De accu

• Techniek
• Middelbare school
• vmbo, mavo
• Leerjaar 1,2

Het Groene Machinepark

De accu

Benoem toepassingen waar accu's voor gebruikt worden ?

• Hoe werkt een accu
• Soorten accu's
• Stroom of spanning of spannende stroom?
• Gelijkstroom of wisselstroom
• Toepassing van accu's

Inhoudsopgave

In deze les leer je wat een accu is, wat de toepassingen zijn van accumachines en hoe je accu's moet onderhouden. 

Inleiding

Tijdens deze les ga je het volgde leren:

• Je kunt uitleggen wat een accu is
• Je kunt toepassingen benoemen waar accu's in gebruikt worden
• Je kunt het verschil uitleggen tussen spanning en stroom
• Je kunt gevaren van accu's benoemen en er.

Doelstellingen

Aan deze competenties ga je werken:

• Voorbeeld van de competenties

K 2.3 Hoe goed kan je samenwerken 

 

Competenties

Filmpje: Een hovenier met accu gereedschap

Een accu, of batterij, is een apparaat dat elektrische energie opslaat en later kan afgeven. 

Het werkt op basis van een chemisch proces dat elektrische ladingen genereert.

Zo werkt een accu

Een accu heeft 3 belangrijke onderdelen:

• Een positieve elektrode = de kathode
• Een negatieve elektrode = de anode
• Transportmateriaal voor ladingen tussen de elektroden = elektrolyt

Zo werkt een accu

Zo werkt een accu

Loodaccu: 

• + Constant een krachtige stroom.
• + Traditionele oplaadbare accu. 
• + Goedkoop
• - Erg zwaar
• - Giftigheid lood

Toepassing: Auto's, heftruck

Soorten accu's

Er zijn verschillende soorten accu's. 

NiCd - Nikkel cadmium:

• Oudste techniek 
• - Giftig
• - Geheugeneffect en zelfontlading 20% per maand
• - Nog regelmatig in oudere machines. Niet meer in nieuwe machines

Soorten accu's

Er zijn verschillende soorten accu's. 

NiMh- Nikkel-metaalhydride: 

• + Milieuvriendelijk alternatief van de NiCd
• + Grotere capaciteit dan NiCd (30-40%)
• + Makkelijker afbreekbaar
• - Hoge zelfontlading (30% per maand)
• - Korte levensduur

Soorten accu's

Er zijn verschillende soorten accu's. 

Li-ion - Lithium-ion: 

• + Hoge energiedichtheid (3x hoger dan bij loodaccu's)
• + Lichtgewicht
• + Lange levensduur
• - Niet helemaal ontladen (schadelijke diepontlading)

Soorten accu's

Capaciteit van een accu:

Wordt in milli-ampere-uur aangegeven. (geeft aan hoeveel elektrische lading een accu kan opslaan en afgeven)

Is het vermogen 5000 mAh dan kan een accu een uur lang 5000 mAh afgeven. 

Indien een machine 1000 mAh vraagt dan kun je 5 uur met een machine werken. 

Zo werkt een accu

Opladen:

1. Stroomtoevoer --> Chemische reactie
2. Ionen worden atomen. Hierdoor worden elektronen opgeslagen. 

Ontladen (gebruik):

1. Omgekeerde proces.
2. Door afgifte van de opgeslagen elektronen aan de verbruiker worden atomen weer ionen.

Zo werkt een accu

Laden van een accu:

• Haal de accu na het laden uit de lader. Dit om permanente lading te vermijden.
• Gebruik alleen de lader die bij de accu hoort.
• Laders

Zo werkt een accu

We kunnen geen leven meer voorstellen zonder accu's.

Er zijn zoveel talloze toepassingen in verschillende sectoren waar accu's gebruikt worden.

Enkele veelvoorkomende toepassingen worden op de volgende pagina's uitgelegd.

Toepassingen van accu's

Draagbare elektronische apparaten: 

Accu's worden veel gebruikt in smartphones, laptops, tablets, draagbare audiospelers en andere elektronische apparaten die mobiel gebruik vereisen. Ze voorzien deze apparaten van de benodigde stroom zonder dat er een constant stopcontact nodig is.

Toepassingen van accu's

Elektrische voertuigen: 

Accu's spelen een cruciale rol in elektrische voertuigen, zoals elektrische auto's, hybride auto's en elektrische fietsen. Ze slaan de elektrische energie op die nodig is om de voertuigen aan te drijven en stellen ze in staat om op te laden en over lange afstanden te rijden.

Toepassingen van accu's

Energieopslagsystemen: 

Accu's worden gebruikt in energieopslagsystemen om elektriciteit op te slaan die wordt opgewekt door hernieuwbare energiebronnen zoals zonnepanelen en windturbines. Deze opgeslagen energie kan later worden gebruikt wanneer de vraag hoog is of wanneer de hernieuwbare energiebronnen niet actief zijn.

Toepassingen van accu's

Noodstroomvoorziening: 

Accu's worden vaak gebruikt als noodstroomvoorziening in geval van stroomuitval. Ze kunnen essentiële apparaten, zoals verlichting, alarmsystemen, medische apparatuur en communicatiemiddelen, van stroom voorzien totdat de normale stroomvoorziening is hersteld.

Toepassingen van accu's

Back-upvoeding voor computers en servers: 

Accu's worden gebruikt als back-upvoeding voor computers en servers om ervoor te zorgen dat gegevens niet verloren gaan tijdens een stroomstoring. Ze bieden voldoende tijd om de systemen veilig af te sluiten en voorkomen gegevensverlies of beschadiging van hardware.

Toepassingen van accu's

Draagbare elektrische gereedschappen: 

Accu's worden gebruikt in draadloze elektrische gereedschappen, zoals boormachines, schroevendraaiers en zagen. Ze bieden mobiliteit en gemak zonder dat er een stopcontact of bekabeling nodig is.

Toepassingen van accu's

Medische apparatuur: 

Accu's worden gebruikt in medische apparatuur zoals defibrillatoren, draagbare infuuspompen en rolstoelen. Ze zorgen voor betrouwbare stroomvoorziening, zelfs in noodsituaties, en verhogen de mobiliteit en flexibiliteit van patiënten.

Toepassingen van accu's

De begrippen stroom en spanning zijn heel belangrijk bij het begrijpen van elektrische systemen

Stroom en spanning

Stroom (ook wel elektrische stroom genoemd) verwijst naar de beweging van elektrische ladingen door een geleidend materiaal, denk aan water dat door een leiding stroomt. 

Het wordt gemeten in ampère (A). Stroom is een maat voor de hoeveelheid lading die per seconde door een punt in een circuit beweegt. 

Stroom is de "hoeveelheid" elektronen die daadwerkelijk door een geleider (kabel) stromen.

Stroom

We hebben geleerd dat stroom de hoeveelheid elektronen dat door een kabel gaat is. Maar in welke richting?

We kunnen te maken hebben met gelijkstroom (DC) en wisselstroom (AC)

De verschillen worden op de volgende pagina's uitgelegd.

Richting van stroom

Gelijkstroom (DC):

1. Richting van de stroom: In gelijkstroom blijven de elektronen in een constante richting stromen, meestal van de negatieve pool naar de positieve pool van een bron.
   
2. Polariteit: De polariteit van gelijkstroom blijft constant, waarbij de negatieve lading altijd aan de negatieve pool wordt geassocieerd en de positieve lading altijd aan de positieve pool.
   
3. Bronnen: Accu's, batterijen, zonnepanelen en gelijkrichters zijn typische bronnen van gelijkstroom.
   
4. Toepassingen: Gelijkstroom wordt gebruikt in veel elektronische apparaten, zoals smartphones, laptops, elektrische voertuigen en draagbare elektronica.

Gelijkstroom (DC)

Wisselstroom (AC):

1. Richting van de stroom: In wisselstroom wisselt de richting van de stroom. De stroom wisselt meestal met een frequentie van 50 of 60 hertz (Hz), wat betekent dat de stroom 50 of 60 keer per seconde van richting verandert.
2. Polariteit: Aangezien de stroom continu van richting verandert, varieert de polariteit van de spanning ook.  
3. Bronnen: Wisselstroom wordt meestal opgewekt in elektrische centrales en geleverd aan huizen en gebouwen via het elektriciteitsnet.
   
4. Toepassingen: Wisselstroom is de standaardvorm van elektriciteit die wordt gebruikt in huishoudelijke apparaten, verlichtingssystemen, industriële machines en het grootste deel van de elektrische infrastructuur.

Wisselstroom (AC)

Spanning (ook wel elektrische spanning genoemd). Is het verschil in elektrische spanning tussen twee punten in een elektrisch circuit. 

Het wordt gemeten in volt (V). Spanning is een maat voor de elektrische kracht die de elektrische ladingen in beweging brengt. 

Spanning is het "duwende" of "trekkende" vermogen dat elektronen in beweging brengt.

Spanning

Enkele gevaren van een accu:

• Brand en explosie
• Lekkage van giftige stoffen
• Chemische brandwonden 
• Elektrische schokken

Gevaren van accu's

Hoe ga je veilig om met accu's:

• Gebruik alleen de aanbevolen acculaders
• Bescherm de accu dat die geen schade kan oplopen
• Bescherm tegen hoge temperaturen
• Vermijd blootstelling aan water of vocht
• Gooi oude of beschadigde accu's weg volgens juiste procedure

Veilig omgaan met accu's

Welk onderdeel heeft een accu NIET?

1. Kathode
2. Anode
3. Elektrolyt
4. Nathode

Waar wordt een loodaccu meestal voor gebruikt?

1. Auto's
2. Telefoons
3. Robotmaaier
4. Powerbank

Hoe wordt de capaciteit van een accu aangegeven?

1. Milli - ampère - uur
2. Milli - volt - uur
3. Ampère
4. Volt

Wat voor soort stroom gebruikt een telefoon?

1. Wisselstroom
2. Gewone stroom
3. Gelijkstroom
4. Krachtstroom

Benoem 3 gevaren van een accu.

Mogelijk een foto vraag

Opdracht: Onderzoek naar accu's

Doel van de opdracht: Het verkennen van verschillende aspecten van accu's, inclusief hun werking, toepassingen en mogelijke gevaren.

1. Onderzoek de werking van een accu:

• Wat is een accu en hoe werkt het?
• Welke soorten accu's zijn er en wat zijn de verschillen tussen hen?
  
• Welke materialen worden gebruikt in de verschillende typen accu's?
  

Praktijkopdracht

2. Verken verschillende toepassingen van accu's:

• Welke apparaten maken gebruik van accu's?
  
• Wat zijn de voordelen van het gebruik van accu's in deze apparaten?
  
• Zijn er beperkingen of nadelen verbonden aan het gebruik van accu's in bepaalde apparaten?

3. Onderzoek de mogelijke gevaren van accu's:

•  Wat zijn de potentiële risico's van het gebruik van accu's?
• Hoe kunnen deze gevaren worden geminimaliseerd of voorkomen?
  
• Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het omgaan met accu's?
  

Praktijkopdracht

4. Maak een presentatie of een verslag:

• Gebruik de informatie die je hebt verzameld om een presentatie of verslag te maken over accu's.
  
• Benadruk de werking, toepassingen en gevaren van accu's.
  
• Voeg indien mogelijk afbeeldingen, diagrammen of praktijkvoorbeelden toe om je presentatie/verslag te illustreren.
  

5. Presenteer je bevindingen:

• Geef een presentatie aan je klasgenoten waarin je je onderzoek over accu's presenteert.
  
• Beantwoord vragen en leid een discussie over het onderwerp.
  

Praktijkopdracht

Voorbeeld van een competentie.
Zelfbeoordeling van de competenties:
K.2.3

Voorbeelden van beroepen of bedrijven toegepast in het "groen".

LOB

Sleep de afbeelding naar de juiste naam, je houd vier woorden over

Huiswerkopdracht 

A	A
B	B
C	C
	C
D	D
E	E

Begrippenlijst

F	Fl
G	G
H	H
	H
I	I
J	J
K	K
L	L
M	M
	M

N
O	O
P	P
	P
	P
Q	Q
R	R
S	S
	S
	S

	S
	S
	S
T	T
	T
U	U
W	W
X	X
Y	Y
Z	Z

Techniek

Controleer of je alle vragen en opdrachten heb gemaakt 

Titel van de les

Als nodig is antwoorden van de praktijkopdrachten