Natuurkunde Hoofdstuk 5 Elektriciteit

Natuurkunde Hoofdstuk 5 Elektriciteit.
5.1 De stroom kring.
- Als je een lampje wilt laten branden dan moet je een gesloten stroomkring, als het een open
stroomkring is brand het niet.
- Met een schakelaar kun je de stroomkring sluiten en openen.
- Een geleidende vloeistof wordt een elektrolyt genoemd, zoals zeewater.
- Door isolatoren kan er geen stroom, isolatoren zijn: rubber, lucht, papier en glas.
- Door geleiders kan er wel stroom, geleiders zijn: koper, zink, kwik, ijzer en zeewater.
- In een gloeilamp zit een draadje, het gloeidraadje, het draadje word zo heet dat het licht gaat
geven.
- De gloeilamp werd uitgevonden eind 19e eeuw door Thomas Alva Edison.
- Een diode is een geleider en een isolator, een diode laat de stroom 1 richting in als de stroom
andersom gaat dan isoleert het.
- Een Led is een diode die licht geeft, Light Emitting Diode, als er stroom door heen gaat. Het
is eigenlijk een controle lampje.
5.2 Spanningsbronnen.
- Bij een stroomkring heb je ook een spanningsbron nodig zoals een batterij, dynamo, accu.
- Batterijen en accu’s zijn chemische spanningsbronnen, de stroom word opgewekt door een
scheikundige reactie.
- In een chemische spanningsbron zitten altijd 2 verschillende geleidende stoffen(elektroden)
en een elektrolyt.
- In een dynamo, van je fiets, wordt stroom opgewekt door dat een magneet langs een spoel
draait.
- In elektriciteitscentrales word de stroom opgewekt door een generator, een hele grote
dynamo, de stroom wordt door hoogspanningsleidingen vervoerd naar de stad.
- Voor de grootte van een spanning wordt het symbool U voor gebruikt, voor de grote in volt
word V gebruikt.
- De spanning die een batterij levert kun je meten met een spanningsmeter, een batterij meet je
zo: U= 9V.
- Platte batterijen bestaan uit 3 cellen van elk 1,5 volt.
- Laagspanning is lager dan 20 volt.
- Voor hoogspanning wordt gewaarschuwd (380000V).
- Een transformator kan hoogspanning omzetten in laagspanning.
5.3 Schakelingen.
- Je kunt met het schema hiernaast een schakelschema maken.
- Je kunt er dan ook verschillende schakelingen mee maken.
- Een serieschakeling (zie hieronder) is heel onhandig, als één
lampje stuk is doet de rest het ook niet.
- Een parallelschakeling is veel handiger (zie hieronder),
elk lampje is aangesloten op de zelfde spanning, maar niet
aan elkaar, als er een stuk is blijft de rest branden.
- Met een wisselschakeling kun je beneden het licht aan/uit
doen, van de lamp die boven is.
Dat kun je doen met een wisselschakelaar.
5.4 Stroom meten.
-De stroom loopt via de + naar het lampje en dan naar de -.
- Om te meten hoe groot de stroom is heb je een stroommeter nodig.
- De grootte van de stroom noemen we stroomsterkte (I).
- De stroomsterkte wordt gemeten in ampère (A).
- Een ander woord voor stroommeter is ook wel ampèremeter.
- 1 A= 1000 mA
- 1 mA= 0,001 A
- Alle apparaten in huis hebben de spanning 230 V.
- Teveel stroom betekend kortsluiting.
- Als er teveel apparaten aanstaan heet het overbelasting.
- Een smeltveiligheid wordt ook wel een zekering genoemd.
- Door de zekering word bij kortsluiting of overbelasting gelijk al het stroom uit gezet.
5.5 Elektrische energieverbruik.
- In een stroomkring heeft elk onderdeel een eigenfunctie:
1 De spanning levert elektrische energie.
2 De snoeren vervoeren die energie naar het elektrische apparaat.
3 Het elektrische apparaat zet de elektrische energie om in bijv. warmte, licht of beweging.
- Als de stroom door een draad loopt ontstaat er warmte.
- Als de stroom zo heet wordt en het loopt door een draad gaat het ook gloeien.
- Om iets te laten bewegen heb je een elektromotor nodig, de energie wordt omgezet in
beweging.
- Het vermogen wordt omgegeven (P) in watt of kW.
- Het vermogen geeft aan hoeveel energie een apparaat verbruikt per seconden.
- De hoeveelheid elektrische energie die je thuis verbruikt wordt gemeten in kwh.
- Of te wel het word met een kilowattuurmeter berekend.
- Je kunt ook berekenen hoeveel een elektrisch apparaat verbruikt met de formule:
- Je moet het vermogen, de watten omzetten in kW.
- Voorbeeld: Een lamp is 40 watt en brand 5 uur,
het kost 15 cent per 1 kWh.
40:1000 = 0,04 x 5 = 0,2 x 0,15 = 0,03 cent.
Extra
- 1 kwh = 3600000 J
- W = joule p sec.
- Wisselspanning = afwisselend + en – dus de stroom ook.
- Wisselstroom = elektrische stroom waarvan sterkte en richting snel en regelmatig wisselen.
Overzicht grootheden en eenheden
Grootheid
Symbool
Eenheid
Spanning
U
Volt
Stroomsterkte
I
Ampère
Vermogen
P
Watt of Joule/seconde
Elektrische energie E
Joule of Kilowattuur
Symbool
V
A
W of J/s
J of kWh