Hoofdstuk 5

Natuur- en scheikunde Hoofdstuk 5

Om een gloeilampje te laten branden, moet er elektrische stroom door lopen. Dan heb je een stroomkring. Het lampje brandt alleen als er sprake is van een gesloten stroomkring. In iedere gesloten stroomkring zitten geleiders (metaal). Hier kan elektrische stroom wel doorlopen. Je hebt ook isolatoren (plastic). Hier kan elektrische stroom niet doorlopen. Een elektrische vloeistof waar stroom doorheen kan lopen is een elektrolyt. Met een schakelaar kun je een stroomkring openen of sluiten. In een gloeilamp zit een draad van wolfraam. Dit is een metaal dat een smeltpunt heeft van 3407ºC. Dus als er een stroom van 30ºC doorheen loopt gaat de draad mooi branden. Dan heb je dus een gloeilamp.

Een diode is een bijzonder materiaal. Het is een geleider als de stroom erdoor wil en een isolator als de stroom er in een tegenovergestelde richting in wil.


doorlaat-richting sper-richting

* * *

Batterijen, accu’s en zonnecellen zijn spanningsbronnen. Deze heb je nodig om bijv. een stroomkring te maken. Een batterijen en accu’s zijn chemische spanningsbronnen. In een chemische spanningsbron is altijd:
- 2 elektroden (gemaakt van 2 verschillende geleidende stoffen)
- een elektrolyt (kan gaan lekken)
In een batterij zit kwik. Dit is giftig en daarom moet een batterij niet in de prullenbak, maar bij het chemisch afval. Je kunt beter oplaadbare batterijen gebruiken = beter voor milieu. Een dynamo is ook een spanningsbron de wordt opgewekt door een magneet die ronddraait langs een spoel. En de spanning in een stopcontact wordt opgewect door generatoren. Op een batterij staat altijd vermeld welke spanning (U) hij levert. Dit wordt opgegeven in volt (V). De spanning die een batterij levert kun je meten met een voltmeter. Een platte batterij bestaat uit 3 losse cellen die allemaal 1.5 V leveren. Dus een batterij levert 1.5 x 3 = 4.5 V. Een spanning kleiner dan 20 volt is ongevaarlijk. Dit heet laagspanning. Op de elektriciteitsleidingen door het landschap kan een spanning staan van maar liefst 380 000 000 V. Dit heet hoogspanning. Een transformator kan hoogspaning omzetten in laagspanning, en laagspanning in hoogspanning.

* * *

Je kunt met lampen, snoeren enz allerlei schakelingen maken. Om dit weer te geven maak je een schakelschema. Een serieschakeling (zonder vertakkingen) is een schakeling met lampjes en als er een lampje stuk gaat, gaan ze allemaal uit de stroomkring is verbroken. Voorwerpen waar een serieschakeling inzit zijn: broodrooster, elektromotor. Ook een schakeling is een parallelschakeling. Wel met vertakkingen. Je kunt ieder lampje apart uit duin. De anderen blijven gewoon branden. De apparaten die je thuis hebt zijn allemaal aangesloten op een netspanning van 230 V. Ze zijn allemaal parallel geschakeld. Dit moet ook wel. Waar de elektrischiteitsleiding binnenkomt, vindt je eerst een kWh-meter. Deze meet de verbruikte stroom. Een wisselschakeling is een schakeling die bijv. gebruikt wordt voor een lamp van een trap. Om bijv. lampen op 2 plaatsen aan/uit te doen. Dat gebeurt met behulp van wisselschakelaars.

* * *


Om te kunnen meten hoe groot de stroom is die er door een stroomkring loopt, gebruik je een ampèremeter (A). Hier meet je de stroomsterkte (I) mee.
1 A = 1000 mA
1 mA = 0.001 A
In een serieschakeling maakt het niet uit waar je de stroom meet. De stroom is namelijk op elke plaats even groot. Als er stroom door koperdraad loopt, wordt de koperdraad warm. Maar er kan natuurlijk ook te veel stroom doorheen lopen. Dan kan er brand ontstaan. Teveel stroom kan 2 oorzaken hebben:
- Overbelasting. Als er teveel elektrische apparaten tegelijk aanstaan
- Kortsluiting. Als 2 snoeren elkaar raken, en dan ontstaat er een stroomkring waar heel veel stroom doorheen loopt. Als je de stekker in het stopcontact steekt, zal er door deze stroomkring een te grote stroom gaan lopen. A
Als beveiliging dat er niks smelt, wordt een zekering aangebracht. Hier zit een dunne draad in, en als het dan zover komt dat de stroom te heet wordt , smelt de zekering. Zo ontstaat er geen brandt. Want dan wordt de stroomkring verbroken. Op een zekering staat altijd vermeldt hoeveel stroom er hoogstens doorheen kan. Tegenwoordig worden zekeringen vervangen door installatie-automaten. Deze schakelt automatisch de stroom uit. In een gemengde schakeling zijn de verschillende onderdelen soms parallel, en soms in serie met elkaar geschakeld.

* * *
In een stroomkring heeft elk onderdeel een eigen functie:
1. de spanningsbron levert elektrische energie (E)
2. de snoeren vervoeren de elektrische energie naar het apparaat.
3. Het elektrische apparaat zet de elektrische energie om in bijv. warmte, licht of beweging.
Warmte: Broodrooster, Licht: Gloeilamp, Beweging: Föhn. Op elk elektrisch apparaat is een typeplaatje aangebracht. Hier staat op: het vermogen=energieverbruik p.s. (P), watt (W), kilowatt (1 kW = 1000 W). Het energieverbruik kun je meten in kWh. De meter heet dus ook een kWh-meter. Óok kun je berekenen hoeveel energie een apparaat verbruikt heeft. Met de formule: E=PxT. Een powermonitor meet het opgenomen vermogen zelf.

* * *

Als de motor van een auto niet draait, wordt de energie geleverd door een accu ( bestaat uit 6 cellen die in serie geschakeld zijn). Samen leveren ze een spanning van 12 volt. De stroomkring wordt steeds gesloten via het metaal (massa) van de auto zelf. Je start een auto met een startmotor. Starten kost veel elektrische energie en heeft een elektrisch vermogen van ong. 2kW. Er loopt dan een stroom doorheen van 150A. Als de auto is gestart, gaan niet alleen de wielen draaien, maar de motor drijft ook een dynamo aan. (levert energie en zorgt voor oplading accu). De spanningsbronnen van een auto zijn dus een dynamo en een accu. Hier zitten 2 grote verschillen tussen. De accu levert gelijkspanning (constant zelfde spanning) en de dynamo levert wisselspanning (steeds andere spanning, varieert tussen -12 volt en 12 volt. Om met wisselspanning een accu te kunnen opladen, wordt deze eerst gelijkgericht. (met elektronische schakeling).