Weerstand (elektriciteit)

Leerdoelen

•Je kunt uitleggen wat een weerstand is.

•Je kunt een weerstand aflezen.

•Je kunt rekenen met de wet van Ohm.

Wat is een weerstand?

Een weerstand is een belangrijk onderdeel, ook wel een component, in een elektrische schakeling. Je kunt een weerstand in een schakeling herkennen aan het symbool van een blokje met draden eraan verbonden.

De belangrijkste functie van een weerstand is het tegenhouden van de elektrische stroom. Het maakt het de stroom moeilijker om door de schakeling te gaan. Je kunt dit vergelijken met auto's op een weg. Stel je voor dat de stroom de auto's zijn.

•Als de weg een mooie, gladde asfaltweg is, kunnen de auto's er gemakkelijk overheen rijden. Dit is vergelijkbaar met een lage weerstand.

•Als de weg een hobbelige stenen weg is met veel los zand, kunnen de auto's er moeilijk overheen rijden. Dit is vergelijkbaar met een hoge weerstand.

Hoe hoger de weerstand, hoe meer de 'auto's' (de stroom) worden tegengehouden, en hoe minder stroom er dus door de schakeling kan.

Grootheid en eenheid van weerstand

Weerstand is een grootheid, wat betekent dat het iets is wat je kunt meten. De letter die we gebruiken voor weerstand is R, afgeleid van het Engelse woord 'resistance'. De eenheid van weerstand is Ohm, vernoemd naar de Duitse natuurkundige Georg Ohm. Het symbool voor Ohm is een gek tekentje dat eruitziet als een soort bruggetje: Ω.

Wanneer je de waarde van een weerstand noteert, schrijf je eerst de grootheid, dan het getal en dan de eenheid. Bijvoorbeeld: R = 5 Ω (spreek uit: de weerstand is vijf Ohm)

Een weerstand aflezen

Er zijn veel verschillende soorten weerstanden, en het is belangrijk om te weten hoe je de waarde ervan kunt aflezen. Een weerstand ziet er vaak uit als een klein 'pindaatje' met gekleurde ringen erop. Meestal heeft zo'n weerstand vier ringen.

Om de waarde van een weerstand af te lezen, gebruik je een speciale tabel. Deze tabel vind je vaak in je Binas of krijg je als hulptabel bij een toets. Vraag altijd aan je docent welke hulpmiddelen je mag gebruiken!

Hoe werkt het aflezen van de kleurringen?

De ringen hebben elk een specifieke betekenis:

•Ring 1: Dit is het eerste cijfer van de weerstandswaarde.

•Ring 2: Dit is het tweede cijfer van de weerstandswaarde.

•Ring 3: Dit is de vermenigvuldiger, oftewel het aantal nullen dat je achter de eerste twee cijfers moet plaatsen.

•Ring 4: Dit is de tolerantie, die aangeeft hoe nauwkeurig de weerstandswaarde is.

•Goud: ± 5% (de werkelijke waarde kan 5% hoger of lager zijn dan de afgelezen waarde).

•Zilver: ± 10% (de werkelijke waarde kan 10% hoger of lager zijn dan de afgelezen waarde). De gouden of zilveren ring is altijd de laatste ring. Hoe kleiner het percentage van de tolerantie (dus goud is beter dan zilver), hoe dichter de afgelezen waarde bij de werkelijke waarde ligt.

Rekenvoorbeeld: weerstand aflezen

Stel, je hebt een weerstand met de volgende kleuren: geel, paars, rood, goud. We gebruiken de hulptabel hierboven:

1.Ring 1 (Geel): Cijfer is 4

2.Ring 2 (Paars): Cijfer is 7

3.Ring 3 (Rood): Vermenigvuldiger x100 (dit betekent 2 nullen)

4.Ring 4 (Goud): Tolerantie ± 5%

Nu zetten we dit achter elkaar: De cijfers zijn 4 en 7. Daarachter komen 2 nullen (van de rode ring). Dit geeft 4700. De tolerantie is ± 5%. De waarde van de weerstand is dus 4700 Ω ± 5%.

Rekenen met de wet van Ohm

Naast het aflezen van weerstanden, kun je ook rekenen met weerstanden met behulp van de wet van Ohm. Deze wet beschrijft het verband tussen weerstand, spanning en stroomsterkte.

De formule voor de wet van Ohm is: R=\frac{U}{I}R=\frac{U}{\placeholder{}}R=\frac{U}{\placeholder{}}IR=\frac{U}{\placeholder{}}R=UR=U/

Hierin staan de letters voor de volgende grootheden en eenheden:

•R staat voor weerstand, uitgedrukt in Ohm (Ω).

•U staat voor spanning, uitgedrukt in Volt (V).

•I staat voor stroomsterkte, uitgedrukt in Ampère (A). (Een handig ezelsbruggetje is: I A, stroomsterkte in Ampère).

Rekenvoorbeeld: de wet van Ohm

Een lampje is aangesloten op een batterij van 9 volt en heeft een stroomsterkte van 0,3 ampère. Bereken de weerstand van het lampje.

We lossen dit op met de stappen: gegeven, gevraagd, oplossing.

Gegeven:

•De spanning (U) is 9 V.

•De stroomsterkte (I) is 0,3 A.

Gevraagd:

•De weerstand (R) in Ohm (Ω).

Oplossing:

1.Schrijf de formule op: R=\frac{U}{I}R=\frac{U}{\placeholder{}}R=UR=U/

2.Vul de bekende waarden in: R=\frac{9V}{0{,}3A}R=\frac{9V}{00{,}3A}R=\frac{9V}{00{,}3}R=\frac{9V}{00{,}}R=\frac{9V}{00}R=\frac{9V}{0}R=\frac{9V}{\placeholder{}}R=9VR=9V/R=9V/0R=9V/0,R=9V/0,3

3.Bereken de weerstand:

Vergeet nooit de eenheid achter je antwoord te zetten! Zonder eenheid is het antwoord niet compleet en kan het verwarrend zijn.

Waarom extra weerstanden in huis?

Nu je weet wat een weerstand is en hoe je ermee kunt rekenen, kunnen we de vraag beantwoorden: waarom zitten er zoveel extra weerstanden in apparaten in huis?

De spanning die uit je stopcontact komt, is standaard 230 Volt. Dit is een erg hoge spanning! Veel kleine elektrische apparaten, zoals een lampje, hebben echter veel minder spanning nodig om goed te werken. Als je een lampje direct op 230 Volt zou aansluiten zonder aanpassingen, zou het lampje direct kapotgaan.

Om te voorkomen dat apparaten beschadigd raken, worden er extra weerstanden in de schakelingen van deze apparaten geplaatst. Deze extra weerstanden zorgen ervoor dat een deel van de stroom wordt tegengehouden, waardoor de spanning die bij het eigenlijke onderdeel (zoals het lampje) aankomt, lager is en precies goed is voor dat onderdeel. Zo kan je lampje veilig werken op de hoge spanning van 230 Volt zonder stuk te gaan.