Elektriciteit

ZIE BIJLAGE VOOR VERDUIDELIJKENDE AFBEELDINGEN

§ 3.1: Lading en spanning

Er zijn twee soorten elektrische lading: positieve en negatieve.
Lading ontstaat doordat stoffen tegen elkaar wrijven.
Geladen voorwerpen kunnen andere voorwerpen aantrekken, en er kunnen vonkjes overspringen.
Gelijksoortige ladingen stoten elkaar af, ongelijksoortige ladingen trekken elkaar aan.

Neutraal: evenveel positieve als negatieve lading.
Alleen negatieve lading, bestaande uit elektronen, kan zich verplaatsen.
Positieve voorwerpen hebben een tekort aan elektronen.
Tussen geladen voorwerpen staat een spanning → wanneer er een verbinding tussen de voorwerpen wordt gemaakt is een elektrische stroom mogelijk.
Spanning (U) wordt gemeten in volt (V) met een spannings- of voltmeter.

§ 3.2: Elektrische stroom

Een stroomkring moet gesloten zijn voor een elektrische stroom
Stroomsterkte I (dus hoofdletter van de letter i) wordt gemeten in ampère (A)

Serieschakeling: Eén stroomkring zonder vertakkingen. Is er één onderdeel uit? Dan gaat rest ook uit.

Overal dezelfde stroomsterkte I, dus:
Itot = overal gelijk

Spanning U verschillend, dus:
Utot = Ut = U1 + U2 + …

Parallelschakeling: Eén stroomkring met vertakkingen. Gaat één onderdeel uit? Dan blijft de rest aan.

Over elk apparaat dezelfde spanning als de bronspanning, dus:
Utot = Ut = U1 = U2 = …

Stroomsterkte I kan per apparaat verschillen, dus:
totale stroomsterkte Itot = It = I1 + I2 + …

Huisinstallatie bestaat uit meerdere parallelle groepen.
Overbelasting: te grote stroomsterkte door te veel apparaten.
Omrekenen van eenheden: 1000 mA = 1 A
1 kA = 1000 A
1MA = 1000000 A

§ 3.3: Weerstand

Weerstand (R) geeft aan hoe moeilijk elektronen door een stroomkring of apparaat bewegen. Des te groter R, des te kleiner is de stroomsterkte I (en andersom).

Weerstand = spanning / stroomsterkte oftewel: R = U / I
De weerstand (R) druk je uit in in ohm (Ω)
Bovenstaande formule mag je alleen in V, A of Ω invullen, dus niets met mA of kV of MΩ bijvoorbeeld. Dan moet je het weer omrekenen naar A, V of Ω.

Constantaandraad heeft een constante weerstand (ook al wordt de temperatuur van de draad groter).
Gloeidraad: weerstand stijgt met de temperatuur

§ 3.4: Weerstanden in serie en parallel

Lichtnet = netspanning = 230 V (= spanning op een stopcontact)
Hoeveelheid warmte hangt af van weerstand (bij gelijke spanning)
Hoe kleiner de weerstand, des te meer warmteontwikkeling

Weerstanden in serie: totale weerstand is: Rtot = Rv = R1 + R2 + …
Weerstanden parallel: totale weerstand is: 1/Rtot = 1/Rv = 1/R1 + 1/R2 + …

§ 3.5: Vermogen
Vermogen: hoeveelheid energie die per seconde wordt verbruikt/ omgezet
(elektrisch) vermogen = spanning x stroomsterkte
in symbolen:
P = U x I
Vermogen P in Watt (W) (voor formule alleen invullen in W, V en A, niets met kV, mA of iets dergelijks).

1 Watt = 1 joule per seconde 1 W = 1 J/s

Energie = vermogen x tijd
Energie E in Joule of Energie in kilowattuur (afgekort met kWh)
Vermogen P in Watt of in kWatt
Tijd t in seconde of in uren (h van hours)

Formule E kun je uitrekenen op twee manieren:
E = P x t --> Joule = Watt x seconde
E = P x t --> kWh = kW x h

1 kWh = 3,6 MJ (3.600.000 J) (want: 1 kW · 1 h = 1000 W · 3600 s = 1000 J/s · 3600 s = 3600000 J = 3,6 MJ

§ 3.6: Soortelijke weerstand

De weerstand van een draad hangt af van:

• De lengte van de draad = l in meter --> R groter als l groter wordt.
• De doorsnede A in mm2 (dus niet de A van Ampère!!!) van de draad --> doorsnede A groter? Dan R kleiner.
• Het materiaal van de draad, ook wel soortelijke weerstand ρ genoemd (elke soort heeft een andere weerstand) (waarde ρ kun je opzoeken in je boek of BINAS). Eenheid van ρ = Ω mm2 / m.

Doorsnede van een draad = cirkel.
Oppervlakte van cirkel = A = π x r2 (r = straal cirkel)
Twee keer de straal = diameter van een cirkel

Practicum:

Omgaan met volt- en ampèremeters:

Meet de eerste keer met het grootste meetbereik (30 Volt of 5 Ampere). Zo voorkom je dat de meter kapot gaat. Je ziet dan vanzelf of je ook een kleiner meetbereik kunt gebruiken.

Als het kan, moet je een kleiner meetbereik gebruiken. Je kunt dan nauwkeuriger meten.

Een voltmeter sluit je parallel aan (dus niet in de stroomkring op genomen) en ampèremeter sluit je in serie aan (dus wel in de stroomkring opgenomen).

Bij het maken van grafieken zet je:
Op de x-as de grootheid (bijvoorbeeld spanning) welke je hebt ingesteld (is vaak de eerste kolom).
Op de y-as zet je de grootheid (bijvoorbeeld stroomsterkte) die hieruit volgt.

Symbolen:

Symbolen (zie bijlage) moet je van links naar rechts leren: dus weten wat het symbool voorstelt, maar ook bijvoorbeeld het symbool van een lamp kunnen tekenen.

Samenvatting formules, grootheden en eenheden: zie bijlage!!!