BioDome.nl - Natuurkunde

Natuurkunde

Doelstelling Gentherapie en Genetische manipulatie

Natuurkunde Het Système International (SI) Druk
Elektriciteit
Automatische Systemen
Kracht, Arbeid en Energie
Verandering van Kracht en Snelheid Trillingen en Tonen

Elektriciteit:

Elektrische lading.

Een neutraal atoom bestaat uit een positief geladen kern met electronen er omheen met een even grote negatieve lading. Positieve en negatieve lading trekken elkaar aan. Door deze elektrische aantrekkingskracht blijven dern en elektron bij elkaar.

De kleinste lading die er bestaat is de elementaire lading e: 1,60 • 10^-19 C (SI). De lading van één elektron is -1,60 • 10^-19 C (SI).

Het ladingstransport in een geleider gebeurt door de buitenste elektronen in de atomen. Door de geleider aan te sluiten op een spanningsbron stromen deze elektronen in de richting van de positieve pool van de bron. Deze elektronenstroom heeft een tegengestelde richting als de eletrische stroom I (SI). Een stroomsterkte van 1 A betekent 1 C/s.

Elektrische energie en vermogen.

De spanning U (in V) (SI) van een elektrische energiebron is de elektrische energie E (in J) (SI) die de bron aan 1 C lading meegeeft.

P_el = U • I

Met	U: de spanning in V
	I: de stroomsterkte in A
	P_el: het elektrisch vermogen in W

1 kilowattuur is de energie die een apparaat met een vermogen van 1000 W in 1 uur omzet.

Er geldt: 1 kWh = 3,6 • 10⁶ J.

Voor het rendement van een energieomzetter geldt:

E_nuttig P_nuttig
h = --------- ´ 100% = --------- ´ 100%
E_in P_in

Spanning en stroomsterkte.

Een stroommeter sluit je in serie aan op het apparaat waardoor je de stroomsterkte wilt meten.

Een spanningsmeter sluit je parallel aan op het apparaat waarover je de spanning wilt meten.

Multimeters gebruik je als spannings- en stroommeter.

Bij elk meetinstrument geldt: kijk goed naar de manier van aansluiten en het bereik.

De formule van Ohm luidt:

R = U/I

Met	R: de weerstand van het apparaat in V/A (in W)
	U: de spanning in V
	I: de stroomsterkte in A

De wet van Ohm luidt:

De stroomsterkte door een draad is techt evenredig met de spanning over de draad, zolang de weerstand van de draad constant blijft. In formule:

U/I = constante.

Ohmse weerstanden

Voor een draad geldt:

R = r • l/A

Met	R: de weerstand van de draad in W
	r: de soortelijke weerstand van het materiaal in W • m
	l: de lengte van het stuk draad in m
	A: de oppervlakte van de doorsnede in m²

In een serieschakeling zijn de weerstanden achter elkaar geschakeld. De totale spanning wordt over de weerstanden verdeeld. Hoe meer weerstanden, hoe kleiner de hoofdstroom en hoe kleiner de spanning over één weerstand. De stroom is door alle weerstanden even groot. Over de kleinste weerstand staat de kleinste (deel)spanning.

In een parallelschakeling zijn de weerstande naast elkaar geschakeld. Over elke weerstand staat dezelfde spanning. De stroom verdeelt zich over de verschillende weerstanden. Hoe meer weerstanden, hoe groter de hoofdstroom. Door de kleinste weerstand gaat de grootste (deel)stroom.

De vervangingsweerstand van weerstanden in serie is te berekenen met:

R_v = R₁ + R₂ + R₃ + ... enzovoort.

Korter genoteerd: R_v = S R.

De vervangingsweerstand van parallelgeschakelde weerstanden is te berekenen met:

1 1 1 1
---- = ---- + ---- + ---- + ... enzovoort.
R_v R₁ R₂ R₃

1 1
Korter genoteerd: ---- = S ----
R_v R

Spanningsdeling.

Om een bepaalde verhouding van spanningen te realiseren moet je weerstanden in dezelfde verhouding in serie schakelen.

Een schuifweerstand is te gebruiken als variabele weerstand en als spanningsdeler.

Werkwijze
Hoe wordt gentherapie precies uitgevoerd?