3 H 1.1 Elektriche Energie vervoeren (Short)

• newEditor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 1

Elektriciteit

Par. 1.1 Elektrische energie vervoeren

Leerdoelen

1. Je kunt uitleggen hoe verschillende soorten energiecentrales werken

2. Je kunt uitleggen hoe met een generator elektrische energie wordt opgewekt.

3. Je kunt uitleggen hoe een transformator werkt

4. Je snapt waarom een transformator moet worden gebruikt bij het vervoer van elektrische energie

Voorkennis

Noteer een apparaat of plek waar jij wel eens een transformator gezien hebt. 

Manieren om

energie op te wekken zijn:

Elektriciteitscentrale met fossiele brandstoffen

Kerncentrales

Waterkrachtcentrales

Windmolens

Zonnepanelen

groene stroom

grijze stroom

Werking een gewone elektriciteitscentrale

1. De brander verhit water tot stoom.

2. De stoom drijft een turbine (rad) aan.

3. De generator (grote dynamo) wekt wisselspanning op.

4. 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).

Transformator

De spanning die wordt opgewekt is 10.000 Volt (10 kV).

Om energieverlies in de hoogspanningskabels te voorkomen moet deze spanning 380 kV worden.

Maar dat is weer teveel voor de kabels in de straat.......

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.

Werking van een transformator

Een transformator bestaat uit twee spoelen van geïsoleerde 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

$$\frac{U_{p_{}}}{U_s}=\frac{N_p}{N_s}$$

      = spanning primaire spoel

      = spanning secundaire spoel

      = aantal windingen

          primaire spoel

      = aantal windingen

          secundaire spoel

$$U_p$$

$$U_s$$

$$N_p$$

$$N_s$$

Wisselspanning lichtnet

f = 50 Hz

Gelijkspanning batterij

Effectieve spanning