12.4 Elektriciteit en veiligheid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

12.4 Elektriciteit en veiligheid

Leerdoelen 12.4 Elektriciteit en veiligheid

1. Je kunt beschrijven hoe de elektrische installatie van een woonhuis in elkaar zit.
   
2. Je kunt uitleggen hoe geleiders en isolatoren in een huisinstallatie worden toegepast.
   
3. Je kunt beschrijven welke gevaren het gebruik van elektriciteit met zich meebrengt.
   
4. Je kunt uitleggen wat er precies aan de hand is bij kortsluiting en bij overbelasting.
   
5. Je kunt de functie beschrijven van zekeringen, aardlekschakelaars en aardleidingen.
   
6. Je kunt uitleggen hoe dubbele isolatie en transformatoren zorgen voor meer veiligheid.

12.4 Elektriciteit en veiligheid

Bert stapt van koken op gas over op elektrisch koken. 

Hij moet daarvoor wel de huisinstallatie laten uitbreiden.

 Waarom kan hij de kookplaat en de oven niet op de bestaande groepen aansluiten?

Huisinstallatie

• Netwerk van elektriciteitsdraden 

       in huis.

• Splitst in (bijvoorbeeld 6) parallelle groepen

• Elke groep heeft eigen groepsschakelaar.(zekering)
• Je kan een groep spanningsloos maken om veilig reparaties in huis uit te voeren.
• Bevat automatische zekeringen en aardlekschakelaar

De leidingen

Geleider:

Materiaal dat een elektrische stroom gemakkelijk doorlaat, zoals koper.

Alleen als de stroomsterkte veel te groot wordt, kan de temperatuur te hoog oplopen.

Isolator:

Materiaal waar geen elektrische stroom doorheen kan lopen, zoals plastic.

Andere veelgebruikte isolatoren zijn rubber, glas en lucht.

Gevaren van elektriciteit

Schok:

Plotselinge snelle samentrekking van je spieren, doordat er een elektrische stroom doorheen loopt.

Kortsluiting:

Overbelasting:

Kortsluiting

Overbelasting

Maximumstroom per groep: 16A  

Meer = brandgevaar

te veel apparaten => overbelasting

want: stroom hangt af van aangesloten vermogen

Bij overbelasting wordt de groep uitgeschakeld door de zekering

groter vermogen = grotere stroomsterkte

Totale opgenomen vermogen:

(want P=U x I en de spanning U is bij elk apparaat 230 V)

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

P​totaal​​=P​1​​+P​2​​+P​3​​+...

Wat is het maximale vermogen per groep als er 16 A stroom mag lopen?

Vermogen

Alle apparaten die aangesloten zijn op een stroombron, verbruiken dus energie. Dit meten wij in Watt.

Welke van de apparaten hier links mogen niet op 1 groep? Wat gebeurt er als je dat wel doet?

Wat als je een jaccuzzi wil? 

Die heeft 20A of meer nodig ... 

(google maar eens)

1. 10 A
2. 13 A
3. 14 A
4. 16 A

Waarom krijgen wasmachines vaak een 'eigen groep'?

1. Hogere spanning
2. Hoge stroom
3. Werkt met water
4. Grotere kans op kortsluiting

Veiligheidsmaatregelen

De huisinstallatie is op verschillende manier beveiligd: met zekeringen, met aardlekschakelaars en met aardleidingen.

Groepszekering:

Zekering die één groep van een huisinstallatie beveiligt tegen te grote stromen.

Aardlekschakelaar:

Apparaat dat de stroom die het huis binnenkomt, vergelijkt met de stroom die het huis verlaat. Als het verschil te groot wordt (als er te veel stroom ‘weglekt’), schakelt de aardlekschakelaar de stroom uit.

aardedraad

Groengele draad die de metalen buitenkant van een apparaat verbindt met de aardrail in de meterkast.

randaarde

Extra contactpunt aan de rand van het stopcontact dat verbonden is met een aardedraad.

dubbel geïsoleerd

Beveiliging van een apparaat met twee aparte lagen isolatie; meestal is de tweede laag de kunststof buitenkant van het apparaat.

De aardlekschakelaar

De aardlekschakelaar reageert als er stroom 'weglekt' via een andere weg dan de draden, b.v. via je lichaam.

Hij vergelijkt I_fasedraad met Inuldraad, 

het verschil noem je de Ilek (lekstroom).

Als I_lek > 30mA zet de aardlekschakelaar

de groep uit.

Aardlekschakelaar

Er zijn maximaal 4 groepen aangesloten op de aardlekschakelaar. Als er in één van deze groepen een lekstroom is worden alle groepen uitgeschakeld.

Elektriciteit en veiligheid

Aardlekschakelaar

De aardlekschakelaar vergelijkt de stroomsterkte in de fasedraad met die van de nuldraad.

Elektriciteit en veiligheid

Aardlekschakelaar

De aardlekschakelaar vergelijkt de stroomsterkte in de fasedraad met die van de nuldraad.

• Als het verschil in stroomsterkte groter wordt dan 30 mA, schakelt de aardlekschakelaar de stroom uit.
• Of: differentieelschakelaar

Randaarde/ aardleiding

extra beveiliging tegen lekstroom. 

Dit draad is rechtstreeks verbonden met de aarde. 

Elektriciteit en veiligheid

Aardlekschakelaar 

Veiligheidsmaatregelen

Aardedraad:

Groengele draad die de metalen buitenkant van een apparaat verbindt met de aardrail in de meterkast.

Randaarde:

Extra contactpunt aan de rand van het stopcontact dat verbonden is met een aardedraad.

Dubbel geïsoleerd:

Beveiliging van een apparaat met twee aparte lagen isolatie; meestal is de tweede laag de kunststof buitenkant van het apparaat.

4 kleuren bedrading

Bruin - fasedraad (230 V)

Blauw - nuldraad

Groengeel - aarde

Zwarte - schakeldraad: Alleen spanning als schakelaar aan is.

Welke draden kun je veilig aanraken?

nuldraad

Waarom raak je ook de nuldraad niet aan? Omdat er een kans is dat bijv. een vorige bewoner de nuldraad en fasedraad verwisseld heeft. Dan werkt alles perfect - maar staat alle spanning op de nuldraad. 

Stopcontact

Bekijk de twee stopcontacten.

De linker heeft een randaarde (de ijzeren contactjes) en de bijbehorende stekker heeft inkepingen.

Aarding

Welke draad kun je veilig aanraken?

1. bruin: fasedraad
2. blauw: nuldraad
3. groengeel: aardedraad
4. zwart: schakeldraad

Een defecte wasmachine maakt kortsluiting.
Dankzij dubbele isolatie van de wasmachine lekt er geen stroom weg. Toch wordt de groep uitgeschakeld door ...

1. de aardlekschakelaar
2. de kortsluiting
3. de zekering
4. de schakeldraad

Enkele/dubbele isolatie

Bij een apparaat met dubbele isolatie is er een extra isolatielaag en meestal een plastic buitenkant.

Dubbele isolatie

Aan de slag!

lees: 12.4 Elektriciteit en veiligheid

en daarna opgaven maken