2 tl Nask hst 7 elektriciteit

• nask
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 2

hst 7 : Elektriciteit

Nieuwe afspraken zodat iedereen de instructie
meekrijgt en je eerst zelf nadenkt bij maakwerk

 Rood: tijdens instructie en soms tijdens het huiswerk maken

- Ik werk stil zonder te praten of ik luister naar de uitleg van de docent.

- Ik vraag geen hulp aan andere kinderen.

Oranje: tijdens huiswerk maken

 - Ik mag fluisterend hulp vragen aan degene naast mij,  maar alleen als ik iets echt niet snap.

 - Als degene naast me het ook niet begrijpt,  werk ik verder aan een opdracht die ik wel begrijp.

Groen: tijdens huiswerk maken of bij het maken van andere opdrachten

- Ik mag zachtjes overleggen.

- Ik mag hulp vragen aan de docent, ik steek mijn hand op en wacht ik.

les 1/2: 7.1

- op welke manieren kun je elektriciteit opwekken

- wat zijn de voor- en nadelen van deze verschillende manieren

de stroomsterkte

HW:

• Leren en daarna afmaken 7.1 (
• Kijk je werk zelf na en alles wat je nog niet snapt zet je in het vragenformulier in de classroom bij hst 4 (mail me) 

Elektriciteit maken op verschillen de manieren

Energiebron levert energie (b.v. verbranden van brandstof-> warmte)

Spanningsbron levert elektrische energie dat kan door middel van: 

•  Chemische-energie (via reactie)--> elektrische energie (Batterij en accu)
• Zonlicht --> elektrische energie (zonnecel)
• Beweging (door mens of windkracht)--> elektrische energie (dynamo en generator)
  
  

Duurzame energiebronnen zijn energiebronnen die niet opraken 
b.v. wind, zonlicht, waterkracht

Elektriciteit opwekken met een dynamo

• in een dynamo draait een wieltje rond waardoor een draaiende magneet in een stilstaande spoel  beweegt 
  
  
• als de spoel meer windingen heeft, of de magneet sneller beweegt, dan wordt er meer elektrische energie opgewekt 
  
  
  
• het stopcontact is zelf géén spanningsbron maar een doorgeefluik van de centrale waar de energie wordt opgewekt
• de netspanning thuis is  230 V,
• deze spanning wordt opgewekt in de elektriciteitscentrale, in een generator (genereren = maken)

Elektriciteit opwekken in "ouderwetse"centrale

chemische E -> warmte -> beweging-> elektrische E
 

1. het stoken van fossiele brandstof levert warmte
2. hiermee wordt in de ketel water tot stoom verhit
3. de hete stoom drijft een stoomturbine aan
4. stoomturbine geeft de beweging door aan de generator (= mega grote dynamo) die elektriciteit opwekt 
5. grote stroom wordt in transformator
   omgezet in een lage stroom (maar met
   hoge spanning) en dan via
   hoogspanningskabels verder vervoerd
   
   Nadeel:verbranden fossiele brandstof
    levert schadelijke gassen op en 
   en zorgt voor versterkt broeikaseffect

1

2

3

4

Elektriciteit opwekken in een waterkrachtcentrale

1. in het stuwmeer wordt een grote hoeveelheid water verzameld
2. het water komt met hoge druk tegen de turbine
   aan die gaat draaien 
3. de turbine geeft de beweging door aan de
   generator en er wordt een grote stroom opgewekt 
4. de grote stroom wordt in een transformator
    omgezet in een lagere stroom (maar wel
   hoge spanning) en dan via hoogspanningskabels
   verder vervoerd naar steden 
5. het water dat door de turbine is gegaan vervolgd
    zijn weg in de rivier
   (In Nederland is er te weinig hoogte verschil in het landschap om dit toe te passen)

1

2

3

4

5

waterkracht( E ) -> beweging-> elektrische E
 

Transformator= omzetter

• een transformator kan een grote stroom met een klein spannings-verschil omzetten naar een: kleine stroom
    met een groot spanningsverschil 
• groot spanningsverschil = hoogspanning
• als er door de hoogspanningskabels een 
  kleinere stroom loopt dan worden kabels
  minder warm en verlies je minder energie
  energie 

Stopcontact = doorgeef luik

• in een spanningsbron wordt spanning opgewekt, daarom is het stopcontact eigenlijk geen echte spanningsbron   
• de spanning voor je stopcontact wordt opgewekt in een hele grote dynamo (die noem je generator) in de elektriciteitscentrale

 

• via transformatoren en kabels komt de stroom bij jouw thuis

voor- en nadelen energiesoorten 

Aan de slag: 

hw: Leren en afmaken 7.1 
(eerder klaar, dan begin je met 7.2)

Rood: 
- ik werk in stilte tot het stoplicht op een andere kleur staat en markeer vragen.

Oranje: 

 - Ik mag fluisterend hulp vragen aan iemand die naast mij zit, maar alleen als ik iets echt niet snap. (Als degene naast me het ook niet snapt, werk ik verder aan opdrachten die ik wel begrijp)

Groen: tijdens huiswerk maken of bij het maken van andere opdrachten

- Ik mag zachtjes overleggen.

- Ik mag hulp vragen aan de docent, ik steek mijn hand op en wacht ik.

les 2: 7.2 je leert:

-  wat is een (gesloten) stroomkring

- wat "stroomt"er eigenlijk

- welke stoffen geleiden goed en 

welke slecht de stroom

-wat zijn de gevaren van elektriciteit

HW:

• Leren en daarna afmaken 7.2
• Kijk je werk zelf na en alles wat je nog niet snapt zet je in het vragenformulier in de classroom bij hst 4 (mail me) 

Stroomkring

• de spanningsbron levert elektrische energie 
• door het spanningsverschil bewegen elektronen van de +  van de spanningsbron naar de - kant, dat kan alléén in een gesloten stroomkring
• een batterij heeft een (gelijk)spanningsverschil van 1,5 tot 9 Volt,
  het spanningsverschil thuis is 230 Volt (wisselspanning)
• stroom loopt makkelijk door een geleider (alle metalen en koolstof)
• stroom kan moeilijk door een isolator (b.v. glas, kunststof, lucht, hout)

Wanneer is elektrische stroom gevaarlijk?

Gevaren voor mensen:

• 1 mA geen gevaar (4 mA pijn wordt voelbaar) 
• 15 mA  grens waarop het spanningvoerende voorwerp nog kan worden losgelaten 
  
• >20 mA kans bewusteloosheid,  >50  mA kans  op overlijden

Als de stroom door je lichaam te groot wordt.
                                         De stroom die er kan lopen door het spanningsverschil (230V)
                                         op het stopcontact kan dodelijk zijn!

                                         
                                             Zorg daarom altijd dat je veilig werkt:
                                            Dus: spanning eraf halen en geïsoleerd materiaal gebruiken)

•                       

Aan de slag: 

hw: Leren en afmaken 7.1 
(eerder klaar, dan begin je met 7.2)

Rood: 
- ik werk in stilte tot het stoplicht op een andere kleur staat en markeer vragen.

Oranje: 

 - Ik mag fluisterend hulp vragen aan iemand die naast mij zit, maar alleen als ik iets echt niet snap. (Als degene naast me het ook niet snapt, werk ik verder aan opdrachten die ik wel begrijp)

Groen: tijdens huiswerk maken of bij het maken van andere opdrachten

- Ik mag zachtjes overleggen.

- Ik mag hulp vragen aan de docent, ik steek mijn hand op en wacht ik.

les 3: 7.2+ 7.3 je leert

-  hoe je een schakelschema tekent met de juiste symbolen  

- wat de functie is van een schakelaar

- wat een serie- en wat een parallelschakeling is

HW:

• leren en afmaken t/m 
• Kijk je werk zelf na en alles wat je nog niet snapt zet je in het vragenformulier in de classroom bij hst 7 (mail me) 

Veiligheid

Dubbel geisoleerd

Pictogram wat aangeeft dat de elektridche draden en het apparaat appart geisoleerd zijn.

Kleuren van stroom draden

De aardedraad is de geel-groene draad.

Stroom kom uit de bruine draad.

Na een schakelaar gaat de stroom door de zwarte draad naar het apparaat en dan terug via de blauwe draad.

Lees en maak

Lees 2.1

Maak opgaven 1 t/m 15

Schakelschema

Gebruik symbolen in plaats van getekende 

apparaten, dat scheelt je een hoop tekenwerk.

Zo kan je een stroomkring voorstellen.

1. De batterij is een soort pomp die de stroom omhoog pomp.

2. Er zit geen schakelaar in dit plaatje.

3. Bij een apparaat zoals een lampje gaat de stroom naar beneden.

Lamp

3

Schakelaar

2

Spanningsbron.

1

Serieschakeling

- De apparaten staan achter elkaar.

- De stroom kan maar een kant op.

- Als een apparaat stuk is gaat er geen stroom meer, alles is dan uit.

Parallelschakeling

- De apparaten staan naast elkaar.

- De stroom gaat langs meerdere kanten.

- Als een apparaat stuk is dan kan de stroom nog via het andere apparaat. Het andere apparaat blijft werken.

• De stroom gaat van de + kant naar de -kant in een gesloten stroomkring (bij gelijkspanning)
• Met een schakelaar kunt je een stroomkring openen of sluiten 
• Schakelingen tekenen we schematisch met gebruik van deze symbolen
  
• Een schakelaar teken je meestal open zodat het verschil tussen tussen de stroomdraad en de schakelaar duidelijker is. 

 

Let op dat:

- je de + en - kant van de batterij nooit doortrekt (= kortsluiting).

- een schakelaar altijd in serie (is in dezelfde stroomkring) staat met het apparaat dat je wilt kunnen aan- en uit schakelen

- een lampje heeft maar 2 aansluitpunten.

7.3: stroomschakelingen tekenen

• Minder gebruikt maar b.v. veel kerstlampjes
  staan vaak in serie aangesloten 
• Alle onderdelen in dezelfde stroomkring 
• De stroom (= aantal elektronen)
  die er loopt is overal even groot 
• Bij een onderbreking in de stroomkring gaan alle lampjes uit

• De meeste apparaten in huis zijn parallel aangesloten
• Elk onderdeel heeft een eigen  stroomkring, 
• De stroomsterkte is niet overal even groot 
  
  
• Bij een onderbreking gaan alleen apparaten waarvan de stroomkring wordt onderbroken

serieschakeling                                       parallelschakeling

Veel schakelingen zijn een mix tussen serie en parallel, dat heet een gemengde schakeling!

Dus: Bij een parallelschakeling (met dezelfde lampjes als in de serieschakeling) wordt de totale stroom (It) steeds groter (per lampje dat je extra aansluit) terwijl er door elk lampje afzonderlijk wel dezelfde stroom loopt als bij de serieschakeling

Aan de slag: 

hw: Leren en afmaken 7.1 
(eerder klaar, dan begin je met 7.2)

Rood: 
- ik werk in stilte tot het stoplicht op een andere kleur staat en markeer vragen.

Oranje: 

 - Ik mag fluisterend hulp vragen aan iemand die naast mij zit, maar alleen als ik iets echt niet snap. (Als degene naast me het ook niet snapt, werk ik verder aan opdrachten die ik wel begrijp)

Groen: tijdens huiswerk maken of bij het maken van andere opdrachten

- Ik mag zachtjes overleggen.

- Ik mag hulp vragen aan de docent, ik steek mijn hand op en wacht ik.

les 3: 7.4 je leert wat:

- vermogen en energieverbruik is

- hoe je het vermogen en energieverbruik kunt uitrekenen

- hoe je de stroomsterkte of het spanningsverschil kunt uitrekenen als het vermogen gegeven is.

HW:

• leren en afmaken t/m 
• Kijk je werk zelf na en alles wat je nog niet snapt zet je in het vragenformulier in de classroom bij hst 7 (mail me) 

7.4 Vermogen en energie 

alle elektrische apparaten die op een motortje werken (b.v. stofzuiger, föhn, wasmachine, droger, boormachine enz.)

Elektrische energie kan worden omgezet in andere vormen van energie

Vermogen=Power(P)

Een apparaat met meer vermogen (meer Watt) is sterker dan een apparaat met minder vermogen (b.v. als je de magnetron op 600 W zet duurt het langer voor het eten warm is dan als je hem op 1000 W zet)

omrekenen van W naar kW
kilo betekent duizend dus:

1.000 W = 1 kW

Vermogen van elektrische apparaten berekenen

  Doe je met deze formule: 
                 Vermogen =spanning x stroomsterkte
                                P  =     U          x     I                      
b.v.: Vermogen van lampje is 3 W, het spanningsverschil is 6 V hoe groot is de stroomsterkte?
        P = U x I                                             (vul gegevens op de juiste plek in de formule in)

      3   =  6 x I   dus I = 3: 6 = 0,5 A 

 

grootheid= wat je meet	symbool grootheid	eenheid= waarin je meet	symbool eenheid
vermogen	P	watt	W
spanning	U	Volt	V
stroomsterkte	I	Ampère	A

Rekenen met Vermogen

= 4,2 kW

Elektrische energie (E) kost geld

• Daarom zit er in de meterkast een meter die de  verbruikte elektrische energie (E) meet. 
  
•   De  kiloWattuur (kWh)meter. 

 Energieverbruik (E) berekenen doe je met deze formule: 
   Energieverbruik =vermogen  x tijd 
                           E =  P  (in kW)   x  t  (in h=uur)            
b.v.: gevr: Bereken het energieverbruik van een wasmachine van
         geg:  5000 W die 150 minuten aanstaat. 
         opl:     P = 5000 W = 5 kW en t= 150 min. = 2,5 h

                     E  = P x t      (vul gegevens op de juiste plek in)

                     E   = 5 kW x 2,5 h =  12,5 kWh

Als 1 kWh 40 cent kost, zijn de kosten dus: 12,5 x    0,40 =    5,00 

  

ϵ

ϵ

Elektriciteitsverbruik betalen

Je kWh-meter telt altijd verder, 1 kWh kost ongeveer €0,24.
 

1. Gevraagd: Bereken hoeveel je moet betalen als gegeven is beginstand op 1 jan. 2021 = 62 195 kWh en stand op 31 dec 2021 = 63 865 kWh
   
   
2. Gegeven: 1 kWh kost ongeveer €0,24
   en verbruik = 63 865 (eind)- 62 195 (begin) = 1670 kWh
   
   
3. Oplossing: De kosten zijn  670 x 0,24 = € 400,80 

samengevat:

• elektriciteit zijn elektronen die stromen
  
• een spanningsverschil zorgt ervoor dat er stroom kan lopen
• stroom kan alleen lopen in een gesloten stroomkring
• stroom gaat makkelijk door een geleider en moeilijk door een isolator
• elektrische energie kan worden omgezet in andere energievormen
• apparaten met een groot vermogen (P) kunnen meer dan apparaten met een klein vermogen
• het vermogen is afhankelijk van het spanningsverschil en de stroom die er loopt dus P = U x I  (U = het spanningsverschil en I de stroomsterkte)
• het energiegebruik is afhankelijk van het vermogen en de tijd  E = P x t (met P in kW en t in h)

Aan de slag: 

hw: Leren en afmaken 7.1 
(eerder klaar, dan begin je met 7.2)

Rood: 
- ik werk in stilte tot het stoplicht op een andere kleur staat en markeer vragen.

Oranje: 

 - Ik mag fluisterend hulp vragen aan iemand die naast mij zit, maar alleen als ik iets echt niet snap. (Als degene naast me het ook niet snapt, werk ik verder aan opdrachten die ik wel begrijp)

Groen: tijdens huiswerk maken of bij het maken van andere opdrachten

- Ik mag zachtjes overleggen.

- Ik mag hulp vragen aan de docent, ik steek mijn hand op en wacht ik.

• Door het spanningsverschil tussen '+' en '-' kant van de spanningsbron, 
  kunnen er elektronen gaan stromen.
• Met een schakelaar kun je een stroomkring openen of sluiten.
• De ampèremeter meet hoeveel elektronen er per seconde door een draad/lampje/apparaat gaan, dat noemen we de stroomsterkte
• De ampèremeter moet in dezelfde stroomkring als het lampje/apparaat waardoor je de stroomsterkte wilt meten.

Stroomsterkte meet je met een ampèremeter

• De ampèremeter moet in dezelfde stroomkring als het lampje/apparaat waardoor je de stroomsterkte wilt meten.
  
    

Stroomsterkte meet je in de stroomkring 

Deze ampèremeter heeft 3 verschillende meetbereiken

- Aansluiting "5" = meetbereik tot 5 A

- Aansluiting "500" = meetbereik tot 500 mA

- Aansluiting "50" = meetbereik tot 50 mA

Begin bij het meten van de stroomsterkte altijd door de meter op het hoogste meetbereik aan te sluiten.  Lukt aflezen dan niet goed dan pak je een kleiner meetbereik.
De zwarte aansluiting (de min) gebruik je altijd!

phet.colorado.edu

Wat is het symbool voor stroomsterkte

1. A
2. I
3. U
4. S

Met welke eenheid meten we spanning

1. ampere
2. vermogen
3. volt
4. watt

Een voltmeter plaats je altijd:

1. in serie
2. bij de batterij
3. maakt niet uit
4. parallel

de stroommeter plaats je altijd

1. in serie
2. bij de batterij
3. maakt niet uit
4. parallel

In een serieschakeling is de stroom

1. overal even groot
2. na ieder lampje verandert de stroom
3. net zo groot als de spanning
4. kleiner dan de spanning