Spanning is de 'elektrische druk' die stroom door een circuit duwt. Zie het als waterdruk in leidingen. Hogere spanning = sterkere duw. Gemeten in volt (V). Het is niet hetzelfde als stroom of vermogen!

• 1 volt = 1 joule per coulomb (energie per lading)
• Spanning veroorzaakt stroomvloei (zoals druk water laat stromen)
• Gemeten tussen twee punten (potentiaalverschil)
• Hogere spanning = meer energie per lading

Spanning (V) = druk, Stroom (I) = stroomsnelheid, Vermogen (P) = energiesnelheid. P = V × I. 12V bij 1A = 12W. Hetzelfde vermogen, verschillende combinaties van spanning/stroom zijn mogelijk.

• Spanning = elektrische druk (V)
• Stroom = ladingsstroom (A)
• Vermogen = spanning × stroom (W)
• Weerstand = spanning ÷ stroom (Ω, wet van Ohm)

Gelijkspanning (DC) heeft een constante richting: batterijen (1.5V, 12V). Wisselspanning (AC) keert van richting om: stopcontacten (120V, 230V). RMS-spanning = de effectieve DC-equivalent.

• DC: constante spanning (batterijen, USB, circuits)
• AC: wisselspanning (stopcontacten, elektriciteitsnet)
• RMS = effectieve spanning (120V AC RMS ≈ 170V piek)
• De meeste apparaten gebruiken intern DC (AC-adapters converteren)

Volt (V) is de SI-eenheid voor elektrisch potentiaal. Gedefinieerd uit watt en ampère: 1 V = 1 W/A. Ook: 1 V = 1 J/C (energie per lading). Voorvoegsels van atto tot giga dekken alle bereiken.

• 1 V = 1 W/A = 1 J/C (exacte definities)
• kV voor elektriciteitsleidingen (110 kV, 500 kV)
• mV, µV voor sensoren, signalen
• fV, aV voor kwantummetingen

W/A en J/C zijn per definitie equivalent aan de volt. Ze tonen relaties: V = W/A (vermogen per stroom), V = J/C (energie per lading). Handig om de natuurkunde te begrijpen.

• 1 V = 1 W/A (van P = VI)
• 1 V = 1 J/C (definitie)
• Alle drie zijn identiek
• Verschillende perspectieven op dezelfde hoeveelheid

Abvolt (EMU) en statvolt (ESU) uit het oude CGS-systeem. Zeldzaam in modern gebruik, maar komen voor in historische natuurkundeteksten. 1 statV ≈ 300 V; 1 abV = 10 nV.

• 1 abvolt = 10⁻⁸ V (EMU)
• 1 statvolt ≈ 300 V (ESU)
• Verouderd; de SI-volt is de standaard
• Komen alleen voor in oude leerboeken

Fundamentele relatie: V = I × R. Spanning is gelijk aan stroom maal weerstand. Ken er twee, bereken de derde. De basis van alle circuitanalyse.

• V = I × R (spanning = stroom × weerstand)
• I = V / R (stroom uit spanning)
• R = V / I (weerstand uit metingen)
• Lineair voor weerstanden; niet-lineair voor diodes, enz.

In elke gesloten lus is de som van de spanningen nul. Zoals wandelen in een cirkel: de som van de hoogteveranderingen is nul. Energie wordt behouden. Essentieel voor circuitanalyse.

• ΣV = 0 rond elke lus
• Spanningstoenames = spanningsdalingen
• Energiebehoud in circuits
• Gebruikt om complexe circuits op te lossen

Elektrisch veld E = V/d (spanning per afstand). Hogere spanning over een korte afstand = sterker veld. Bliksem: miljoenen volts over meters = een veld van MV/m.

• E = V / d (veld uit spanning)
• Hoge spanning + korte afstand = sterk veld
• Doorslag: lucht ioniseert bij ~3 MV/m
• Statische schokken: kV over mm

USB: 5V (USB-A), 9V, 20V (USB-C PD). Batterijen: 1.5V (AA/AAA), 3.7V (Li-ion), 12V (auto). Logica: 3.3V, 5V. Laptopladers: typisch 19V.

• USB: 5V (2.5W) tot 20V (100W PD)
• Telefoonbatterij: 3.7-4.2V Li-ion
• Laptop: typisch 19V DC
• Logische niveaus: 0V (laag), 3.3V/5V (hoog)

Thuis: 120V (VS), 230V (EU) AC. Transmissie: 110-765 kV (hoge spanning = laag verlies). Onderstations verlagen de spanning naar distributiespanning. Lagere spanning bij huizen voor de veiligheid.

• Transmissie: 110-765 kV (lange afstand)
• Distributie: 11-33 kV (buurt)
• Thuis: 120V/230V AC (stopcontacten)
• Hoge spanning = efficiënte transmissie

Deeltjesversnellers: MV tot GV (LHC: 6.5 TeV). Röntgenstralen: 50-150 kV. Elektronenmicroscopen: 100-300 kV. Bliksem: typisch 100 MV. Van de Graaff-generator: ~1 MV.

• Bliksem: ~100 MV (100 miljoen volt)
• Deeltjesversnellers: GV-bereik
• Röntgenbuizen: 50-150 kV
• Elektronenmicroscopen: 100-300 kV

Elke voorvoegselstap = ×1000 of ÷1000. kV → V: ×1000. V → mV: ×1000. mV → µV: ×1000.

• kV → V: vermenigvuldig met 1.000
• V → mV: vermenigvuldig met 1.000
• mV → µV: vermenigvuldig met 1.000
• Omgekeerd: deel door 1.000

P = V × I (vermogen = spanning × stroom). 12V bij 2A = 24W. 120V bij 10A = 1200W.

• P = V × I (Watt = Volt × Ampère)
• 12V × 5A = 60W
• P = V² / R (als weerstand bekend is)
• I = P / V (stroom uit vermogen)

V = I × R. Ken er twee, vind de derde. 12V over 4Ω = 3A. 5V ÷ 100mA = 50Ω.

• V = I × R (Volt = Ampère × Ohm)
• I = V / R (stroom uit spanning)
• R = V / I (weerstand)
• Onthoud: deel voor I of R

USB-C levert 20V bij 5A. Wat is het vermogen?

P = V × I = 20V × 5A = 100W (maximum van USB Power Delivery)

5V-voeding, LED heeft 2V nodig bij 20mA. Welke weerstand?

Spanningsval = 5V - 2V = 3V. R = V/I = 3V ÷ 0.02A = 150Ω. Gebruik een standaard 150Ω of 180Ω weerstand.

Waarom verzenden bij 500 kV in plaats van 10 kV?

Verlies = I²R. Zelfde vermogen P = VI, dus I = P/V. 500 kV heeft 50× minder stroom → 2500× minder verlies (I²-factor)!

Zenuwcellen handhaven een rustpotentiaal van -70 mV. Het actiepotentiaal springt naar +40 mV (een zwaai van 110 mV) om signalen te verzenden met ~100 m/s. Je brein is een 20W elektrochemische computer!

Een typische blikseminslag: ~100 MV over ~5 km = een veld van 20 kV/m. Maar de stroom (30 kA) en de duur (<1 ms) veroorzaken de schade. Energie: ~1 GJ, zou een huis een maand van stroom kunnen voorzien—als we het konden vangen!

De elektrische paling kan 600V bij 1A ontladen voor verdediging/jacht. Het heeft 6000+ elektrocyten (biologische batterijen) in serie. Piekvermogen: 600W. Verlamt prooi onmiddellijk. De taser van de natuur!

USB-C PD 3.1: tot 48V × 5A = 240W. Kan gaminglaptops, monitoren en zelfs sommige elektrische gereedschappen opladen. Dezelfde connector als je telefoon. Eén kabel om ze allemaal te regeren!

Vermogensverlies ∝ I². Hogere spanning = lagere stroom voor hetzelfde vermogen. 765 kV-lijnen verliezen <1% per 100 mijl. Bij 120V zou je alles verliezen in 1 mijl! Daarom gebruikt het net kV.

Van de Graaff-generatoren bereiken 1 MV maar zijn veilig—een minuscule stroom. Statische schok: 10-30 kV. Tasers: 50 kV. De stroom door het hart (>100 mA) is gevaarlijk, niet de spanning. Spanning alleen doodt niet.

Volta vindt de batterij uit (zuil van Volta). De eerste continue spanningsbron. De eenheid wordt later 'volt' genoemd ter ere van hem.

Ohm ontdekt V = I × R. De wet van Ohm wordt de basis van de circuittheorie. Aanvankelijk verworpen, nu fundamenteel.

Faraday ontdekt elektromagnetische inductie. Toont aan dat spanning kan worden geïnduceerd door veranderende magnetische velden. Maakt generatoren mogelijk.

Het eerste internationale elektrische congres definieert de volt: EMK die 1 ampère produceert door 1 ohm.

Westinghouse wint het contract voor de waterkrachtcentrale van de Niagara Falls. AC wint de 'Oorlog van de Stromen'. AC-spanning kan efficiënt worden getransformeerd.

CGPM herdefinieert de volt in absolute termen. Gebaseerd op watt en ampère. De moderne SI-definitie is vastgesteld.

Josephson-spanningsstandaard. Een kwantumeffect definieert de volt met een nauwkeurigheid van 10⁻⁹. Gebaseerd op de constante van Planck en de frequentie.

Herdefinitie van de SI: de volt is nu afgeleid van de vaste constante van Planck. Exacte definitie, geen fysiek artefact nodig.

Spanning is elektrische druk (zoals waterdruk). Stroom is de stroomsnelheid (zoals waterstroom). Hoge spanning betekent niet hoge stroom. Je kunt hoge spanning hebben met nul stroom (open circuit) of hoge stroom met lage spanning (kortsluiting via een draad).

Vermogensverlies in draden is ∝ I² (stroom in het kwadraat). Voor hetzelfde vermogen P = VI betekent een hogere spanning een lagere stroom. 765 kV heeft 6.375× minder stroom dan 120V voor hetzelfde vermogen → ~40 miljoen keer minder verlies! Daarom gebruiken elektriciteitsleidingen kV.

Nee, de stroom door je lichaam doodt, niet de spanning. Statische schokken zijn 10-30 kV maar veilig (<1 mA). Tasers: 50 kV maar veilig. Echter, hoge spanning kan stroom door een weerstand dwingen (V = IR), dus hoge spanning betekent vaak hoge stroom. Het is de stroom >50 mA door het hart die dodelijk is.

Gelijkspanning (DC) heeft een constante richting: batterijen, USB, zonnepanelen. Wisselspanning (AC) keert van richting om: stopcontacten (50/60 Hz). De RMS-spanning (120V, 230V) is de effectieve DC-equivalent. De meeste apparaten gebruiken intern DC (AC-adapters converteren).

Historische redenen. De VS kozen in de jaren 1880 voor 110V (veiliger, minder isolatie nodig). Europa standaardiseerde later op 220-240V (efficiënter, minder koper). Beide werken prima. Hogere spanning = lagere stroom voor hetzelfde vermogen = dunnere draden. Een afweging tussen veiligheid en efficiëntie.

Ja, in serie: batterijen in serie tellen hun spanningen op (1.5V + 1.5V = 3V). Parallel: de spanning blijft hetzelfde (1.5V + 1.5V = 1.5V, maar dubbele capaciteit). De spanningswet van Kirchhoff: de spanningen in elke lus tellen op tot nul (stijgingen zijn gelijk aan dalingen).