Les 1 Elektriciteit

• Elektrotechniek
• MBO
• Studiejaar 1

Leerdoelen Les 1. Elektriciteit

• je kan de begrippen lading en stroom omschrijven en rekenen met lading, tijd en stroomsterkte.
• Je kan de stroomrichting in een stroomkring bepalen
• het begrip elektrische spanning omschrijven
• potentiaalverschil uitrekenen
• de begrippen geleider en isolator omschrijven en voorbeelden geven.  

Les 1. Elektriciteit

1. lading en stroom
2. Omzetten van formules
3. Elektrische spanning en potentiaalverschil
4. Geleiders en isolatoren
5. Samenvatting

Elektrische begrippen 

• Lading
• Stroom
• Spanning
• Potentiaalverschil
• Geleider
• Isolator 

Lading en stroom

Lading is een hoeveelheid Elektriciteit uitgedrukt in Coulomb

De sterkte van de stroom is de hoeveelheid Coulomb die per seconde door een geleider vloeit.

We noemen een ladingverplaatsing van 1 Coulomb/sec 

1 Ampère

Lading en stroom

Om de stroomsterkte te berekenen delen we de lading (Q) door de tijd (t)

Stroomsterkte = Lading/tijd

In formulevorm       I = Q / t

I = stroomsterkte in ampère (A)

Q = lading in Coulomb (C)

t = tijd in seconde (s)

Lading en stroom

Omzetten formule I = Q / t

Q = I x t = I . t

t = Q / I

Q = lading in Coulomb (C) of in ampèreseconde (As)

I = stroomsterkte in ampère

t = tijd in seconde (s)

Lading en stroom

Voorbeeld: 

Gegeven: In een toestel wordt 12 C lading verplaatst in 4 s

Gevraagd: Hoe groot is de stroomsterkte?

Oplossing: de stroomsterkte is het aantal C / s

In 1 s wordt verplaatst 12 C / 4 s = 3 A

Omzetten van formules

In de formule I = Q / t staan drie grootheden, we kunnen één grootheid uitrekenen als we de andere twee weten

Bijvoorbeeld: Q = 600 C en t = 2 minuten

I = Q / t = 600 / (2 x 60) = 5 A 

Omzetten van formules

In een formule mogen we alles wijzigen, zolang we links en rechts van het is-gelijk-teken (=) het zelfde doen.

Formule I = Q / t 

dan I x t = Q / t x t (links en rechts vermenigvuldigt met t)

dan is I x T = Q 

Omzetten van formules voorb.:

Gegeven: v = a.d.n / 60

Gevraagd: wat is n ?

Oplossing: ( we vermenigvuldigen links en rechts met 60)

60 x v = a.d.n / 60 x 60  (delen door 60, x 60 is het zelfde als delen door 1)

Dus 60 . v = a . d . n (we delen nu links en rechts  met  a . d)

dan 60 . v / a . d = a . d . n / a . d  =>   60.v / a.d = n

opdr. 1. omzetten formules

Zet om:

P = U . I                           I =                             U =

s = v . t                            t =                             v =

U = I . R                           I =                              R = 

opdr. 1. omzetten formules

Oplossing:

P = U . I                           I =   P / U                U = P / I

s = v . t                            t =   s / v                 v = s / t 

U = I . R                           I =  U / R                 R = U / I   

opdr. 2. lading en stroom

Gegeven: een accu wordt 20 uur lang opgeladen met een stroom van 2,75 A

Gevraagd: Hoe groot is de opgeslagen lading?

opdr. 2. lading en stroom

Gegeven: een accu wordt 20 uur lang opgeladen met een stroom van 2,75 A

Gevraagd: Hoe groot is de opgeslagen lading?

Oplossing: Q = I . t      => I = 2,75 A en t = 20 uur = 20 . 60 . 60 = 72000 s    => Q = 2,75 . 72000 = 198000 C

opdr. 3 lading en stroom

Gegeven: in een weerstand loopt gedurende een halve minuut een stroom van 4 A

Gevraagd: Hoe groot is de verplaatste lading?

opdr. 3 lading en stroom

Gegeven: in een weerstand loopt gedurende een halve minuut een stroom van 4 A

Gevraagd: Hoe groot is de verplaatste lading?

Oplossing: Q = I . t    => I = 4 A en t  = 30 sec   => Q = 4 . 30 = 120 C 

Elektrische spanning en potentiaalverschil

De spanning van een spanningsbron heeft de letter U

De eenheid van spanning is volt (V).

De positieve of negatieve kant van de spanning noemen we de polariteit.

Dat geven we aan met een + en -

Elektrische spanning en potentiaalverschil

Belangrijk: Een gelijkspanning is een apanning waarvan de polariteit gelijk blijft. 

Een zuivere gelijkspanning is een gelijkspanning waarvan ook de grootte gelijk blijft.

Elektrische spanning en potentiaalverschil

dit geldt ook voor stroom:

Een gelijkstroom is een stroom waarvan de richting steeds dezelfde is.

Een zuivere gelijkstroom is een gelijkstroom waarvan ook  de sterkte gelijk blijft.

Potentiaal en potentiaalverschil

Potentiaalverschil is een ander woord voor spanning en betekent het verschil tussen potentialen van twee punten.

opdr. 1. Potentiaal en potentiaalverschil

Gegeven: potentiaal van klem 1 = + 6 V en de potentiaal van klem 2 is + 5 V

Gevraagd: U12 en U21

opdr. 1. Potentiaal en potentiaalverschil

Gegeven: potentiaal van klem 1 = + 6 V en de potentiaal van klem 2 is + 5 V

Gevraagd: U12 en U21

Oplossing : U12 = U1 (klem 1) - U2 (klem 2) => U12 = +6V - +5V = +1V

U21 = U2 (klem 2) - U1 (klem 1) => U21 = +5 V - +6V = -1V

Geleiders en isolatoren

Geleiders zijn materialen die gemakkelijk elektrische stroom geleiden.

Isolatoren zijn materialen zoals glas, rubber en veel kunststoffen. Ze hebben een hoge weerstand en geleiden de stroom slecht of helemaal niet

Samenvatting

• Elektrische stroomsterkte (I) wordt uitgedrukt in ampère (A) en komt overeen met de verplaatste hoeveelheid lading  per seconde.
• Stroom gaat van positief (+) naar negatief (-)
• Bij een stroomsterkte van 1A verplaatst zich in één seconde een elektrische lading van 1 C.  Q = I . t

Samenvatting

• Elektrische spanning (U) wordt uitgedrukt in volt (V)
• Gelijkspanning of stroom is een spanning of stroom die steeds dezelfde polariteit of richting heeft
• Een zuivere gelijkspanning of stroom heeft ook steeds dezelfde grootte
• met een potentiaalverschil bedoelen we het verschil in potentiaal tussen twee punten

Samenvatting

• Een ander woord voor potentiaalverschil is spanning