2.3 Elektriciteit in huis 1

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

Elektriciteit in huis (2.3)

Wat gaan we doen vandaag?

Voorkennis

Heb jij al eens een schok gehad door elektriciteit ?

Leerdoelen

1. Je kunt de totale stroomsterkte in een groepsleiding berekenen.
   
2. Je kunt het totale vermogen berekenen dat op een groep is aangesloten.
   
3. Je kunt berekenen of in een groep overbelasting optreedt.
   
4. Je kunt uitleggen tegen welke gevaren de onderdelen van de huisinstallatie beschermen.
   

Introductie

De lijst met activiteiten waarvoor je elektrische energie nodig hebt, is lang. Gamen, informatie zoeken, koffiezetten, muziek luisteren, douchen, tv-kijken, de was doen: als de elektriciteit uitvalt, is dat allemaal niet meer mogelijk.

De huisinstallatie

Door de muren en plafonds van een woonhuis loopt een netwerk van elektriciteitsdraden: de huisinstallatie. Daardoor kun je overal in huis gebruikmaken van elektrische energie. In figuur 1 zie je hoe de hoofdleiding bij de voordeur het huis binnenkomt. 

Na de energiemeter splitst de leiding zich in vier tot zes parallelle groepen. 

De meterkast

Elektriciteit komt het huis binnen via de meterkast. In een meterkast zitten altijd de volgende onderdelen:

• De kilowattuur-meter: hier wordt gemeten hoeveel elektriciteit je gebruikt (en dus hoeveel je moet betalen)
• Hoofdschakelaar: hiermee kan de elektriciteit in het hele huis aan en uitgezet worden. Dit mag alleen het elektriciteitsbedrijf doen. Doe dit dus nooit zelf!
• Zekeringen: deze zetten de stroom in een deel van het huis uit als er teveel apparaten tegelijk aan staan of als er kortsluiting is
• Aardlekschakelaar: meet of er stroom weglekt in huis, dit is namelijk gevaarlijk. Als dat gebeurt, schakelt hij de stroom uit

Onderdelen van een meterkast

Op de foto's op deze bladzijde staan voorbeelden van 

de onderdelen van de meterkast.

Jullie opdracht voor vandaag is om te kijken of je deze 

onderdelen thuis in de meterkast kan vinden!

kilowattuur-meters
links nieuw- rechts oud

hoofdschakelaar

zekeringen

Aardlekschakelaar

Spanning en stroomsterkte

Een groep bestaat uit een aantal parallel geschakelde vertakkingen die elk naar één stopcontact of één lichtpunt leiden. Dat betekent dat er op elk lichtpunt en elk stopcontact een spanning staat van 230 V. De spanning U is dus overal in de groep even groot:

U = U1 = U2 = U3 = ... = 230 V

Als een apparaat aanstaat, loopt er stroom door de vertakking waarop het apparaat is aangesloten. Hoe groter het vermogen van het apparaat is, des te groter is de stroomsterkte. Als je de stroomsterkten in alle takken bij elkaar optelt, vind je de totale stroomsterkte

I tot in de groep. In formulevorm:

Itot =I1 +I2 +I3 + ...

Formules voor stroomsterkte en vermogen bij de huisinstallatie

             Dus stromen mag je optellen        

   

             Vermogens mag je optellen om het totale vermogen te                        krijgen.

I​totaal​​=I​1​​+I​2​​+I​3​​+I​4​​+...

P​totaal​​=P​1​​+P​2​​+P​3​​+...

Het totale vermogen bereken je met:

P​tot​​=U⋅I​tot​​

Het maximale vermogen op een groep met een zekering van 16 A.

Het maximale vermogen op een groep met een zekering van 16 A.

P​max​​=U⋅I​max​​

=230⋅16

=3680W

=3,7kW

Fasedraaden nuldraad

Bruin - fasedraad

Blauw - nuldraad

Bruin 230V - Blauw geen spanning

Schakelaar naar lamp zwarte draad

 - Schakeldraad: Alleen spanning als schakelaar aan staat

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

Zelfstandig werken

• Wat: lees je Nova boek blz. 80 t/m 85 en maak opgaven 27 t/m 29 op blz.87.
  
• Hoe: helemaal stil!
  
• Hulp: docent
  
• Tijd: 20 minuten lang
  
• Huiswerk: opdrachten 30 t/m 37 van paragraaf H 2.3 op blz. 87 t/m 89.
  
• Klaar?: dan plusstof Zonnepanelen doorlezen en opgaven maken.

Met welke twee formules kun je de totale stroomsterkte in een groep berekenen?

Wat zijn de verschillen tussen een fasedraad, een nuldraad en een schakeldraad?

Hoe kan het dat een apparaat met een klein vermogen soms verrassend veel energie verbruikt?

Opdracht 1

Ga na op je of de zekering thuis springt als een kacheltje van 2kW en een stofzuiger van 1600 W aanstaan. 

manier 1

gegeven: U = 230 V

P tot = 3600 W

Gevr: Is I groter dan 16 A?

Berekening:  I = Ptot/U  = 3600/230 = 15,7 A

Nee, 15,7 A is lager dan 16 A

manier 2

het maximale vermogen op een groep is P = U x I

P = 230x 16 = 3680 W

Het vermogen van beide apparaten samen is 3600 W en dit is minder dan 3680 W

Waarom krijgen wasmachines vaak een 'eigen groep'?

1. Hogere spanning
2. Hoge stroom
3. Werkt met water
4. Grotere kans op kortsluiting

Waarom heeft een broodrooster niet een 'eigen groep'?

1. Het heeft een kleine vermogen
2. Het heeft een lage spanning

Maak een foto van je aantekeningen van deze les en voeg de foto hier in.

Huiswerk

• leren 2.3 Elektriciteit in huis

• Maken opdrachten 23 t/m 28 in de online methode

Kortsluiting:

Een stroomkring met een hele kleine weerstand en dus hele grote stroomsterkte.

controlevraag

Noem drie onderdelen van de huisinstallatie.

controlevraag

Vermeld de spanning en de kleur:

fasedraad:

nuldraad:

schakeldraad:

aarddraad:

Noteer de naam van draad:

C .......

B.........

A .........

Controlevraag

Apparaten zoals wasmachines, vaatwasmachines en elektrische fornuizen krijgen vaak een 'eigen' groep. In oudere huizen wordt daar soms speciaal een nieuwe groep voor aangelegd.

Leg uit waarom zo'n apparaat een 'eigen' groep krijgt. Wat gaat er anders fout?

Overbelasting

Als er teveel stroom door een draad loopt, wordt de draad heet. Hierdoor kan er brand ontstaan.

Kortsluiting

Om elk stroomdraad zit een laagje plastic. Hier kan de elektriciteit niet doorheen.

Als dit plastic kapot gaat, kunnen de elektriciteitsdraden elkaar raken. Je krijgt dan kortsluiting. Ook hierdoor kan brand ontstaan

En natuurlijk is elektriciteit ook gevaarlijk voor mensen! 

Op de volgende pagina staat een filmpje waarin wordt uitgelegd hoe de elektrische installatie thuis beveiligd is

De gevaren van elektriciteit

0