Elektriciteit

lading

Symbool: Q Eenheid: Coulomb (C)

Een voorwerp is geladen als het een tekort of overschot aan vrije elektronen heeft

Twee gelijke ladingen stoten elkaar af, ongelijke ladingen trekken elkaar aan. Vrije elektronen hebben een negatieve lading.

tIQ

Het atoomHet atoom is neutraal, doordat er evenwicht in lading is.

De atoomkern is positief en bestaat uit protonen en neutronen.

De protonen in de kern hebben elk een lading van +1,60 ∙ 10 -19 C

De neutronen hebben geen lading (zijn neutraal)

De elektronen hebben elk een lading van -1,60 ∙ 10 -19 C

Symbool: I

Het aantal Coulomb lading dat een punt in de stroomkring per seconde passeert

stroomsterkte

Eenheid: Ampere (A)

Stroomsterkte is een maat voor het aantal vrije elektronen wat ergens voorbijkomt. Deze vrije elektronen vervoeren de elektrische energie.

t

QI

R

UI

Stroomsterkte

De elektrische stroom gaat van + naar –

Elektronenstroom gaat van – naar +

Stroomsterkte meten

Stroommeter of Ampèremeter wordt in serie gezet

Een stroommeter “telt” het aantal Coulomb dat de meter in 1 seconde passeert

De ideale meter beïnvloedt de meting niet Een ideale stroommeter heeft een

weerstand van R = 0 Ω

spanning

Symbool: UEenheid: Volt (V)

Hoeveelheid energie in Joule die 1 Coulomb krijgt of afgeeft bij een elektrische component.

De spanningsbron zorgt ervoor dat de vrije elektronen worden rondgepompt en dat de elektronen worden voorzien van energie.

RIU

Spanning

De netspanning is Unet = 230 V De energie die de bron(nen) levert (leveren)

wordt verbruikt door de overige componenten.

VB: De spanningsbron levert energie, de weerstandjes nemen het op.+-

Spanning meten

Spanningsmeter of Voltmeter wordt parallel geschakeld

Een spanningsmeter “kijkt” naar de energie die een Coulomb “bij zich heeft”

De ideale meter beïnvloedt de meting niet Een ideale spanningsmeter heeft een

weerstand van R = ∞ Ω

weerstand

Symbool: R Eenheid: Ohm (Ω)

Tegenwerking die de vrije elektronen ondervinden als ze ergens doorheen stromen

Als een component een hoge weerstand heeft, zullen er bij gelijke spanning minder vrije elektronen door kunnen, dus is de stroomsterkte

laag. Bij een lage weerstand is de stroomsterkte hoger.

I

UR

Weerstand

De formule van Ohm is altijd bruikbaar, maar niet altijd constant.

Voor ohmse weerstanden geldt: R = constant.

Weerstand en temperatuur

Voor veel stoffen geldt:

R wordt groter als T groter wordt

Constantaan heeft een constante weerstand (R = constant)

Serie (kort in formules)

Utot = U1 + U2 + …(De energie wordt verdeeld over de componenten in serie)

Itot = I1 = I2 = …(De stroom wordt niet gesplitst!)

Parallel (kort in formules)

Utot = U1 = U2 = …(Het aantal Coulombs worden verdeeld, niet de energie die ze meedragen!)

Itot = I1 + I2 + … (deelstromen optellen)

vermogen

Symbool: P Eenheid: Watt (W)

De hoeveelheid energie die per seconde wordt omgezet

Apparaten met een groot vermogen verbruiken veel energie per seconde.

40 W

IUP

Vermogen

Eenheden zijn J/s, W en kW

maar NIET kWh!!

Het totale vermogen is te berekenen door vermogens bij elkaar op te tellen.

Elektr. energie

Symbool: E Eenheid: kWh of

Joule (J)

De totale hoeveelheid energie die een apparaat verbruikt in een bepaalde tijd

De totale hoeveelheid energie die je verbruikt,

moet je betalen aan de energieleverancier.

tPE

Energie

Eenheden zijn J of kWh

maar NIET kW!!

1,0 kWh = 3,6 ∙ 106 J

(hetzelfde aantal significante cijfers)

Het totale energieverbruik is te berekenen door alle verbruik bij elkaar op te tellen.

Rendement (van vorig jaar!)

Percentage van de energie of het vermogen dat nuttig gebruikt wordt

%100%100 in

nuttig

in

nuttig

P

P

E

E

Grootheden en SI-eenheden

Grootheid Symbool Eenheid Symbool

Vermogen P Watt W

Tijd t seconde s

Energie E Joule J

Spanning U Volt V

Stroomsterkte I Coulomb per seconde C/s

Lading Q Coulomb C

Weerstand R Ohm Ω

Rendement η - -

Basisformules Lading Coulomb (C)

Stroomsterkte Ampere (A) is C/s

Spanning Volt (V) is J/C

Weerstand Ohm (Ω) is V/A

Vermogen Watt (W) is J/s

Energie kWh of Joule (J)

tIQ

t

QI

R

UI

I

UR

RIU

IUP

tPE

Veiligheid

KortsluitingWanneer er een goede geleiding is tussen de plus en de min

Kortsluiting tegengaanMet een zekering/stop/smeltveiligheid, deze beperken de stroomsterkte