Hoofdstuk 5 stromende elektriciteit

• Natuur en techniek
• MBO
• Studiejaar 2

Hoofdstuk 5 stromende elektriciteit

stroomkring

Elektrische stroom

Wat is elektrische stroom?

Spanningsbronnen

Stroomkringen

Verschil tussen spanning en stroom

Practicum

Spanningsbronnen

Wat is een spanningsbron?

Welke spanning hebben ze?

Waarin meten we spanning?

Batterijen

Batterijen

Spanningsbronnen

Er zijn drie soorten spanningsbronnen:

1. chemische: batterijen en accu's
2. beweging: dynamo's en generatoren
3. licht: zonnecellen / zonnepanelen

 Spanningsbronnen

Elektrische stroom

- De spanningsbron zorgt ervoor dat de elektrische stroom gaat lopen. 

- Stroomdraden geleiden de elektrische stroom. (geleider)

- Om de stroomdraad zit een isolator. 

Elektrische stroom

Elektrische stroom in een draad bestaat uit bewegende elektronen.

De spanningsbron pompt de elektrische stroom rond.

Er verdwijnen geen elektronen.

 Elektrische stroom

Hoe ontstaat een elektrische stroom?

In metalen (geleiders) zitten deeltjes die de elektrische stroom kunnen meenemen.

Afsluitend lied over de stroomkring.

Wat is spanning?

Spanning is dus: Het verschil in (elektrische) lading.
--------------------------------
Dit zorgt ervoor dat er stroom gaat lopen tussen de voorwerpen en dit is handig!

Als wolken tegen elkaar aan wrijven ontstaat een groot verschil in lading. Eerst het gedonder in de wolken. (Stroom in de wolken). Daarna de ontlading van de wolken op de grond. (Bliksem) Zit hoge waardes aan spanning

Wat is het verschil tussen stroom en spanning?

Wat is het verschil tussen stroom en spanning?

Energie opwekken

Batterijen

Leveren een gelijkblijvende spanning

Herbruikbare batterijen:

1. Stroom omgekeerd door de batterij sturen
2. Chemische reactie wordt omgekeerd
3. Oorspronkelijke stoffen keren terug
4. Batterij is opgeladen

platte batterij

3 batterijen in serie

totale spanning:

1,5+1,5+1,5=4,5 volt

symbolen

je kan stroomkringen tekeken. hiervoor heb je symbolen nodig.

in een getekende stroomkring kan je snel zien of iets in serie is of parallel

Type schakelingen

Er zijn 3 manieren waarop apparaten in een stroomkring geschakeld kunnen staan:

• In serie
  
• Parallel
  
• Gemengd
  

Serie/parallel

Serie: 
alle apparaten zitten in één stroomkring. 

Parallel: 
Elk apparaat heeft zijn eigen stroomkring.

Een stroomkring met een Ampèremeter in serie geschakeld

Voltmeter

Staat parallel met de andere componenten

Voltmeter en ampèremeter

Dus de ampèremeter staat in de stroomkring (in serie) en de voltmeter staat in zijn eigen stroomkring tegen de grote stroomkring (parallel)

Wat moet je kennen/kunnen?

Het verschil tussen een serie en parallel-schakeling kennen.

Tekeningen van stroomkringen maken met de juiste symbolen.

Weten hoe je een voltmeter, amperemeter en schakelaar aansluit.

Weten hoe stroomsterkte zich gedraagt in serie en parallelschakelingen.

Een stroomkring bouwen op basis van een schematische tekening.

PHET simulatie

In het programma PHET kun je allerlei stroomkringen maken en daar ook aan meten (vanaf blz. 40, H5.3 en verder)

batterijen

Bouw je eigen stroomkring online met:

• Een batterij, schakelaar, lampje, én een stroommeter in serie.
• Plaats de voltmeter (parallel) over de lampje en kijk goed naar de spanning. 
• Bouw een extra lampje ertussen en kijk wat er gebeurt met de spanning en stroomsterkte.

• Bouw de schakeling nu om naar een parallelschakeling, waarbij de lampjes parallel staan van elkaar. (soort van naast elkaar)
• Bouw naast elk lampje een schakelaar (in serie)
• Bepaal de spanning over beide lampjes 
• Kijk wat er gebeurt als je een van de schakelingen open zet (bouw er dus een schakeling tussen)

Weerstand

• Hoe meer weerstand, hoe moeilijker de stroom er doorheen gaat.
• Een geleider heeft weinig weerstand.
• Alle metalen geleiden de elektriciteit niet even goed. Als een metaal de elektrische stroom slecht geleidt, dan heeft dat metaal een grote(re) weerstand. (Stroom wordt meer tegengehouden)
• Een isolator heeft veel weerstand.
• Weerstand bereken je met wet van Ohm.

R=​I​​U​​

Weerstand 

Een apparaat levert weerstand.
Des te groter de weerstand, des te kleiner de stroomsterkte wordt.

grootheid	symbool	eenheid	symbool
weerstand	R	ohm	Ω
spanning	U	volt	V
stroomsterkte	I	ampère	A
vermogen	P	watt	W

5. Ik kan het verbruik van elektrische energie in huis berekenen en de uitkomst weergeven in kWh of MJ.

Energieverbruik

Of in een formule:
E  =  P  x  t
(Elektrisch verbruik=vermogen x tijd)

Als de gloeilamp 3 uur lang aanstaat;
75 Watt x 3 uur = 225 Wh
225 Wh = 0,225 kWh

Elektrische energie (E =P x t)

Elektrische energie 

Berekenen van het vermogen

Formule:     

Gegevens:   

Berekening: 

Een wasmachine heeft een was gedraaid in 2 uur.

De wasmachine heeft in deze tijd een elektrisch

verbruik van 6 kWh.

Bereken het vermogen van de wasmachine

Elektrische energie 

Berekenen van het vermogen

Formule:     (E = P x t)       P = E / t

Gegevens:   E= 6 kWh =

                    T= 2 uur

Berekening: P = 6 / 2 = 3 kW

Een wasmachine heeft een was gedraaid in 2 uur.

De wasmachine heeft in deze tijd een elektrisch

verbruik van 6 kWh.

Bereken het vermogen van de wasmachine

Smeltveiligheid

In meterkasten zit in elke groep een zekering. In oude meterkasten is dit vaak een smeltveiligheid. In de smeltveiligheid zit een draadje: de smeltdraad. Alle stroom van de groep gaat door dit draadje. Bij overbelasting of kortsluiting wordt het draadje zo warm dat het smelt. De stroomkring wordt onderbroken. De spanning op de groep is uitgeschakeld.

(Groeps)zekering

Voor elke groep is er een aparte zekering. Deze schakelt automatisch de groep uit bij kortsluiting of overbelasting.

Randaarde

Rand aarde

• Een groen-gele draad.
• Veiligheidsdraad die letterlijk gekoppeld staat met de aarde.
• Zorgt ervoor dat als een apparaat van de buitenkant onder spanning staat, je niet geëlektrocuteerd wordt.

Randaarde

Randaarde bij een stekker en stopcontact.

Zonder randaarde                          Met randaarde

zonder randaarde             met randaarde

Sensoren

Sensor

Onderdeel dat iets in de omgeving kan waarnemen en dit omzet in een spanning

• lichtsensor
• temperatuursensor
• geluidsensor
• druksensor

LDR

NTC

LDR

NTC

LDR lichtsensor

• De LDR is een weerstand die gevoelig is voor licht. 
• Als op de LDR licht valt, neemt de weerstand toe. 
• Als gevolg hiervan, loopt er geen stroom meer door de schakeling.

LDR

Hoe meer licht hoe lager de R hoe hoger de stroom.

Een LDR is een veelgebruikte lichtsensor. De letters LDR staan voor Light Dependent Resistor = lichtgevoelige weerstand.

Lichtsensor

 LDR weerstand

NTC

De NTC is een weerstand die gevoelig is voor warmte, het is dus een temperatuursensor.

De NTC heeft een hoge weerstand als het koud is en een lage weerstand bij warmte.

Hoe warmer de NTC, hoe kleiner de weerstand, des te groter de stroomsterkte.

BIMETAAL