H1.1 - Elektrische energie vervoeren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

H1.1 - Elektrische energie vervoeren

Lesdoelen voor vandaag

1.1.1 Je kunt de onderdelen van een elektriciteitscentrale beschrijven.

1.1.2 Je kunt de kenmerken van gelijkspanning en wisselspanning met elkaar vergelijken.

1.1.3 Je kunt uitleggen waarom in het elektriciteitsnet verschillende spanningen worden gebruikt.

Wat is de vorige keer behandeld?

Werking elektriciteitscentrale

- De brander verhit water tot stoom.

- De stoom drijft een turbine (rad) aan.

- De generator (grote dynamo) wekt 

   wisselspanning op.

- De condensor maakt van stoom weer water.

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).

Hoe verlagen we de hoogspanning naar de netspanning?

Elektriciteitcentrale

Transformators

380kV

10kV

230 V

Hoogspanning, Laagspanning en Middenspanning

wisselspanning

gelijkspanning

Wisselspanning

Gelijkspanning

De spanning v.h. lichtnet

• Het lichtnet heeft geen gelijkspanning (zoals in batterijen en accu's) maar een wisselspanning van effectief 230 V. De frequentie is 50 Hz. Het patroon herhaalt 50 x per seconde.

gelijkspanning - Spanning die onveranderlijk is, zoals de spanning van een batterij of accu.

wisselspanning - Spanning die voortdurend van plus naar min wisselt, zoals de spanning op het lichtnet. 

Effectieve spanning - De ‘gemiddelde’ spanning van een wisselspanning. Als je met een wisselspanning moet rekenen, bijvoorbeeld om het vermogen uit te rekenen, gebruik je de effectieve spanning

Ga nu zelf aan de slag

 Wat? Maak ''de introductie'' in de online methode. Maak daarna de volgende opdrachten van H1.1: 1a,b,c, 2, 4

Hoe? Je mag samenwerken. Je moet fluisterend overleggen. Ik wil je niet kunnen horen

Hoe lang? Tot het einde van de les

Klaar? Lees het stuk over ''de transformator''. Maak de bijbehorende opdrachten

Werking van een transformator

Een transformator bestaat uit twee spoelen van geisoleerde koperdraad om een weekijzeren kern.

• Primaire spoel wordt verbonden met het 

       lichtnet, secundaire spoel met het apparaat.

• Wisselstroom gaat door de primaire spoel, 

       die wordt een elektromagneet.

• Weekijzeren kern wordt hierdoor gemagnetiseerd.

Werking van een transformator (2)

• Gevolg - er ontstaat in de 

secundaire spoel een 

veranderende magneetveld, 

wat een lagere wisselspanning 

opwekt.

Formule transformator

​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​​

Er is per paragraaf een digitale test jezelf 

Belang lesdoel

Formule en werking trafo is belangrijk.

Je begrijpt b.v. wat er bij je mobieltje gebeurt tijdens het laden.

Controlevragen

1 Leg in vier stappen de werking van een elektriciteitscentrale uit.

2a Welk ding verlaagt de spanning zoals hiernaast te zien is ?

2b Waarom is de spanning zo hoog ?

3a Uit welke onderdelen bestaat een transformator ?

b Hoe weet je wat de primaire spoel is ?

c Wat moet je doen om de spannng te verhogen ?

controlevraag 4

Noteer de formule die het verband tussen het aantal windingen en de spanning bij een trafo weergeeft.

controlevraag 5

Een trafo wordt op het stopcontact aangesloten .

De transformator levert 23 V. Bereken hoeveel windingen er secundair zijn, als er primair 100 windingen zijn.

Controlevraag 7 (inzicht)

Netta heeft drie spoelen: spoel A met 100 windingen, spoel B met 200 windingen en spoel C met 400 windingen. Ze kan een eenvoudige transformator maken door twee van de spoelen over een weekijzeren kern te plaatsen.

a) Met welke combinatie van spoelen kan Netta een wisselspanning van 6 V omhoog transformeren tot 12V ?

b) En van 6 V naar 24 V ?

c) En van 6 V naar 3 V ?

Controle v.b 2 (inzicht !)

Tip; Je sluit hem aan in Ned. op 230 V en moet 120 V krijgen zodat hij niet kapot gaat.