NA - H5 & 6.1 + 6.2 - TW4

Herhaling

De de netspanning in Nederland is 230 V. 1 kilowattuur is 3,6 miljoen joule.

Lading

Voorwerpen en deeltjes kunnen een lading hebben. Dit is een stofeigenschap. Lading kan positief (+) of negatief (-) zijn. Als een voorwerp niet geladen is, noem je het neutraal.

Verschillende ladingen trekken elkaar aan. Dezelfde ladingen stoten elkaar af.

Elektronen zijn negatief geladen. Protonen zijn positief geladen. In een vaste stof kunnen protonen niet bewegen. Elektronen kunnen dit wel.

Elektrische stroom is bewegende lading. Dit zijn meestal elektronen. Elektrische stroom ontstaat bij een verschil in lading. Bij een groot verschil in lading kunnen vonken overspringen.

De hoeveelheid lading (Q) druk je uit in de eenheid coulomb (C). De lading van 1 elektron is slechts -1,6 ∙ 10^-19 C. Een stroomsterkte van 1 A vervoert in 1 seconde 1 coulomb lading. De stroomsterkte vertelt dus hoeveel lading er per seconde langs een punt stroomt. Je weet dus dat 1 A = 1 C/s.

De spanning vertelt hoeveel energie de lading afgeeft tussen 2 punten. Je weet dus dat 1 V = 1 J/C.

Weerstand

De weerstand is een eigenschap van een apparaat of onderdeel. De weerstand vertelt je hoeveel spanning nodig is om een stroomsterkte van 1 A te vervoeren. De weerstand laat dus zien hoe goed een component stroom tegenhoudt. Weerstand (R) druk je uit in de eenheid ohm (Ω).

Voor sommige onderdelen geldt de wet van ohm: de spanning en stroomsterkte zijn evenredig. Als je de spanning 3 keer zo groot maakt, gebeurt hetzelfde met de stroomsterkte. De weerstand is dan dus altijd hetzelfde. Dit is een ohmse weerstand.

Voor veel onderdelen geldt de wet van ohm niet, omdat ze bij een hogere temperatuur meer weerstand hebben. Draden van de legering constantaan hebben wel een constante weerstand. Een weerstand(je) is een elektrisch onderdeel met een vaste weerstand.

De soortelijke weerstand is een stofeigenschap die wordt gebruikt in berekeningen met weerstand. De weerstand van een draad hangt af van het materiaal, de lengte en de dikte (oppervlakte van de dwarsdoorsnede).

Parallel en serie

De vervangingsweerstand is de totale weerstand in een schakeling. Het heeft deze naam, omdat je alle weerstanden kan vervangen met 1 weerstand met de waarde van de totale weerstand.

Weerstanden in serieschakeling kun je bij elkaar optellen. De totale weerstand in een parallelschakeling bereken je met de formule hiernaast. De totale weerstand in een parallelschakeling is kleiner dan de losse weerstanden, omdat de stroom meerdere manieren heeft om door de schakeling te gaan.

In de schakeling hiernaast moet je de regels combineren. Je ziet dat R₁ en R₂ parallel staan. De spanning is dus bij deze voorwerpen hetzelfde. De stroomsterkte van R₁ + R₂ is even groot als de stroomsterkte door R₃.

Diodes

Een diode is een elektrisch onderdeel die stroom in 1 richting doorlaat. Een diode laat alleen richting door in de richting van de driehoek (zie de pijl in de afbeelding). Een led (light emitting diode) is een speciale diode die licht uitstraalt. Je zet bij een led 2 pijltjes boven de diode.

Diodes kunnen gebruikt worden om wisselspanning om te zetten in gelijkspanning. Je gebruikt dan een gelijkrichter. Door de diodes kan de stroom door R₁ slechts 1 kant op lopen (richting van de pijl).

EM-straling

Elektromagnetische (EM) straling bestaat uit EM-golven. De snelheid van deze golven is de snelheid van het licht (c, circa 3 ∙ 10⁸ m/s). EM-golven bewegen in alle richtingen.

Het aantal golftoppen (of dalen) dat in 1 seconde voorbij komt, is de frequentie. De afstand tussen 2 golftoppen (of dalen) is de golflengte.

In de formule hiernaast is de snelheid bij EM-golven altijd c.

Op het EM-spectrum staan alle verschillende soorten golven. Gammastraling heeft de kleinste golflengte, en de meeste energie. Radiogolven hebben de langste golflengte en de minste energie. Het licht dat wij zien is ook een vorm van EM-straling.

Ioniserende straling kan cellen kapot maken. UV-straling is zwak ioniserend. Röntgen- en gammastraling is sterk ioniserend.

EM-straling bestaat uit fotonen. De energie van een foton kun je berekenen met de formule hiernaast.

Lenzen

Lichtbreking is het veranderen van licht als het op een doorzichtige stof valt. Lichtbundels komen in 3 soorten voor: parallel, divergent en convergent. Lenzen veranderen de richting van licht. Positieve lenzen zijn dikker in het midden dan aan de randen. Ze maken lichtbundels convergenter (of minder divergent). Negatieve lenzen zijn dikker aan de randen dan in het midden. Ze maken lichtbundels divergenter (of minder convergent). Je kunt lenzen schematisch tekenen. Je tekent de lens dan als een streep. Het midden van de lens is het optisch midden. Je tekent door het optisch midden de hoofdas (stippellijn).

Als een evenwijdige lichtbundel op een positieve lens valt, komen alle lichtstralen samen in 1 punt: het brandpunt (F). Een lens heeft altijd 2 brandpunten.

De afstand tussen de lens en het brandpunt is de brandpuntsafstand (f). Bij een negatieve lens komen de lichtstralen na de lens niet meer bij elkaar. Je kunt de lichtstralen dan voor de lens schetsen om het brandpunt te bepalen.

Je kunt een voorwerp schematisch tekenen. De uiteindes van dit voorwerp zijn voorwerpspunten. Deze punten stralen een divergente lichtbundel uit. De afstand van een voorwerpspunt (V) tot de lens is de voorwerpsafstand (v). De lens zorgt ervoor het licht van de voorwerpspunten weer op 1 plek komt: de beeldpunten (B). De afstand van een beeldafstand tot de lens is de beeldafstand (b).

Het beeld is altijd rechtop of omgekeerd, verkleind of vergroot en reëel (na de lens) of virtueel (voor de lens).

Je kunt een beeld construeren door gebruik te maken van constructiestralen. Bij positieve lenzen gelden de volgende regels:

1. Een straal door het optisch midden verandert niet.

2. Een straal die voor de lens door het brandpunt gaat, loopt na de lens parallel aan de hoofdas.

3. Een straal die voor de lens parallel aan de hoofdas loopt, gaat na de lens door het brandpunt.

Bij negatieve lenzen gelden de volgende regels:

1. Een straal door het optisch midden verandert niet.

2. Een straal die voor de lens parallel aan de hoofdas loopt, lijkt na de lens uit het eerste brandpunt te komen.

3. Een straal die voor de lens richting het tweede brandpunt gaat, loopt na de lens parallel aan de hoofdas.

Een negatieve lens geeft geen beeld na de lens. Als je de lijnen terugschetst ontstaat er wel een beeld voor de lens.

Rekenen met lenzen

Als je de voorwerpsafstand v en de brandpuntsafstand f weet, kun je de juiste beeldafstand berekenen.