Elektriciteit is overal aanwezig of je nu thuis bent of op je werk. We kunnen in onze Westerse wereld bijna niet zonder elektriciteit. Wanneer er geen elektriciteit meer zou bestaan zouden mensen in hun dagelijks leven ernstig beperkt worden. Computers, verlichting, wasmachines, drogers, koelkasten en andere machines en apparaten kunnen niet draaien zonder elektriciteit. Daarom is elektriciteit belangrijk.
Het begrip elektriciteit is afkomstig uit de natuurkunde. In de natuurkunde wordt een onderscheid gemaakt tussen elektrostatica en elektrodynamica. Elektrostatica gaat over de bestudering van statische elektrische ladingen. Elektrodynamica gaat over bewegende elektrische ladingen. Elektriciteit draait vooral om de stroom die ontstaat doormiddel van elektronen.
Wat zijn elektronen?
Elektronen draaien om de kern van een atoom. De kern van een atoom bestaat uit protonen en neutronen. De elektronen die om de kern van een atoom heen draaien zijn kleiner dan de kern van de atoom. De elektronen zijn niet per definitie vast aan een atoom verbonden. Verschillende materialen kunnen er voor zorgen dat een elektron los gemaakt kan worden van het atoom zodat het zich vrij kan bewegen tussen andere atomen door. De materialen waarin elektronen goed vrij gemaakt kunnen worden van atomen zijn goede geleiders.
De elektronen stromen namelijk door een materiaal dat goed geleid. Elektrotechnische bedrading in woningen is vaak gemaakt van blank koper dat ook wel elektrolytisch koper wordt genoemd. Elektrolytisch koper bestaat voor 99,95 procent uit koper. Dit hoge percentage koper is noodzakelijk om een optimale geleiding te creëren. Verontreinigingen van het koper zorgen er voor dat het geleidingsvermogen afneemt. Elektronen kunnen het beste stromen door een optimaal geleidend materiaal. Hoe beter het materiaal geleid hoe minder de weerstand.
Wat is elektrische stroom?
Elektrische stroom kan het beste worden vergeleken met een water stroom. Wanneer water door een bepaalde buis heen stroomt verplaatst het zich van een beginpunt naar een eindpunt. Door een bepaalde waterdruk kan iets in beweging worden gebracht. Hierbij kan gedacht worden aan een schoepenrad. De waterdruk zorgt er voor dat het schoepenrad gaat draaien. De stoomkring van water moet echter gesloten zijn. Anders raakt het water in een buis op en kan de druk van het water moeilijk worden geregeld.
Zo werkt het ook met de stroom van elektronen. Ook hierbij moet de stroomkring gesloten zijn. Denk hierbij aan een gloeilamp met een stekker. Er vindt een aanvoer van elektronen plaatst naar de gloeilamp. Het wolfraam draadje in de gloeilamp gaat gloeien. Dit komt door de grote weerstand die de elektronen ondervinden wanneer ze door het zeer dunne wolfraam draadje heen moeten. Wanneer de elektronen door het wolfraam draadje heen zijn geweest hebben ze hun ‘werk’ gedaan en stromen ze via een andere draad weer terug naar het stopcontact.
Watt, Ohm, Volt en Ampère
Bij het voorbeeld van de gloeilamp komen een aantal termen aan de orde die verband houden met elektrotechniek. Het aantal Watt is het vermogen dat moet worden geleverd om de lamp te laten branden. De weerstand van de elektrische bedrading en het wolfraam draadje wordt aangegeven in Ohm. Daarnaast moet er een bepaalde spanning worden gegeven om de elektronen door de bedrading te laten stromen. Deze spanning wordt aangegeven in Volt. Naast de spanning wordt ook gekeken naar het aantal elektronen dat per seconde door de bedrading stroomt. Dit is de sterkte van de stroom. De sterkte van de stroom wordt aangegeven in Ampère.