Stroombaan

Stel jouself ʼn wêreld sonder elektrisiteit voor – huiswerk doen by kerslig, water op ʼn vuur kook om te kan bad, geen televisie, rekenaars, selfone of speletjies nie! Pikdonkerte en koue totdat die son weer sy kop oplig om lig en hitte aan die wêreld te verskaf. Dis byna ondenkbaar dat dít nie te lank gelede nie die norm was.

Ons is baie gelukkig om in ʼn tyd van elektrisiteit en talle ongelooflike tegnologiese uitvindings te leef en dink baie keer nie eers aan hoe dit presies werk nie. Ons stap by die huis in, skakel die lig by ʼn skakelaar aan, sit die televisie met die afstandbeheer aan, en as dit beurtkrag is, gryp ons flitse en kampliggies om in die donker te kan sien. ¹

Elektrisiteit spring egter nie deur die lug tot in ons huise nie, en ʼn flits kan ook nie sonder batterye werk nie. Net soos ʼn motor nie sonder ʼn pad kan ry nie, net so het ons ʼn baan of stelsel nodig om te verseker dat elektrisiteit tot by ʼn skakelaar vloei, wat ons weer in staat stel om ʼn lig of toestel aan en af te skakel. Dié stelsel word ʼn stroombaan genoem.

Elektriese stroombane is paaie vir die oordrag van ʼn elektriese stroom of die verskuiwing of beweging van elektrisiteit. Met sulke stroombane kan elektrisiteit gebruik word om krag aan ligte en vele ander elektriese toestelle – soos ketels, televisies, rekenaars en oonde – te verskaf.

Dele van ʼn stroombaan

ʼn Elektriese stroombaan moet ʼn kragbron hê, drade waardeur elektrisiteit kan vloei of beweeg, asook ʼn toestel soos ʼn gloeilamp of ʼn motor wat deur die elektriese stroom aangedryf word. Al hierdie dele moet verbind word, sodat die stroom sonder onderbreking kan vloei. Die elektrisiteit of stroom vloei in ʼn sirkel of baan, vandaar die benaming stroombaan.

Vir klein draagbare toestelle, soos flitse, verskaf batterye (of selle) die krag. In ʼn huis of skool kry die meeste toestelle krag uit die elektrisiteit wat deur die plaaslike kragstasie verskaf word.

Die geleidingsdrade wat die elektrisiteit vervoer of dra, is van metaal gemaak en word met plastiek of rubber bedek. Metaal, soos koper, is ʼn goeie geleier van elektrisiteit, wat beteken dat elektrisiteit maklik en vinnig deur die draad kan beweeg. Die plastiek of rubber om die draad isoleer die elektrisiteit. Elektrisiteit is baie gevaarlik, en die isoleerder keer dat mense en diere nie skok nie. ²

Alle elektriese stroombane het skakelaars waarmee die vloei van die elektriese stroom deur die stroombaan beheer kan word. As iemand ʼn ligskakelaar in ʼn vertrek aanskakel of die knoppie op ʼn flitslig druk, word die stroombaan voltooi, met ander woorde die elektrisiteit of energie van die battery kan deur die kabels en toestel vloei. As die skakelaar afgeskakel word, onderbreek dit die stroombaan, stop die stroom en gaan die lig af.

Verskillende soorte stroombane

Elektriese stroombane kan een van twee soorte wees: ʼn serie- of ʼn parallelstroombaan.

In ʼn seriestroombaan word al die dele van die stroombaan een ná die ander verbind om ʼn lus (loop in Engels) of sirkel te vorm. Die elektriese stroom wat deur een deel vloei, sal deur die volgende deel vloei, en so aan. In ʼn seriestroombaan is die stroom oral ewe sterk. Die stroombaandiagram langsaan beeld ʼn seriestroombaan uit. As jy egter byvoorbeeld ʼn ekstra gloeilamp by die stroombaan sou voeg, sal die stroom swakker word en al die gloeilampe dowwer brand. As een deel van die seriestroombaan sou breek of uitbrand, word die hele stroombaan verbreek en sal nie een van die ander komponente of dele van die stroombaan meer werk nie.

ʼn Parallelstroombaan het verskillende paaie of roetes. Die elektriese stroom word verdeel, en slegs ʼn deel daarvan vloei deur ʼn sekere pad. Elke pad kan afsonderlik van die ander aan- of afgeskakel word. In ʼn parallelkring van ligte, byvoorbeeld, kan sommige of al die ligte gebruik word. Die stroombaandiagram langsaan beeld ʼn parallelstroombaan uit.

Hoe beweeg elektrisiteit in ʼn stroombaan?

Materiale soos koper wat elektrisiteit gelei (sodat dit vrylik kan vloei) word geleiers genoem, en materiale wat nie toelaat dat elektrisiteit so maklik deur hulle gaan nie, soos rubber en plastiek, word isoleerders genoem. Nou is die vraag: Wat maak koper ʼn geleier en rubber ʼn isoleerder?

ʼn Elektrisiteitstroom is ʼn bestendige vloei van elektrone. As elektrone van een plek na ʼn ander beweeg, in ʼn sirkel, dra hulle elektriese energie van een plek na ʼn ander, soos miere wat blare in ʼn netjiese ry dra. Pleks van blare, dra elektrone ʼn klein hoeveelheid elektriese lading. ³

Elektrisiteit kan deur iets beweeg as sy struktuur toelaat dat elektrone maklik daardeur beweeg. Metale soos koper het “vrye” elektrone wat nie styf aan mekaar gebind is nie. Hierdie elektrone vloei vry deur die koper, en dít is wat ʼn elektriese stroom in staat stel om te vloei.

In rubber is die elektrone digter gebind. Daar is geen vrye elektrone nie, en gevolglik vloei elektrisiteit glad nie deur rubber nie. Daar word gesê dat geleiers wat elektrisiteit vrylik laat vloei, ʼn hoë geleiding en ʼn lae weerstand het; isoleerders wat nie elektrisiteit deurlaat nie, is die teenoorgestelde: Hulle het ʼn lae geleiding en ʼn hoë weerstand.

Om elektrisiteit te laat vloei, moet daar iets wees om die elektrone saam te druk of stoot. Dit word ʼn elektromotoriese krag (EMF) genoem. ʼn Battery of ʼn kragaansluiting skep die elektromotoriese krag wat ʼn stroom elektrone laat vloei. Elektromotoriese krag staan ook as spanning bekend.

Gelykstroom en wisselstroom

Elektrisiteit kan op twee verskillende maniere in ʼn stroombaan beweeg. Soms beweeg elektrone soos ʼn renmotor op ʼn baan, altyd in dieselfde rigting. Hierdie soort elektrisiteit word gelykstroom (direct current of DC) genoem. Die meeste speelgoed en klein elektriese apparate se stroombane werk só.

Groter toestelle gebruik ʼn ander soort elektrisiteit wat wisselstroom (alternating current of AC) genoem word. In plaas daarvan om altyd in dieselfde rigting te vloei, verander die elektrone gedurig van rigting – ongeveer 50 tot 60 keer per sekonde.

Dink aan ʼn flitslig. Met gelykstroom vloei nuwe elektrone deur die filament, wat dit verhit en lig afgee. Met ʼn wisselstroom beweeg dieselfde elektrone heen en weer. Albei stroomtipes kan die flits laat werk, al vloei dit op verskillende maniere. Die meeste ander elektriese toestelle kan ook met óf gelykstroom, óf wisselstroom werk, maar in sommige stroombane moet DC na AC omgeskakel word, of andersom.

Belangrike simbole met betrekking tot stroombane

Wanneer ʼn mens ʼn stroombaandiagram moet teken, word internasionale simbole gebruik om die komponente uit te beeld. Hier is ʼn paar simbole wat algemeen gebruik word:

Komponent	Simbool	Beskrywing
geleidingsdraad	__________________________	Die draad waardeur die elektrisiteit of stroom vloei, word met ʼn swart lyn voorgestel en verbind al die dele van die stroombaan met mekaar.
gloeilamp		ʼn Gloeilamp word deur ʼn sirkel met ʼn kruisie uitgebeeld.
motor		ʼn Motor se simbool is ʼn sirkel met die letter “M” in die binnekant.
gonser		ʼn Gonser (buzzer) lyk soos ʼn halwe sirkel met twee lyntjies wat ondertoe wys.
sel		ʼn Sel word voorgestel deur ʼn lang en ʼn kort strepie. Die positiewe pool of kant van die sel word met die lang strepie uitgebeeld, en die negatiewe pool met ʼn kort strepie. Soms word ʼn “+” by die positiewe en ʼn “–” by die negatiewe pool geskryf.
battery		Twee of meer selle saam word ʼn battery genoem.
oop skakelaar		ʼn Skakelaar word deur twee sirkels en ʼn strepie uitgebeeld. As die strepie in die lug staan, is die skakelaar af omdat die stroom dan gebreek is.
geslote skakelaar		As die strepie plat lê, is die skakelaar aan en kan die stroom deur die skakelaar na byvoorbeeld die gloeilamp of gonser beweeg.

Woordbank

batterye	‘n Elektriese sel waardeur elektrisiteit deur chemiese reaksie opgegaar word.
ondenkbaar	Wat jy jou nie kan voorstel nie; ongelooflik, onverstaanbaar.
isoleer	Met ‘n materiaal soos plastiek bedek, byvoorbeeld ‘n elektriese draad.
elektrone	Baie klein, negatief gelaaide deeltjies (partikels) wat in die energievlakke van ’n atoom rondbeweeg. Elektrone maak die vorming van chemiese verbindings moontlik.
filament	ʼn Dun stukkie draad in die gloeilamp.
lading	Hoeveelheid elektrisiteit in die toestel.
geleiding	Die neem/vervoer van…

Lees hierdie artikels om nog meer te leer

• Stroombane
• Wat is ‘n stroombaan, en wie het dit uitgevind?
• Maak só maklik jou eie stroombaan
• Metale en niemetale
• Isoleerders en isolering
• Onwettige elektrisiteitsaansluitings

Kyk na hierdie video’s om nog meer te leer

Die krag van stroombane

Stroombane: serie en parallel

Inleiding tot eenvoudige stroombane