Stroom door een geleider

Stroom door een geleider, zoals een elektrische draad, is een fundamenteel concept in de elektriciteitsleer. Wanneer een spanning of potentiaalverschil wordt toegepast over een gesloten circuit, begint elektrische stroom door de geleider te vloeien. Dit gebeurt doordat elektronen, die zich in de geleider bevinden, worden gedwongen te bewegen in reactie op dit potentiaalverschil.

De stroomrichting wordt conventioneel beschreven als de beweging van positieve lading van de positieve pool naar de negatieve pool. Dit is een historische conventie die dateert uit de tijd voordat men wist dat elektronen, die negatief geladen zijn, verantwoordelijk zijn voor de stroom in de meeste geleiders. Daarom bewegen elektronen eigenlijk van de negatieve pool (kathode) naar de positieve pool (anode). De conventionele stroomrichting en de werkelijke beweging van elektronen zijn tegengesteld.

Stroom door een geleider wordt gemeten in ampères (A) en kan variëren in sterkte, afhankelijk van de aangelegde spanning en de weerstand van de geleider. De wet van Ohm, genoemd naar de Duitse wetenschapper Georg Simon Ohm, beschrijft de relatie tussen spanning (V), stroom (I) en weerstand (R) in een circuit en is van cruciaal belang bij het begrijpen van elektrische stromen.

Elektrische stroom speelt een essentiële rol in tal van toepassingen, waaronder verlichting, elektrische apparaten, communicatiesystemen en vele andere elektronische en elektrotechnische toepassingen. Het begrijpen van hoe stroom door geleiders vloeit, is van fundamenteel belang voor iedereen die betrokken is bij elektriciteit en elektronica.

Stroom door een geleider

Plaat A in afbeelding 9 bevat vele miljoenen atomen die positief geladen zijn.
Plaat B heeft vele miljoenen atomen die negatief geladen zijn.
Er bestaat dus een ladingsverschil tussen plaat A en plaat B, ook wel spanningsverschil genoemd.

Als verbinding wordt tussen beide platen een koperdraad aangebracht.
De positief geladen plaat A trekt dan eerst vrije elektronen van de koperdraad aan.
De koperdraad wordt hierdoor op zijn beurt ook positief geladen en trekt elektronen van de negatief geladen plaat B aan.
Zo ontstaat vervolgens een elektronenstroom via de geleidende koperdraad van plaat B naar plaat A. De stroom stopt als het ladingsverschil is opgeheven.

Samengevat:

Bij elektrische stroom verplaatsen elektronen zich door een geleider vanwege een ladingsverschil.

Spanning

Het ladingsverschil dat nodig is voor een verplaatsing van elektronen, heet spanningsverschil of kortweg spanning.

Weerstand

Of de elektronen zich makkelijk door een stof bewegen, hangt af van de vraag of de atomen van die stof veel vrije elektronen hebben.
Bij de ene stof komen de elektronen makkelijker vrij dan bij de andere.
De weerstand van een stof is de mate waarin de elektronen belemmerd worden in hun bewegingen. Bij een isolator is de weerstand dus enorm hoog.
Als in een elektrisch schema een element wordt ingebouwd om de stroom te verlagen, heet dat ook een weerstand.