Elektriciteit

Elektriciteit is de stroom die wij gebruiken.

De elektrische stroomkring.

hoe stel je een eenvoudige stroomkring samen?

De verschillende onderdelen om een elektrische stroomkring samen te stellen zijn.

A. De bron: Dit is een toestel dat op statische wijze (geen beweging) elektriciteit voortbrengt. b.v. een batterij

B. De geleider: Dit is een koperdraad die zorgt voor de verbinding tussen bron en verbruiker. b.v. V.O.B.-draden,kabels

C. De verbruiker: Dit is een toestel dat elektrische energie omzet in licht, beweging, warmte,... b.v. Gloeilamp,boormachine,broodrooster,...

D. De schakelaar : Is een toestel dat je helpt bij het aan en uitschakelen van de energieomzetting. b.v. eindeloop, schakelaar, voetschakelaar,...

De open elektrische stroomkring.

een stroomkring is open als:

• de schakelaar open staat
• ergens een onderbreking is: b.v. aan de bron, verbruiker,...
• gloeidraad van de lamp stuk is.
• geen goed contact tussen lamp en de draden in de lampvoet is.

Bij een open of onderbroken stroomkring, kan er geen stroom vloeien van de bron naar de verbruiker en terug. De bron levert geen stroom, de bron is onbelast.

De gesloten elektrische stroomkring.

Een stroomkring is gesloten als de stroom kan vloeien van de + pool van de bron, (door de schakelaar),door de verbruiker en zo naar de - pool van de bron. De kortgesloten elektrische stroomkring.

Een stoomkring is kortgesloten als:

• De L1 en de N-leider (fasedraden bij wisselspanning= AC), Met elkaar verbonden zijn, zonder verbruiker tussen!
• De + pool en de - pool (draden bij gelijkspanning= DC), met elkaar veronven zijn, zonder verbruiker tussen!

Hoe ontstaat elektriciteit?

Elektriciteitscentrales.

Elektriciteitscentrales zijn in feite stroomfabrieken. Geen enkele energievorm, dus ook elektriciteit kan uit zichzelf ontstaan of verdwijnen.

Je kunt enkel energie omzetten van de ene vorm naar de andere. In een elektrische centrale wordt elektrische energie gemaakt door omzetting van energievormen die je in de natuur vindt. A. De thermische centrale

In deze centrales krijg je elektriciteit door het verbranden van gas, steenkool of petroleum.

• Met die vrijgekomen warmte ga je water verhitten tot stoom (druk!)
• Deze stroom wordt naar een turbine gevoerd en doet deze draaien.
• Aan de as van die turbine is een generator of dunamo gekoppeld en deze zet de draaiende beweging om in elektriciteit.

In tijden van energiecrisis is de kostprijs van deze elektriciteit hoog!

B. De kerncentrale

In plaats van iets te verbranden, bekom je hier de warmteontwikkeling door atomen te splitsen. Verder werkt deze centrale op dezelfde manier als een thermische centrale. De elektriciteit op deze wijze is goedkoper, maar houdt een heel groot gevaar in voor mens en natuur.

C. De gasturbine.

Een gasturbine gebruikt de kracht van verbrandingsgassen om een turbine aan te drijven. Aan de as van die turbine is een generator of dynamo gekoppeld en deze zet de draaiende beweging om in elektriciteit.

Hoe kan je gebruik maken van elektrische energie?

Elektriciteit gebruik je bijna nooit op zichzelf, tenzij bij elektrische schokken in de geneeskunde of elektrocutie op de elektrische stoel.

In alle andere gevallen wordt elektriciteit eerst omgezet in een voor ons bruikbare vorm. Zo een omzetter (omvormer) noem je een verbruiker.

Wanneer je rondom jou kijkt, dan kom je dagelijks zo'n verbruikers tegen.

Gelijkspanning en wisselspanning

A. Gelijkspanning

• Een bron met vaste polariteiten is een gelijkspanningsbron.
• De stroom die geleverd wordt door een gelijkspanningsbron vloeit steeds in dezelfde zin (richting), die stroom heet gelijkstroom.

Gelijkstroom en gelijkspanning worden aangegeven door:

• Het gelijkheidsteken (=)
• Eén horizontaal streepje (-)
• D.C.(afkorting van het engels "Direct Current")

B. Wisselspanning.

• Een bron met polariteiten die voortdurend wisselen heet wisselspanningsbron.
• De stroom die geleverd wordt door een wisselspanningsbron, vloeit een zeer korte tijd in de ene zin en nadien in de andere zin, daarna wisselt de stroomzin weer, enz. een stroom waarvan de zin en ook de sterkte steeds wisselt heet wisselstroom.

Wisselspanning en wisselstroom worden aangegeven door:

• Het sinusteken (~)
• A.C. (afkorting van het engels "Alternating Current")

Een generator die wisselspanning levert heet "alternator"

Waarheen lopen de elektriciteitsdraden?

De elektriciteitscentrale leveren ons een spanning van 380.000V, dit noemt men het hoogspanningsnet(HS).

Via onder - of bovengrondse leidingen worden deze spanningen gebracht naar een hoogspanningsstation.

Daar wordt de spanning verlaagd tot 6000 of 15.000V. Dit noemt men het middelspanningsnet (MS).

Deze spanning zal op zijn beurt d.m.v. een transformator verlaagd worden tot 240/400V. Dit noemt men het laagspanningsnet(ls)

De elektrische grootheden in het kort

Spanning stroom en weerstand

Om de elektrische grootheden (spanning,strooom en weerstand) gemakkelijker te begrijpen, vergelijken we deze met een tuinslang die we aansluiten op waterkraan.

• Je draait de kraan open en er komt water uit de tuinslang

= Hoe meer (minder) je de kraan open draait, hoe meer (minder) water uit de tuinslang komt

• Je draait de kraan open in een willekeurige stand en blijft er dan af (er stroomt water uit de tuinslang)
• terwijl er water uit de tuinslang stroomt, gaan we met onze voet op de tuinslang duwen.

= Hoe meer (minder) ik duw met mijn voet,hoe minder (meer) water eruit de tuinslang zal stromen.

Vergelijking met elektriciteit.

De waterdruk op de kraan is de spanning. Symbool: U eenheid: Volt (v) Vb: U= 10V (de spanning bedraagt 10volt)

Het water dat uit de tuinslang vloeit is de stroom. Symbool:I eenheid: ampère (A) Vb: I=2A (de stroom bedraagt 2 ampère)

De druk die we uitoefenen met onze voet is de weerstand. Symbool:R eenheid: ohm ()

De tuinslang kan je vergelijken met de aansluitdraden (koperdraden)

Wet van Ohm

Formule De wet van ohm : R=U/I weerstand= Spanning / stroom

Afgeleide formule U=RxI spanning = weerstand x stroom I=U/R stroom = spanning / weerstand

Meten van spanning,stroom en weerstand

spanning stroom en weerstand kan je meten met 1zelfde toestel, dit noemt men een universele meter of multimeter. Er bestaan ook meettoestellen die enkel spanning,stroom of weerstand meten.