Een lamp gaat pas branden als er een gesloten pad is waar stroom doorheen kan lopen. Dat lijkt vanzelfsprekend, maar begrijpen wát er dan eigenlijk stroomt en waarom een kring "gesloten" moet zijn, is de basis van alle elektriciteitsleer.
Wat is elektrische stroom?
Elektrische stroom is de beweging van elektrische lading door een geleider — meestal elektronen die zich door een metalen draad verplaatsen. Hoe meer lading er per seconde langs een punt stroomt, hoe groter de stroomsterkte. Stroomsterkte wordt gemeten in ampère (A), met een ampèremeter die in serie in de stroomkring wordt opgenomen.
In welke richting gaat de stroom?
Stroomrichting spreek je af: de stroom gaat buiten de bron van de pluspool naar de minpool. In werkelijkheid bewegen de elektronen juist van de minpool naar de pluspool. Voor natuurkundeopgaven reken je met de afgesproken stroomrichting, van plus naar min.
De stroomkring: waarom hij gesloten moet zijn
Stroom loopt alleen als er een ononderbroken pad is van de plus- naar de minpool van de spanningsbron, via alle onderdelen (zoals een lamp of schakelaar) terug. Is de kring ergens onderbroken — bijvoorbeeld door een open schakelaar — dan stopt de stroom meteen, in de hele kring tegelijk.
- Een spanningsbron (batterij), die het "drukverschil" levert dat elektronen op gang brengt
- Geleidende draden, waardoor de stroom kan lopen
- Een verbruiker, zoals een lampje of motor, die elektrische energie omzet
- Vaak een schakelaar, om de kring te openen of sluiten
Geleiders en isolatoren
Niet elk materiaal laat stroom even makkelijk door. Geleiders (zoals koper, aluminium en andere metalen) laten elektronen vrij bewegen. Isolatoren (zoals rubber, plastic en glas) houden elektronen juist vast, waardoor er nauwelijks stroom doorheen kan. Daarom is een elektriciteitsdraad van koper gemaakt, met daaromheen een laag plastic isolatie.
Stroomsterkte, spanning en weerstand
Stroomsterkte hangt samen met spanning (de "aandrijfkracht", gemeten in volt) en weerstand (hoe moeilijk het materiaal het maakt, gemeten in ohm). Hoe die drie grootheden precies samenhangen — en hoe je ermee rekent — lees je in onze uitleg over de wet van Ohm.
Wisselstroom en gelijkstroom
Een batterij levert gelijkstroom: de stroom loopt steeds dezelfde kant op. Het stopcontact levert wisselstroom: de stroomrichting wisselt razendsnel heen en weer (in Nederland 50 keer per seconde). Dat onderscheid is de reden waarom sommige apparaten een adapter nodig hebben: die zet wisselstroom om in gelijkstroom.
Veelgemaakte fouten
- Denken dat stroom "op" raakt onderweg door de kring — de stroomsterkte is overal in een serieschakeling gelijk.
- Spanning en stroomsterkte verwarren: spanning is de aandrijfkracht, stroomsterkte is wat er daadwerkelijk stroomt.
- Vergeten dat een kring pas werkt als hij helemaal gesloten is — één losse draad is genoeg om alles te laten stoppen.
Hoe bijles natuurkunde hierbij kan helpen
Elektriciteitsleer wordt duidelijker zodra een leerling zelf een stroomkring leert tekenen en de rol van elk onderdeel benoemt. Bij bijles natuurkunde aan huis werken we met schema's en concrete voorbeelden, tot het onderscheid tussen stroom, spanning en weerstand vanzelfsprekend aanvoelt.