Polariteit van spanningsval in circuitanalyse begrijpen

In een typisch DC-circuit aangedreven door een enkele batterij, vloeit conventionele stroom van de positieve (+) pol naar de negatieve (–) pol. In het onderstaande voorbeeld circuleert de stroom met de klok mee door punten 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 en terug naar 1.

Wanneer de stroom door de 5 Ω weerstand vloeit, treedt een spanningsval op over zijn Polen. Per definitie wordt het uiteinde waar de stroom binnenkomt positief gemarkeerd, en het uiteinde waar de stroom vertrekt negatief. Dus is de spanningsval van de weerstand +10 V bij punt 3 ten opzichte van punt 4.

We kunnen de polariteit van elke spanningsval in het circuit annoteren met een eenvoudige regel: positief teken bij de stroom-invoeren, negatief teken bij de uitgang.

Hieronder is een uitgebreide tabel die de spanningpolariteit tussen elk paar referentiepunten in dit circuit opsomt:

 Tussen punten 1 (+) en 4 (–) = 10 V Tussen punten 2 (+) en 4 (–) = 10 V Tussen punten 3 (+) en 4 (–) = 10 V Tussen punten 1 (+) en 5 (–) = 10 V Tussen punten 2 (+) en 5 (–) = 10 V Tussen punten 3 (+) en 5 (–) = 10 V Tussen punten 1 (+) en 6 (–) = 10 V Tussen punten 2 (+) en 6 (–) = 10 V Tussen punten 3 (+) en 6 (–) = 10 V 

Hoewel het trivial kan lijken om polariteit in een simpele lus te noteren, is het beheersen van dit concept essentieel voor het analyseren van complexere netwerken die meerdere weerstanden, spanningsbronnen of beide bevatten.

Polariteit is onafhankelijk van de wet van Ohm

Polariteit speelt geen rol in berekeningen met de wet van Ohm—er zijn nooit negatieve waarden voor V, I of R in de wet van Ohm zelf. Andere elektrische vergelijkingen (bijv. de Spanningwet van Kirchhoff) rekenen wel expliciet met tekenconventies bij het optellen van spanningen rond een lus.

Kernpunt

• De polariteit van een spanningsval over een weerstandselement volgt de stroomrichting: + bij de ingang, – bij de uitgang.

Gerelateerde Werkbladen

• Spanningsdeler Circuits Werkblad