Wat is elektrische weerstand?

on Dec 08, 2022

Wat is elektrische weerstand

Zoals de naam al aangeeft, is een elektrische weerstand een elektronische component die weerstand biedt tegen de stroom van elektrische stroom in een circuitElektrische weerstanden zijn onderverdeeld in twee verschillende soorten materialen, geleiders en isolatorenDe geleider laat de stroom van elektrische stroom toe, terwijl een isolator dat niet doetDus de geleidermaterialen zouden de elektrische weerstandscomponenten in hun structuur nodig moeten hebbenElke elektrische apparatuur heeft een intern circuit. De werking van dit circuit hangt voornamelijk af van de juiste ingangsspanning, aardingsverbindingen en gedissipeerde warmte moet minimaal zijnVan al deze belangrijke punten waarmee rekening moet worden gehouden, is er de weerstand van het elektrische circuitIn elk circuitontwerp speelt de elektrische weerstand een sleutelrol door het elektrische circuit te helpen de juiste spanning en elektrische stroom te behouden

Wat is elektrische weerstand?

Een weerstand is een elektrische component met twee aansluitingenDe primaire eigenschap van een weerstand is om de elektrische stroom te weerstaan of de elektrische stroom te verminderenZe helpen de stroom en spanning in een elektrisch circuit aan te passen, net zoals een kraan helpt om de kraanwaterstroom aan te passenNaast het aanpassen van de stroom in het elektrische circuit, maken weerstanden ook spanningsverdeling mogelijkDe overtollige elektrische stroom wordt omgezet in warmte wanneer de stroom in een elektrisch circuit wordt verminderd met behulp van een weerstandEr zijn drie soorten weerstanden, vaste weerstanden, variabele weerstanden en potentiometers

Wet van Ohm

Een Duitse wetenschapper Georg Simon Ohm stelde een stelling voor die de relatie tussen spanning, stroom en weerstand in een elektrisch circuit laat zienDoor deze stelling kunnen we erachter komen hoeveel weerstandswaarde nodig is voor een elektrisch circuit met de bekende waarde van spanning en stroomWe kunnen ook de waarden van spanning, weerstand en stroom vinden door de stelling van de wet van OhmDe wet van Ohm stelt dat de elektrische stroom door een geleidend materiaal/apparaat tussen bereiken recht evenredig is met de spanning over hetzelfde bereikDat wil zeggen, de gecreëerde stroom door een geleidend apparaat is recht evenredig met de ingangsspanningDe weerstandsformule is V = I x R

PCB-weg

Van boven de wet van ohm kunnen we ook de stroom- en weerstandswaarde vinden

I = V/R

R = V/I

Elektrische weerstand

In een elektrische weerstand - als je een kant van het weerstandskleurige strippunt breekt en opent, kun je een geïsoleerde koperen staaf zien die is bedekt met koperdraad eromheenHet aantal windingen van koperdraad kan worden bepaald aan de hand van de waarde van de weerstandAls de weerstand veel koperen windingen in een dunne vorm heeft, hebben dergelijke weerstanden een hogere weerstandAls de weerstand enkele koperen windingen heeft, hebben dergelijke gestructureerde weerstanden een lagere weerstandswaardeDeze weerstanden met een lagere weerstandswaarde zijn geschikt voor de minischakeling of kleinere toepassingen of apparaten

Hoe werkt een weerstand?

Een weerstand introduceert weerstand in een elektrisch circuit, wat kan helpen om de elektrische stroom en spanning te regelenDoor de stroom van elektriciteit te regelen, kunnen ze helpen om de spanning en stroom in het elektrische circuit aan te passenSommige soorten weerstanden, zoals metalen, laten elektronen vrij stromen, en daarom zijn ze goede geleidersAndere, zoals rubber of glas, zijn daarentegen beter bestandDat maakt ze tot goede isolatorenIn een typisch elektrisch circuit stroomt er stroom van de positieve pool van een stroombron door de weerstand en terug naar de negatieve poolZoals je kunt zien, werkt het als een wegversperring in het elektrische circuit, waardoor de elektrische stroom wordt afgeremdAls de weerstand te groot is, biedt deze bovendien geen geschikte weerstand tegen de elektrische stroom, wat kan leiden tot oververhittingOmgekeerd, als de weerstand te klein is, zal er te veel stroom ontstaan en kan de stroom helemaal niet stromen

De grootte van de elektrische weerstand is van invloed op de elektrische weerstandswaarde

De grootte van de elektrische weerstand kan de weerstandswaarde bepalenGeorge Ohm demonstreert ook een relatie tussen de lengte en het materiaal van de weerstand (van welk materiaal de weerstand is gemaakt)De vergelijking is R = ρ x L / A (R = Weerstand, Ρ = Weerstand van het materiaal, L = Lengte, A = Oppervlakte)

Voor zover wij weten, worden deze materialen ingedeeld in twee soortenHet zijn geleiders en isolatorenBij geleidende materialen speelt de lengte een belangrijke rol met behoud van de elektrische weerstandswaardeAls de lengte van de draad in geleidend materiaal te lang is, bevat deze een groot aantal vrije elektronenDus als deze elektronen voldoende ingangsspanning krijgen, krijgen ze voldoende kinetische energieEn deze elektronen krijgen een botsing met andere positieve ionen

Daarom bieden langere geleiders meer weerstand dan kortere geleiders/dradenAls de lengte van de draad toeneemt, neemt ook de weerstand toe, zoals we hierboven vermelddenMaar als het oppervlak van het materiaal toeneemt, neemt de elektrische weerstand afHier zijn de weerstand en het oppervlak van het materiaal omgekeerd evenredig met elkaarBovendien kan het type materiaal de weerstandswaarde schendenZoals de temperatuur de weerstandswaarde kan veranderen

Variatie in weerstand met toename van temperatuur

Wat zou er gebeuren met de elektrische weerstand van puur metaal als je de temperatuur verhoogt? Een temperatuurstijging zal de elektrische weerstand van zuivere metalen verhogenDeze weerstandsverandering vindt plaats vanwege een toename van het aantal elektronen in de geleidingsband en een toename van de atoomtrilling in de draad, waardoor de mobiliteit afneemt

Dus, wat zou er gebeuren met de elektrische weerstand van een isolator als je de temperatuur verhoogt? Het tegenovergestelde scenario vindt plaats wanneer u de temperaturen van een isolator verhoogtZijn weerstand neemt afDe reden hiervoor is dat deze verandering de toegenomen elektronenbeweging van de geleidingsband naar de valentieband is, omdat de energiekloof tussen deze twee banden groot is.Daarom neemt de weerstand af naarmate de geleiding toeneemt

Wat zou er met een circuit gebeuren als er geen weerstand was?

Doorgaans zal de elektrische stroom op de juiste manier vloeien zolang het een pad heeft met een eindige weerstand (zelfs nul), een spanningsverschil en een toevoer van elektrische lading (bijv.G, elektronen)Als er geen weerstand in het elektrische circuit zou zijn, zullen de elektronen rond het circuit gaan en terugkeren naar het begin van het elektrische circuit met zoveel energie als het potentiaalverschil (de spanning)De uiteindelijke energie zal door het circuit worden afgevoerd als warmte of andere soorten energieDat wil zeggen, als er geen weerstand in het elektrische circuit (of inductantie) zou zijn, zal het geen kans hebben om de energie te verliezen en zal het met veel energie terugkeren naar de spanningsbron, wat de spanningsbron meestal zal verpesten. of in brand vliegenDit is in wezen een kortsluiting

Weerstand en reactantie

Wiskundig gezien voorkomen weerstanden dat elektrische stroom vloeit, ze hebben de eigenschap weerstand te biedenElektrische weerstanden zijn te vinden in zowel wisselstroom- als gelijkstroomcircuits, en de energie die niet kan stromen, wordt als warmte uitgestotenWiskundig gezien is elektrische weerstand gewoon spanning gedeeld door stroom (R = V/I)

Elektrische reactantie is een eigenschap die bestand is tegen een verandering in de elektrische stroom en wordt aangetroffen in zowel inductoren als condensatorenOmdat het alleen de veranderende stroom beïnvloedt, is elektrische reactantie specifiek voor wisselstroomvermogen en hangt het af van de frequentie van de elektrische stroomWanneer de elektrische reactantie aanwezig is, creëert het een faseverschuiving van 90 graden tussen spanning en stroom, waarbij de richting van de verschuiving afhangt van het feit of het onderdeel een inductor of een condensator isDe elektrische reactantie die optreedt in een inductor wordt inductieve reactantie genoemdWanneer de inductieve reactantie aanwezig is, wordt de energie opgeslagen in de vorm van een veranderend magnetisch veld en loopt de elektrische stroomgolfvorm 90 graden achter op de spanningsgolfvormInductieve reactantie wordt veroorzaakt door apparaten zoals spoelen (inclusief lijnreactoren), smoorspoelen en transformatoren waarbij draden in een cirkel zijn gewikkeldBovendien wordt de elektrische reactantie die optreedt in een condensator capacitieve reactantie genoemdDe capacitieve reactantie slaat de energie op in de vorm van een veranderend elektrisch veld en zorgt ervoor dat de stroom 90 graden voorloopt op de spanningCapaciteit wordt geproduceerd wanneer twee geleidende platen parallel aan elkaar worden geplaatst met een kleine afstand ertussen en gevuld met een diëlektrisch materiaal (isolator)

Hoe verschilt weerstand van weerstand?

Er zijn verschillende overeenkomsten tussen reactantie en weerstandBeide zijn bijvoorbeeld tegengesteld aan de elektrische stroom en hebben dezelfde eenheid, namelijk Ohm (Ω).

De elektrische reactantie ontstaat echter alleen wanneer er een stroomverandering is in condensatoren en inductoren, aangezien dit afhangt van de frequentie van de wisselstroom die door de condensator of de inductor gaatHoewel weerstand een belemmering vormt voor de stroom, dat wil zeggen, het verzet zich tegen de elektronenstroom en maakt ze traag

Hoe de totale weerstand in circuits berekenen?

Elektrische componenten worden op twee manieren aangesloten:

Serieschakeling: elektrische componenten worden na elkaar aangesloten

Parallel circuit: elektrische componenten zijn verbonden langs parallelle takken

De totale weerstand in een serieschakeling berekenen

In een serieschakeling kan de totale weerstand worden berekend door de weerstanden van alle componenten op te tellenSerieschakelingen hebben bijvoorbeeld deze weerstanden, een 6 Ω, een 5 Ω en een 8 Ω weerstandDe totale weerstand in een serieschakeling wordt gegeven door R1 + R2 + R3

R = 6 + 5 + 8

R = 19 Ω

Als u de individuele weerstandswaarden niet krijgt, kunt u de wet van Ohm gebruiken om de weerstand te berekenen met behulp van de formule: V = IRBedenk dat de elektrische stroom in een serieschakeling op alle punten gelijk isDe totale spanning is gelijk aan de spanning van de voedingMet behulp van de elektrische stroom en de spanning kun je de totale weerstand in het circuit vinden en vervolgens de individuele weerstanden berekenen

De totale weerstand in een parallel circuit berekenen

Een circuit dat zich vertakt in meerdere paden en parallel is aangesloten, wordt een parallel circuit genoemdWanneer de elektrische stroom door elke tak van het parallelle circuit stroomt, kan de totale weerstand worden berekend met behulp van deze formule: Totale weerstand = 1R1+1R2+1R3

Als een parallel circuit bijvoorbeeld vier takken heeft met weerstanden van 10 Ω, 2 Ω, 5Ω en 1 Ω, kan de totale weerstand worden berekend als deze formule: R = 110+12+15+11

R = 1+5+2+1010

R= 1810

R= 18 Ω

Als u de individuele weerstand niet kent, kunt u de wet van Ohm gebruiken om weerstand te vindenOnthoud echter dat de spanning over een aftakking in een parallel circuit hetzelfde is als de totale spanning over het circuitDe elektrische stroom kan in elke tak anders zijn, dus je moet de totale stroom wetenMet behulp van de totale stroom en spanning over het circuit kunt u de totale weerstand in het circuit berekenen en vervolgens individuele weerstanden vinden

Voorbeelden van verzet in het dagelijks leven

De elektrische weerstand en de wet van Ohm kunnen in het dagelijks leven worden waargenomenHieronder staan enkele voorbeelden van elektrische weerstand

Conventionele huishoudelijke ventilatoren

De snelheid van de elektrische ventilator wordt geregeld door de regelaarHet is mogelijk om de elektrische stroom die door de ventilator vloeit te controleren door een regelaar te gebruiken om de weerstand te wijzigenDe ronde knoprotatie helpt bij het bereiken van een variabele weerstand over de uitgangsklemmen

Elektrische kachels

De elektrische verwarmers hebben metalen spoelen die een hoge weerstand hebbenHet laat slechts een beperkte hoeveelheid elektrische stroom door en wordt daarbij opgewarmdU kunt eenvoudig het vermogen berekenen dat aan de verwarming moet worden geleverd door de wet van Ohm te gebruiken

Elektrische strijkijzers en waterkokers

Elektrische waterkokers en strijkijzers hebben meerdere weerstanden die de hoeveelheid elektrische stroom beperken die er doorheen gaat om de benodigde warmte te leverenDe grootte van de weerstand kan worden bepaald door de wet van Ohm te gebruiken

Zekering

Elektrische zekeringen zijn beschermende componenten die een belangrijke rol spelen bij het beperken van de hoeveelheid elektrische stroom die door huishoudelijke circuits vloeitDe elektrische draden in de zekering hebben een hoge weerstand en een laag smeltpuntDe hoge weerstand voorkomt dat een elektrische stroom hoger dan de voorgeschreven waarde er doorheen gaat, terwijl het lage smeltpunt het mogelijk maakt het circuit te onderbreken wanneer er een hoge stroom doorheen gaat

Conclusie

Elektrische weerstand lijkt misschien een negatief woord, maar het speelt een grote rol in elektrische circuitsDit is analoog aan wrijvingEen hogere weerstand zorgt voor een grotere belemmering in het stroompad van de elektrische stroom, terwijl een lagere weerstand een gemakkelijkere stroom mogelijk maaktDit concept is de basis van veel elektrische apparaten en maakt verschillende technologieën mogelijk