Volt, ampère, ohm en watt

Spanning in volt beschrijft elektrisch potentiaalverschil. Stroom in ampère is de hoeveelheid lading per tijd die door een punt loopt. Weerstand in ohm geeft bij een ohmse component de verhouding tussen spanning en stroom. Vermogen in watt is energieoverdracht per seconde.

De wet van Ohm

Voor een lineaire ohmse belasting geldt V = I × R. Kent u spanning en stroom, dan is R = V/I. Kent u spanning en weerstand, dan is I = V/R. Kent u stroom en weerstand, dan is V = I×R. De calculator biedt alle drie de paren als aparte modus.

Ohm: V = I·R, I = V/R en R = V/I. Voor vermogen volgen P = V·I, P = I²R en P = V²/R.

Een gloeidraad, verwarmingselement of weerstand kan bij één werkpunt ongeveer zo worden beschreven. Veel elektronica, motoren en lampdrivers zijn niet lineair en hebben geen constante weerstand over alle omstandigheden.

Wattage uit volt en ampère

Bij gelijkspanning of een zuiver ohmse belasting is P = V × I. 230 volt en 10 ampère geeft 2.300 watt of 2,3 kilowatt. Het ohmse equivalent bij dat werkpunt is 23 ohm. Acht uur op exact dit vermogen gebruikt 18,4 kWh.

Bij wisselspanning met faseverschil is volt maal ampère het schijnbare vermogen in VA. Het werkelijk vermogen kan lager zijn door de vermogensfactor. Gebruik daarom niet blind 230 × typeplaatstroom voor het nuttige vermogen van een motor.

Stroom uit watt en volt

Voor een gelijkspannings- of zuiver ohmse belasting geldt I = P/V. Een apparaat van 2.300 W bij 230 V vraagt volgens dit model 10 A. Werkelijke apparaten kunnen een inschakelpiek, variabele belasting of harmonische stroom hebben.

De modus “elektrisch vermogen + spanning” behandelt P als elektrisch ingangsvermogen en neemt vermogensfactor één. Voor een motor met opgegeven mechanisch uitgangsvermogen kiest u de AC-modus, zodat rendement en cos φ worden meegenomen.

Eenfasige wisselstroom

Voor een eenvoudige eenfasige AC-benadering is werkelijk elektrisch ingangsvermogen P_in = V × I × cos φ. Als het typeplaatje nuttig uitgangsvermogen geeft, is P_in = P_uit/η. Samen wordt I = P_uit /(V × cos φ × η).

Rendement η wordt als decimaal gebruikt: 90 procent is 0,90. Een cos φ van 0,85 betekent dat het schijnbare vermogen groter is dan werkelijk ingangsvermogen. De calculator toont VA als P_in/cos φ.

Symmetrische driefasige belasting

Bij een symmetrische driefasige belasting met lijnspanning geldt P_in = √3 × V_lijn × I_lijn × cos φ. Voor nuttig uitgangsvermogen deelt u daarnaast door rendement bij het bepalen van stroom.

Driefasenstroom: I = P_uit /(√3 × V_lijn × cos φ × η).

Deze formule veronderstelt evenwichtige fasen en sinusvormige omstandigheden. Een nulgeleider, onbalans, frequentieregelaar of vervormde stroom vraagt uitgebreidere analyse en fabrikantgegevens.

230/400 volt in Nederland

Een gebruikelijke Nederlandse laagspanningsaansluiting heeft nominaal 230 V tussen fase en nul en 400 V tussen twee fasen, bij 50 Hz. De werkelijk gemeten spanning varieert binnen toegestane grenzen. Vul de spanning in die bij uw berekening hoort: fase-nul voor een eenfasige belasting en lijn-lijn voor de getoonde driefasenformule.

Een “krachtstroom”-aansluiting betekent niet automatisch dat ieder apparaat 400 V gebruikt. Aansluitschema, ster/driehoek, typeplaatje en netbeheerdergegevens zijn bepalend. Laat wijzigingen aan vaste installaties door een vakbekwaam installateur uitvoeren.

Weerstand is soms alleen een equivalent

De tool toont V/I als equivalentweerstand bij het berekende werkpunt. Voor een weerstandselement is dat zinvol. Bij een AC-motor bestaat de elektrische impedantie uit weerstand en reactantie; V/I is dan de grootte van impedantie en niet hetzelfde als koperdraadweerstand.

Bij een schakelende voeding kan de ingangsstroom niet eens een perfecte sinus zijn. Gebruik de getoonde ohmwaarde daar niet voor warmteberekening, componentkeuze of foutdiagnose. Raadpleeg schakelschema en meetmethode.

Watt, kilowatt en kilowattuur

Watt en kilowatt zijn vermogen: een tempo van energiegebruik. Eén kilowatt is duizend watt. Kilowattuur is energie: vermogen maal tijd. Een belasting van 2,3 kW gedurende acht uur gebruikt 18,4 kWh, als het vermogen constant blijft.

Een apparaat met thermostaat draait vaak niet continu op vol vermogen. Dan hebt u een inschakelduur of gemeten kWh nodig. De ureninvoer levert een theoretische energie bij constante belasting en geen voorspelling van een volledige jaarafrekening.

Vermogensfactor en rendement zijn verschillend

Vermogensfactor beschrijft de verhouding tussen werkelijk vermogen in watt en schijnbaar vermogen in VA. Rendement vergelijkt nuttig uitgangsvermogen met werkelijk elektrisch ingangsvermogen. Beide kunnen kleiner dan één zijn, maar vertegenwoordigen een ander verlies- of netbelastingsbegrip.

Een motor met 90% rendement zet 90% van het werkelijke ingangsvermogen om in nuttig mechanisch vermogen. Een cos φ van 0,85 verhoogt bij hetzelfde werkelijke vermogen de benodigde stroom en VA. Vermenigvuldig of verwissel de twee niet zonder de gekozen formule te begrijpen.

Beveiligingsstroom is geen ontwerpberekening

De vergelijkingsstroom deelt de berekende bedrijfsstroom door een zelf ingevoerde ampèrewaarde. Tien ampère tegenover zestien ampère is 62,5 procent. Dit percentage kiest geen zekering of installatieautomaat. Kabeldoorsnede, aanlegwijze, omgevingstemperatuur, lengte, spanningsval, kortsluitstroom, selectiviteit en inschakelgedrag zijn niet verwerkt.

Elektrische veiligheid: gebruik de uitkomst niet om zelfstandig een groep, kabel of beveiliging te dimensioneren. 230/400 V kan dodelijk zijn en brand veroorzaken. Laat ontwerp, aanleg en controle van de installatie aan een bevoegde vakpersoon.

Gelijkspanning, accu en zonnepanelen

Voor een DC-belasting kunt u V en I direct gebruiken. Een nominale 12 V-accu is tijdens laden of ontladen niet constant exact 12 V. Vermogen verandert mee met spanning en stroom. Accucapaciteit in ampère-uur is bovendien niet hetzelfde als energie in wattuur.

Voor zonne-installaties variëren paneelspanning en stroom met instraling, temperatuur en omvormerregeling. Het product van één meetpunt geeft momentaan vermogen, niet automatisch dagopbrengst. Voor opbrengst gebruikt u een tijdreeks of kWh-meter.

Inschakelstroom en piekvermogen

Motoren, transformatoren, condensatoren en sommige voedingen kunnen kortstondig veel meer stroom vragen dan hun normale bedrijfsstroom. De calculator gebruikt een stationair model en voorspelt geen piek. Ook een typeplaatje kan verschillende waarden voor start en bedrijf noemen.

Voor selectie van omvormer, generator of beveiliging zijn duur en vorm van de piek belangrijk. Raadpleeg fabrikantcurves en normen. Een apparaat dat gemiddeld binnen een ampèrewaarde blijft kan door een hoge startpuls toch uitvallen.

Meten en invoer controleren

Meet spanning parallel en stroom alleen met een geschikte methode in serie of via een stroomtang, volgens instrumentcategorie en veiligheidsinstructies. Een multimeter verkeerd aansluiten kan kortsluiting veroorzaken. Weerstand meet u normaal spanningsloos en met aandacht voor parallelle paden.

Alle gebruikte waarden moeten positief zijn; gebruiksduur mag nul zijn. Vermogensfactor en rendement liggen boven nul en maximaal één respectievelijk honderd procent. Kies de modus die exact overeenkomt met de bekende grootheden, want velden die worden berekend zijn tijdelijk uitgeschakeld.

Voorbeeld stap voor stap

Bij 230 V en 10 A in de V+I-modus is P = 2.300 W. R = 230/10 = 23 Ω. Omdat het eenvoudige model cos φ = 1 gebruikt, is schijnbaar vermogen eveneens 2.300 VA. In acht uur wordt 2,3 × 8 = 18,4 kWh gebruikt.

De verhouding met een ingevoerde 16 A is 10/16 × 100 = 62,5%. Dat is alleen een vergelijking. Zij zegt niets over toelaatbare continue belasting, leidingbeveiliging of normconform ontwerp.

Veelgestelde vragen over elektrische berekeningen

References

1. BIPM. SI Brochure: ampere, volt, ohm and watt.
2. OpenStax. Electric current and Ohm’s law.
3. Netbeheer Nederland. Consumenteninformatie over het elektriciteitsnet.