samenvatting elektriciteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

3E samenvatting elektriciteit

15 minuten Stil werken aan de d-toets

Instructie

Aan de slag

1.1 leerdoelen

• Je kunt de onderdelen van een elektriciteitscentrale beschrijven.
• Je kunt de kenmerken van gelijkspanning en wisselspanning met elkaar vergelijken.
• Je kunt uitleggen waarom in het elektriciteitsnet verschillende spanningen worden gebruikt.  
• je kunt het principe van een transformator uitleggen
• je kunt aan de hand van verhouding van het aantal windingen de spanningsverhoging of spanningsverlaging in een transformator berekenen

herhaling: Grootheden en eenheden

..

herhaling

herhaling

herhaling 

herhaling

herhaling

De lamp boven je bureau geeft licht. Dit kan alleen als de lamp is aangesloten                    een stopcontact. Er staat dan een spanning van 230 V                      de aansluitpunten van de lamp. De lamp staat                         spanning. Er loopt een elektrische stroom                      de lamp.

door

onder

op

over

Werking elektriciteitscentrale

- De brander verhit water tot stoom.

- De stoom drijft een turbine (rad) aan.

- De generator (grote dynamo) wekt 

   wisselspanning op.

- De condensor maakt van stoom weer water.

Inductie

• De generator wekt stroom op door Inductie
• Spoel & magneet
• Magneet beweegt --> spanning verandert -->
• Wisselspanning, ook wel inductiespanning

phet.colorado.edu

Dynamo 

• magneet & spoel
• fietswiel draait --> magnetisch veld veranderd in de spoel --> stroom opgewekt --> lamp gaat branden
• Zelfde in een generator!

Dynamo 

• 1 omwenteling van de dynamo 
• magneetveld richting verandert 2x
• = dus 1 periode van de spanning-tijd grafiek

Demo 2

Veldlijnen visualiseren:

Om een magneet veld visueel

te maken gebruiken we vaak

veldlijnen (zie afbeelding). Deze

veldlijnen gaan van de N-kant 

naar de Z-kant. Belangrijk is dat 

de pijl niet aan het einde, maar het midden staat.

Transformator

Ideale transformator

1.1 in het kort

• elektriciteitscentrale > hoogspanningskabels > transformatorstation > transformatorhuisje > woning
• Met een transformator kan je de spanning omhoog of omlaag transformeren om zo energie te besparen 
• Transformator bestaat uit een primaire en een secundaire spoel. 
  
• Een ideale transformator heeft een rendement van 100%.
  

Formule:

Een transformator:

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

Transformator:

De spanning of het aantal windingen uitrekenen.

Het begint in de meterkast

De huisinstallatie

Parallelschakeling

Alle apparaten thuis zijn parallel geschakeld, dat betekent: 

- ze krijgen allemaal 230 V

- Utot = U1 = U2 = U3

- je kunt ze apart inschakelen

Hoe zit het met de spanning (U) in een parallelschakeling?

1. Elk apparaat krijgt een deel van de spanning
2. Elk apparaat krijgt de volledige spanning

Hoe zit het met de stroomsterkte (I) in een parallelschakeling?

1. De stroomsterkte is overal even groot
2. De stroom moet worden verdeeld

Hoe zit het met het vermogen (P) in een parallelschakeling?

1. Het vermogen kan je altijd bij elkaar optellen
2. Het vermogen moet ik optellen en dan delen door het aantal apparaten

In een parallelschakeling

- is de spanning overal gelijk

- is de stroomsterkte niet 

   overal gelijk (hangt van het

   vermogen af)

- Het vermogen van één groep

   kun je altijd bij elkaar optellen

Het totale vermogen bereken je met:

P​tot​​=U⋅I​tot​​

Op één groep van een huisinstallatie zijn de volgende apparaten aangesloten:
- magnetron (800 W)
- waterkoker (2000 W)
- Afzuigkap (150 W)
- Zes ledlampen (elk 3 W)

Bereken de totale stroomsterkte in de groepsleiding.

Fasedraaden nuldraad

Bruin - fasedraad

Blauw - nuldraad

Bruin 230V - Blauw geen spanning

Schakelaar naar lamp zwarte draad

 - Schakeldraad: Alleen spanning als schakelaar aan staat

Fasedraad

Nuldraad

Schakeldraad

Aardedraad

Overbelasting

Stroom per groep mag niet meer dan 16A zijn. 

Meer = brandgevaar

Teveel apparaten =overbelasting

Zolang totale vermogen niet meer 

dan 3,7 kW is, geen probleem

Kortsluiting:

Weerstand klein in elektriciteitsdraden.

Als stroom een ander weg (niet door apparaat) kan nemen

 - Kortsluiting: veel te kleine weerstand

Kortsluiting

Als de fasedraad en nuldraad direct met elkaar in contact komen, gaan alle elektronen daar heen, er gaan geen elektronen meer door het apparaat, vandaar de naam kortsluiting

Veiligheids

maatregelen

Isolatie

Zekeringen 

Aardlekschakelaar

Randaarde

Zekeringen

Groepszekering: deze springt boven 

de 16 A om brand door oververhitting 

te voorkomen.

Installatieautomaat: een 

elektronische zekering.

Enkele/dubbele isolatie

Bij een apparaat met dubbele isolatie is er een extra isolatielaag en meestal een plastic buitenkant.

Dubbele isolatie

KEMA 

keur

Aardlekschakelaar

Deze vergelijkt de stroom tussen de fasedraad en nuldraad. Is deze groter dan 30 mA, dan springt de aardlekschakelaar.

Aardlekschakelaar; springt bij een lekstroom van 30 mA en voorkomt schokken.

Randaarde

Een geel/groene draad die via de metalen buitenkant van een apparaat via het snoer naar de rand van het stopcontact gaat.

De randaarde voorkomt stromen door je lichaam.

 

Aardlekschakelaar + Randaard

Het is toch helemaal fout gegaan, en een huisgenoot staat onder stroom. Ik:

1. Grijp hem vast en trek hem weg van de bron.
2. Ik pak een houten bezemsteel en sla hem weg van de bron.

1.4 Elektriciteit en veiligheid

Gevaren van elektriciteit

• Hoe groot de stroomsterkte is hangt af van de spanning en de weerstand van je lichaam, je lichaam geleidt de stroom vrij goed: lichaamsweerstand

• De grootste weerstand vindt plaats op waar de stroom het lichaam in- en uitgaat: aanrakings- en contactweerstand 

Wat hebben we geleerd

Er zijn verschillende maatregelen genomen om veiligheid in je huis te verbeteren

brand kan ontstaan door overbelasting of kortsluiting

Hoe een aardlekschakelaar werkt