Inloggen

Spanning & energie

Elektrische spanning zorgt voor een verschil in elektrische energie tussen twee plaatsen in een elektrische schakeling. Door dit verschil in elektrische energie zullen elektronen de neiging hebben zich te verplaatsen en loopt er een stroom. Spanning is een maat voor de hoeveelheid elektrische energie per eenheid lading. Dit blijkt ook uit de eenheid: Volt betekent eigenlijk Joule per Coulomb. (V= J/C). Als een batterij bijvoorbeeld een spanning van 9,0 V heeft betekent dit dat er een energieverschil van 9,0 Joule per Coulomb lading bestaat tussen de twee polen van de batterij.



Voor het afspelen van de videoles 'Spanning & energie' moet je ingelogd zijn
Nieuwsgierig? Kijk een demoles:
Voorvoegsels / Harmonische trilling / ElektronVolt

Voorkennis

Energie, spanning

Moet ik dit kennen?

De stof in videoles "Spanning & energie" hoort bij:

HAVO:       geen examenstof
VWO: : Centraal examen (CE)

(In het oude examenprogramma: HAVO:geen examenstof VWO:geen examenstof)

Test jezelf - "Spanning & energie"

Maak onderstaande meerkeuzevragen, klik op 'nakijken' en je weet meteen de uitslag. Als je één of meer vragen fout hebt moet je de videoles nog maar eens bekijken.
Vraag 1
Vraag 2
Vraag 3
Een lading van 2,0 C verplaatst zich door een draadje met een weerstand van 6,0 Ω van de +pool naar de -pool van een batterij van 9,0 V. Hoeveel energie komt hierbij vrij?

Wat zou het antwoord op de vorige vraag zijn als de weerstand van het draadje geen 6,0 Ω maar 12 Ω zou zijn?

In vorige vraag wordt Eelektrisch omgezet in … energie.

4,5 J
9,0 J
18 J
4,5 J
9,0 J
18 J
kinetische
elektrische
warmte


Extra oefenmateriaal?

Oefenopgaven over het onderdeel elektrische schakelingen vind je in:
FotonElektrischeSchakelingenVWO.pdf

Vraag over "Spanning & energie"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Spanning & energie

Op dinsdag 30 okt 2018 om 16:10 is de volgende vraag gesteld
In mijn boek staat er dat ladingen, die in een stroomkring stromen, potentiële energie meekrijgen van de bron. Wat is potentiële energie?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 30 okt 2018 om 16:22
Potentiële energie is energie die omgezet kan worden in een andere energiesoort, zoals warmte, licht of kinetische energie.

Ladingen in een stroomkring zorgen er met hun potentiele energie dus voor dat er warmte, licht of een andere energiesoort kan onstaan.


Op zaterdag 5 mei 2018 om 13:37 is de volgende vraag gesteld
Als ik het goed begrijp zijn er dus 2 definities voor spanning:
1. Hoeveel energie(J) er wordt gegeven aan een coulomb lading(het 'duwtje'), waardoor er stroom ontstaan.
2. Het verschil in energie tussen de - en de + pool.

Als je dus een batterij hebt van 1.5 V(zoals in het filmpje) geeft de 1.5 V aan:
1. Wat het verschil is tussen de - en de + pool qua elektrische energie,
2. Dat er 1.5 J aan elektrische energie wordt gegeven per lading en deze elektrische energie raakt een lading kwijt als het door een weerstand o.a. een lampje heen gaat?

Klopt dit enigszins?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 5 mei 2018 om 13:59
Klopt. wel belangrijk bij 2: Het is het verschil tussen de polen als er een lading van 1 Coulomb zich verplaatst.

Bij je voorbeeld betekent het dus dat er 1,5 J aan energie wordt afgegeven als er 1 C aan lading door het lampje stroomt. Op zich vrij logisch: Als er twee keer zoveel lading doorstroom wordt er ook twee keer zoveel energie afgegeven.


Op zaterdag 5 mei 2018 om 13:20 is de volgende vraag gesteld
Wat is het verschil tussen een gelijkspanningsbron en een wisselspanningsbron?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 5 mei 2018 om 13:56
Bij een gelijkspanningsbron blijft de +pool -pool hetzelfde. Bij een wisselspanningsbron wisselen + en -pool steeds om. Meestal met 50 keer per seconde. Een batterij en een accu zijn altijd gelijkspannningsbronnen en de spanning uit het stopcontact is een wisselspanning.

Voor de berekening met stroom en spanning die je ermee doet maakt het verder niks uit.

Op zaterdag 5 mei 2018 om 14:20 is de volgende reactie gegeven
Stel het staat in een opgaven. Waarom is het relevant om te weten of het een gelijkspanningsbron of wisselspanningsbron is? Is het zo dat bij een gelijkspanningsbron de spanning altijd hetzelfde is en bij een wisselspanningsbron niet?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 5 mei 2018 om 15:40
Ja dat klopt. Bij een gelijkspanningsbron is de grootte en de richting van de spanning altijd gelijk en bij een wisselspanning niet.

Of dit relevant is of niet hangt van de opgave en de schakeling af. Als in een schakeling alleen weerstanden lampjes en schakelaars zitten maakt het niks uit.


Esmee Bos vroeg op zondag 14 mei 2017 om 15:59
Gaan elektronen dus altijd van de + pool van een batterij naar een - pool van de batterij, omdat daar een lagere spanning is? Ik dacht eerst altijd dat elektronen naar de + pool gaan omdat ze zelf negatief geladen zijn.

Erik van Munster reageerde op zondag 14 mei 2017 om 16:08
Nee, de STROOM loopt altijd van de +pool naar de -pool van een batterij. De elektronen bewegen (omdat ze negatief geladen zijn) altijd andersom, dus van de -pool naar de +pool. Inderdaad omdat ze afgestoten worden door de -pool en aangetrokken door de +pool.

Belangrijk om te onthouden: de stroomrichting (I) en de bewegingsrichting van de elektronen zijn altijd tegengesteld.


Op dinsdag 29 nov 2016 om 22:21 is de volgende vraag gesteld
vraag wat is E (de elektrische energie) die dynamo levert deze rit?
gegeven: dynamo 6V
achterlicht I = 0,05 A
voorlicht I = 0,4A
tijd: 3 kwartier (45 x 60 sec = 2700 sec.)
uitwerking:
E = ....C = J/sec

Is A het zelfde als lading en mag je beide A waarden bij elkaar optellen om te komen tot q?

--> U = E/q dus E= U.q -> E=6q --> E=6x0,45 --> E=2,7 /2700= 0,001J/s = 0,001C ??????

Erik van Munster reageerde op dinsdag 29 nov 2016 om 22:48
Ze vragen de energie en niet de lading. Kan veel makkelijker als je eerst het vermogen uittrekent met P=U*I (zie ook videoles vermogen)

U=6,0 V
I=0,05+0,4=0,45 A

Vermogen is dan

P=U*I=6,0*0,45=2,7 Joules per sec.

Als je 2700 seconde lang elke seconde 2,7 Joule verbruikt, verbruik je in totaal 7290 Joule aan energie.


Op zaterdag 26 nov 2016 om 14:59 is de volgende vraag gesteld
Ik heb een practicum van school gekregen en ik heb een vraag over de spanning in een series schakeling. Ik heb een series schakeling gebouwd met een voeding, lampje en tegenover de lampje een voltmeter. Waarom is het ingestelde spanning en de spanning die ik heb gemeten anders?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 26 nov 2016 om 20:35
Als je alleen maar een lampje hebt aangesloten en verder alleen maar een voltmeter parallel aan het lampje, zou de spanning die je meet hetzelfde moeten zijn als de ingestelde spanning. Als dit niet zo is ligt dit waarschijnlijk aan de voeding.

1) De spanning die je op de voeding instelt is misschien niet precies niet wat de voeding afgeeft.
2) De voeding kan ook een klein beetje 'inzakken' (lager worden) als er veel stroom loopt.

Als het verschil tussen de aangegeven en de gemeten spanning niet zo groot is is het geen probleem hoor. Is wel vaker zo dat het niet 100% klopt.


Enrico Berlenghi vroeg op woensdag 11 mei 2016 om 17:02
Maar de elektronen gaan toch juist van de negatieve pool naar de positieve pool? Ten minste, dat heeft u in het vorige filmpje uitgelegd.

Erik van Munster reageerde op woensdag 11 mei 2016 om 19:30
Klopt. Elektronen gaan van minpool naar pluspool maar de ladingsverplaatsing en de stroom is juist de andere kant op. Van plus naar min.

Bijvoorbeeld:
Stel dat zich elektronen van A naar B verplaatsen. De lading in punt A wordt dan hoger en die van B lager. Het is dus alsof zich lading van B naar A verplaatst heeft. De andere kant op dus.

Dus:

Stroom gaat van + naar -
Elektronen gaan van - naar +

(Ik geef toe: Allemaal erg verwarrend. Het komt omdat vroeger gedacht werd dat positieve lading zich verplaatst. Pas later is ontdekt dat de positieve ladingen op een hun plaats blijven in een metaal en dat juist de negatieve elektronen zich verplaatsen.)


Op donderdag 17 mrt 2016 om 20:59 is de volgende vraag gesteld
In het vorige filmpje werd spanning uitgedrukt als 'kracht waarmee lading ergens heen geduwd wordt.' Maar nu wordt het omschreven als 'De maat voor de hoeveelheid elektrische energie per eenheid lading.' Waarom zijn het twee verschillende uitleggen? Die laatste snap ik niet echt...

Erik van Munster reageerde op vrijdag 18 mrt 2016 om 09:19
Klopt, spanning is ook verwarrend wat dit betreft:

Spanning is een maat voor de hoeveelheid elektrische energie. Als er een spanningverschil is, bijvoorbeeld tussen de +pool en de -pool van een batterij, dan heeft voor een positief geladen deeltje de +pool een hogere energie dan de -pool. Deeltjes hebben altijd de neiging om altijd naar de laagst mogelijke energie te gaan. Als er niks is wat hem tegenhoudt beweegt een positieve deeltje dus van +pool naar -pool.

Je kunt het dus op twee manieren zien:

1) Spanning is het energieverschil tussen +pool en -pool
2) Spanning is datgene wat ervoor zorgt dat er een stroom loopt tussen de +pool en -pool.

Allebei is waar en het hangt van de situatie af welke het handigst is.
Als je iets met energie moet uitrekenen kun je spanning het beste zien op manier 1. Als je iets met stroomsterkte en weerstanden in een schakeling moet uitrekenen is het makkelijker om manier 2 te gebrui

Jedidja de Jong reageerde op zaterdag 19 mrt 2016 om 10:31
Bedankt! Ik heb trouwens nog een vraagje: hoe werkt kortsluiting?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 19 mrt 2016 om 11:50
Als je de twee polen van een batterij of de twee aansluitpunten van een stopcontact met elkaar verbindt ZONDER dat er een weerstand tussen zit noem je dit kortsluiting.

Er kan dan heel veel stroom lopen waarbij ook veel warmte vrijkomt en dit kan gevaarlijk zijn.

(Meer over kortsluiting in de videoles "Huisinstallatie")


Op zondag 17 jan 2016 om 21:05 is de volgende vraag gesteld
Een vraag over wisselspanning en gelijkspanning. Waarom gebruik je nu lage gelijkspanning bij de meeste elektrische apparaten zoals smartphone, radio, zaklamp etc..Waarom niet gewoon wisselspanning ? Het enige wat ik kan bedenken is dat een batterij natuurlijk geen wisselspanning kan opslaan.(moeilijk misschien met de polen die steeds wisselen? ) En een adapter kan ~230 V omzetten in bijvoorbeeld 12 V gelijkspanning. Blijf nog de vraag waarom niet overal wisselspanning gebruiken?

Erik van Munster reageerde op zondag 17 jan 2016 om 21:58
Vrijwel alle apparaten in huis werken op gelijkspanning en de wisselspanning uit het stopcontact moet inderdaad eerst omgezet worden.

De reden dat wisselspanning gebruikt wordt in het elektriciteitsnet is het transport over grote afstanden. Transport kan alleen maar goed bij hele hoge spanningen en met wisselspanningen kunnen spanningen omgezet worden van laag naar hoog en omgekeerd met transformatoren. Transformatoren werken alleen maar met wisselspanning en niet met gelijkspanning, vandaar.

Op maandag 18 jan 2016 om 17:28 is de volgende reactie gegeven
Ja dank je duidelijk. Tenslotte nog 1 vraag over ~ en = spanning. Klopt het dat gelijkspanning stabieler is omdat de + en de - polen constant blijven? En daarom het ook beter is om de meeste apparaten op gelijkspanning te laten werken? Of is dat enkel alleen het transport/ omzetting (transformator)probleem ?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 19 jan 2016 om 09:39
Bij gelijkspanning blijft de +pool de +pool en blijft de-pool de -pool, dat klopt.

Of het voor het apparaat beter is of niet hangt van het apparaat af. Opladen van je telefoon kan bijvoorbeeld echt alleen maar met gelijkspanning vandaar dat deze omgezet moet worden. Maar bij een broodrooster maakt het niet zoveel uit. Deze kan ook prima op wisselspanning werken.

Op dinsdag 19 jan 2016 om 20:22 is de volgende reactie gegeven
Dank je.


Isabelle Holscher vroeg op woensdag 13 mei 2015 om 13:48
Hallo, ik had een vraagje over geaardheid.
In examenopgaven staat vaak dat een punt/draad geaard wordt.
Nu vroeg ik mij af of je dan het op een andere manier moet berekenen of dat je hier overheen mag lezen?

Erik van Munster reageerde op woensdag 13 mei 2015 om 16:09
Dag Isabelle,

Als iets geaard wordt betekent het dat op dit punt in de schakeling de spanning 0 V is. Ook kan er onbeperkt stroom naar dit punt toe lopen en weglopen.

Meestal hoef je hier in je berekening geen rekening mee te houden maar dit hangt een beetje van de vraag af. Heb je een voorbeeld van een opgave waarbij je je dit afvraagt?


Mohammed el Maghawry vroeg op woensdag 16 jul 2014 om 14:08
Hallo, ik heb een aantal vragen.
Ik ben al een tijdje bezig met dit concept. Maar toch vind ik het maar vreemd. Zegt u Elektrische energie om het makkelijker te maken?+1C is een lading. Die verkregen wordt door iets wat 6,25E18 elektronen mist. Als men met zijden over een glazen staaf wrijft krijgt de staaf geloof ik een negatieve lading doordat de staaf extra elektronen heeft gekregen. Waar moet die Energie vandaan komen om er spanning van de maken? Hoe kan lading überhaupt energie 'dragen'? Is lading zelf geen energie? Is het concept van de lading later in de formule van U=IxR verwerkt? mvg

Erik van Munster reageerde op zondag 20 jul 2014 om 16:56
Dag Mohammed,

Lading is op zichzelf geen energie, maar het verplaatsen van lading ten opzichte van andere ladingen kan wel energie kosten of juist opleveren. In het voorbeeld van de zijden doek en de staaf ontstaat er energie door de zich verplaatsende elektronen. De hiervoor nodige energie komt uit het wrijven.
Spanning (U) is hetzelfde als elektrische energie per C lading. Er ontstaat dus ook een spanningsverschil tussen de doek en de staaf. De energie komt vrij als er bv een vonkje overspringt en de elektronen zich weer terugverplaatsen. Dit is eigenlijk stroom(I), dus het komt terug in de formule P=U*I.


Op vrijdag 16 mei 2014 om 23:54 is de volgende vraag gesteld
Is er een ezelsbruggetje om het omschrijven van een formule makkelijk te onthouden?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 17 mei 2014 om 00:09
Wat bedoel je met 'het omschrijven' van een formule? Het afleiden van een formule of het onthouden van de formule zelf?

Dit laatste hoeft eigenlijk niet: De formules staan ook gewoon in BINAS (tabel 35).

Op zaterdag 17 mei 2014 om 00:22 is de volgende reactie gegeven
Super bedankt voor uw snelle reactie!

Als je de formule V= J/C hebt, en bijvoorbeeld alleen de V en C weet en de J wil weten.
Moet ik dan V * C of V/C doen? Is er een manier om dit makkelijk te onthouden?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 17 mei 2014 om 00:41
Je bedoeld waarschijnlijk U = E/q

(V, J en C zijn de bijbehorende eenheden, de grootheden zijn U=spanning (V), E=energie (in J) en q=lading (in C)

Om de formule om te schrijven gebruik je wiskunde. Met een formule mag je alles doen zolang je maar links en rechts van het =-teken hetzelfde doet. Stel dat je E wil weten:

1) Je vermenigvuldigd beide kanten van het =-teken met q. Je krijgt dan

q*U = q*E/q

2) Ann de rechterkant valt q weg (boven en onder de deelstreep)

q*U = E

En daar is de oplossing. E is dus q*U


Op zaterdag 16 nov 2013 om 18:03 is de volgende vraag gesteld
Heeft weestand nooit invloed op de uitkomst in dit geval?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 16 nov 2013 om 19:23
Spanning betekent elektrische energie voor een lading van 1 Coulomb. Dit is altijd zo en dit is niet afhankelijk van de weerstand.

Wel bepaald de weerstand de stroomsterkte van de stroom die er door de spanning zal gaan lopen.