Legenda

symbool = grootheid, eenheid [symbool]

U = Spanning, Volt [V]

I = Stroomsterkte, Ampère [A]

R = Weerstand, Ohm [Ω]

Toelichting

Deze formule geeft de relatie aan tussen de spanning, de stroomsterkte en de weerstand. Het wordt gebruikt wanneer je te maken hebt met een elektrisch circuit of een stroomkring. Bekende onderdelen voor een stroomkring zijn een batterij of stopcontact, draad en een lampje of een weerstand. Zodra je twee van de drie variabelen in de formule weet kan je de derde altijd uitrekenen.

De spanning vertelt ons iets over het elektrische energie verschil tussen twee punten in de stroomkring. Hoe groter de spanning hoe groter het energie verschil. Elektrische ladingen willen het verschil waar mogelijk opheffen. Hoe groter het verschil hoe groter de druk om het verschil op te heffen. De ladingen die kunnen bewegen/stromen zijn vaak elektronen. Bij een groot spanningsverschil vervoert een elektron meer energie dan een elektron bij een klein spanningsverschil. Zo proberen ze het verschil op te heffen. Sommige spanningsbronnen zorgen voor een continu verschil waardoor ladingen blijven stromen. Bij andere spanningsbronnen zoals een batterij is op een gegeven moment het spanningsverschil opgeheven en houden de elektronen op met stromen. De batterij is dan op. Een spanning bestaat niet alleen tussen de twee polen van een spanningsbron. Je kan ook meten wat de spanning is over een deel van de stroomkring of over een onderdeel.

De stroomsterkte is een maat voor hoeveel lading er per seconde wordt verplaatst. Hoe groter de stroomsterkte hoe meer lading er stroomt. Voor de middelbare school betekent dat vaak hoeveel elektronen er per seconde door de stroomkring stromen. Hoe meer elektronen hoe sterker de stroom. Als je met stroomsterkte werkt kijk dan goed naar de stroomkring en bedenk dat een lading niet zomaar kan verschijnen of verdwijnen. Alleen bij een bron kan een lading beginnen of eindigen, daartussen komt er niets bij en gaat er niets af. Als er in de stroomkring een spitsing is zal de stroom zich verdelen. Als draden samenkomen zal de stroom zich samenvoegen.

De weerstand geeft aan hoeveel moeite het kost voor een lading om ergens doorheen te gaan. Bij een grotere weerstand is de het moeilijker voor een lading om te stromen. Bij een te grote weerstand kost het elektronen te veel energie om te stromen en heb je geen stroom. Daarom moet een stroomkring gesloten zijn voor er een stroom kan lopen. Bij een hele kleine weerstand kost het elektronen weinig energie om door de stroomkring te gaan en kunnen bij de zelfde spanning meer elektronen per seconde stromen dan bij een grote weerstand. Wanneer er teveel lading door een stroomkring gaat omdat de weerstand te laag is heb je kortsluiting.

Wat de formule ons verteld is dat bij een stroomkring er een evenwicht optreed. De spanning (het energieverschil) is gelijk aan de stroomsterkte (het aantal stromende elektronen per seconde) maal de weerstand (de energie die het een elektron kost om te stromen). Bij een groter energieverschil kunnen meer elektronen gaan stromen en/of hogere weerstanden worden overwonnen. Een voorbeeld is bliksem. Normaal geleid lucht geen stroom, de weerstand is te hoog. Maar als een een heel grote spanning wordt gemaakt tussen de wolken en de aarde hebben de elektronen toch genoeg energie om door de weerstand van de lucht heen te gaan. Dan krijg je bliksem. In de praktijk heb je vaak te maken met een spanningsbron met een vaste waarde en zijn weerstanden ook constant. Dan past de stroomsterkte zich dan aan aan de andere twee.

Ampère is een basis eenheid van het SI. Volt en Ohm zijn samengestelde eenheden.

Je kan Volt schrijven als kg·m²·s⁻³·A⁻¹

Je kan Ohm schrijven als kg⋅m²⋅s⁻³⋅A⁻²

Je ziet dan dat Ohm maal Ampère op Volt uitkomt

Voorbeelden

De stroomkring van een zaklamp bestaat uit een batterij van 4.5V en een lampje met een weerstand van 80Ω. Wat is de stroomsterkte die door de draad van de zaklamp gaat?

De spanning is 4.5 V

De weerstand is 80 Ω

De stroomsterkte wordt gevraagd

I = U / R

I = 4.5 / 80

I = 0.056 A

De stroomsterkte is 0.056 Ampère