Wat is een coulomb?

1 Coulomb is een vaste hoeveelheid van elektronen: 6,25 x 10¹⁸ stuks.

Hieronder probeer ik tastbaar te maken wat 1 Coulomb en wat 1 Volt is.

1 Coulomb is een vaste hoeveelheid van elektronen

Als je een elektron beschouwd als een knikker, dan is een Coulomb als het ware de inhoud van een knikkerpot met daarin 6,25 x 10¹⁸ knikkers. Het aantal van 6,25 x 10¹⁸ stuks is gewoon een aantal dat natuurkundigen met elkaar hebben afgesproken.

Het potje moet dan wel iets groter zijn dan dit voorbeeld...
want in dit potje zitten zeker geen 6,25 x 10¹⁸ knikkers!!!

1 Volt is de hoeveelheid elektrische energie opgeslagen in 1 coulomb

1 volt = 1 Joule per Coulomb (1 V = 1 J/c)

Joule is een afgesproken maat voor een hoeveelheid energie.

1 joule per Coulomb (1 volt) is een kleine hoeveelheid energie per coulomb. 1 Volt... dat voel je niet eens. Maar als de spanning oploopt tot bijvoorbeeld 60.000 Joule per coulomb, spat de energie zoals hiernaast er vanaf in de vorm van bliksem. AU!!!

Het aantal Volts noemen we potentiaalverschil of spanningsverschil. Dankzij het spanningsverschil ontstaat een stroom. Vergelijk dat maar met stromend water. Hoe groter het drukverschil over een tuinslang, hoe meer water uit de tuinslang stroomt.

Lampen in huis werken meestal op een spanning van 230 Volt. Dat is ook het spanningsverschil over de stopcontacten. Normale schakelaars kunnen de stroom alleen maar doorlaten of verbreken. Dus als je de lamp met een schakelaar aan zet, komt er een vaste spanning van 230 Volt over de lamp te staan. En als je hem weer uit zet wordt de spanning nul.

Veel mensen hebben thuis nog een ouderwetse dimmer. Met deze draaiknop kun je het licht harder of juist zachter laten branden. Deze draaiknop werkt net als een waterkraan. Zet je hem vol open, is de spanning 230 Volt, draai je hem dicht, gaat de spanning omlaag tot 0 Volt. Zo kun je de spanning over de lamp 'dimmen'.
(By the way: moderne dimmers werken anders dan de ouderwetse: pulsbreedtemodulatie... sorry, ingewikkeld!)

Hopelijk begrijp je nu beter wat 'spanning' is.

Belangrijk:

• er komen evenveel coulombs de lamp uit als er in zijn gegaan, ingaande en uitgaande stroom zijn aan elkaar gelijk
• de energie, de joules dus, verdwijnen omdat ze worden omgezet in warmte en licht

1 Ampere is het aantal coulomb per seconden

De hoeveelheid stroom die door een stroomdraad geleidt, wordt uitgedrukt in Ampere. Bij een hoge stroom passeren veel 'knikkerpotten' per seconde de draad.

Vermogen

• Hoe 'heter' die knikkerpotten zijn (V = J/c)
• Hoe meer knikkerpotten per seconde èn (1 ampère = 1 c/s)
• Hoe meer energie per seconde verandert van elektrische energie in bijvoorbeeld
  • bewegingsenergie (ventilator)
  • warmte-energie (bijvoorbeeld waterkoker)
  • licht-energie (bijvoorbeeld LED-lamp) 

1 enkele zeer 'hete' knikkerpot kan evenveel warmte bevatten als 100 'lauwwarme' knikkerpotten. Dus, hoe meer knikkerpotten en hoe heter de knikkerpotten zijn, hoe meer energie er wordt omgezet. 

Eigenlijk moet je natuurlijk zeggen:

• hoe groter het spanningsverschil over een stroomgebruiker (lamp, ventilator, waterkoker)
• hoe groter de stroom door de stroomgebruiker
• hoe groter het vermogen dat door de stroomverbruiker omzet in andere vormen van energie (beweging/licht/warmte/enz)