2-5 Elektrische energie vervormen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Elektrische energie vervormen

Transportverliezen

Kabels worden warm - Energie verlies door weerstand

P = Vermogen (W) energieverlies per seconde

I = Stroom (A)

R = Weerstand (    )

Berperk verlies door I zo klein mogelijk te maken.

P=I​2​​⋅R

Ω

Lage stroom - hoge spanning

Toch kan stroom oplopen tot 90 graden in hoogspanningskabels.

Elektriciteitsnet:

• Als stroom door een kabel gaat, wordt de kabel warm.

          Energieverlies: minder elektrische engergie over voor 

                                           eindgebruikers

• Voor de minste energieverlies moet stroom over zo hoog mogelijke spanning vervoerd worden (minder warmte).

Elektriciteitcentrale

Transformators

380kV

10kV

230 V

20kV

Soorten spanning

• Het lichtnet heeft geen gelijkspanning (zoals in batterijen en accu's) maar wisselspanning (wat voortdurend op en neer gaat/ 50 keer per seconde, frequentie is 50 Hz)

Waarom wordt de spanning verhoogd als het over lange afstanden vervoerd wordt?

1. Voor veiligheid
2. Om energieverlies te voorkomen
3. Om een frequentie van 50 hz te krijgen
4. Dat is wat apparaten nodig hebben

Wat is de spanning van de elektriciteit in onze huizen?

1. 20 kV
2. 380 kV
3. 10 kV
4. 230 V

Werking van een transformator

Transformator bestaat uit twee spoelen van geisoleerde koperdraad om een weekijzeren kern.

• Primaire spoel wordt verbonden met het 

       lichtnet, secundaire spoel met het apparaat.

• Wisselstroom gaat door de primaire spoel, 

       die wordt een elektromagneet.

• Weekijzere kern wordt hierdoor gemagnetiseerd.

Werking van een transformator (2)

• Gevolg - er ontstaat in de 

secundaire spoel een 

veranderend magneetveld, 

wat een lagere wisselspanning 

opwekt.

Hoe zijn de spoelen aan elkaar gekoppeld?

1. Magnetisch
2. Elektrisch

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​​

Ideale transformator

               opgenome vermogen = afgestane vermogen

                                                           of

P​p​​=P​s​​

U​p​​⋅I​p​​=U​s​​⋅I​s​​

Opgaven

14 t/m 20 (blz 76)

Geen overleg