Wat is een stroomkring en hoe werkt dat?

Je weet dat veel apparaten op elektriciteit werken. Elektriciteit uit een stopcontact of uit een batterij. Maar hoe werkt dat nu eigenlijk? Ik ga je uitleg geven over stroomkringen. Je leest wat een stroomkring is. Je leest hoe een stroomkring werkt. En je leest over de onderdelen die in een stroomkring zitten. Aan het eind van de uitleg vind je een overzicht van alle begrippen, met uitleg.

Hoe werkt een stroomkring?

• Elektriciteit, elektronen en een stroomkring
  
• Een schakeling
  
• De batterij
  
• Kortsluiting en weerstand
  
• Isolatoren en geleiders
  
• Begrippenlijst
  

Elektriciteit, elektronen en een stroomkring

Een stofzuiger, een koelkast, een mp-3-speler en een bureaulamp, zijn allemaal voorbeelden van elektrische apparaten. Deze apparaten werken op elektriciteit.

Elektriciteit is een stroom van elektronen. Daarom hebben we het ook wel over stroom, als we elektriciteit bedoelen.

Elektronen zijn onzichtbaar kleine deeltjes met een negatieve elektrische lading. Als een elektrisch apparaat aanstaat, dan stromen de elektronen door bepaalde onderdelen van dat apparaat. Elektronen stromen altijd van een plaats waar veel elektronen zijn, naar een plaats waar weinig elektronen zijn.

De elektronen stromen in een stroomkring. Een stroomkring bestaat uit een aantal onderdelen die er samen voor zorgen dat de elektrische stroom kan rondstromen. Als de stroomkring ergens onderbroken is, kan de stroom niet rond. Een elektrisch apparaat kan alleen werken, als de stroomkring gesloten is.

Een schakeling

Een stroomkring kan bestaan uit een lampje, een batterij en twee stroomdraadjes. Dat kun je in een schematische tekening weergeven. Zo’n tekening noem je een schakeling. Een schakeling is schematische tekening van een stroomkring. De onderdelen van de stroomkring worden als symbolen weergegeven. Aan een schakeling kun je duidelijk zien hoe een stroomkring in elkaar zit. Met behulp van een schakeling kun je ook zelf een stroomkring bouwen.

Op de afbeelding van de schakeling, zie je verschillende symbolen. Elk symbool geeft een onderdeel weer. De lijnen die tussen de onderdelen lopen zijn de stroomdraden.

Veel elektrische apparaten hebben een schakelaar. Met die schakelaar sluit je de stroomkring. Dan werkt het apparaat. De elektronen kunnen dan door de stroomkring stromen. Als je de schakelaar openzet, onderbreek je de stroomkring. Als de schakelaar openstaat, kunnen er geen elektronen door de stroomkring stromen. Dan werkt het apparaat niet.

De batterij

Veel elektrische apparaten krijgen hun elektriciteit uit batterijen. Batterijen leveren elektrische stroom. In batterijen zit chemische energie opgeslagen. Als een batterij wordt aangesloten op een stroomkring, verandert die chemische energie door een scheikundige reactie in elektrische energie.

Een batterij heeft altijd een pluspool en een minpool.
Bij de minpool zitten veel (negatief geladen) elektronen, daarom heeft de minpool een negatieve lading. Bij de pluspool zitten maar weinig elektronen en daardoor is de pluspool positief geladen. Als een batterij wordt aangesloten op een stroomkring, stromen de elektronen van de minpool naar de pluspool. Ze stromen van de plek waar veel elektronen zitten, naar de plek waar weinig elektronen zitten.

Doordat er veel meer elektronen bij de minpool zitten dan bij de pluspool, is er een spanningsverschil tussen de minpool en de pluspool. Dit spanningsverschil geven we aan met de letter U. Hoe groot het spanningsverschil is, geven we aan met de eenheid volt (V). Op de batterij van de afbeelding staat 1,2 V. Het spanningsverschil in deze batterij is dus 1,2 volt. Het spanningsverschil is alleen 1,2 volt als de batterij niet is aangesloten. Zolang de batterij niet is aangesloten, kunnen de elektronen niet stromen.

Als een batterij wordt aangesloten op een stroomkring, kunnen de elektronen van de minpool naar de pluspool. Er ontstaat dan een elektrische stroom. Die elektrische stroom gaat bijvoorbeeld van de minpool, door stroomdraad naar een lampje. En van dat lampje, via stroomdraad, verder naar de pluspool. Het lampje kan dan branden. Als de elektrische stroom rondgaat in de stroomkring, heb je stroomsterkte. Stroomsterkte is de hoeveelheid elektronen die door een stroomkring stromen. De stroomsterkte geven we aan met de letter I. Hoe groot de stroomsterkte is, geven we aan met de eenheid ampère (A).

Kortsluiting en weerstand

Een batterij levert elektrische stroom. Wat zou er met die stroom gebeuren als je er geen elektrisch apparaat zoals een lampje op aansluit? Als je de minpool direct zou verbinden met de pluspool? Dan krijg je kortsluiting!

Bij kortsluiting stromen de elektronen supersnel van de minpool naar de pluspool. Er is niets wat de elektronen afremt. De batterij is dan meteen leeg.

Een elektrisch apparaat remt de elektronen wel af. Bijvoorbeeld een lampje. In een lampje zit gloeidraad. De elektronen moeten door die gloeidraad heen om van de minpool naar de pluspool te stromen. En dat gaat niet zo gemakkelijk. De gloeidraad remt de elektronen af. Doordat de elektronen door de gloeidraad heen stromen, gaat de gloeidraad gloeien. De gloeidraad van het lampje is een weerstand. Een weerstand is een onderdeel van de stroomkring dat ervoor zorgt dat de elektrische stroom niet te snel van de minpool naar de pluspool kan stromen.

Isolatoren en geleiders

Om iets goed te laten werken, moet je de elektrische stroom precies kunnen leiden. De elektronen mogen niet zomaar overal heen kunnen stromen. Om de elektrische stroom te leiden, worden stroomdraden gebruikt.

Een stroomdraad bestaat uit twee soorten materiaal. De binnenkant van stroomdraad bestaat uit metaal, vaak zit er koper in een stroomdraad. Metalen zijn namelijk materialen waar de elektronen heel goed doorheen kunnen stromen. Een materiaal waar elektronen heel gemakkelijk doorheen kunnen stromen noemen we een geleider.

De buitenkant van stroomdraad bestaat uit kunststof. Dit is een materiaal waar elektronen niet doorheen kunnen stromen.
Een materiaal waar elektronen niet doorheen kunnen stromen noemen we een isolator.

De geleider in de stroomdraad remt de elektronen niet af. Daarom mag je nooit de beide polen van een batterij via een geleider direct met elkaar verbinden. Dan krijg je kortsluiting. Zolang je ervoor zorgt dat er een goede isolator om een geleider heen zit, en dat de geleiders elkaar niet kunnen raken, werk je veilig met elektriciteit en voorkom je kortsluiting.