1.3 Elektriciteit in huis

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Elektriciteit in huis (1.3)

Leerdoelen

1. Je kunt de totale stroomsterkte in een groepsleiding berekenen.
   
2. Je kunt het totale vermogen berekenen dat op een groep is aangesloten.
   
3. Je kunt berekenen of in een groep overbelasting optreedt.
   
4. Je kunt uitleggen tegen welke gevaren de onderdelen van de huisinstallatie beschermen.
   

Introductie

De lijst met activiteiten waarvoor je elektrische energie nodig hebt, is lang. Gamen, informatie zoeken, koffiezetten, muziek luisteren, douchen, tv-kijken, de was doen: als de elektriciteit uitvalt, is dat allemaal niet meer mogelijk.

De huisinstallatie

Door de muren en plafonds van een woonhuis loopt een netwerk van elektriciteitsdraden: de huisinstallatie. 

 In figuur 1 zie je hoe de hoofdleiding bij de voordeur het huis binnenkomt. 

Na de energiemeter splitst de leiding zich in vier tot zes parallelle groepen. 

De meterkast

Elektriciteit komt het huis binnen via de meterkast. In een meterkast zitten altijd de volgende onderdelen:

• De kilowattuur-meter: hier wordt gemeten hoeveel elektriciteit je gebruikt (en dus hoeveel je moet betalen)
• Hoofdschakelaar: hiermee kan de elektriciteit in het hele huis aan en uitgezet worden. Dit mag alleen het elektriciteitsbedrijf doen. Doe dit dus nooit zelf!
• Zekeringen: deze zetten de stroom in een deel van het huis uit als er teveel apparaten tegelijk aan staan of als er kortsluiting is
• Aardlekschakelaar: meet of er stroom weglekt in huis, dit is namelijk gevaarlijk. Als dat gebeurt, schakelt hij de stroom uit

Onderdelen van een meterkast

Op de foto's op deze bladzijde staan voorbeelden van 

de onderdelen van de meterkast.

kilowattuur-meters
links nieuw- rechts oud

hoofdschakelaar

zekeringen

Aardlekschakelaar

Overbelasting

Stroom per groep mag niet meer dan 16A zijn. 

Meer = brandgevaar

Teveel apparaten =overbelasting

Zolang totale vermogen niet meer 

dan 3,7 kW is, geen probleem

Kortsluiting:

Weerstand klein in elektriciteitsdraden.

Als stroom een ander weg (niet door apparaat) kan nemen

 - Kortsluiting: veel te kleine weerstand

Kortsluiting:

Een stroomkring met een hele kleine weerstand en dus hele grote stroomsterkte.

Spanning en stroomsterkte

Een groep bestaat uit een aantal parallel geschakelde vertakkingen die elk naar één stopcontact of één lichtpunt leiden. Dat betekent dat er op elk lichtpunt en elk stopcontact een spanning staat van 230 V. De spanning U is dus overal in de groep even groot:

U = U1 = U2 = U3 = ... = 230 V

Als een apparaat aanstaat, loopt er stroom door de vertakking waarop het apparaat is aangesloten. Hoe groter het vermogen van het apparaat is, des te groter is de stroomsterkte. Als je de stroomsterkten in alle takken bij elkaar optelt, vind je de totale stroomsterkte

I tot in de groep. In formulevorm:

Itot =I1 +I2 +I3 + ...

Formules voor stroomsterkte en vermogen bij de huisinstallatie

             Dus stromen mag je optellen        

   

             Vermogens mag je optellen om het totale vermogen te                        krijgen.

I​totaal​​=I​1​​+I​2​​+I​3​​+I​4​​+...

P​totaal​​=P​1​​+P​2​​+P​3​​+...

Het totale vermogen bereken je met:

P​tot​​=U⋅I​tot​​

Wat is de formule om het vermogen te berekenen?

1. E=P*t
2. R=U/I
3. P=U*I

Welke eenheid heeft de grootheid Energie?

1. Joule
2. Watt
3. Volt
4. kWh

Wanneer spreken we van overbelasting?

1. Bij een stroomsterkte meer dan 10 ampère.
2. Bij een stroomsterkte meer dan 16 ampère.
3. Bij een te hoge wisselspanning.
4. Wanneer stroom een weg vindt met de kleinste weerstand.

Simulatie vermogen berekenen

Ga naar: Phet (klik op het woord) en kies: Intro

Maak en stroomkring (circuit) uit de volgende onderdelen:

- ALLE batteries

- 1 bulb

- 1 amp meter

- 1 voltage meter

-1 switch

- 2 wires

Simulatie vermogen berekenen

Zorg dat het lampje op 18 ohms staat.

Bepaal het totale spanning van ALLE batterijen. 

Bepaal hoeveel stroomsterkte door het lampje heengaat. Bereken het vermogen van het lampje.

Bereken het maximale vermogen op een groep met een zekering van 16 A.

Fasedraaden nuldraad

Bruin - fasedraad

Blauw - nuldraad

Bruin 230V - Blauw geen spanning

Schakelaar naar lamp zwarte draad

 - Schakeldraad: Alleen spanning als schakelaar aan staat

0

Opdrachten

Maak ter bewijs aan jezelf de volgende opdrachten: 

H1.3: 2, 4, 5, 6

De rest is huiswerk!