In deze paragraaf gaan we leren om de spanning en de stroomsterkte te meten. We doen dit met de stroommeter en de spanningsmeter.

De stroomsterkte kunnen we meten met een zogenaamde ampèremeter (ook wel stroommeter genoemd). De ampèremeter sluit je in serie met het onderdeel waarvan je de stroomsterkte wilt meten. Hieronder kan je zien hoe dit werkt. Aan één kant van het onderdeel haal je de draad of de draden los en dan stop je de ampèremeter hiertussen. Merk op dat de pluspool van de spanningsbron verbonden is met de plusingang van de ampèremeter en de minpool met de minkant.

         

Ampèremeters zijn zo gemaakt dat ze de rest van de schakeling niet beïnvloeden. Voor de ampèremeter betekent dit dat ze een weerstand hebben van (zo goed als) 0 Ω. Op deze manier kan de stroom er ongestoord doorheen stromen.

De spanning meten we met een zogenaamde voltmeter (ook wel spanningsmeter genoemd). De voltmeter sluit je parallel aan over het onderdeel waarvan je de spanning wilt meten. Dit doe je door de voltmeter aan beide kanten van een onderdeel aan te sluiten (zie de onderstaande afbeelding). Merk op dat de pluspool van de spanningsbron verbonden is met de plusingang van de voltmeter en de minpool met de minkant.

Ook de voltmeters zijn zo gemaakt dat ze de rest van de schakeling niet beïnvloeden. Voor voltmeters betekent dit dat ze een weerstand moeten hebben van (zo goed als) oneindig Ω. Op deze manier gaan de ladingen niet door de voltmeter heen en kunnen de ladingen ongestoord door het onderdeel stromen waarvan je de spanning wilt meten.


In sommige gevallen worden voltmeters niet direct over één onderdeel aangesloten. In dat geval is het van belang dat we iets beter snappen wat een voltmeter eigenlijk meet. In de volgende afbeelding zien we in rood aangegeven hoeveel volt een lading op verschillende plekken nog over heeft. Let erop dat we hier weer 'doen alsof' de stroom van plus naar min stroomt.



Als we een voltmeter op twee punten aansluiten, dan meet de voltmeter het spanningsverschil tussen deze twee punten. De linker voltmeter zit bijvoorbeeld tussen een spanning van 4V en een spanning van 12 V in. De voltmeter geeft daarom dus 12 - 4 = 8 V aan. Bij de rechter voltmeter is de spanning aan beide uiteinden 12 V. De voltmeter geeft hier dus 12 -12 = 0 V aan.

De stroom loopt altijd van een hoge spanning naar een lage spanning. In het linker voorbeeld gaat de stroom dus omhoog door de voltmeter. In het rechter voorbeeld is geen spanningsverschil. Hier loopt dus geen stroom doorheen.


Training
    Correct aansluiten van stroom- en spanningsmeters
  1. (2,3,4) Een persoon wil metingen verrichten aan een parallelschakeling met twee lampen.
    1. Teken hoe de schakeling eruit ziet als je de stroomsterkte wilt meten van de spanningsbron, de onderste lamp en de bovenste lamp.
    2. Doe nu hetzelfde, maar teken een realistische schakeling. Maak hiervoor gebruik van de volgende afbeeldingen. De linker ingang van de ampèremeter is de plusingang en de rechter ingang de miningang.
                               
  2. (2,3,4) Een persoon wil metingen verrichten aan een parallelschakeling met twee lampen.
    1. Teken hoe de schakeling eruit ziet als je de spanning wilt meten van de spanningsbron, de onderste lamp en de bovenste lamp.
    2. Doe nu hetzelfde, maar teken een realistische schakeling. Maak hiervoor gebruik van de onderstaande afbeeldingen. De linker ingang van de voltmeter is de plusingang en de rechter ingang de miningang.
                               
  3. (2,3,4) Geef de stroomsterkte bij de punten A t/m D.

  4. (2,3) Geef in de linker schakeling aan wat de spanning van de spanningsbron is en in de rechter schakeling wat de spanning van de lampjes is.
       


    5. Aflezen van de voltmeter met behulp van het spanningsverschil
  5. (3,4) Een leerling maakt de onderstaande schakeling.
    1. Leg uit dat de stroommeter in deze schakeling een weerstand van ongeveer 0 Ω moet hebben om de schakeling niet te beïnvloeden.
    2. Bereken de stroomsterkte die de stroommeter aanwijst.
    3. De leerling sluit nu ook een spanningsmeter aan tussen de punten A en C.

      Leg uit welke weerstand de spanningsmeter moet hebben om de schakeling niet te beïnvloeden.
    4. Bereken de spanning die de spanningsmeter aanwijst.
    (bron: examen HAVO 2013-1)
  6. (4) Een leerling heeft een zonvolgsysteem gemaakt. Dit is een opstelling met een zonnepaneel dat meedraait met de zon, zodat het zonnepaneel steeds loodrecht op de invallende zonnestralen staat. Het zonvolgsysteem bevat onder andere twee exact dezelfde LDR's met daartussen een schotje.

    Als de zon niet recht boven de twee LDR's staat, valt er een schaduw van het schotje op één van de twee LDR's. Dit is in de onderstaande afbeelding schematisch weergegeven:

    De leerling plaatst de twee LDR's in de volgende een schakeling met een elektromotor die de opstelling met het zonnepaneel kan laten draaien.

    1. Leg uit dat de motor niet werkt als er evenveel licht op beide sensoren valt.
    2. In het onderstaande diagram zien we hoe de weerstand van de LDR's afhangt van de lichtsterkte (gemeten in lux).

      Op een bepaal moment geeft de voeding een stroomsterkte van 100 mA. Op beide LDR's valt evenveel licht.
      Bereken de lichtsterkte in deze situatie.
    3. Na een tijdje is de zon een beetje gedraaid en valt er een schaduw over LDR2. De weerstand van LDR2 wordt hierdoor groter en als gevolg neemt de spanning over deze LDR toe.
      Leg uit of de stroom gaat lopen van punt B naar C of van punt C naar B
    (bron: examen VWO 2017-1)