Hoofdstuk 2, Elektriciteit

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

Elektriciteit

Hoofdstuk 2

Waarom duurzame energie?

• Fossiele brandstoffen raken op
• Fossiele brandstoffen vervuilen enorm
• Aarde warmt op
• G20 Afspraak: maximaal 2 graden opwarmen, omschakelen naar duurzame energie.

Bij elektriciteit hoort .....

Elektriciteit is stromende elektronen.

Volta, experimenten

• dode kikker laten bewegen
• zoenen

2.1 Elektriciteit

Nodig

1. Spanningsbron

• accu
• batterij
• stopcontact

2. Gesloten stroomkring

Elektriciteit thuis

Groepen of stoppenkast

Beveiliging

1. verdeling in groepen

2. zekeringen

• overbelasting : niet te veel stroom door 1 groep
• kortsluiting : overbelasting doordat draden elkaar raken)

3. aardlekschakkelaar.

• randaarde : kapot apparaat onder stroom

Veiligheid

Dubbel geisoleerd

Pictogram wat aangeeft dat de elektridche draden en het apparaat appart geisoleerd zijn.

Kleuren van stroom draden

De aardedraad is de geel-groene draad.

Stroom kom uit de bruine draad.

Na een schakelaar gaat de stroom door de zwarte draad naar het apparaat en dan terug via de blauwe draad.

Lees en maak

Lees 2.1

Maak opgaven 1 t/m 15

Wat wist je nog nog niet van elektriciteit ?

2.2 Schakelingen

Practicum weerstand meten

• koper
• glas
• plastic
• potloodstift

Weerstand

Hoe meer weerstand, hoe moeilijker de stroom er doorheen gaat.

Een geleider heeft weinig weerstand.

Een isolator heeft veel weerstand.

Weerstand

Weerstand meet je in Ohm.

Stroomsterkte

Stroomsterkte meet je in ampere.

Spanning

Spanning is het 'hoogteverschil'.

Spanning meet je in volt.

Schakelschema

Gebruik symbolen in plaats van getekende 

apparaten, dat scheelt je een hoop tekenwerk.

Zo kan je een stroomkring voorstellen.

1. De batterij is een soort pomp die de stroom omhoog pomp.

2. Er zit geen schakelaar in dit plaatje.

3. Bij een apparaat zoals een lampje gaat de stroom naar beneden.

Lamp

3

Schakelaar

2

Spanningsbron.

1

Serieschakeling

- De apparaten staan achter elkaar.

- De stroom kan maar een kant op.

- Als een apparaat stuk is gaat er geen stroom meer, alles is dan uit.

Parallelschakeling

- De apparaten staan naast elkaar.

- De stroom gaat langs meerdere kanten.

- Als een apparaat stuk is dan kan de stroom nog via het andere apparaat. Het andere apparaat blijft werken.

Lees en maak

Lees 2.2

Maak opgaven 2 t/m 12

2.3 Wet van Ohm

Spanningsbron : U

Brengt de elektronen naar hoge spanning.

Stroombraad

Elektronen stromen hier bijna zonder weerstand langs.

Elektronen

De balletjes zijn de elektronen.

Hoeveel elektronen langs stromen is de stroomsterkte.

Weerstand : R

Dit kan een lamp, computer, een motor of iets anders zijn.

Elk aparaat heeft weerstand. De elektronen gaan hier moelijker doorheen.

2.3 Wet van Ohm

Hoe snel de elektronen stromen is afhankelijk van de spanning en de weerstand.

I=​R​​U​​

R=​I​​U​​

U=I⋅R

2.3 Wet van Ohm

Weerstand is afhankelijk van het soort materiaal.

Soortelijke weerstand : de weerstand van een draad van 1m lang en doorsnede van 1 mm²

2.3 Wet van Ohm

Aansluiten amperemeter en voltmeter.

- Een amperemeter telt het aantal elektronen 

   wat langs stroomt ==> In de stroomkring kijken.

- Een voltmeter bekijkt het spanningsverschil.

   Er stroomt geen stroom door een voltmeter.

   Een stroommeter kijkt van buitenaf tussen twee punten

Welke schakeling is
goed aangesloten.

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

2.3 Wet van Ohm

MAAK

Wet van Ohm

• opgaven 1 t/m 6

Soortelijke weerstand

• opgaven 7 t/m 11

Ampere en voltmeter

• opgaven 12 t/m 19

2.4 Elektrisch vermogen

Vermogen betekent hoeveel energie krijg je per seconde.

P (Power) is Vermogen in Watt [W]

Natuurkunde gebruikt een kleine eenheid : Joule

Elektriciteitsmaatschappijen gebruiken een grootte eenheid : kWh

1 kWh = 3 600 000 J

E = P x t

Energie [J] = Vermogen [W] x Tijd [s]

of

Energie [kWh] = Vermogen [kW] x Tijd [h]

Wat kost het om een nachtlampje van 10 W 's nachts 8 uur lang te laten branden. 1 kWh kost 0,25.

2.4 Elektrisch vermogen

Lees en maak 2.4

Lees 2.4 blz 32 en maak opgaven 2 t/m 14

Watt

Eenheid van vermogen.

1 Watt = 1 Joule per seconde

P [W] = [J/s]

Joule

Kleine eenheid van energie in natuurkunde.

Kilowattuur

Grote eenheid van energie van energiemaatschappijen.

1 kWh = 3.600.000 J

Een gloeilamp van 100 W geeft 6 J/s licht af. Wat is het rendement van de gloeilamp ?

2.4 Elektrisch vermogen

Rendement : Hoeveel procent nuttige energie geeft een apparaat af.

η=​E​opgenomen​​​​E​nuttig​​​​⋅100

%

Lees en maak 2.4

Lees 2.4  

- maak opgaven 15 t/m 19

- maak de test jezelf

2.5 Magneten

• Permanente magneet 
• Elektromagneet ( spoel & weekijzer )

2.5 Magneten

• Dynamo en generator
• Wisselspanning en wisselstroom

2.5 Magneten

Begrippen

• Permanente magneet 
• Elektromagneet ( spoel & weekijzer )
• Wisselspanning en wisselstroom
• Dynamo en generator

Lees en maak

Lees 2.5 en maak opgaven 2 t/m 14

2.4 Elektrisch vermogen

P = U x I

Vermogen [W] = spanning [V]  x stroomsterkte [I]