Elektriciteit

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

Welkom bij Nask

Klas 4 Basis

Elektriciteit

Wat is elektriciteit?

Elektronen (hele kleine deeltjes) vervoeren energie van een spanningsbron naar een apparaat.

Elektronen moeten ook weer naar de 

spanningsbron terug kunnen. Er is 

een gesloten stroomkring nodig.

Spanningsbronnen

Elektriciteitscentrale

Dynamo

Zonnepanelen

Windmolens

Waterkrachtcentrale

Batterij

Wanneer loopt er stroom?

Gesloten stroomkring: 

Elektronen kunnen van begin tot eind stromen.

Open stroomkring:

Elektronen kunnen niet van begin tot eind stromen. Er ontstaat een ‘file’.

Stroomkring tekenen

Spanningsbron

Stroomdraad

Lampje 

Schakelaar

Serie & Parallel

Stoom en spanning meten

Stroomsterkte -> Met een Ampèremeter

(Serie aansluiten)

Spanning -> Met een Voltmeter

(Parallel aansluiten)

Wat zijn geleiders of isolatoren?

Geleider:

- Stroom gaat er makkelijk doorheen

- Lage weerstand

Isolator:

- Stroom wordt veel tegengehouden

- Hoge weerstand

IJzer

Koper

Aluminium

Koolstof

Rubber

Steen

Glas

Kunststof

De weerstand berekenen

De formule:

Weerstand = Spanning : Stroomsterkte

Weerstand (R)        -->  Ohm

Spanning (U)          --> Volt

Stroomsterkte (I)  --> Ampère

Rekenen met weerstand

Een radio heeft een stroomsterkte van 0,2 A. Hij is aangesloten op een spanning van 230 V. Wat is de weerstand?

1. Gegeven          Stroomsterkte = 0,2 A    Spanning = 230 V 
2. Gevraagd        Weerstand
3. Formule          Weerstand = Spanning : Stroomsterkte
4. Berekening    Weerstand = 230 : 0,2 = 1150
5. Antwoord       Weerstand = 1150 Ω
   

Totaal weerstand berekenen

In een serieschakeling tel je de 

weerstanden bij elkaar op.

R1 = 20 Ω

R2 = 30 Ω

R3 = 100 Ω

Rtotaal = 20 + 30 + 100 = 150 Ω

Noem 2 voorbeelden van een spanningsbron

Stroom loopt alleen in
een ...... stroomkring.

1. Open
2. Gesloten

Waar sluit je een voltmeter aan?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Een voorwerp met een lage
weerstand noem je een ...

1. Geleider
2. Isolator

Capaciteit (C)

Betekenis:

Hoe lang een spanningsbron een stroom kan leveren.

Eenheid:

Ampère-uur (Ah) 

Milliampère-uur (mAh)

Formule:

Capaciteit = Stroomsterkte x tijd

Vermogen (P)

Betekenis:

Hoeveel energie heeft een apparaat nodig om 1 seconde te werken.

Eenheid:

Watt (W)

Formule:

Vermogen = Spanning x Stroomsterkte

Energieverbruik (E)

Betekenis:

Hoeveel energie heeft een apparaat verbruikt.

Eenheid:

Wattuur (Wh) of kiloWattuur (kWh)

Formule:

Energie = Vermogen x tijd

Oefenvraag 2

Een computer heeft een vermogen van 800 W. 

Op een dag staat de computer ongeveer 6 uur aan.

Wat is het energieverbruik per dag? 

1. Gegeven          Vermogen = 800 W        tijd = 6 h
2. Gevraagd        Energie
3. Formule           Energie = Vermogen x tijd
4. Berekening    Energie = 800 x 6 = 4800
5. Antwoord        Energie = 4800 Wh = 4,8 kWh

Oefenvraag 3

Een powerbank levert een stroomsterkte naar je telefoon 

van 2 A. Je kunt hiermee in totaal 10 uur lang opladen.

Hoe groot is de capaciteit van deze powerbank?

1. Gegeven          Stoomsterkte = 2 A          tijd = 10 h
2. Gevraagd        Capaciteit
3. Formule           Capaciteit = Stroomsterkte x tijd
4. Berekening    Capaciteit = 2 x 10
5. Antwoord        Capaciteit = 20 Ah

Een LED lamp van 5 W gebruikt 4 W aan licht

(4 : 5) x 100 = 80 %

Een gloeilamp van 40 W gebruikt 4 W aan licht

(4 : 40) x 100 = 10 %

Conclusie: 

De LED lamp heeft een hoger rendement. 

Hierdoor verbruikt hij veel minder energie dan een gloeilamp. 

Wat zit er in de meterkast?

Hoofdzekering:

Controleert of er niet te veel stroom het huis ingaat. 

Kilowattuur-meter:

Deze meet hoeveel elektrische energie je in huis gebruikt.

Aardlekschakelaar:

Deze controleert of er ergens in huis stroom lekt. 

In dat geval verbreekt het de stroomkring.

Wat zit er in de meterkast?

Groepenkast:

• Een groep verzorgt de elektriciteit voor een deel van het huis.
• Iedere groep is beveiligd met een zekering.
• Een zekering verbreekt de stroomkring,
  als er teveel stroom wordt verbruikt in een groep.
  

Overbelasting

Als er teveel apparaten aanstaan in een groep, ontstaat overbelasting.

De kabels worden zo heet dat er brand kan ontstaan. 

Per groep  -> Maximaal 16 Ampère

Wat is kortsluiting?

Oorzaak: 

De stroom gaat niet door een apparaat, maar direct terug naar de spanningsbron. 

Gevolg:

De stroomsterkte kan oplopen tot 1000 A. 

Kabels worden zo heet dat er direct brand kan ontstaan.

Hoe ben je beschermd tegen stroom?

Randaarde

Lekkende stroom gaat niet door je lichaam, 

maar via de geelgroene aardedraad 

direct naar de aarde.

Hoe ben je beschermd tegen stroom?

Aardlekschakelaar

Extra beveiliging bij stroomverlies.

Evenveel stroom het huis in en het huis uit. 

Hoe ben je beschermd tegen stroom?

Dubbele isolatie

Elektrische gedeelte van een apparaat 

is gescheiden van een kunststof buitenkant.

De buitenkant kan nooit onder stroom 

komen te staan.

In elke groep mag
maximaal ....... stroom lopen.

1. 230 V
2. 16 A
3. 0,22 kWh
4. 20000 mAh

Wat zie je op de afbeelding?

1. Parallelschakeling met een dichte schakelaar
2. Serieschakeling met een dichte schakelaar
3. Parallelschakeling met een open schakelaar
4. Serieschakeling met een open schakelaar

Reedcontact

Zonder magneet = geen stroom

Permanente magneet = wel stroom

• Inbraakalarm
• Fietscomputers
• Liften (tellen van verdiepingen)

Relais

Schakelaar met een elektromagneet.

Met een kleine stroom kun je een grote stoomkring inschakelen.

Bijvoorbeeld: Thermostaat, startmotor, bewegingsmelders.

Transformator gebruiken

Uit het stopcontact komt een

spanning van 230 V (INPUT).

Een laptoplader maakt daar 20 V (OUTPUT) van.

Een telefoonlader maakt daar 5 V (OUTPUT) van.

Voorbeelden:

TV's, Acculaders, huishoudelijke apparaten, speelgoed

Wat doet een diode?

Een diode is een elektrisch onderdeel dat de stroom
maar in één richting doorlaat. 

Doorlaatrichting:

Van + naar -   -->   (pijl)

Sperrichting:

Van - naar +    --|   (muur)

Hoe werkt een diode?

Wel stroom                                         Geen stroom

Wat is een LED?

LED = Light Emitting Diode (Lichtgevende diode)

Hetzelfde symbool als de diode, maar dan met 2 pijltjes (licht)

Transistor

Een transistor = een heel kleine schakelaar.

Wordt veel gebruikt in computers (moederbord)

3 aansluitpunten:

• Basis
• Collector
• Emitter

Als er een kleine stroom van de B (basis) naar de E (emitter) gaat, 

schakelt de transistor een grote  stroom van C (collector) naar E (emitter) in.

Condensator

Een condensator kan voor korte tijd elektrische energie opslaan.

Een condensator wordt veel gebruikt in:

- Auto's

- Computers

- Televisie

Wat is een NTC?

Negatieve Temperatuur Coëfficient

Een variabele weerstand die negatief reageert op temperatuur.

Hoge temperatuur = Lage weerstand

Lage temperatuur = Hoge weerstand

Wat is een LDR?

Light Dependent Resistor (Licht gevoelige weerstand)

Meer licht -> Lage weerstand

Weinig licht -> Hoge weerstand

Welk elektrische onderdeel zie je hier?

1. Relais
2. Reedcontact
3. Transformator
4. Diode

In een relais zit een ...

1. permanente magneet
2. transformator
3. batterij
4. spoel

Welk onderdeel kan de
spanning veranderen?

1. Diode
2. Relais
3. Transformator
4. Elektromagneet

Welke LED brandt in de afbeelding?

1. Alleen 1
2. Alleen 2
3. Allebei
4. Allebei niet