De wet van Ohm voor een stroomkring verbindt de drie belangrijkste grootheden in een elektrisch circuit: stroomsterkte, spanning en weerstand. De wet luidt: de stroomsterkte in een stroomkring is recht evenredig met de spanning over dat deel en omgekeerd evenredig met de weerstand ervan. In formulevorm is dit \(I=\frac{U}{R}\). Op deze pagina vind je de definitie van de wet van Ohm, de formule en alle drie de varianten, de eenheden, het verschil tussen een stroomkring en een gesloten circuit, opgaven en een interactieve simulator om jezelf te testen.
Wat is de wet van Ohm en de formule ervan
De wet van Ohm werd in 1826 ontdekt door de Duitse natuurkundige Georg Ohm. Hij beschrijft hoe de stroom in een geleider afhangt van de aangelegde spanning en de weerstand van de geleider zelf.
De basisformule van de wet van Ohm voor een stroomkring:
waarbij I = stroomsterkte, U = spanning over het onderdeel, R = weerstand van het onderdeel.
Uit deze ene formule kun je de andere twee afleiden — je kunt elke grootheid vinden als de andere twee bekend zijn:
- stroomsterkte: \(I=\dfrac{U}{R}\);
- spanning: \(U=I\cdot R\);
- weerstand: \(R=\dfrac{U}{I}\).
Om niet drie formules te hoeven onthouden, is de "driehoek van de wet van Ohm" handig: bedek met je vinger de grootheid die je zoekt — en je ziet direct hoe je deze berekent.
Driehoek van de wet van Ohm
In de driehoek staat de spanning U bovenaan, en de stroomsterkte I en weerstand R onderaan. Bedek de grootheid die je zoekt: als U en R horizontaal naast elkaar staan, vermenigvuldig je ze (\(U=I\cdot R\)); als de ene grootheid boven de andere staat, deel je de bovenste door de onderste (\(I=\frac{U}{R}\), \(R=\frac{U}{I}\)).
Eenheden en meetinstrumenten
Alle drie de grootheden van de wet van Ohm worden gemeten in SI-eenheden. Stroomsterkte in ampère, spanning in volt, weerstand in ohm. Het is belangrijk om precies deze eenheden in de formule in te vullen: als de weerstand in kilo-ohm (kΩ) of milliampère (mA) wordt gegeven, reken deze dan eerst om naar de basiseenheden.
| Grootheid | Symbool | Eenheid (SI) | Instrument |
|---|---|---|---|
| Spanning | U | volt, V | voltmeter |
| Stroomsterkte | I | ampère, A | ampèremeter |
| Weerstand | R | ohm, Ω | ohmmeter |
1 kΩ = 1000 Ω, 1 MΩ = 1 000 000 Ω, 1 mA = 0,001 A.Stroomkring en gesloten circuit
De wet van Ohm wordt in twee varianten geformuleerd, en het is belangrijk deze niet te verwarren.
De wet van Ohm voor een stroomkring beschrijft een afzonderlijk deel van een circuit zonder stroombron (bijvoorbeeld één weerstand): \(I=\dfrac{U}{R}\), waarbij U de spanning is over alleen dat deel.
De wet van Ohm voor een gesloten circuit beschrijft het gehele circuit inclusief de bron. Elke bron heeft een inwendige weerstand r, dus in de noemer komt een extra term:
Hier is ε (epsilon) de bronspanning (EMK), R de uitwendige weerstand van het circuit, r de inwendige weerstand van de bron. In een stroomkring reken je alleen met de uitwendige weerstand, in een gesloten circuit ook met de "weerstand in de batterij".
Serieschakeling en parallelschakeling
De wet van Ohm werkt voor één weerstand, maar ook voor een heel circuit met meerdere weerstanden — je moet alleen eerst de totale (vervangings)weerstand berekenen.
- Serieschakeling (weerstanden "in een ketting"): weerstanden tel je op — \(R=R_1+R_2+\dots\). De stroom door alle weerstanden is gelijk, de spanningen tel je op.
- Parallelschakeling (weerstanden "in een vertakking"): de omgekeerde waarden tel je op — \(\dfrac{1}{R}=\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{R_2}+\dots\). De spanning over alle takken is gelijk, de stromen tel je op.
Als je de totale R hebt gevonden, gebruik je de gewone wet van Ohm: \(I=\dfrac{U}{R}\).
Voorbeelden van opgaven over de wet van Ohm
Voorbeeld 1. Stroomsterkte berekenen
Opgave. Over een weerstand van \(R=4\) Ω staat een spanning van \(U=12\) V. Bereken de stroomsterkte \(I\).
Oplossing. We gebruiken de wet van Ohm:
Antwoord: de stroomsterkte \(I=3\) A.
Voorbeeld 2. Spanning berekenen
Opgave. Door een weerstand van \(R=100\) Ω loopt een stroom van \(I=0{,}5\) A. Bereken de spanning \(U\) over de weerstand.
Oplossing. We schrijven de wet van Ohm om naar spanning:
Antwoord: de spanning \(U=50\) V.
Voorbeeld 3. Weerstand berekenen (met omrekenen)
Opgave. Een lamp is aangesloten op \(U=220\) V, de stroom door de lamp is \(I=2\) A. Bereken de weerstand \(R\).
Oplossing.
Als de stroom in milliampère was gegeven, bijvoorbeeld \(I=200\) mA, rekenen we eerst om: \(200\ \text{mA}=0{,}2\) A, en dan pas delen.
Antwoord: de weerstand \(R=110\) Ω.
Voorbeeld 4. Circuit met twee weerstanden
Opgave. Twee weerstanden \(R_1=3\) Ω en \(R_2=6\) Ω zijn in serie geschakeld, de spanning over het geheel is \(U=18\) V. Bereken de stroomsterkte.
Oplossing. Bij een serieschakeling tel je de weerstanden op:
Nu gebruiken we de wet van Ohm voor het hele circuit:
Als dezelfde weerstanden parallel waren geschakeld, zouden we de totale weerstand anders berekenen: \(\frac{1}{R}=\frac{1}{3}+\frac{1}{6}=\frac{1}{2}\), dus \(R=2\) Ω.
Antwoord: \(I=2\) A.
Veelgemaakte fouten bij opgaven
-
Verwarren wat je door wat moet delen: schrijven R = I / U in plaats van R = U / I.
Houd de U-I-R-driehoek aan. Spanning U staat bovenaan, stroomsterkte I en weerstand R onderaan. De bovenste waarde deel je door de onderste: I = U/R en R = U/I. En U = I·R — omdat I en R naast elkaar staan.
-
Kilohm en milliampère invullen zonder om te rekenen naar basiseenheden.
Reken voor het invullen alles om naar SI-eenheden: 1 kΩ = 1000 Ω, 1 MΩ = 1 000 000 Ω, 1 mA = 0,001 A. Anders is je antwoord duizenden keren te groot of te klein.
-
Spanning en stroomsterkte verwarren, ze met dezelfde letter aanduiden of door elkaar halen.
Spanning is U (volt, voltmeter parallel). Stroomsterkte is I (ampère, ampèremeter in serie). Dit zijn verschillende grootheden met verschillende meetinstrumenten.
-
De formule I = U/R gebruiken voor een gesloten circuit en de inwendige weerstand van de bron vergeten.
Voor een stroomkring (zonder bron) is I = U/R correct. Voor een gesloten circuit met bron moet je de inwendige weerstand r meerekenen: I = ε/(R+r).
-
Denken dat je bij een serieschakeling de omgekeerde waarden moet optellen (zoals bij parallel).
Andersom: in serie tel je de weerstanden zelf op (R = R₁ + R₂), parallel tel je de omgekeerde waarden op (1/R = 1/R₁ + 1/R₂).
Vragen en antwoorden
Hoe luidt de wet van Ohm voor een stroomkring?
De stroomsterkte in een stroomkring is recht evenredig met de spanning over dat deel en omgekeerd evenredig met de weerstand. Formule: I = U/R, waarbij I = stroomsterkte (A), U = spanning (V), R = weerstand (Ω).
Wat is het verschil tussen de wet van Ohm voor een stroomkring en voor een gesloten circuit?
De wet voor een stroomkring (I = U/R) beschrijft een deel van een circuit zonder bron en kijkt alleen naar de weerstand R. De wet voor een gesloten circuit (I = ε/(R+r)) beschrijft het hele circuit inclusief de bron en houdt rekening met de inwendige weerstand r en de EMK ε.
Wat is EMK in eenvoudige taal?
EMK (elektromotorische kracht, aangeduid met ε) is de waarde die aangeeft hoeveel arbeid de stroombron (batterij, accu) verricht om de lading door het hele circuit te "duwen". Simpel gezegd is het de "spanning van de bron" bij een open circuit, als er nog geen stroom loopt. Het wordt gemeten in volt.
Hoe leid je spanning en weerstand af uit de formule I = U/R?
Spanning: U = I·R (stroomsterkte vermenigvuldigen met weerstand). Weerstand: R = U/I (spanning delen door stroomsterkte). Alle drie de formules zijn dezelfde vergelijking, geschreven voor verschillende grootheden.
In welke eenheden worden de grootheden in de wet van Ohm gemeten?
Stroomsterkte in ampère (A), spanning in volt (V), weerstand in ohm (Ω). Kilo-ohm (kΩ) en milliampère (mA) reken je voor het invullen om naar de basiseenheden: 1 kΩ = 1000 Ω, 1 mA = 0,001 A.
Hoe verandert de stroom als je de weerstand vergroot?
De stroom is omgekeerd evenredig met de weerstand. Als de spanning gelijk blijft en de weerstand 2 keer zo groot wordt, wordt de stroom 2 keer zo klein. Als de weerstand halveert, verdubbelt de stroom.
