C&E: les 9

elektriciteit

Wat is elektriciteit?

• Alle materialen (stoffen) bestaan uit atomen. Deze atomen bestaan uit een kern en hier om heen bewegen elektronen (negatief)

• Elektriciteit (stroom) is het overspringen van elektronen van de ene atoomkern naar de andere atoomkern.

• Wanneer dit overspringen gemakkelijk gaat noemen we het een geleider.

• Wanneer het overspringen van de elektronen moeilijk gaat noemen we het een isolator of weerstand.

Vergelijk de werking van elektriciteit met water

Om water te doen stromen → druk nodig (pomp of een hoog geplaatste watertank)

• Elektronen stromen -> spanning nodig (dynamo, batterij of accu)

• Hoeveelheid Spanning (U) wordt uitgedrukt in Volt (V)

• Hoe hoger het spanningsverschil hoe hoger het voltage

• Er moet spanning zijn om elektriciteit te laten stromen, daarvoor is een drukverschil nodig

veel waterdruppels → veel stroom

• Hoeveelheid stroomsterkte (I) wordt uitgedrukt in Ampère (A, = stroomsterkte)

• Bij gelijke spanning kan er meer elektriciteit door een dikke geleider dan door een dunne geleide

• Zoals bij een trechter: hoe groter het gat, hoe sneller water zicht verplaatst

Wat is weerstand?

Wanneer elektriciteit of water ergens moeilijk doorheen kan gaan

• Hangt af van lengte, dikte en aard van materiaal

• Weerstand = spanning/ stroom

• De hoeveelheid weerstand (R) wordt uitgedrukt in Ohm (Ω)

Wat is vermogen?

Spanning en stroom leveren samen het vermogen.

= de hoeveelheid energie die een apparaat kan opnemen of kan afgeven

• Belangrijk ifv automaten/ zekeringen

• Vermogen = spanning x stroom

• Hoeveelheid vermogen (P) wordt uitgedrukt in Watt (W)

Wat is een stroomkring?

De toevoer- en terugvoerdraad die nodig is om een elektrische stroom te laten werken

• Als deze wordt onderbroken kan er geen stroom door de kring lopen en kan de lamp niet aangaan

Wat is een serie schakeling?

Verbruikers staan in serie als ze NA elkaar staan

• Ze worden door dezelfde stroom doorlopen, maar staan onder verschillende spanningen

  • Oude kerstverlichting: 1 lampje kapot => niets brand meer

Wat is een parrallel-schakeling?

Verbruikers staan in parallel als ze NAAST elkaar staan

• Ze worden door verschillende stroom doorlopen, maar staan onder gelijke
  spanning

• Hedendaagse aansluiting

Wat is het verschil tss serie en parrallel-schakeling?

Bij serie is heel de kring kapot als de kabel kapot is of een lamp is niet meer verbonden, bij parallel is elk lampje voorzien vaan een aparte kabel en hebben ze aparte elektriciteit. Als één lampje losgekoppeld wordt schijnen de andere lampjes nog wel.

Teken een stroomkring en leg uit wat je ziet

Bij gelijkspanning gaat de elektronenstroom altijd in dezelfde richting. Hierbij heeft de energiebron altijd een + en een -. De stroom gaat van de - door de schakeling naar de +

• Meestal gebruikt bij lagere spanningen

• Adapters, PV panelen, batterij

Teken een wisselstroom en leg uit wat je ziet

• Bij wisselspanning wisselt steeds de + en de - op de aansluitingen van de energiebron. De elektronenstroom wisselt hierbij ook steeds van richting, hij gaat heen en terug. (= golfje: plus en min veranderd constant)

• Meestal gebruikt bij hogere spanningen (makkelijker te transformeren & efficiënter om te transporteren)

  • Stopcontact, verlichting, motoren, elektriciteitsnet

Hoe zit de elektriciteitsverdeling in elkaar?

1: De stoomketel: hierin worden de fossiele brandstoffen verbrandt. De warmte die hierbij vrijkomt wordt gebruikt om de buizen die zich in de stoomketel bevinden op te warmen. In deze buizen stroomt er water. Door de warmte verandert het water in stoom.

2: De gassen die bij de verbranding vrijkomen ontsnappen door de schoorsteen. Deze gassen (CO2) zijn schadelijk voor het milieu en liggen mee aan de oorzaak van het broeikaseffect, de opwarming van de aarde. Tegenwoordig worden de gassen zoveel mogelijk gezuiverd maar helemaal onschadelijk zijn ze dan nog niet.

3: De hete stoom wordt in de turbine geblazen. In deze turbine zitten allemaal schubben die door de stoom een as doen draaien. Deze as staat in verbinding met de generator

4: De generator zet de draaibeweging van de as uit de turbine om in elektriciteit

5: De opgewekte elektriciteit wordt naar de hoogspanningskabels gestuurd en getransporteerd naar de verbruiker.

6: De stoom koelt na de turbine te hebben aangedreven terug af en wordt terug water. Hier wordt het afgekoelde water terug naar de stoomketel gepompt.

7: De koeltoren helpt mee het water af te koelen

Wat kan je zeggen over eenfasige elektriciteitsverdeling?

= monofasig

• Twee draden die naar de woning leiden

• Spanning tot 220-230V

• Huizen op eenfasig aansluiting op nulgeleider heeft minder draden die binnenkomen dan een driefasig

Wat kan je zeggen over driefasige elektriciteitsverdeling?

• Naar fabrieken, werkplaatsen en sommige woningen lopen vier draden. Hiervan zijn er drie die stroom leveren, dit wordt de fase genoemd (L1, L2 & L3).

• De draad die de stroom terugvoerd wordt nul (N) genoemd

• Spanning tot 3×220v of 3×380V mogelijk (of 3×230v of 3×400V)

• Als je een koppeling maakt tussen twee fasedrading heb je meer elektriciteit --> geeft meer mogelijkheden (bv. kookplaat, opladen van auto, ...)

Wat is dit?

Smartgrid = systemen kunnen met elkaar communiceren, energiecentrale makkelijk aan en uit zetten, nu is er veel windenergie, maar al die energie is niet nodig

Welke elektrische binneninstallaties zijn er?

Meter

• Analoog of digitaal

Verdeelbord

= zekeringskast

• Beschermt tegen kortsluiting en overbelasting

• Beschermt de aanwezige bekabeling

• Uitgedrukt in stroomsterkte

• Hoofddifferentieelbeveiliging = hoofddifferentieelschakelaar

  • Schakelt de kast uit zodra hij ‘verlies’ meet (foutstromen naar de aarde)

  • Beschermt tegen elektrocutie, brandgevaar

  • Vormt een aanvulling op de aarding: onderbreekt het stroomcircuit om te vermijden dat u wordt geëlektrocuteerd. Deze grijpt dus in na de aarding.

Bekabeling

• Bruin/ rood = fasedraad

• Blauw = nuldraad

• Geel/ groen = aarding

Aarding

• Koperen geleider als lus onder fundering

• Koperen aardingspinnen

• Om de elektrische stroom die uit een toestel zou kunnen ontsnappen, af te leiden naar een metalen geleider (kabel) die naar de ondergrond/bodem loopt.

• Zo'n stroomverliezen kunnen zich bijvoorbeeld voordoen wanneer
  een beschadigde kabel bloot komt te liggen en de elektrische draden in contact komen met de behuizing van het toestel. Zonder aarding zou die stroom doorheen het lichaam van de eerste persoon gaan die het toestel zou aanraken: dat is elektrocutie

Wat is AREI?

Elektrische binneninstallatie moet sinds 1981 voldoen aan AREI (Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties)

• Elke nieuwe of ingrijpend gerenoveerde installatie dient verplicht gekeurd te worden door een erkend keuringsorganisme. Anders kan het gebouw niet verbonden worden met het elektriciteitsnet

• Wettelijke verplichting ifv verzekerbaarheid!

• = Reeks technische regels waaraan elektrische installatie dient te voldoen

Wat is het verschil tussen deze twee plannen?

Situatieplan vs eendraadsschema

• Situatieschema geeft mooi de woning voor, eendraadschema niet, beide zijn wel verplicht in elke woning (ook voor keuring) gemaakt door elektricien