H2.1: Elektrische energie vervoeren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Energie vervoeren

Lesdoelen:

• Hoe wordt elektrische energie opgewekt bij een elektriciteitcentrale?

• Wat voor spanning is nodig bij 

       verschillende punten van het 

       elektriciteitsnet?

• Hoe werkt een transformator?

Elektriciteitsnet:

• Als stroom door een kabel gaat, wordt de kabel warm.

       Energieverlies: minder elektrische energie over voor eindgebruikers

• Voor de minste energieverlies moet stroom over zo hoog mogelijke spanning vervoerd worden (minder warmte).

Elektriciteitcentrale

Transformators

380kV

10kV

230 V

Soorten spanning

• Het lichtnet levert geen gelijkspanning (zoals batterijen en accu's) maar wisselspanning (wat voortdurend van richting wisseld met 50 keer per seconde) met f = 50 Hz.

Waarom wordt de spanning verhoogd als het over lange afstanden vervoerd wordt?

1. Voor veiligheid
2. Om energieverlies te voorkomen
3. Om een frequentie van 50 hz te krijgen
4. Dat is wat apparaten nodig hebben

Wat is de spanning van de elektriciteit in onze huizen?

1. 20 kV
2. 380 kV
3. 10 kV
4. 230 V

De transformator (1)

De transformator bestaat uit twee spoelen van geisoleerde koperdraad om een week-ijzeren kern.

• Primaire spoel wordt verbonden met het 

       lichtnet, secundaire spoel met het apparaat.

• Wisselstroom gaat door de primaire spoel, 

       die wordt een elektromagneet.

• Week-ijzeren kern wordt hierdoor gemagnetiseerd.

De transformator (2)

• Gevolg - er ontstaat in de 

secundaire spoel een 

veranderende magneetveld, 

wat een lagere wisselspanning 

opwekt.

Hoe zijn de spoelen aan elkaar gekoppeld?

1. Magnetisch
2. Elektrisch

Formule

​U​s​​​​U​p​​​​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​

      = spanning primaire spoel

      = spanning secundaire spoel

      = aantal windingen

          primaire spoel

      = aantal windingen

          secundaire spoel

U​p​​

U​s​​

N​p​​

N​s​​

Lesafsluiting:

Elektrische energie wordt opgewekt:

Brander, turbine, generator, condensor

Elektrische energie wordt vervoert naar onze huizen:

380 kV, 10 kV, 230 V

Werking van een transformator

Zelf proberen