1.2 Elektrische energie vervoeren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

1.2 Elektrische energie vervoeren

Planning

Uitleg paragraaf 1.2

Maken huiswerkopgaven

Bespreken opgaven?

Na deze les kan je.. (1/2)

Uitleggen waarom op het elektriciteitsnetwerk verschillende spanningen worden gebruikt

De kernmerken van de netspanning die het lichtnet levert noemen en toelichten

Uitleggen hoe een transformator spanningen omhoog of omlaag transformeert

Na deze les kan je.. (2/2)

Op basis van het aantal windingen berekenen hoeveel een transformator de spanning verhoogt of verlaagt

De primaire en secundaire stroomsterkte en spanning berekenen, uitgaande van een ideale transformator

Het elektriciteitsnet 

Als stroom door een kabel loopt, gaat een deel van de elektrische energie verloren aan warmte

Dit is niet gewenst, maar onvermijdelijk als we elk plekje in Nederland willen voorzien van stroom

Hoe langer de kabel, hoe meer energie we verliezen

Het elektriciteitsnet 

Om energieverlies te beperken, kan je de elektrische energie het beste vervoeren met een zo hoog mogelijke spanning

En dat doen we bijvoorbeeld met 

behulp van deze masten!

(De spanning van dit soort masten kan 

oplopen tot 380 kV!)

Het elektriciteitsnet 

Die hoogspanning moet verdeelt worden

Elke keer als we de spanning verlagen, noemen we het ook wel transformeren

Het elektriciteitsnet 

Uiteindelijk willen we namelijk allemaal 

dezelfde hoeveelheid spanning van 230 volt uit onze stopcontacten krijgen

Dit noemen

we de netspanning

De effectieve spanning

We zien hier de spanning van het lichtnet wat telkens op en neer gaat

De spanning van het lichtnet

is een wisselspanning

De effectieve spanning

De frequentie van de wisselspanning is 50 Hz

De negatieve waarde wil

zeggen dat de polariteit

van de spanning

omgedraaid is

De effectieve spanning

Veel apparaten maakt het niet uit of ze op deze wisselspanning werken

of op een gelijkspanning van 230 volt

We zeggen daarom ook

wel dat de effectieve 

spanning van het lichtnet

230 volt is

De effectieve spanning

Er zijn echter apparaten die 230 volt toch een beetje veel vinden

• Deze apparaten hebben een transformator nodig om de 

spanning te verlagen

De effectieve spanning

Hier een voorbeeld van een bekende transformator die bijna iedereen wel herkent 

Transformatoren

En zo ziet zo'n transformator er van binnen uit

We zien 2 spoelen (van koperdraad)

Om een ijzeren kern

Transformatoren

De primaire spoel is verbonden met het lichtnet

De secundaire spoel is verbonden met je apparaat

Transformatoren

Maar hoe wordt de spanning nou verlaagt?

Als er een wisselstroom door de primaire spoel loopt, wordt deze een elektromagneet

De stroom wisselt van grootte en richting

en het magneetveld doet hetzelfde

Transformatoren

Door het magneetveld heeft invloed op de ijzeren kern

Waardoor ook in de secundaire spoel een wisselend magneetveld ontstaat

Transformatoren

Door inductie ontstaat er een wisselspanning tussen de uiteinden van de secundaire spoel

En die spanning is waarop je apparaat werkt

Transformatoren

De stroom die de primaire spoel ingaat, wordt afgegeven aan de secundaire spoel

MAAR en loopt geen stroom van

de primaire spoel naar de secundaire

spoel!

De energie wordt enkel vervoerd 

door magnetisme 

Transformatoren

We kunnen spanning zowel omhoog als omlaag transformeren

Dat is afhankelijk van het aantal windingen in de primaire en secundaire spoel

Transformatoren

Als de secundaire spoel meer windingen heeft dan de primaire spoel gaat de spanning omhoog (Ns > Np) dan (Us > Up)

Als de secundaire spoel minder windingen

heeft dan de primaire spoel gaat de

spanning omlaag

(Ns < Np) dan (Us < Up)

Transformatoren

En natuurlijk hoort daar een berekening bij!

Probeer daar zelf eens mee aan de gang te gaan..

Huiswerk 1.2

Maak opgave 1 tot en met 5 en 8 + 9

Klaar? Maak ook de overige opgaven

Afsluiting