Weerstand en veiligheid (Electriciteit)

*Weerstand en veiligheid*

-Elektrische weerstand:

Elektrische weerstand is een eigenschap van materialen om stroom minder goed door te laten. Dit noemen we ‘weerstand’.
Het is het omgekeerde van geleidingsvermogen.
Materialen hebben dus zowel geleidingsvermogen als elektrische weerstand.

-Georg Simon Ohm:

Georg Simon Ohm werd geboren op 16 maart 1787 in Erlangen, Duitsland. Zijn moeder heette Elizabeth Beck en zijn vader Johan Wolgang Ohm. Georg had één broer: Martin.
Martin zou later een bekende wiskundige worden.
Zijn vader en moeder hadden niet veel opleiding gehad.
Zijn moeder was de dochter van een kleermaker en zijn vader was slotenmaker. Maar Georg’s vader had zich tot hoog peil opgewerkt. Dus kregen Georg en Martin lessen van hun vader;
in wis- en natuurkunde, en in filosofie.

Georg studeerde aan de Universiteit van Erlangen.
Op 11 september 1817 werd hij leraar wiskunde en natuurkunde aan het Jesuiten Gymnasium van Keulen. Hij had daar een eigen laboratorium, waar hij onderzoek deed naar elektriciteit. In 1826 werd hij leraar aan de krijgsschool in Berlijn, en in 1833 werd hij directeur van het Polytechnicum te Neurenbuerg. En vanaf 1849, tot aan zijn dood, was hij hoogleraar te München.

Georg ontdekte het elektromagnetisme in 1820, maar deed nog meer onderzoek. In 1825 demonstreerde hij ‘de wet van Ohm’: U= I x R. Hierin is U de Spanning in Volt, I is stroom in Ampère en R de weerstand in Ohm. Georg was ervan overtuigd dat zijn wet klopte, omdat de verhouding van stroom, door de meeste materialen, een relatie had met de spanning, en de lengte van de draad.

Een jaar later, in 1826, ontwikkelde hij een theorie over de elektrische geleiding, in aansluiting op de warmtegeleidingtheorie van de wiskundige Jean Fourier. In 1827 verscheen het boek
'Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet'.
Hierin staat zijn complete theorie van elektriciteit.
Van 1839 tot 1844 hield Georg zich bezig met de gevoeligheid van het menselijk gehoor. Hij hield zich ook bezig met interferentie en gepolariseerd licht.

Georg overleed in 1854. Twee jaar voor zijn dood ontving hij de leerstoel voor natuurkunde aan de Universiteit.

-Geleider:

Een geleider is een materiaal dat elektriciteit goed doorlaat en een kleine weerstand geeft. Alle metalen zijn geleiders.
Ook koolstof, zuren en water met zouten erin zijn geleiders.

-Isolator:

Een isolator is een materiaal dat elektriciteit, geluid of slecht doorlaat en dus een hoge weerstand bied. Het verzwakt het betreffende signaal enorm, zodat het niet meer waarneembaar is. Maar als het signaal te sterkt is, komt het er alsnog doorheen. Een isolator houd het signaal niet tegen. Dit is natuurkundig onmogelijk.

-Supergeleider:

Een supergeleider heeft geen weerstand.
De elektronen bewegen zich dus vrij door het materiaal heen.
Een supergeleider geleid elektriciteit dus zeer goed.
Voorbeelden van supergeleidende materialen zijn: lood, tin en niobium. Verder zijn er heel veel supergeleidende materialen, maar die zijn alleen supergeleidend bij een zeer lage temperatuur.
Er worden nog steeds veel proeven gedaan om nieuwe supergeleidende toepassingen te ontdekken.

-Halfgeleider:

Een halfgeleider is een metaal die in principe niet geleid, maar toch geleidende eigenschappen heeft. Om een halfgeleider te creëren, worden enkele atomen vervangen door andere, ‘onbekende’ atomen. Zo ontstaat er een elektronenoverschot of juist elektronentekort. Er zijn twee soorten halfgeleiders: het N-type heeft meer elektronen dan normaal,
en het P-type heeft er minder. Silicium is een heel bekend halfgeleidend materiaal. Een halfgeleider geleid één richting op.