Inhoud
Elektrische ladingen vallen in vier categorieën: resistief, capacitief, inductief of een combinatie van deze drie. Er zijn maar weinig belastingen die puur resistief, capacitief of inductief zijn. De onvolmaakte aard van de assemblage van elektronische apparaten is de oorzaak van inductie, weerstand en native training in deze objecten.
Resistieve belastingen
Een weerstand is een apparaat dat weerstand biedt aan de doorgang van elektrische stroom. Op deze manier wordt een deel van de energie als warmte afgevoerd. Twee apparaten die deze stromen gebruiken, zijn gloeilampen en elektrische kachels. Weerstand (R) wordt gemeten in ohm.
Een gloeilamp produceert licht door een elektrische stroom door een vacuümgloeidraad te leiden. De weerstand van de gloeidraad zorgt voor verhitting en de elektrische energie wordt omgezet in licht en warmte. Elektrische kachels werken op dezelfde manier, maar produceren weinig of geen licht.
De elektrische stroom en spanning in een ohmse belasting zijn recht evenredig, waarbij de ene toeneemt of afneemt in verhouding tot de andere.
Capacitieve belastingen
Een condensator slaat elektrische energie op. Twee geleidende stoffen worden gescheiden door een isolator. Wanneer een elektrische stroom over de condensator wordt aangelegd, komen de elektronen van de stroom samen met de plaat die is vastgelijmd aan de aansluiting waar de stroom loopt. Wanneer de stroom wordt onderbroken, keren de elektronen terug door het circuit totdat ze de andere aansluiting van de condensator bereiken.
Condensatoren worden gebruikt in elektromotoren, radiocircuits, stroombronnen en vele andere circuits. Het vermogen dat een condensator heeft om elektriciteit op te slaan, wordt capaciteit of elektrisch vermogen (C) genoemd. De belangrijkste eenheid van grootte is de farad, maar de meeste condensatoren werken op microfarads.
De stroom veroorzaakt de condensatorspanning. De spanning over de klemmen begint bij nul volt wanneer de stroom maximaal is. Terwijl de lading wordt opgeslagen in de condensatorplaten, stijgt de spanning en daalt de stroom. Wanneer een condensator ontlaadt, stijgt de stroom en neemt de spanning af.
Inductieve belastingen
Een inductor kan elk geleidend materiaal zijn. Wanneer een variabele stroom door een inductor gaat, creëert deze een magnetisch veld om zichzelf heen. Als de inductor een veer is, zal het magnetische veld groter zijn. Een soortgelijk principe doet zich voor wanneer een geleider in een magnetisch veld wordt geplaatst. Het veld wekt een elektrische stroom op in de geleider.
Voorbeelden van inductieve belastingen zijn transformatoren, elektromotoren en spoelen. In een elektromotor zijn twee magnetische velden tegengesteld, waardoor de motoras moet draaien.
Een transformator heeft twee smoorspoelen, een primaire en een secundaire. Het magnetische veld van de primaire spoel induceert elektrische stroom in de secundaire spoel.
Een spoel slaat energie op in het magnetische veld dat induceert wanneer een variabele elektrische stroom er doorheen gaat, en geeft energie vrij wanneer de stroom wordt onderbroken.
Inductantie (L) wordt gemeten in henries. De verandering in spanning en stroom in een inductor is omgekeerd evenredig. Naarmate de stroom stijgt, daalt de spanning.
Gecombineerde ladingen
Alle geleiders hebben onder normale omstandigheden een natuurlijke weerstand en vertonen ook capacitieve en inductieve invloeden, maar deze kleine invloeden worden voor praktische toepassingen doorgaans genegeerd. Andere belastingen gebruiken verschillende combinaties van inductoren, condensatoren en weerstanden om specifieke doeleinden te bereiken.
Het frequentiecircuit van een radio maakt gebruik van variabele smoorspoelen of condensatoren in combinatie met een weerstand om verschillende frequenties te filteren en alleen een smalle band door de rest van het circuit te laten gaan.
De kathodestraalbuis op een monitor of televisie maakt gebruik van weerstanden, inductoren en de ingebouwde capaciteit van de buis om beelden in zijn fosforlagen te besturen en weer te geven.
Eenfasemotoren gebruiken condensatoren om de motor bij te staan tijdens het ontsteken en de werking. De ontstekingscondensatoren leveren een extra fase van spanning aan de motor, omdat ze de stroom en de fasespanning met elkaar afleiden.
