Afspraken in verband met spanningen en stromen

Afspraken in verband met spanningen en stromen
In schema’s worden spanningen en stromen aangeduid met pijlen.
De pijl geeft de zin van de stroom of de polariteit van de spanning aan.
Spanningspijlen plaatsen we naast de bron of de component, stroompijlen plaatsen we op de
verbinding.
UR1
R1
IR1
A
U1
R2
U1
R3
I3
I2
R4
UAB
R5
B
Figuur 1: plaatsing van spannings- en stroompijlen
Normaal gezien plaatst men spannings- en stroompijlen zodanig dat deze positieve waarden
hebben. Het kan voorkomen, dat men niet direct weet, welke zin de stoom of de spanning zal
hebben, omdat deze nog moet berekend worden. Komen we bij de berekening een positief resultaat
uit, dan wijst de spanningspijl naar het meest positieve punt aan en zal de stroom in de getekende
zin vloeien. Is het resultaat voor de spanning negatief dan wijst de spanningspijl het meest negatieve
punt aan. Is het resultaat voor de stroom negatief dan vloeit de (conventionele) stroom tegengesteld
aan de gekozen zin (zie fig. 2).
I1 = 1mA
U1
U1 =10V
I1 = -1mA
U1
R1=1K
UR1 = 10V
R1=1K
U1 =10V
UR1 = -10V
Figuur 2: positieve waarden voor spannings- en stroompijlen als de zin juist is,
negatieve waarden als de zin omgekeerd is
TT&SA afspraken i.v.m spannings- en stroompijlen
1/4
LM
Indexen
Voor de index geven we als prefix (eerste letter) de grootheid, dit is een hoofdletter U voor
gelijksspanning of voor effectieve waarden van wisselspanning een kleine letter u voor
ogenblikswaarden van wisselspanning. Dezelfde werkwijze wordt gebruikt voor stroom.
Hoofdletter I voor gelijkstroom, kleine letter i voor ogenblikkelijke waarden van wisselstroom.
De suffix wordt gevormd door de component waar de spanning over staat of de punten waarover de
spanning staat.
De gelijkspanning over de weerstand R1 krijgt bijgevolg de index UR1, de ogenblikwaarde over
condensator C2 wordt dit uC2.
De ogenblikwaarde van de stroom door de spoel L1 wordt iL1, de effectieve spanning over L1 is danUL1
de ogenblikwaarde op een bepaald tijdstip uL1
De gelijkspanning of effectieve wisselspanning tussen de punten A en B wordt dus UAB. De eerste
letter, in dit geval de A is de letter waarnaar de punt van de pijl wijst (zie fig 3), de tweede letter is
deze van de staart van de pijl. De grootte van de spanning UAB wordt bekomen door UA -UB (waarde
van de punt van de pijl t.o.v. massa verminderd met de waarde van de staart van de pijl).
In fig. 1 is punt B massa-potentiaal, de spanning van punt B t.o.v massa is bijgevolg 0V
Stel dat punt A op een waarde van 3V staat dan is UA -UB =3V-0V = 3V.
Als er geen tweede index is zoals bij UA en UB dan is de tweede index de massa. De tweede index
wordt weg gelaten als het de massa is. UA is dus de spanning op punt A t.o.v massa.
UAB
R1=1K
A
B
IR1
U2=3V
U1=6V
Figuur 3: voorbeeldoefening
TT&SA afspraken i.v.m spannings- en stroompijlen
2/4
LM
In fig. 3 is UA= 6V, en UB=-3V (de “min klem van de bron is verbonden met punt B). De spanning
UAB = UR1=UA-UB=6V -(-3V) = 9V. Punt A is dus 9V positief t.o.v punt B. De stroom IR1 is bijgevolg
9V/1K = 9mA. De stroom vloeit in de aangegeven zin ( van meest positieve punt naar het meest
negatieve) IR1 is bijgevolg +9mA
Oefeningen
1. Teken de spannings- en stroompijlen, bereken de spanningen en de stromen in elke
weerstand. U1= 10V, R1=1k, R2=2K2, R3=3k3
R1
U1
R2
R3
2. Teken de spanningspijlen UAB en UBA. Bereken de spanningen UAB , UBA en stromen I1, I2
voor: U1= 10V, U2=20V
R1=1K
B
A
I1
I2
U1
U2
3. Benoem de spanningspijl , bereken de spanning en de stroom.
U…...
R1=1K
B
A
IR1
U1=6V
TT&SA afspraken i.v.m spannings- en stroompijlen
U2=-9V
3/4
LM
4. Teken de spannings- en stroompijlen, bereken de spanning en de stroom door R1, R2, R3
op tijdstippen 0,3ms en 0,8ms. De spanning van U1= 10V en U2 heeft een effectieve waarde
van 12V. De frequentie van U2=1000Hz. Op t=0 is de spanning van de sinusbron 0V
R1
R2
R3
A
B
U1
U2
5. Bereken de spanningen over en de stromen door de weerstanden. Teken de pijlen (voor een
positief teken) en vermeld de waarden op het onderstaande schema.
R1
10k
V1
10Vdc
R3
2k
R2
1k
V2
10Vdc
0
TT&SA afspraken i.v.m spannings- en stroompijlen
4/4
LM