H12 Elektriciteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

12.1 Stroom en spanning

12.1 Stroom en spanning

12.1.1 Je kunt uitleggen hoe je de stroomkring door een apparaat opent en sluit.

12.1.2 Je kunt beredeneren in welke richting de stroom door een stroomkring beweegt.

12.1.3 Je kunt uitleggen of een diode de stroom doorlaat of tegenhoudt.

12.1.4 Je kunt uitleggen hoe je een led in een schakeling aansluit.

12.1.5 Je kunt berekeningen uitvoeren met de capaciteit, de stroomsterkte en de tijd.

Stroom kan alleen lopen als je een stroomkring hebt.

Soorten schakelaars

Wisselspanning en gelijkspanning

• Gelijkspanning (DC): Een batterij/accu heeft een                                                               + en - symbool en levert gelijkspanning

• Wisselspanning (AC): Spanning wisselt                                                                          50 x per seconde van (+) en (-).

• Apparaten voor wisselspanning en gelijkspanning kan je niet zomaar door elkaar gebruiken.

Capaciteit:

• De hoeveelheid elektriciteit opgeslagen in een batterij.
  
• Wordt opgegeven in mAh of Ah
  
• 2 000 mAh gaat twee keer zo lang mee als een batterij van 
  

       1 000 mAh

12.1 Stroom en spanning

12.2 Spanning transformeren

12.2.1 Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen hoogspanning, netspanning en veilige spanning.

12.2.2 Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met: de netspanning in Nederland is 230 V/50 Hz.

12.2.3 Je kunt uitleggen waarom veel apparaten een eigen adapter (netstekkervoeding) hebben.

12.2.4 Je kunt beschrijven hoe een transformator energie opneemt, omzet en weer afstaat.

12.2.5 Je kunt berekenen hoe een transformator de spanning transformeert.

12.2.6 Je kunt berekeningen uitvoeren met het opgenomen en afgegeven vermogen van een (ideale) transformator.

12.2.1 Je kunt uitleggen wat het verschil is tussen hoogspanning, netspanning en veilige spanning.

12.2.2 Je kunt toelichten wat wordt bedoeld met: de netspanning in Nederland is 230 V/50 Hz.

12.2.3 Je kunt uitleggen waarom veel apparaten een eigen adapter (netstekkervoeding) hebben.

12.2.4 Je kunt beschrijven hoe een transformator energie opneemt, omzet en weer afstaat.

12.2.5 Je kunt berekenen hoe een transformator de spanning transformeert.

12.2.6 Je kunt berekeningen uitvoeren met het opgenomen en afgegeven vermogen van een (ideale) transformator.

1. Ik kan uitleggen waarom op het elektriciteitsnet verschillende spanningen worden gebruikt.

Link

De generatoren van een elektriciteitscentrale of een windmolenpark produceren een wisselspanning, net als een dynamo. 

Het handige is dat je wisselspanning gemakkelijk kunt omzetten in een hogere of een lagere spanning. 

Je zegt dan dat de wisselspanning omhoog of omlaag wordt getransformeerd. Het apparaat dat de spanning transformeert, heet een transformator.

netspanning

Polariteit wisseld

frequentie is 50 Hz

Effectieve spanning is 230V

Wisselspanning vs. Gelijkspanning

Wisselspanning en gelijkspanning

Gelijkrichter

Diodes worden o.a. gebruikt in 'gelijkrichters'.

Een gelijkrichter zet wisselspanning (AC) om in gelijkspanning (DC)

Een gelijkrichter wordt o.a. gebruikt bij een adapter.

Toepassing van een transformator

• adapters 
• speelgoedtreintjes
• computer
• oplader (telefoon/tablet/...)
• maken van hoogspanning
• schakelhuisje voor een stad
• schakelhuisje in de straat
• deurbel
• ...

Transformator

Formule:

Een transformator:

• Zet een hoge spanning op naar een lage spanning of omgekeerd

Transformator:

De spanning of het aantal windingen uitrekenen.

Formule

​U​s​​​​U​p​​​​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​

      = spanning primaire spoel

      = spanning secundaire spoel

      = aantal windingen

          primaire spoel

      = aantal windingen

          secundaire spoel

U​p​​

U​s​​

N​p​​

N​s​​

Herhaling: rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

Ideale transformator

Bij een ideale transformator is er geen vermogensverlies en geldt dat het vermogen aan de primaire kant gelijk is aan het vermogen van de secundaire kant. 

Eventueel demo 6

12.3 Serie en Parallelschakeling

12.3.1 Je kunt herkennen of schakelonderdelen in serie of parallel zijn geschakeld.

12.3.2 Je kunt uitleggen waarom elektrische apparaten parallel worden geschakeld.

12.3.3 Je kunt de regels toepassen voor de spanning en stroomsterkte in een serieschakeling.

12.3.4 Je kunt de regels toepassen voor de spanning en stroomsterkte in een parallelschakeling.

12.3.5 Je kunt de vervangingsweerstand berekenen van een serie- en van een parallelschakeling.

12.3.6 Je kunt de formules voor vermogen en energie toepassen in serie- en parallelschakelingen.

12.3.1 Je kunt herkennen of schakelonderdelen in serie of parallel zijn geschakeld.

12.3.2 Je kunt uitleggen waarom elektrische apparaten parallel worden geschakeld.

12.3.3 Je kunt de regels toepassen voor de spanning en stroomsterkte in een serieschakeling.

12.3.4 Je kunt de regels toepassen voor de spanning en stroomsterkte in een parallelschakeling.

12.3.5 Je kunt de vervangingsweerstand berekenen van een serie- en van een parallelschakeling.

12.3.6 Je kunt de formules voor vermogen en energie toepassen in serie- en parallelschakelingen.

Serieschakeling

Welke regels gelden voor een serieschakeling?

I_tot = .....

U_tot = ....

R_tot = ....

Parallelschakeling

Welke regels gelden voor een parallelschakeling?

U_tot = .......

I_tot =......

R_tot = .....

H12.4 Elektriciteit en veiligheid

12.4.1 Je kunt beschrijven hoe de elektrische installatie van een woonhuis in elkaar zit.

12.4.2 Je kunt uitleggen hoe geleiders en isolatoren in een huisinstallatie worden toegepast.

12.4.3 Je kunt beschrijven welke gevaren het gebruik van elektriciteit met zich meebrengt.

12.4.4 Je kunt uitleggen wat er precies aan de hand is bij kortsluiting en bij overbelasting.

12.4.5 Je kunt de functie beschrijven van zekeringen, aardlekschakelaars en aardleidingen.

12.4.6 Je kunt uitleggen hoe dubbele isolatie en transformatoren zorgen voor meer veiligheid.

12.4.1 Je kunt beschrijven hoe de elektrische installatie van een woonhuis in elkaar zit.

12.4.2 Je kunt uitleggen hoe geleiders en isolatoren in een huisinstallatie worden toegepast.

12.4.3 Je kunt beschrijven welke gevaren het gebruik van elektriciteit met zich meebrengt.

12.4.4 Je kunt uitleggen wat er precies aan de hand is bij kortsluiting en bij overbelasting.

12.4.5 Je kunt de functie beschrijven van zekeringen, aardlekschakelaars en aardleidingen.

12.4.6 Je kunt uitleggen hoe dubbele isolatie en transformatoren zorgen voor meer veiligheid.

Meterkast

Hiernaast zie je de onderdelen van een meterkast. 

De volgende onderdelen moet je kennen:

• Hoofdkabel
• Een groep
• kWh-meter
• Zekering
• Aardlekschakelaar
• 
  

Enkele isolatie

Dubbele isolatie

Kortsluiting

Overbelasting

Dubbele isolatie

Zekering of smeltveiligheid

maximaal 16 A

installatie automaat

Aardlekschakelaar 

Randaarde