Jævnstrøm, eller DC (Direct Current), som er den engelske forkortelse, er den mest simple form at beregne på inden for elverdenen. Jævnstrøm er den type spænding, der anvendes i batteridrevne maskiner og til opladning af din telefon. Jævnstrøm anvendes også ofte i stor udstrækning i automationstavler som styrestrøm – her er det ofte 12, 24 eller 48 volt der anvnedes.
Hvilke enheder skal jeg kende, og hvad gør de?
Når vi taler om jævnstrøm, findes der en række begreber og enheder, som du skal kende. Overordnet set findes der fire forskellige grundbegreber, nemlig spænding, strøm, modstand og effekt. De kan dog blive kaldt forskellige ting, alt efter hvad de beskriver. Forvirret? Lad mig forklare det — men lad os starte med at gennemgå de fire forskellige begreber og deres enheder.
Spænding
Spænding er den størrelse, der sætter gang i et elektrisk kredsløb. Har du ingen spænding, har du ingen strøm. Spænding benævnes normalt U, men kan også kaldes den elektromotoriske kraft, hvis der er tale om en forsyning. Denne benævnes da E. Forklaring følger. Spænding er en forskel mellem to punkter. Du kan derfor ikke måle spænding i det samme punkt. Når der er en spændingsforskel mellem to punkter, vil der kunne løbe en strøm.
Spænding måles i volt og angives med et V efter værdien, eksempelvis:
![\[U = 24 [V]\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-391e6866f1249e2e431b721f4d5f9757_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Jeg plejer at bruge firkantede klammer til angivelse af enheden, men det er op til dig, hvordan du vælger at skrive det. Mange angiver det også blot uden klammer, eksempelvis:
![\[U = 24 V\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c5742cf37044ee2889caacca1652193e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Strøm
Strøm er den mængde elektroner, der bevæger sig i et kredsløb. Når der opstår en spændingsforskel mellem to punkter, og kredsløbet er lukket, vil strømmen bevæge sig gennem kredsløbet. Strøm angives med I og måles i ampere, som forkortes A. Et eksempel er:
![\[I = 2 [A]\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-7a4757a5066b6a7d1740fc3667172b42_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Strøm er den størrelse, som vi beskytter en installation efter. Jo større strøm, desto flere elektroner flyttes der. Det betyder også, at ledninger og kabler skal have et større tværsnit for at kunne lede denne strøm.
Modstand
Modstand er, som navnet antyder, noget der forsøger at begrænse noget. I et elektrisk kredsløb vil modstanden begrænse strømmen. Modstand angives med R og måles i ohm, hvor enheden vises som det græske bogstav omega:
![\[R = 6 [\Omega]\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-56d09b2caa7565744de58cf84a5905f6_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Modstand kan findes i ledninger, pærer, varmelegemer og mange andre komponenter. Det er både de komponenter, vi ønsker at udnytte, eksempelvis i form af lys eller varme. Det kan også være komponenter, hvor vi gerne vil mindske modstanden — blandt andet i ledninger og kabler.
Effekt
Effekt er et udtryk for den samlede energi, der anvendes i et kredsløb pr. tidsenhed. Effekt angives med P og måles i watt, som angives med et stort W:
![\[P = 48 [W]\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-6ad02b97a0be2ad5a4141bafe091d435_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Effekt er en energimængde, som er direkte påvirket af strøm, spænding og modstand. Dette kan forklares i følgende indlæg:
Hvad er sammenhængen mellem enhederne?
Et elektrisk kredsløb uden spænding, strøm og modstand er ikke et kredsløb. Jeg nævnte ikke effekt her, da den er afledt af strøm og spænding.
En strøm kan ledes gennem et kredsløb, hvis:
kredsløbet er lukket
der påtrykkes en spændingsforskel
Når du påtrykker en spænding, kan det sammenlignes med, at du trykker på noget. Spændingen forsøger dermed at skubbe strømmen gennem kredsløbet. Samtidig vil modstanden i kredsløbet forsøge at begrænse strømmen.
Oversat til hverdagen svarer det til, at du prøver at skubbe noget i en bestemt retning — her repræsenterer du spændingen. Samtidig står der en person og forsøger at stoppe dig og yder en modstand — det er modstanden. Det, du forsøger at skubbe frem, er strømmen. Jo hårdere du skubber, desto hurtigere bevæger strømmen sig, og desto mere strøm kan flyttes. Omvendt gælder det, at jo større modstand der ydes, desto mindre strøm løber der gennem kredsløbet.
Hvad er elektromotorisk kraft?
Elektromotorisk kraft er betegnelsen for den spænding, der påtrykkes et kredsløb. Det kan for eksempel være spændingen fra et batteri. Det er ikke alle, der anvender udtrykket elektromotorisk kraft, og mange bruger i stedet blot ordet spænding.
Elektromotorisk kraft er altså din forsyning (source), mens spænding også bruges som betegnelse for det spændingsfald, der opstår i kredsløbet — altså spændingsfaldet over komponenterne.
På ovenstående figur er et elektrisk kredsløb vist. E er den påtrykte spænding, mens U er det spændingsfald, der opstår over modstanden. Forklaring af dette forhold findes i et senere indlæg.
Hvad er forskellen på jævnstrøm og vekselstrøm?
Der findes overordnet set to typer strøm og spænding. Den ene kaldes jævnstrøm eller jævnspænding, og den anden kaldes vekselstrøm eller vekselspænding. Forskellen ligger i, hvordan strøm og spænding opfører sig over tid. For at forklare dette nærmere, ser vi på hver type for sig.
Hvad er jævnstrøm (jævnspænding)
Jævnstrøm er, når strømmen løber konstant i én retning. Der er ingen svingninger og dermed ingen variation. Det betyder, at jævnstrømsteorien er væsentligt mere enkel end vekselstrømsteorien. I jævnstrøm har spoler og kondensatorer ingen tidsafhængig indvirkning på beregningerne. Dette uddybes yderligere i jævnstrømsteorien.
Det engelske udtryk for jævnstrøm er Direct Current, hvorfra forkortelsen DC stammer.
Hvad er vekselstrøm (jekselspænding)
Vekselstrøm er derimod kendetegnet ved en varierende spænding. Spændingen skifter mellem positive og negative værdier. På grund af den skiftende spænding vil strømmen løbe skiftevis i forskellige retninger. Da spændingen varierer over tid, vil både spoler og kondensatorer have indflydelse på beregningerne. Dette forklares nærmere i vekselstrømsteorien.
Det engelske udtryk for vekselstrøm er Alternating Current, hvilket giver forkortelsen AC.
Jævnstrøm- og vekselstrømssymboler
Der anvendes symboler for at adskille jævnstrøm og vekselstrøm. Jævnstrømssymbolet består af to parallelle streger, som symboliserer, at strøm og spænding har en konstant værdi.
Vekselstrømssymbolet består derimod af en bølge, som illustrerer, at spænding og strøm varierer i størrelse over tid. Symbolerne anvendes på elektriske komponenter for at vise, hvilken type spænding de anvender.
Den nørdede del
For at se lidt dybere på, hvordan strøm egentlig opstår, skal vi se på, hvordan materiale er opbygget. Materiale består af atomer, som indeholder protoner, neutroner og elektroner. Protonerne er positivt ladede, elektronerne er negativt ladede, og neutronerne er neutrale og har derfor ingen ladning.
Når disse partikler er bundet sammen i et atom, sker der ingen strøm. Hvis elektronerne derimod løsriver sig, opstår der en potentialeforskel, da de naturligt vil forsøge at finde tilbage til protonerne. Hvis der findes et lukket kredsløb, vil de frie elektroner bevæge sig tilbage mod deres protoner, hvilket skaber en strøm. Det er derfor, at strømmen i virkeligheden løber fra minus til plus, da de negativt ladede elektroner bevæger sig mod de positivt ladede protoner.
Strøm kan derfor defineres som elektroner i bevægelse. Bevægelse af elektroner udgør en elektrisk ladning, og dermed kan strøm beskrives som elektrisk ladning pr. tid. Formlen er:
![\[I=\frac{Q}{t} \]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-ea6ca3ddbcd2eb48a1541f049f767348_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
hvor
Q er den elektriske ladning målt i coulomb (C), og
t er tiden målt i sekunder (s).
Spænding er den energi, der tilføres af en strømkilde. Spænding betegnes normalt U, men der findes også andre betegnelser. Eksempelvis anvendes den elektromotoriske kraft ved batterier og generatorer, som betegnes E.
Spænding kan defineres som energi pr. elektrisk ladning og kan derfor beskrives med følgende formel:
![\[U=\frac{W}{Q}\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bd4fe0acfb3f0a3b3beca2a02665392b_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
hvor
W er energien målt i joule (J), og
Q er den elektriske ladning målt i coulomb (C).
Effekten i et kredsløb er, som beskrevet i elteorien, produktet af spænding og strøm:
![\[P=U \cdot I\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f83af8571a4f6f5f10504603d2682009_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Når man taler om effekt, siger man ofte, at effekt er energi pr. tid. Dette kan forklares ved hjælp af enhedsberegning, hvor enhederne for volt og ampere kombineres:
![\[V \cdot A=\frac{J}{C}\cdot \frac{C}{s}=\frac{J}{s}\]](https://elbogen.dk/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f007f83aa0c7826a832aada0d5b148b4_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Dermed ses det, at watt er lig med joule pr. sekund, hvilket bekræfter, at effekt er energi pr. tid.
