Elektrische spanning

Elektrische spanning wordt gedefinieerd als elektrisch potentiaalverschil tussen twee punten van een elektrisch veld.

Door gebruik te maken van een waterleidinganalogie kunnen we de spanning visualiseren als hoogteverschil waardoor het water naar beneden stroomt.

V = φ ₂ - φ ₁

V is de spanning tussen punt 2 en 1 in volt (V) .

φ ₂ is het elektrische potentieel op punt # 2 in volt (V).

φ ₁ is de elektrische potentiaal op punt # 1 in volt (V).

In een elektrisch circuit is de elektrische spanning V in volt (V) gelijk aan het energieverbruik E in joules (J)

gedeeld door de elektrische lading Q in coulombs (C).

$V = \ frac {E} {Q}$

V is de spanning gemeten in volt (V)

E is de energie gemeten in joules (J)

Q is de elektrische lading gemeten in coulomb (C)

Spanning in serie

De totale spanning van verschillende spanningsbronnen of spanningsvallen in serie is hun som.

V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ + ...

V _T - de equivalente spanningsbron of spanningsval in volt (V).

V ₁ - spanningsbron of spanningsval in volt (V).

V ₂ - spanningsbron of spanningsval in volt (V).

V ₃ - spanningsbron of spanningsval in volt (V).

Spanning parallel

Spanningsbronnen of parallel geschakelde spanningsvallen hebben dezelfde spanning.

V _T = V ₁ = V ₂ = V ₃ = ...

V _T - de equivalente spanningsbron of spanningsval in volt (V).

V ₁ - spanningsbron of spanningsval in volt (V).

V ₂ - spanningsbron of spanningsval in volt (V).

V ₃ - spanningsbron of spanningsval in volt (V).

Spanningsdeler

Voor een elektrisch circuit met weerstanden (of andere impedantie) in serie, is de spanningsval V _i op weerstand R _i :

$V_i = V_T \: \ frac {R_i} {R_1 + R_2 + R_3 + ...}$

De spanningswet van Kirchhoff (KVL)

De som van de spanningsdalingen bij een stroomlus is nul.

∑ V _k = 0

DC-circuit

Gelijkstroom (DC) wordt gegenereerd door een constante spanningsbron zoals een batterij of DC-spanningsbron.

De spanningsval op een weerstand kan worden berekend op basis van de weerstand van de weerstand en de stroom van de weerstand, met behulp van de wet van Ohm:

Spanningsberekening met de wet van Ohm

V _R = IK _R × R

V _R - spanningsval op de weerstand gemeten in volt (V)

I _R - stroom door de weerstand gemeten in ampère (A)

R - weerstand van de weerstand gemeten in ohm (Ω)

AC-circuit

Wisselstroom wordt gegenereerd door een sinusvormige spanningsbron.

De wet van Ohm

V _Z = IK _Z × Z

V _Z - spanningsval op de belasting gemeten in volt (V)

I _Z - stroom door de belasting gemeten in ampère (A)

Z - impedantie van de belasting gemeten in ohm (Ω)

Kortstondige spanning

v ( t ) = V _max × sin ( ωt + θ )

v (t) - spanning op tijdstip t, gemeten in volt (V).

V _max - maximale spanning (= amplitude van sinus), gemeten in volt (V).

ω - hoekfrequentie gemeten in radialen per seconde (rad / s).

t - tijd, gemeten in seconden (s).

θ - fase van sinusgolf in radialen (rad).

RMS (effectieve) spanning

V _rms = V _eff = V _max / √ 2 ≈ 0,707 V _max

V _rms - RMS-spanning, gemeten in volt (V).

V _max - maximale spanning (= amplitude van sinus), gemeten in volt (V).

Piek-tot-piekspanning

V _p-p = 2 V _max

Spanningsval

Spanningsval is de daling van het elektrische potentiaal of potentiaalverschil op de belasting in een elektrisch circuit.

Spanningsmeting

Elektrische spanning wordt gemeten met een voltmeter. De voltmeter is parallel geschakeld met het gemeten onderdeel of circuit.

De voltmeter heeft een zeer hoge weerstand, dus het heeft bijna geen invloed op het gemeten circuit.

Spanning per land

De wisselspanning kan van land tot land verschillen.

Europese landen gebruiken 230V, terwijl Noord-Amerikaanse landen 120V gebruiken.

Land	Spanning [Volt]	Frequentie [Hertz]
Australië	230V	50Hz
Brazilië	110V	60Hz
Canada	120V	60Hz
China	220V	50Hz
Frankrijk	230V	50Hz
Duitsland	230V	50Hz
India	230V	50Hz
Ierland	230V	50Hz
Israël	230V	50Hz
Italië	230V	50Hz
Japan	100V	50 / 60Hz
Nieuw-Zeeland	230V	50Hz
Filippijnen	220V	60Hz
Rusland	220V	50Hz
Zuid-Afrika	220V	50Hz
Thailand	220V	50Hz
VK	230V	50Hz
VS	120V	60Hz

Elektrische stroom ►