Gelijkspanning, wisselspanning en de diode · waarom werkt een led maar één kant op?

Twee kringetjes, één brandt er

0:00Twee kringetjes, precies hetzelfde, met dezelfde batterij en dezelfde led. Alleen zit de led in het ene kringetje andersom om. In welk van de twee brandt hij? Niet nadenken over waarom. Kiezen.

Twee soorten spanning

0:17Eerst het verschil tussen twee soorten spanning, want daar hangt de rest aan vast. Een batterij heeft een vaste plus en een vaste min. De stroom loopt daardoor altijd dezelfde kant op. Dat heet gelijkspanning. Uit het stopcontact komt iets anders.

0:33Daar wisselt de spanning voortdurend van teken: de ene kant wordt plus, dan weer de andere, en dat gaat in Europa vijftig keer per seconde heen en weer. Dat heet wisselspanning, en de tweehonderddertig volt die erop staat is een soort gemiddelde over dat heen en weer.

0:51Voor een gloeidraad of een verwarmingselement maakt het niets uit: die worden warm, welke kant de stroom ook op gaat. Maar veel elektronica wil per se gelijkspanning. En daarom zit er in elke adapter iets dat de ene helft eruit haalt.

Eenrichtingsverkeer

1:09Dat "de ene helft eruit halen" doet een diode. Een diode laat stroom maar één kant op door. Sluit je hem zo aan dat de stroom de goede kant op wil, dan gaat hij open en gedraagt hij zich bijna als een gewone draad. Dat heet de doorlaatrichting.

1:25Draai je hem om, dan gaat er zo goed als niets doorheen. Dat heet de sperrichting. In het symbool zit die richting ingebouwd: een driehoekje met een streepje ervoor. Het driehoekje is een pijl, en die pijl wijst de kant op waar de stroom door mag.

1:43Kijk nog eens naar die twee kringetjes uit het begin. Welke brandt er, en waar kijk je naar om dat te zien?

De led

1:53Een led is een diode die oplicht zodra de stroom er doorheen gaat. Die letters staan voor light emitting diode. Dus alles van de diode geldt ook voor hem: één kant op werkt hij, andersom blijft hij donker. En dat is het antwoord op de vraag uit het begin: er brandt er precies één, en het is degene waarvan de pijl met de stroom meewijst.

2:15Twee dingen waarin een led verschilt van een gloeilampje. Hij gaat pas aan boven een bepaalde spanning, bij een rode zo rond de twee volt, en daaronder gebeurt er niets. En hij begrenst zijn stroom niet zelf: er moet altijd een weerstand bij in de kring, anders is hij meteen stuk.

2:36Daarom brandt hij ook niet een beetje als je hem omdraait. Het is niet zwakker. Het is uit.

Drie dingen om te onthouden

2:43Drie dingen. Gelijkspanning houdt zijn richting; wisselspanning wisselt van teken, in Europa vijftig keer per seconde. Een diode laat stroom maar één kant op door: de doorlaatrichting werkt, de sperrichting niet, en de pijl in het symbool wijst de kant op waar hij open is.

3:00En een led is zo'n diode die oplicht. Verkeerd om is niet zwakker, maar uit, en er hoort altijd een weerstand bij.

Twee vragen

3:10Twee vragen. Eén. Je hebt een schakeling met een led die niet brandt. Je meet en er staat gewoon spanning op de kring. Wat is het eerste dat je controleert? Twee. Waarom kun je een led niet zomaar rechtstreeks op een batterij aansluiten?

De antwoorden

3:29De eerste: of hij niet omgekeerd zit. Staat er spanning op en gebeurt er niets, dan is de sperrichting de eerste verdachte. Kijk waar de pijl in het symbool heen wijst en waar de plus zit. De tweede: omdat hij zijn eigen stroom niet begrenst.

3:46Zonder weerstand ernaast loopt de stroom op tot ver boven wat hij aankan, en dan is hij binnen een seconde stuk.

Een onderdeel dat de wet van Ohm niet volgt

3:53Een diode is het eerste onderdeel dat zich niet aan de wet van Ohm houdt. Op het kanaal staat een aparte video over wat die wet precies zegt, en over welke onderdelen zich er wél aan houden.