ontstaat er nergens een ophoping van water.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 22 november 2006 - 21:14

Ik heb voor een vergelijking van dit verschijnsel met redelijk succes bij mijn leerlingen de fietsketting geÔntroduceerd. (© JvdV :) )

Zet je fiets los van de grond.

De schakels van de ketting zijn de elektronen die rondgepompt worden, de trapas is de spanningsbron, en het achterwiel met dynamo (of rem) de weerstand. Eenmaal het achterwiel voorbij gaat de ketting slapjes terug naar de trapas. (de spanning is eraf)

Stel je nou eens voor dat er twťť achterwielen aan dezelfde ketting hangen.......
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

aaargh

    aaargh


  • >1k berichten
  • 1279 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 22:10

Geplaatste afbeelding

Maar waarom als ik 2 verschillende punten op deze schakeling neem zonder weerstand tussen, geeft hij niets van spanning, maar als ik 1 weerstand neem, dan komt er ineens 2.5 V op. vWaar komt ineens dat elektrische veld vandaan?

#6

bram2

    bram2


  • >250 berichten
  • 255 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 22:21

Wet van Ohm U = R.I In dit soort simulaties worden draden perfect verondersteld. Dit wil zeggen dat ze geen weerstand hebben en er bijgevolg ongeacht de stroom die erdoor loopt, er geen spanning over staat.

Die uitleg met het elektrisch veld , geldt enkel als je met 2 identieke weerstanden werkt. Eigenlijk denk ik dat die uitleg alleen nog maar meer onduidelijkheid teweeg heeft gebracht ipv de dingen duidelijker gemaakt. Misschien is de analogie met het water iets duidelijker te begrijpen

#7

aaargh

    aaargh


  • >1k berichten
  • 1279 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 22:44

De wet van Ohm ken ik en kan ik toepassen. Het is niet het praktische gedoe dat ik moet begrijpen, want dat ken ik al, maar ik zou graag weten wat de theoretische verklaring is voor dat 2 gelijke weerstanden de spaaning in 2 splitst.

#8

bram2

    bram2


  • >250 berichten
  • 255 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 22:51

De wet van Ohm ken ik en kan ik toepassen. Het is niet het praktische gedoe dat ik moet begrijpen, want dat ken ik al, maar ik zou graag weten wat de theoretische verklaring is voor dat 2 gelijke weerstanden de spaaning in 2 splitst.


Als je hiervan een theoretische verklaring wil moet je om te beginnen de wetten van Maxwell kennen (beschrijven verbanden elektrische en magnetische velden enzo). En deze dan toepassen op elektriciteit en weerstanden.

#9

Sybke

    Sybke


  • >250 berichten
  • 599 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 november 2006 - 23:07

Vergeet niet dat de weerstand R gedefinieerd is als U/I ! Men weet dat de stroom overal in een kring gelijk is omdat er geen elektronenophopingen ontstaan. Meet men dus over twee in serie geschakelde weerstanden gelijke spanningen, dan volgt uit de definitie voor weerstand automatisch dat de weerstanden ook gelijk aan elkaar zijn.

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 22 november 2006 - 23:15

Moeten we daar Maxwell bij gaan halen? Dit is weinig anders dan in alle situaties waarin een potentiŽle energie bestaat. (daar komen in de elektrische wereld ook de woorden potentiaal en potentiaalverschil vandaan, van potentiŽle energie)

In het geval van potentiŽle zwaartekrachtenergie meten we dat met Epot= m∑g∑h.
Als er honderd meter zit tussen jou en het nulpunt, dan is je potentiele energie 2 x zo groot dan wanneer je je op 50 m boven dat nulpunt bevindt. (halverwege die oorspronkelijke afstand die je kunt vallen)

Die afname van potentiŽle energie meet je in een elektrisch circuit niet in meters die je aflegt, maar in ohms die je "aflegt". Midden tussen twee gelijke weerstanden bevindt je je precies op de helft van de "afstand" in ohms tussen de twee polen van je spanningsbron.

Pak je een spanningsbron met een potentiaalverschil van 10 V, en twee weerstanden van eerst 25 en dan 75 ohm, dan heb je na de eerste weerstand een kwart van je potentiele afstand afgelegd, en ben je dus een kwart van je potentiaalverschil kwijt. Je potentiaal (afstand ot het nulpunt) is dan gedaald van 10 tot 7,5 V.
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

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 23 november 2006 - 10:27

Geplaatste afbeelding

Maar waarom als ik 2 verschillende punten op deze schakeling neem zonder weerstand tussen, geeft hij niets van spanning, maar als ik 1 weerstand neem, dan komt er ineens 2.5 V op. vWaar komt ineens dat elektrische veld vandaan?

Geen Maxwell, wel Ohm, en Kirchoff als je wil.

Als er geen weerstand is, is er geen spanningsval: u=IR. Dus die eerste vraag is beantwoord.

Op de tweede vraag, je hebt een weerstand, dus heb je een spannigsval.

De spanningsval is evenveel dan die van de spanningsbron omdat in een compeet circuit de opgetelde spanning nut moet zijn. Je kan spanning niet kwijtcijferen.

linkerdelink

Ik zie echt het probleem niet

#12

aaargh

    aaargh


  • >1k berichten
  • 1279 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 november 2006 - 16:29

Geplaatste afbeelding

Het probleem is dat ik niet snap dat door eebn simpele verandering van materiaal spanning kan veranderen? Kan iemand het me eens uitleggen in de termen van elektronen en hun energie die ze in de weerstanden afgeven.

#13

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 23 november 2006 - 16:38

Een elektron in metaal is als een zee van elektronen. Ofwel, het metaal dat een kristalstructuur aangaat heeft extra elektronen die zonder moeite van plaats kunnen verwisslen. Er is dus geen spanningsval mogelijk omdat die meteen gecompenseert wordt door het bewegen van de elektronen. Je kunt in een vat ook geen drukverschil creeeren. De druk is altijd hetzelfde, zoals de spanning altijd gelijk is over metaal.

Bij een dielectriek, of isolator, zijn er geen elektronen in de conductieband en bestaat er geen elektronen overdracht tussen de verschillende kernen. de elektron kan dus nergens heen. Aan de ene kant staat 10V, aan de andere kant 0V, dit kan niet veranderen, want elektronen (of holen) kunnen niet van plaats veranderen.

In een weerstand hebben we dus een tussenoplossing waarin elektronen moeilijk van plaats kunnen verwisselen, maar het is wel mogelijk. Hier door krijg je een spanningsval, maar ook een elektronenstroom.

#14

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44865 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 23 november 2006 - 17:21

OK, de fietsketting is niet realistisch genoeg??

Probeer die elektronenstroom eens te zien als een hoeveelheid water in een tuinslang. We veronderstellen even dat het water makkelijk en dus wrijvingsloos door die slang kan stromen. Pers er aan ťťn kant een druppel bij, die druppel zal de druppel voor hem wegduwen, die weer de druppel voor hťm, etc. Eigenlijk komt er op vrijwel hetzelfde moment een druppel aan de andere kant uit de slang, waar de druk gelijk is aan de buitendruk. Veel moeite heeft dat niet gekost. Je hebt alleen maar Šlle water in de slang in beweging moeten zetten.

Geplaatste afbeelding

Nou stop je halverwege in de slang een stukje spons. Zo makkelijk kan het water daar niet langs. In dat stuk vůůr de spons moet je al een behoorlijke druk zetten om water door dat stukje spons te kunnen persen. NŠ de spons kan het water weer vrij verder stromen. Direct na de spons is de druk dan ook weer gelijk aan de buitendruk. :)

Eigenlijk is alle energie die je gebruikt om die druppel aan de ene kant erin te persen nodig om dat water halverwege de slang door dat ene stukje spons te persen.

de watermoleculen zijn je elektronen
de slang is je geleider
het sponsje is je weerstand
en je pompje de spanningsbron.
druk is spanning

In werkelijkheid zal ook die slang een kleine weerstand hebben, zodat een klein deel van je energie al verloren gaat aan wrijving onderweg. De druk loopt dus al een heel klein beetje terug vůůrdat de spons wordt bereikt. Bij een kleine stroom in een grote slang is dat verwaarloosbaar. En als je de spons vervangt door een kurk, dan is dus de druk (spanning) vlak voor de kurk gelijk aan de druk in je pompje. Want de druk in een stilstaand medium is overal in een vat gelijk.

Het is dus niet zo dat je een elektron op weg stuurt met een kopje energie, en dat dŠt elektron dat kopje energie leegkiept in de weerstand. In die slang breng je een massa water op gang, die druk wordt van watermolecuul tot watermolecuul doorgegeven, jij duwt tegen de watermoleculen, en de watermoleculen duwen tegen elkaar.

Met dit model kun je ook condensatoren (vaatjes met een drukmembraan), schakelaars (kranen) diodes (terugslagkleppen) en zelfs transistoren (drukgestuurde kranen), voltmeters (manometers), amperemeters (debietmeters) regelbare weerstanden, enfin, heel de mikmak aan elektronica nabootsen. Zelfs wisselspanning en transformatoren, (al moet dat dan mechanisch zoals in een hydraulische krik, omdat het niet via magnetische velden kan met water.....)
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

#15

aaargh

    aaargh


  • >1k berichten
  • 1279 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 23 november 2006 - 21:36

Ongelooflijk, ik snap het. Welbedankt allemaal om jullie geduld niet te verliezen en nu kan ik me eindelijk toeleggen op electronica. Ik heb namelijk de irritante nieiging niets aan te nemen maar er altijd een verklaring voor te zoeken en dat is dus nu opgelost. Nogmaals bedankt.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures