4 elektriciteit

• nask
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 2

hst 4: Elektriciteit

Elektriciteit
wat weet je al?

les 1: 4.1

- vragen hw?
- wat is een (gesloten) stroomkring

- wat "stroomt"er eigenlijk

- welke stoffen geleiden goed en 
welke slecht de stroom

-hoe bouw je stroomkring en meet je
de stroomsterkte

HW:

• Leren en daarna afmaken 4.1 (6 t/m8, 10,11)
• Goed lezen 4.2 en maken 1 t/m 3
• Kijk je werk zelf na en alles wat je nog niet snapt zet je in het vragenformulier in de classroom bij hst 4 (mail me) 

Stroomkring

• batterij levert elektrische energie daardoor kan er stroom gaan lopen
• elektrische stroom = het bewegen van lading in een gesloten stroomkring
• stroom loopt makkelijk door een geleider (b.v. alle metalen en koolstof)
• stroom kan moeilijk door een isolator (b.v. glas, kunststof, lucht, hout)

• Door het spanningsverschil tussen '+' en '-' kant van de spanningsbron, 
  kunnen er elektronen gaan stromen.
• Met een schakelaar kun je een stroomkring openen of sluiten.
• De ampèremeter meet hoeveel elektronen er per seconde door een draad/lampje/apparaat gaan, dat noemen we de stroomsterkte
• De ampèremeter moet in dezelfde stroomkring als het lampje/apparaat waardoor je de stroomsterkte wilt meten.

Stroomsterkte meet je met een ampèremeter

• De ampèremeter moet in dezelfde stroomkring als het lampje/apparaat waardoor je de stroomsterkte wilt meten.
  
    

Stroomsterkte meet je in de stroomkring 

Deze ampèremeter heeft 3 verschillende meetbereiken

- Aansluiting "5" = meetbereik tot 5 A

- Aansluiting "500" = meetbereik tot 500 mA

- Aansluiting "50" = meetbereik tot 50 mA

Begin bij het meten van de stroomsterkte altijd door de meter op het hoogste meetbereik aan te sluiten.  Lukt aflezen dan niet goed dan pak je een kleiner meetbereik.
De zwarte aansluiting (de min) gebruik je altijd!

Wanneer is elektrische stroom gevaarlijk?

Gevaren voor mensen:

• 1 mA geen gevaar (4 mA pijn wordt voelbaar) 
• 15 mA de grens waarop het spanningvoerende voorwerp nog kan worden losgelaten 
  
• 20 – 30 mA bewusteloosheid kan optreden
•  50 – 80 mA kans op overlijden

Als de stroom door je lichaam te groot wordt.

Zorg daarom altijd dat je veilig werkt:

• spanning eraf halen,
•  geïsoleerd materiaal gebruiken)

les 2: 4.1+ 4.2 

- vragen (in vragenformulier)? 
- wat is een spanningsbron

- wat is een condensator

- hoe schakel je batterijen

-veilige en onveilige spanning

- milieu

HW:

• Leren en afmaken 4.2 (4 t/m8)
• Goed lezen 4.3 en maken 1 t/m 3
• Kijk je werk zelf na en alles wat je nog niet snapt zet je in het vragenformulier in de classroom bij hst 4 (mail me) 

Spanningsbronnen leveren een spanningsverschil

 

• Batterijen zijn spanningsbronnen.
• Hoeveel spanning (in Volt) ze leveren staat er altijd op vermeld.
• Een accu is ook een batterij.
  
• In sommige apparaten (b.v. oude tv's) wordt een condensator gebruikt om een deel van de spanning op te slaan. 
• Het kan daarom gevaarlijk zijn om oude apparaten zomaar te slopen. 
• Batterijen bevatten schadelijke stoffen dus horen bij klein chemisch afval KCA

Staaf-batterij:

•  Ronde vorm
• Een kant een dopje: +
• Een kant plat: - 
• Spanning 1,5 V (Volt)

Soorten batterijen 

Platte batterij:

• 3 staaf-batterijen in serie geschakeld 
• Je moet de spanningen bij elkaar optellen b.v. 1,5 + 1,5 +1,5 = 4,5  V
• Dat kan omdat ze serie geschakeld zijn, de  -pool van de ene batterij raakt de + pool van de batterij ernaast. 
• (Sluit je een batterij verkeerd om aan dan moet je die
  spanning eraf
  halen.)

Oplaadbare batterijen

• Batterijen die je weer kunt "vullen" door
  de oplader via het stopcontact aan te sluiten
• Je kunt de batterijen opnieuw gebruiken
  
• Dat is beter voor het milieu.
• Batterijen gooi je weg bij het klein chemisch afval kcv
  

Andere spanningsbronnen (demo proefje)

• de spanning in een dynamo wordt opgewekt door het wieltje rond te laten draaien een draaiende magneet in een stilstaande spoel levert ongeveer 6 V
  
   
• de netspanning van je stopcontact is 230 V, daardoor wordt de hoogte van de stroom die loopt  gevaarlijk 
  
• boven 24 V spanningsverschil is het gevaarlijk
  
• met een transformator kun je een spanningsverschil omhoog of omlaag transformeren

Stopcontact = doorgeef luik

• in een spanningsbron wordt spanning opgewekt, daarom is het stopcontact eigenlijk geen echte spanningsbron   
• de spanning voor je stopcontact wordt opgewekt in een hele grote dynamo (die noem je generator) in de elektriciteitscentrale

 

• via transformatoren en kabels komt de stroom bij jouw thuis

• De stroom gaat van de + kant naar de -kant in een gesloten stroomkring
• Als de spanning groter is, wordt de stroomsterkte ook groter
  
• Schakelingen tekenen we schematisch met gebruik van deze symbolen

 

in dit schakelschema is de stroomkring van draden, batterij en lampje
 getekend met de juiste symbolen 

4.3: stroomschakelingen tekenen

• Alle onderdelen zitten in dezelfde stroomkring 
• De stroom (= aantal elektronen)
  die er loopt is dus overal even groot 
• Bij een onderbreking in de stroomkring gaan alle lampjes uit

• De meeste apparaten in huis zijn parallel aangesloten
• Elk onderdeel heeft een eigen  stroomkring, de stroomsterkte is dus niet overal even groot 
• Bij een onderbreking gaan alleen apparaten waarvan de stroomkring wordt onderbroken

serieschakeling                                       parallelschakeling

Dus: Bij een parallelschakeling (met dezelfde lampjes als in de serieschakeling) wordt de totale stroom (It) steeds groter (per lampje dat je extra aansluit) terwijl er door elk lampje afzonderlijk wel dezelfde stroom loopt als bij de serieschakeling

phet.colorado.edu

4.4 Vermogen en energie 

alle elektrische apparaten die op een motortje werken (b.v. stofzuiger, föhn, wasmachine, droger, boormachine enz.)

Elektrische energie kan worden omgezet in andere vormen van energie

Vermogen

Een apparaat met meer vermogen (meer Watt) is sterker dan een apparaat met minder vermogen. 

Vermogen

Vermogen: elektrische apparaten hebben vermogen (Power)

1.000 W = 1 kW

grootheid	symbool	eenheid	symbool
vermogen	P	watt	W

Deze formule moet je opschrijven als je het vermogen berekend!                                        Vermogen =spanning x stroomsterkte

 

eenheden:                     1 W            =    1V                x   1A     
  (let dus op dat je de juiste eenheden gebruikt)

Rekenen met Vermogen

= 4,2 kW

Elektrische energie kost geld

• Daarom zit er in de meterkast een meter die de hoeveelheid verbruikte elektrische energie meet. 
  
•   Zo'n meter noem je een kiloWattuur (kWh)meter. 
   
• Tegenwoordig hebben de meeste huizen een  digitale kWh-meter. Die geven zelf de informatie direct door aan de energiemaatschappij.

Elektriciteitsverbruik betalen

Je kWh-meter telt altijd verder, 1 kWh kost ongeveer €0,24.
 

1. Gevraagd: Bereken hoeveel je moet betalen als gegeven is beginstand op 1 jan. 2021 = 62 195 kWh en stand op 31 dec 2021 = 63 865 kWh
   
   
2. Gegeven: 1 kWh kost ongeveer €0,24
   en verbruik = 63 865 (eind)- 62 195 (begin) = 1670 kWh
   
   
3. Oplossing: De kosten zijn  670 x 0,24 = € 400,80 

wat weet je nog over:

• Hw was: 4.3 maken 47+48 en van 4.4 maken 52 t/m 60. Vragen?
• spanningsverschil waarmee meten? Spanningsverschil stopcontact?
  
• wat is een isolator?
• wat is vermogen?
• wat is een serieschakeling? en hoe zit het met de totale stroom als je meer lampjes aansluit?
• wat is het voordeel van een parallelschakeling?
• HW: Leren par 4.3+4.4, maken van 4.4 opg 60 t/68, oefenen met Phet

samengevat:

• elektriciteit zijn elektronen die stromen
  
• een spanningsverschil zorgt ervoor dat er stroom kan lopen
  
• op een batterij staat een lage spanning dat is niet gevaarlijk
• op het stopcontact staat 230 Volt dat is levensgevaarlijk
•  stroom kan alleen lopen in een gesloten stroomkring
• stroom gaat makkelijk door een geleider en moeilijk door een isolator

Rendement

Niet alle energie wordt nuttig gebruikt. Door het percentage nuttige energie te berekenen, kun je het rendement vinden. 

Wat is het symbool voor stroomsterkte

1. A
2. I
3. U
4. S

Met welke eenheid meten we spanning

1. ampere
2. vermogen
3. volt
4. watt

Een voltmeter plaats je altijd:

1. in serie
2. bij de batterij
3. maakt niet uit
4. parallel

de stroommeter plaats je altijd

1. in serie
2. bij de batterij
3. maakt niet uit
4. parallel

In een serieschakeling is de stroom

1. overal even groot
2. na ieder lampje verandert de stroom
3. net zo groot als de spanning
4. kleiner dan de spanning