Ampère
Ampère (A) is een natuurkundige eenheid die wordt gebruikt om de grootte van een elektrische stroom (stroomsterkte) uit te drukken. De eenheid is vernoemd naar de hoofdontdekker van het elektromagnetisme: André-Marie Ampère.
In formules wordt voor ampère de letter ‘I’ gebruikt. Deze letter is afgeleid van het woord ‘intensiteit’.
Uitleg
Maar hoe werkt stroomsterkte, uitgedrukt in ampère, in de praktijk?
Dit is het beste uit te leggen door de begrippen spanning (volt) en vermogen (Watt) erbij te halen.
Stroomsterkte, spanning en vermogen zijn visueel voor te stellen door te kijken naar een rivier:
- De hoeveelheid water (in liters) dat per seconde een bepaald punt in de rivier passeert, is vergelijkbaar met de grootte van de stroom (in ampère).
- De snelheid of kracht van het water zegt iets over de spanning (volt). Is er veel hoogteverschil? Dan beweegt het water sneller en is de spanning hoger.
- Het vermogen geeft aan hoeveel energie het stromende water genereert: hiervoor zijn zowel de hoeveelheid water als de snelheid van het water van belang.
Er kan echter geen stroom zijn als er geen spanning is. Water stroomt immers niet als er geen druk (spanning) achter zit.
Vermogen
Een dunne rivier waar weinig water doorheen gaat, maar snel stroomt, kan in theorie evenveel energie opwekken als een brede rivier die langzamer stroomt (maar waar meer water doorheen gaat).
Vermogen is dus het product van de stroomsterkte en de spanning:
- Vermogen (P) = spanning (U) x stroomsterkte (I)
Vermogen wordt uitgedrukt in de eenheid watt (W) en betekent de hoeveelheid energie per tijdseenheid. 1 Watt staat gelijk aan 1 joule per seconde.
De meeste huishoudens zijn voorzien van een hoofdzekering van 3 x 25 ampère. Aan de hoofdverzekering zijn meerdere zekeringen verbonden die weer zijn verbonden met de stopcontacten in het huis.
Op een groep/zekering kunnen dus meerdere stopcontacten worden aangesloten die gezamenlijk 16 ampère (bij conventionele aansluitingen) aan stroom kunnen leveren.
Bij een spanning van 230 volt komt dit neer op een totaal vermogen van:
- 16 x 230 = 3.680 Watt
Aangezien het voltage niet altijd precies 230 volt is, kan het vermogen dus ook iets variëren. Het is dan ook raadzaam om niet te dicht tegen de vermogensgrens aan te gaan zitten.
Wil je meerdere zware elektrische apparaten aansluiten, bijvoorbeeld een wasmachine, droger en gourmetstel?
Dan is het slim om deze zoveel mogelijk over meerdere groepen te verdelen. Wordt het vermogen binnen een bepaalde groep overschreden?
Dan is er sprake van overbelasting en valt de stroom binnen de groep uit. Ook bij een storing of kortsluiting kan de groep zichzelf uitschakelen.
Weerstand
Het reguleren van stroomsterkte kan door middel van een weerstand. In de rivier zou je weerstand kunnen vergelijken met een sluis in de rivier die (deels) gesloten of geopend kan worden. Door de sluis deels te sluiten wordt de weerstand verhoogd. De hoeveelheid water die door de sluis stroomt, neemt dan af. Daardoor neemt ook de spanning toe: er komt meer druk op de sluis te staan.
Als het gaat om elektriciteit zegt weerstand iets over de energie die nodig is om ergens doorheen te bewegen. Er moet een weerstand in de stroomkring zitten, want elektriciteit mag niet direct van de minpool naar de pluspool stromen, want anders krijg je kortsluiting. Een weerstand remt de stroom dus af.
Spanning, stroomsterkte en weerstand hebben daarom een verband met elkaar. Deze is gedefinieerd door de wet van Ohm:
- Weerstand (R) = Spanning (U) / Stroomsterkte (I)
Weerstand wordt uitgedrukt in Ohm (Ω).
Ieder materiaal heeft zijn eigen weerstand. Hoe lager de weerstand van het materiaal hoe beter het stroom kan geleiden. Sommige materialen hebben een dusdanig hoge weerstand dat ze niet geleiden, maar juist isoleren. De weerstand is zo hoog dat er geen stroom doorheen kan lopen. Denk aan rubber, hout of plastic.
Stroomsterkte in ampère berekenen
Het is mogelijk om de stroomsterkte in ampère te berekenen als zowel het vermogen als de spanning bekend zijn:
- Stroomsterkte (ampère) = Vermogen (Watt) / spanning (volt)
Voorbeeld
Een stofzuiger levert 600 Watt bij een spanning van 230 volt:
- Stroomsterkte = 600 / 230 = 2,61 ampère
Bij de werking van elektrische apparaten en andere elektrische toepassingen is het vaak de kunst om een goede balans te vinden tussen de spanning en de stroomsterkte. In het huishouden is er een vaste spanning op de stopcontacten (230 volt).
Het enige wat er dus mogelijk is om het vermogen van een apparaat te vergroten is om het apparaat te laten werken onder een hogere stroomsterkte (in ampère). Dit kan men doen door de weerstand in de stroomkring te verlagen.
Stroomverbruik berekenen
Als het vermogen van een apparaat of ander product bekend is, kunnen we uitrekenen wat het stroomverbruik is.
Een gourmetstel werkt met een stroomsterkte van 7,5 ampère en een spanning van 220 volt. Het vermogen bedraagt:
- 7,5 x 220 = 1.650 Watt = 1,65 kW
Het daadwerkelijke stroomverbruik van het gourmetstel hangt natuurlijk af van de tijdsduur waarin deze wordt gebruikt. Stel dat je het gourmetstel iedere maand 1,5 uur gebruikt. Het elektriciteitsverbruik van het gourmetstel is dan:
- Vermogen x aantal uren in gebruik = 1,65 x 1,5 = 2,475 kWh per maand
Op jaarbasis betekent dit een verbruik van:
- 12 x 2,475 = 29,7 kWh
Met de huidige, gemiddelde elektriciteitsprijs van 0,20 euro per kWh (prijspeil 2018) zijn de verbruikskosten van het gourmetstel:
- 0,20 x 29,7 = 5,94 euro per jaar
Sluipverbruik
Apparaten die niet actief in gebruik zijn, maar wel zijn aangesloten op het elektriciteitsnetwerk verbruiken ook stroom, bijvoorbeeld omdat ze in de stand-by-modus of sluimerstand staan. Deze vorm van energie verbruikt, noemt men ook wel sluipverbruik. Het voorkomen van sluipverbruik in het huishouden kan veel energie besparen.
Ampèremeter
Een ampèremeter of stroommeter is een hulpmiddel waarmee je elektrische stroom in een elektrische schakeling kunt meten. Het nadeel is dat de schakeling onderbroken moet worden om de meter aan te brengen. Dit is soms niet wenselijk. Voor het permanent meten van de stroom in een schakeling is een ampèremeter erg geschikt.
Ampèretang
Bij stromen waarbij de geleiders niet onderbroken kunnen of mogen worden, wordt vaak gebruik gemaakt van een ampèretang of stroomtang om de stroomsterkte te meten. Als de tang wordt gebruikt, blijft de stroomschakeling gewoon intact.
Stuur ons een bericht
