Jævnstrømsteori: Del 1 – Hvad er jævnstrøm?

Jævnstrøm eller DC (Direct Current), der er den engelsk forkortelse, er det mest simple at beregne på indenfor elverden. Jævnstrøm er den type spænding, som anvendes i batteridrevet maskiner og til ladning af din telefon.

Hvilke enheder skal jeg kende, og hvad gør de?

Når vi snakker jævnstrøm, findes der benævnelser og enheder, som du skal kende. Overorden findes der 4 forskellige benævnelser, nemlig spænding, strøm, modstand og effekt. De kan dog blive kaldt forskellige ting, alt efter, hvad de benævner – Forvirret? Lad mig forklar det, men lad os starte med, at forklare de 4. forskellige benævnelser og deres enheder

Spænding: Spænding er den enhed, der sætter gang i et kredsløb. Har du ingen spænding, har du ingen strøm. Spænding benævnes normalvis U, men kan også kaldes den elektromotoriske kraft, hvis det er forsyningen. Denne benævnes så E. Forklaring følger.

Spændingen mål i volt, og angives med et V efter værdien – eksempelvis:

Jeg plejer at bruge firkantede klamps, til angivelse af enheden, men det er op til dig, hvordan du angiver det. Mange angiver det også blot uden klamps – eksempelvis:

Strøm: Strøm er den mængde af elektroner, der flyttes. Når der opstår en spændingsforskel mellem to punkter, og du har et lukket kredsløb, vil strømmen bevæge sig i kredsløbet. Strøm angives med et I, og måles i ampere, hvilket forkortes til A. Et eksempel er .

Mostand: Modstand er, som navnet angiver, noget der prøver at begrænse noget. I et elektrisk kredsløb vil modstanden prøve at begrænse strømmen. Modstanden angives med benævnelsen R, og måles i ohm, hvor enheden vises som det græske ohm bogstand – altså:

Effekt: Effekt er en betegnelse for den samlede energi, du anvender i et kredsløb. Effekt angives som P, og måles i Watt, der angives med et stort W:

Hvad er sammenhængen mellem enhederne?

Et elektrisk kredsløb uden spænding, strøm og modstand er ikke et kredsløb. Nu nævnte jeg ikke effekt, da den er afledt af strøm og spænding.

En strøm kan ledes igennem et kredsløb, hvis;

• Kredsløbet er lukket
• Der påtrykkes en spændingsforskel

Så når du påtrykker en spænding, så svarer det til at du trykker på. Spændingen prøver derfor at skubbe på strømmen, for at få strømmen igennem hurtigere. Imens prøver modstanden i dit kredsløb at begrænse strømmen.

Skal det oversættes til hverdagen, svarer det til, at du prøver at skubbe noget i en retning – du er spændingen. Samtidig står en og prøver at stoppe dig, og yder en modstand – det er modstanden. Det du prøver at skubbe frem er strømmen. Altså jo hårde du skubber, desto hurtigere kommer strømmen igennem, og derved kan mere strøm flyttes. Derimod jo mere modstand der ydes, desto mindre strøm kommer der igennem.

Hvad er elektromotorisk kraft?

En elektromotorisk kraft er benævnelsen for den spænding, der påtrykkes et kredsløb. Det kan være den spænding, du har på batteriet. Det er ikke alle, der anvendes udtrykket elektromotorisk kraft, og bruger i stedet blot ordet spænding. Elektromotorisk kraft er altså din forsyning (Source), og spænding er benævnelsen for det fald, der sker i et kredsløb – altså spændingsfaldet.

På overstående figur er et elkredsløb tegnet. E, er den påtrykte spænding, hvor U er den spændingsfald der opstår over modstanden. Forklaring af forholdet findes i et af de senere indlæg.

Hvad er forskellen på jævnstrøm og vekselstrøm?

Der findes overordnet to typer af strøm og spænding. Det ene kaldes jævnstrøm eller jævnspænding og det andet kaldes vekselstrøm eller vekselspænding. Forskellen er, hvordan strøm og spænding opfører sig. For at kunne forklare det nærmer, så lad os tage et kig på hver del.

Hvad er jævnstrøm (Jævnspænding)

Jævnstrøm er når strømmen ledes i en retning konstant. Der er ingen svingninger og derfor ingen variation. Det betyder, at jævnstrømteorien er langt mere enkel end vekselstrømsteorien. I jævnstrøm er der ingen spole eller kondensator effekter. Der kan læses mere om det i jævnstrømsteorien.

Det engelske udtryk for jævnstrøm er Direct Current, og derfra kommer forkortelsen DC.

Hvad er vekselstrøm (Vekselspænding)

Vekselstrøm er derimod er varierende spænding. Det betyder, at spændingen varierer fra en positiv værdi ned til en negativ værdi. Grundet den skiftede spænding, vil strømmen løbe i forskellige retninger. Da vi har en skiftende spænding, vil det betyde, at spole og kondensator har indvirkning på beregninger. Dette forklares i vekselstrømsteorien.

Det engelsk udtryk for vekselstrøm er Alternating Current, og derfor kommer forkortelsen AC.

Jævnstrøm og vekselstrømssymboler

Der anvendes symboler for at adskille jævnstrøm og vekselstrøm. Jævnstrømssymbolet er to streger der skal symbolisere, at strøm og spænding har en konstant værdi.

Vekselstrøms har derimod en bølge, der skal illustrerer at spænding og strøm variere i størrelse. Symbolerne anvendes på elektriske komponenter for at vise, hvilket type spænding de anvender.

Den nørdede del

For at se lidt dybere i, hvordan strøm egentlig opstår, så skal vi se på, hvordan materiel er opbygget. Materiel består af atomer, der indeholder protoner, neutroner og elektroner. Protronerne er positive ladet, elektronerne er negativ ladet og neutroner er neutral og har derfor ingen ladning. Når alle tre dele hænger sammen, sker der ingenting, men hvis de bliver delt, så opstår der en potentialeforskel, da de gerne vil finde sammen igen. Hvis man har en lukket kredsløb, så vil de frie elektroner finde tilbage til deres protoner, og det skaber derved en strøm. Det er også derfor, at strømmen i virkelighed løber fra minus til plus, da elektroner som er negativladet løber mod protonerne, der er positivlader.

Strøm kan ud fra overstående defineres som elektroner i bevægelse. Bevægelser af elektroner er en elektrisk ladning, og derved kan man sige, at strømmen er elektrisk ladning over tid. Formlen for dette er følgende:

Her er Q=Elektrisk ladning målt i Coulomb (C) og t er tiden i sekunder (s)

Spændingen er den energi, der bliver tilført af en strømkilde. Strøm bliver som sagt betegnet U, men der findes også andre typer spændinger. Eksempelvis anvender man den elektromotoriske kraft ved batterier og generatorer, hvilket også er en spænding, men denne bliver betegnet ”E”. Spænding kan defineres som en energi pr. elektriske ladninger. Derfor kan der sættes en formel op for det, som ser således ud:

Her er W=Energien, som måles i Joule (J), imens Q=Elektrisk ladninger målt i Coulomb (C)

Effekten i kredsen er som beskrevet i el teorien er produktet af strøm og spænding altså følgende formel:

Når man snakker effekt, så siger man altid at effekten er energi pr. tid, men hvorfor er det sådan? Vi skal finde svaret i enhedsberegning, hvor vi tager enheder for volt og ampere og lægger sammen. Det giver følgende: