Vonk gidst kinderen van 10 tot 14 jaar door de wondere wereld van elektriciteit. Via www.elektroclub.be kunnen jonge gasten zich aanmelden om Vonk aan te vragen. Concept en realisatie: Link Inc, www.linkinc.be Illustraties: Sam De Buysscher en Anne Manteleers Vormgeving: Zeppo, www.zeppo.be ISBN-NUMMER : 9789082048407 NUR: 231, 257 Vonk is een onderdeel van Stroom-Opwaarts: een campagne van Vormelek op initiatief van zijn sociale partners om jongeren de weg te laten vinden naar de elektrotechnische sector. © Stroom-Opwaarts, 2013 Verantwoordelijke uitgever: Hilde De Wandeler, vzw Vormelek, Marlylaan 15/8 b2, 1120 Brussel Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.
aL r e v o n e Nergens Wat als je elektriciteit zou kunnen zien?
Je hebt Vonk in handen, een fraai leerboekje dat je rondleidt in de fascinerende wereld van elektriciteit.
? r e v o k n o v e d t Slaa ar an voren na v n a d je k e n, pik Lees dit bo n naar vore re te h c a n a er je fv t, verwond achteren o d in v d n ie e bo l mogelijk eruit wat je eit allemaa it ic tr k le e over wat maakt. veel te l héééééél Kom voora . Want elektriciteit weten over en overal… is nergens it e it ic tr k ele Veel kijk- en
leesplezier!
club.be, ww.elektro w r a a n k o eer. Ps. Surf o o-, zoveel m z g o n je d daar vin
inhoudstafel 1
Wie ben ik?
pag.
4
wat is elektriciteit? Stopcontacten Bliksem Batterijen
2
Vanwaar kom ik?
pag.
26
hoe ontstaat elektriciteit? Generatoren Zonnepanelen
3
Waar ga ik naartoe? wat kunnen we allemaal met elektriciteit doen? Elektromotoren Diepvriezers/koelkasten Licht Telefoons Internet
pag.
34
? k i n e b e i W 1.
WAt is elektriciteit? Stel dat je elektriciteit zou kunnen zien, wat zou je zien?
‘Je zou mij zien’, zegt Mr. Elektron. ‘En mijn miljarden kameraden.’
Stopcontacten
Contactdoos Stopcontact Prise Een contactdoos, of stopcontact of (in het dialect) prise, is een aansluitpunt op het elektriciteitsnet, of zoals men vroeger zei: het lichtnet. Het lichtnet is een netwerk van elektrische energie. Als je een stekker in het stopcontact steekt, kan je elektriciteit afnemen. Waarom sprak men tot voor kort vooral over lichtnet? Omdat verlichting (zie ook p. 42) aanvankelijk, zo rond 1900, de belangrijkste elektrische toepassing was.
‘ Waaraan denk je spontaan bij het woord elektriciteit? Juist, aan een stopcontact. Elektriciteit komt uit een stopcontact. Dat komt omdat ik klaar zit in een stopcontact. Én mijn miljarden kameraden. Als lopers in de startblokken… ’
stroom Stroom is eigenlijk niets anders dan avontuurlijke elektronen.
Pardon? Elk voorwerp bestaat uit minuscuul kleine deeltjes, atomen. In zo’n atoom zit een kern waarrond een pak elektronen rondjes draaien. De kern is positief geladen, de elektronen hebben een negatieve lading. Tegengestelden trekken elkaar aan en dus blijven de atoomkern en de elektronen altijd gezellig samen. Behalve de elektronen die in de buitenste cirkel draaien: door de grotere afstand voelen ze zich net iets minder aangetrokken tot ‘hun’ atoomkern en zoeken ze al eens het gezelschap op van een ander atoom. Deze avontuurlijke elektronen noemen we vrije elektronen en zo’n bende rondreizende elektronen heet gewoonweg: elektrische stroom.
Begrijp je nu wat nodig is voor stroom? Inderdaad, een installatie die de vrije elektronen lustig laat rondtoeren: een stroomkring of circuit.
Elektrisch circuit Een simpel of complex geheel van geleiders waarlangs de elektronen zich verplaatsen (= elektrische stroom).
Elektrische schok Elektriciteit zit zomaar in de natuur (en dus niet alleen in stopcontacten).
Hoezo? Je wandelt over een tapijt, je raakt een metalen deurklink aan en - au! - een schok. Dit is statische elektriciteit. Het kan je haren doen overeind staan of een laagje stof op je scherm doen plakken. Statische elektriciteit ontstaat wanneer we twee niet-metalen voorwerpen tegen elkaar wrijven. Elektriciteit kan twee voorwerpen dichter bij elkaar brengen of van elkaar verwijderen, aangezien omgekeerde ladingen elkaar aantrekken en dezelfde ladingen elkaar afstoten. Bliksem is een elektrische ontlading. De gigantische vonk geeft statische elektriciteit af die gevormd is in de onweerswolken.
n e n e t e k t n o n e t e n Mag ! e i t u l o v e r n e e In 1831 bracht de Engelsman Michaël Faraday een magneet in een spoel en bewoog die magneet heen en weer. ‘Jeetje, er ontstaat elektriciteit!’, riep Michaël uit. Onze Michel had ontdekt dat
beweging
magneet
spoel
elektriciteit! Zijn ontdekking heeft geleid tot een heuse revolutie. Want nu was duidelijk hoe op grote schaal elektriciteit kon worden geproduceerd. Interessant voor de industrie, maar ook voor huisgezinnen.
Wow, een generator uit de 19e eeuw om stroom te produceren!
Al duurde het nog tot ongeveer 1920 voor de Belgische gezinnen thuis elektriciteit hadden. Eerst werd die alleen gebruikt voor de verlichting. Stilletjes aan begonnen elektrische toestellen, zoals naaimachines, strijkijzers, koelkasten hun intrede te doen. 100 jaar geleden hadden veel mensen in België nog geen elektriciteit. Nauwelijks voor te stellen.
Eenheden en formules Spanning =
Volt = V
Stroomsterkte = Ampère = A
Vermogen = Watt = W
erkte n stroomst Eenheid va e D . bool A met als sym elektronen id e hoeveelh laatsen die zich verp e een bepaald gedurende we tijd, noemen e. kt er stroomst
De energie di e aan de elek tronenstroom w ordt geleverd (Volt) en het aantal elektr onen dat zich in ee n bepaalde ti jd verplaatsen (Ampère) vo rmen samen het ve rmogen. De eenheid hiervoo r is Watt. De formule is W= V x A.
De spanning levert de nodige energie om de elektronen te laten bewegen. De eenheid hiervoor is Volt (V). Bijvoorbeeld 230 Volt, de maat bij ons in Europa, in Amerika is het 110 Volt.
Waterm od
el!
Het is niet altijd zo eenvoudig om de begrippen stroom, spanning en weerstand duidelijk uit te leggen. Daarom wordt soms een vergelijking gemaakt met een waterleiding met een pomp en een waterkraan.
Neem als voorbeeld de waterleiding voor de verwarming bij je thuis. De buizen vormen een gesloten circuit, zodat het water kan blijven stromen. Net zoals elektriciteit door de elektrische leidingen stroomt. Het water stroomt met een bepaalde kracht omdat er door een pomp druk gezet wordt op het water in de leidingen. Dat is te vergelijken met de elektrische spanning. Als de pomp sneller pompt, gaat het water sneller stromen. In elektro-termen: als de spanning hoger wordt, wordt ook de stroomsterkte groter. Maar wat is weerstand dan? Daarvoor kijken we naar onze kraan. Die regelt hoeveel water er door de buizen kan stromen. Hoe verder de kraan toegedraaid wordt, hoe hoger de weerstand, en hoe minder water er door zal kunnen. Want als de kraan helemaal toegedraaid wordt, en er dus een heel grote weerstand is, zal er helemaal geen water meer stromen. De spanning (de druk in de buis) blijft wel dezelfde. Ook al stroomt er helemaal geen water.
En wat hebben Volt, Ampère en Ohm hiermee te maken? Het zijn niet alleen sympathieke heren met onfrisse kapsels die dringend nieuwe kleren moeten gaan kopen. Ze hebben lang geleden – héél lang geleden - hun naam gegeven aan de eenheden om spanning, stroomsterkte en weerstand te meten. Zoals kilometer een eenheid is om de afstand te meten naar het huis van De Bomma, en kilogram een eenheid om het gewicht van een zak chips (of een paar zakken chips) te berekenen. Volt meet de spanning (de druk op het water in de leiding). Ampère meet de stroomsterkte (de hoeveelheid water die gedurende een bepaalde tijd door de buis stroomt). En Ohm meet de weerstand (hoe groot is de doorgang die de kraan openlaat en die bepaalt hoeveel water er door kan). Maar genoeg over water. Doe die kraan maar dicht, want water en elektriciteit blijven best uit elkaars buurt.
het atelier multimeter De naam zegt het al: met een multimeter kun je meten: spanning, stroom en weerstand.
!
Attentie
Elektriciteit is gevaarlijk! Een elektrische stroom is gevaarlijk voor de mens. Van de stroom uit een kleine batterij krijg je een schokje. Maar bij een zwaardere stroom kunnen de gevolgen veel erger zijn. Dit noemen we elektrocutie. In Amerika hadden ze dat al snel begrepen en werd in 1890 een zekere William Kemmler als eerste in de geschiedenis terechtgesteld op een elektrische stoel. De elektroden op het hoofd zorgen ervoor dat de hersenen verhitten, waardoor onmiddellijk bewusteloosheid optreedt.
Differentieelschakelaar
Een differentieelschakelaar detecteert een isolatiedefect in elektrische installaties. Dankzij deze schakelaar ben je beveiligd tegen elektrocutie.
Bektang Dankzij de lange bek kun je met deze bektang allerhande voorwerpen vastpakken waar je met je vingers niet aankunt. Het handvat is geïsoleerd: ideaal voor elektriciens dus.
Draadstriptang Met de draadstriptang kun je het omhulsel van een draad, de isolatie dus, wegdoen.
Geleider Een voorwerp dat elektrische stroom doorlaat. Geleiders zijn stoffen waar die weerstand laag is omdat de elektronen gemakkelijk vrij kunnen komen van hun atomen. De beste geleiders zijn zuivere metalen zoals koper, aluminium en zilver.
Hoe hoger de temperatuur van een geleider, hoe meer de atomen trillen, en hoe moeilijker de elektronen het krijgen om te gaan rondtrekken. Hoe hoger de weerstand dus. Draai die redenering om en je begrijpt meteen dat sommige metalen bij extreme vrieskou heel goed gaan geleiden.
st!
Opgepa
Natte handen en elektriciteit Wist je dat water meer dan de helft van jouw lichaamsgewicht uitmaakt? En dat er in lichaamsvocht allerhande zouten zitten? Het menselijk lichaam is dus een goede geleider en daarom moeten we goed uit onze doppen kijken als er elektriciteit in de buurt is. Raak bijvoorbeeld nooit een elektrotoestel aan met natte handen en kijk uit voor prikkeldraad die onder stroom staat.
Dik
laat lekker stromen
Let buiten eens op de hoogspanningskabels aan elektriciteitsmasten. Die zijn een pak dikker dan dat flinterdunne draadje waarmee jij je proefjes uitvoert. Niet toevallig, want niet alleen de stof bepaalt hoe goed de stroom geleid wordt, ook de afmetingen zijn van tel. Hoe dikker de draad, hoe meer stroom kan vloeien. Die kanjers van draden beschermen met plastic lukt dan ook niet. Porselein en glas zijn voor deze topgeleiders wel prima isolatoren.
Weerstand - Ohm
Isolatoren Heb je al eens goed gekeken wat er in een elektriciteitsdraad zit? Juist, koperdraad. Een elektrische stroom loopt dus makkelijk door een koperdraad. En wat zit er rond het koper? Een bruine of blauwe plastic bescherming. Daar gaat de elektrische stroom niet door. Koper noemen we een geleider, plastic een isolator. Stoffen waar de elektronen bij hun atomen blijven, laten de elektriciteit dus veel minder door en heten isolatoren. Zij hebben een heel hoge weerstand. Hout bijvoorbeeld, of steen, rubber, glas en de meeste kunststoffen. Isolatoren moeten ons beschermen tegen de gevaren van elektrische stroom.
George Ohm (1789-1854) bewees dat alle geleiders, zelfs metalen, een zeke re weerstand van elektrische stroom bezitten. De eenheid voor elektrisc he weerstand werd naar hem vernoem d: Ohm (Ω). In 1827 ontdekte deze Duitse natuurkundige de wetten over de elektrische weerstand van geleiders. Ohm achterhaalde dat de stroomsterkte verschilt naargel ang het materiaal waar de stroom doo rloopt. In sommige stoffen baant de elektriciteit zich moeilijker een weg dan in andere: ze bieden dus mee r weerstand aan de elektrische stro om. De wet van Ohm legt dus een relatie tussen spanning, weersta nd en stroomsterkte.
Materialen met een grote of kleine weerstand? slechte geleiders
Rubber Eboniet Glas Porselein PVC Polyester
GOEDE geleiders Koper Aluminium Zilver Zink Lood
BEROEPEN
‘Ik zet Mr. Elektron en zijn soortgenoten klaar in de startblokken. Ik installeer de stroomkring en de stopcontacten in je huis. Ik werk veilig en zorg voor veiligheid.’
Residentieel elektrotechnisch installateur
Dat we licht hebben in huis, onze gsm kunnen opladen of een dvd’tje bekijken: dit en nog zoveel meer hebben we te danken aan de residentieel elektrotechnisch installateur (de elektricien). Hij zorgt voor alle elektrische voorzieningen in woonhuizen: de leidingen, de stopcontacten, de lichtschakelaars…
Op www.elektroclub.be kan je filmpjes bekijken die duidelijk maken wat werken met elektriciteit eigenlijk inhoudt.
Tertiair Tertiair elektrotechnisch installateur: moeilijke woorden om te zeggen dat deze elektricien vooral in grote gebouwen zoals ziekenhuizen en kantoorgebouwen werkt. Geen fabrieken of huizen voor hem. Daar zijn de industrieel en residentieel elektrotechnische installateurs aan de slag. De verlichting, de toestellen in de bureaus en in de refter, de apparaten in het ziekenhuis functioneren allemaal dankzij de voorzieningen die hij installeert.
elektro
technis
ch insta
Technicus toegangssystemen en toegangscontrole Overal waar mensen een badge nodig hebben om binnen te raken (kantoorgebouwen, banken en fabrieken), heeft een technicus toegangssystemen en toegangscontrole werk. Hij installeert het toegangssysteem, controleert en onderhoudt het. En natuurlijk legt hij de klant ook uit hoe het werkt.
llateur
Technicus inbraakb
eveiligingssystemen De technicus inbraakbeveiligingssystemen installeert, controleert en herstelt systemen die inbrekers moeten buiten houden. Hij zorgt ervoor dat we ons veilig voelen, niet alleen thuis, maar ook in kantoorgebouwen, ziekenhuizen en fabrieken. Hij is niet alleen op de hoogte van elektriciteit, hij heeft ook computervaardigheden in huis.
Technicus elektrische zwembaduitrusting Heb je er ooit al bij stilgestaan dat een zwembad vol elektriciteit zit? Of beter: de apparaten rond het zwembad. Pompen en filters, verlichting en verwarming. Zonder elektriciteit kun je geen baantjes trekken en kun je niet wild tekeergaan op de waterglijbaan. Installatie, onderhoud en herstel van de hele uitrusting: deze technicus zorgt er allemaal voor.
Borden bouwer
Zeg, vraagske Zijn er over 20 jaar nog wel elektriciens nodig?
Zonder bordenbouwer geen elektrisch stuur- en verdeelbord. En dus ook geen elektriciteitsvoorzieningen in fabrieken of bedrijven. Boren, zagen, schroeven, het komt er allemaal bij. De bordenbouwer installeert en test alle onderdelen. En natuurlijk sluit hij tot slot het bord aan op het stroomnet. Een heel belangrijke job om de boel te doen draaien (en draaiende te houden).
Natuurlijk. Elektriciteit wordt in onze samenleving almaar belangrijker. En dus blijven elektriciens nodig. De job van elektricien zal in de toekomst wel veranderen (zoals veel andere jobs). Er zullen bijvoorbeeld nieuwe systemen en technologieën ontstaan. Denk maar aan domotica (apparatuur die het huishouden automatiseert), de opkomst van zonnepanelen (zie p. 32)…
Bliksem
‘ Komt elektriciteit in de natuur voor? Natuurlijk, want wij elektronen zijn puur natuur.’
Als de bliksem Donderwolken zitten tjokvol ijskristallen en waterdruppels, die hevig heen en weer bewegen. Daardoor ontstaat wrijving en ontwikkelt zich statische elektriciteit. Als al die opgebouwde elektrische energie vrijkomt, krijg je bliksem. Meestal volgt er nog een stevige donderslag.
Synoniem voor bliksem? Hemelvuur. Beeld je in: loop naar het hemelvuur!
Hoe beveilig je je tegen bliksem? Je bent op wandel in een bos en plots breekt er een onweer los. Wat doe je dan het best? Zoek een veilige plaats op (dus zeker geen boom!). Als je geen veilige plek vindt, ga dan snel op je hurken zitten. Leg je armen rond je knieën, hou je hoofd omlaag en vermijd zoveel mogelijk contact met de grond.
De vinger van Franklin De Amerikaan Benjamin Franklin (17061790) leefde in een tijd dat de mensen nog niet wisten dat bliksem ontstaat door kortsluiting in de lucht. Zelf vermoedde hij dat in elk geval elektriciteit in het spel was. Waaghals Benjamin liet in 1752 tijdens een onweersbui een vlieger op, waar hij met een touw een sleutel aan had vastgebonden. Hij hield zijn vinger vlak bij de sleutel. Ja! De bliksem sloeg in op de vlieger en uit de sleutel sprong een enorme vonk over naar zijn vinger. Reken maar dat die vinger pijn deed. Toch was Benjamin blij: bliksem was dus écht elektriciteit. Al een jaar na dit experiment stelde hij trots zijn uitvinding voor: de bliksemafleider. Die vangt de inslaande bliksem op en geleidt die naar de aarde. Zo wordt een boel schade vermeden.
BEROEPEN
‘Ik doe er alles aan om gebouwen te beschermen tegen bliksem.’
Technicus bliksembeveiliging
Deze elektricien is gespecialiseerd in installaties voor bliksembeveiliging. Deze installaties tref je vooral aan in bedrijven, fabrieken, ziekenhuizen, bejaardentehuizen en hotels. Je merkt het, hij is vooral aan het werk in (en op het dak van!) grotere gebouwen.
Op www.elektroclub.be kan je filmpjes bekijken die duidelijk maken wat werken met elektriciteit eigenlijk inhoudt.
Technic u
s brand
Als er brand uitbreekt, moet je er zo snel mogelijk bij kunnen zijn. Hoe vlugger je weet dat er ergens een vuurtje smeult, hoe makkelijker je de schade kan beperken. Branden rookmelders kunnen daarbij helpen. Deze technicus monteert en controleert zulke systemen. In grotere gebouwen installeert hij ook brandmeldcentrales.
beveilig
ingssys
temen
5
s het l a m o n e n e d e r e ig d gewel liksem b e d s l a , h u e , r u u hemelv deren elektriciteit te stu
1
Je bent zot van techniek? Prima, want elektriciteit: da’s denken en doen. Alleen een elektricien die zijn hoofd erbij houdt, levert goed werk af.
2
Weg met de verveling. Voor jou geen sleur, want je zit in een vak en een richting die altijd veranderen. Mogelijkheden genoeg…
3
Als elektricien vind je makkelijk en snel werk. Vaak heb je al een job in het laatste jaar van de middelbare school. Uiteraard kan je ook nog voortstuderen. Om nog straffer in je vak te worden.
4
Je steekt graag zelf de handen uit de mouwen? Oké, maar je leert ook in team werken. Da’s belangrijk voor later.
5
Je weet graag alles over elektrische toestellen en je bent benieuwd hoe de wereld van de techniek in elkaar steekt.
Batterijen ‘ Je mp3-speler speelt. En toch zit die niet in het stopcontact. Hoe kan dat? Simpel, er zit een batterij in die zelfstandig elektriciteit levert. Ik loop dus van de batterij door de mp3-speler terug naar de batterij.’
Batterijen steken overal hun neus in. Er zit een batterij in je horloge, in je gsm, in de afstandsbediening, in het hoorapparaat van je opa, in laptops, in iPods... kortom, in alle apparaten en toestellen die stroom nodig hebben en niet (voortdurend) met een stopcontact verbonden zijn.
Batterijen heb je in alle soorten en gewichten. Zo zijn er platte knoopbatterijtjes voor je horloge. Met stevige exemplaren kun je dan weer je draagbare radio laten spelen.
Hoe werkt dat? In een batterij doen zich chemische reacties voor. Door stoffen met elkaar in contact te brengen, worden onze vrije vrienden elektronen weer zeer actief (ze bewegen dan van de minpool naar de pluspool, zie + en - op elke batterij).
Batterijen zetten die chemische energie om in elektrische energie. Steek je de batterijen in een apparaat (bijvoorbeeld een zaklamp of een rekenmachine), dan krijg je een circuit. Als de chemische reacties in een batterij stoppen, is de batterij op.
Laad ze op In een lege batterij zijn de chemische deeltjes er nog wel, de elektronen zijn dus niet gaan lopen, maar ze reageren niet meer met elkaar. In een herlaadbare batterij (of accu) kan je ze opnieuw opwekken. Je steekt de accu in een lader die in een stopcontact zit. De elektrische spanning zet de avontuurlijke elektronen opnieuw in beweging en hopla, na een tijdje kan de accu weer stroom afgeven.
!
Attentie
Let op: chemicaliën, zoals kwik en cadmium, zijn schadelijk voor het milieu. Lege cadmium- en kwikbatterijen mogen niet bij het gewone afval maar horen bij het klein chemisch afval. Je kan ze ook inleveren bij inzamelpunten voor lege batterijen. Doen!
Batterij? Accu? Wat is het nu? Een batterij en een accu doen net hetzelfde. Maar een batterij is niet herlaadbaar en een accu we l. De term ‘herlaadbare batterij’ is eigenlijk dus niet correct.
uto a e d n i e Chemi e con-
ait d auto, dra e d nin t p sta t aan. Te r a u la e f s f r u o a t Ch de mo hoe is. Maar tel om en n e d la e g tactsleu u op oplals de acc uto-accu a n e minste, a e , jk van at eigenli Een accu . d n t r e u d e ij r b ge oor te chg door li voudig, d e n le e E t ? p n o e d auto lo jven rkeerde die is bli io d a r een gepa n f ee kun je randen o g is? Dan e le ten die b u c c a ant at als de rijden, w n W . a n a g le e e t sp een n door al niet. G t oplade a m le e h toch nie zelfs en uit tart dan verpomp o ie g r de auto s e n ee arvoor ewoon d agen. Da w e r paniek, g e d n a van een els. een accu startkab e w n e ik gebru
alternator
elektrische auto De accu is de enige energiebron van een elektrische auto. Gelukkig kunnen we de accu steeds opnieuw laden aan het stopcontact!
Dit onderdeel van de motor laadt de accu van de auto weer netjes op. (Zie ook p. 30)
R A A W N A V . 2 KOM IK? HOE ONTSTAAT elektriciteit?
GENERATOREN ‘Elektriciteit werd algauw onmisbaar. Dus bouwde de mens grote installaties om elektriciteit te verspreiden. Elektriciteitscentrales wekken nu enorme hoeveelheden elektriciteit op zodat wij massáááááááááál door kilometers en kilometers leidingen kunnen rennen.’
Generator alias reuzedynamo Elektriciteitscentrales zijn fabrieken waar stroom wordt opgewekt. Niet om één simpel fietslampje te laten branden, maar om alle bedrijven, huizen, scholen en ziekenhuizen in de buurt van elektriciteit te voorzien. Toch werkt de centrale net zoals het fietslicht: met een soort dynamo. Deze dynamo is wel oneindig veel groter en heet ook anders: alternator of generator.
En nee, er zitten geen duizenden mensen zich in het zweet te trappen om die reuzendynamo’s te laten ronddraaien. De bewegingsenergie is hier afkomstig van brandstof, zoals gas en aardolie, tenminste in de klassieke elektriciteitscentrales.
Elektriciteitscentrale Het geheim van de klassieke elektriciteitscentrale helemaal ontrafeld
1
De aangevoerde brandstof wordt verbrand. Zo ontstaat in de verwarmingsketel
2
grote hitte, die water omzet in stoom. Door de druk van de stoom begint de turbine
3
te draaien en wordt de generator
4
in gang gezet. De beweging van de generator wekt elektriciteit op. Die gaat door de transformator
5
en vindt via de elektriciteitsdraden
6
de weg naar fabrieken, bedrijven, scholen en huizen. Om de afvalstoffen van het verbrandingsproces af te voeren heeft elke elektriciteitscentrale een schoorsteen.
7
Langs de koeltoren
8
verdwijnt de hitte van de stoom.
alternator Een machine met een draaiende as die mechanische energie omzet in elektrische energie. Denk aan je fietsdynamo!
spoel
t!
itei c i r t k ele
ng
bewegi
et magne
Water en wind In de klassieke elektriciteitscentrales komt de energie van verhit water, stoom dus, die opgewekt is door de verbranding van grote hoeveelheden gas of aardolie. Maar deze fossiele brandstoffen raken langzaam uitgeput. Gelukkig zijn er ook andere stoffen die bij verbranding hitte veroorzaken en die onuitputtelijk zijn. Huishoudafval bijvoorbeeld of suikerbieten. Dit zijn biobrandstoffen.
Drieklovendam De grootste waterkrachtcentrale ter wereld is de Drieklovendam in China. Gigantisch gewoon.
En waarom zou alleen stoom beweging kunnen veroorzaken? De wind kan dat even goed. Kijk maar naar de windturbines met hun enorme wieken. Je ziet ze langs snelwegen en aan de zee. Gemiddeld 100 m hoog zijn ze, een rechtopstaand voetbalveld dus. Een windturbine zet de energie van de wind om in een draaiende beweging, die door een generator wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken. Met water kan het ook. Je moet het water dan wel eerst opslaan met een dam. Vandaar ‘stuwdam’.
BEROEP Technicus hoogspanning
‘Ik breng op een veilige manier de opgewekte elektriciteit via hoogspanningslijnen naar jouw huis.’
Hoogspanningsinstallaties en -cabines: da’s de passie van de technicus hoogspanning. Hij installeert ze, sluit ze aan, zorgt voor het onderhoud. En als er problemen zijn, voert hij de herstellingen uit. Niet onbelangrijk: van hoogspanningsleidingen blijft hij af.
Op www.elektroclub.be kan je filmpjes bekijken die duidelijk maken wat werken met elektriciteit eigenlijk inhoudt.
zonnepanelen ‘Gas, olie, wind, water... Generatoren hebben deze stoffen nodig om elektriciteit op te wekken. Maar ook de zon doet ons roeren. En wel via vernuftig gemaakte zonnepanelen.‘
Een zonnepaneel benut het licht van de zon om elektriciteit op te wekken via het elektriciteitsnet. Zonne-energie is een vorm van duurzame energie. En da’s natuurlijk altijd meegenomen.
of
Fout. Zonnepanelen werken op basis van licht. Dus ook als er bewolking is. Al is het licht dan wel minder intens.
juist
fout
Zonnepa n niets op a elen leveren ls de zon niet schijnt.
Op een zonnig temperatuur va e dag in oktober, met een n 10 zonnepaneel ho ° C, is de opbrengst van een ger dan in de zo mer bij 35° C. Juist. Dit komt door de betere elektrische geleiding in materialen bij lage temperaturen. Koeling van panelen met lucht of water (in de zomer) kan dus meer rendement opleveren.
BEROEPEN Installateur fotovoltaïsche systemen (zonnepanelen)
Op www.e lektroclub .be kan je film pjes bekijke n die duideli jk maken wat werken m et e eigenlijk in lektriciteit houdt.
Misschien staan er op het dak van je huis ook wel zonnepanelen? Ze halen energie (en dus ook elektriciteit) uit het zonlicht. Een heel duurzame en milieuvriendelijke energiebron dus. De installatie van die - effe diep ademhalen – fotovoltaïsche systemen is maatwerk voor specialisten.
Klimatisatietechnicus
Niet te warm in de zomer, niet te koud in de winter, altijd lekker gezellig. Dat regelt de klimatisatietechnicus wel even. Dat doet hij bij jou thuis, maar ook in fabrieken en bedrijven. En zelfs musea doen een beroep op hem: veel schilderijen zijn delicaat en moeten op een vaste temperatuur worden bewaard. Dat lukt met het klimatisatiesysteem dat de technicus installeert en onderhoudt.
‘Ik leg op een veilige manier een zonnepaneel op je dak en sluit alles aan.’
Zeg, ke gs vraa Ik vind het milieu erg belangrijk. Kan ik dan wel elektricien worden?
Vaneigens. Denk maar aan elektrische auto’s. Ze lijken een goede oplossing voor de traditionele benzine- of dieselauto, die schadelijke gassen uitstoot en kostbare brandstof verbruikt. Andere voorbeelden: zonnepanelen en windenergie, die bewijzen dat elektriciteit ook milieuvriendelijk valt op te wekken. Nog? Domotica. Want met domoticasystemen kan je ervoor zorgen dat de lichten vanzelf doven. Of de verwarming automatisch afstellen waardoor je zuiniger kan stoken.
3. waar ga ? e o t r a a n ik wat kunnen we allemaal met elektriciteit doen?
Elektromotoren ‘Een van de belangrijkste toepassingen van elektriciteit is ongetwijfeld de elektromotor. Wij dartele elektronen doen letterlijk en figuurlijk de wereld draaien.’
Doet elektricit eit de wereld draaien? Letterlijk natuurlijk niet, figuurlijk wel. Waar zouden we zijn zonder wasmachine, iPod of elektrische tandenborstel? Zonder stofzuiger, koelkast, roltrap en ga zo maar door? In de oertijd. De uitvinding van de elektromotor heeft de wereld veranderd. Niet alleen omdat allerlei rotklusjes, zoals traplopen of wassen, ineens makkelijker werden. Zonder de elektromotor was het fenomeen elektriciteit nooit aangeslagen bij het grote publiek. Leuk om een gloeidraadje te laten oplichten, maar om daar nou een heel elektriciteitsnet voor uit te rollen…
Hoe werkt dat? Een elektromotor is een machine die elektrische energie omzet in mechanische energie waarmee een werktuig kan worden aangedreven. Een elektromotor wordt gebruikt in machines waar iets moet bewegen, vaak iets met een ronddraaiende beweging.
Wist je dat? De elektromotor is overal. Hij zit in tal van (huishoudelijke) apparaten: wasmachines, koelkasten, stofzuigers, computers, camera’s… Daarnaast drijft hij veel machines aan evenals treinen, trams en zelfs schepen. Ook in de industrie maakt men op grote schaal gebruik van elektromotoren voor de aandrijving van pompen, lopende banden, kranen en nog zo-, zo-, zoveel meer.
BASISPRINCIPE magneet
geleider
Een geleider onder stroom in de buurt van een magneet komt in beweging.
Als je deze geleider en magneet een slimme vorm geeft, zoals op deze tekening, gaat het ene stuk naar boven en het andere stuk naar beneden en ... krijg je een draaiende beweging! Een echte elektromotor kan de magneet zo aanpassen dat de geleider blijft draaien.
BEROEPEN
‘Tegenwoordig kunnen we zelfs vanop afstand dingen in beweging zetten, dankzij domotica.’
Technicus domotica
Technicus domotica / immotica
Wat is eigenljk het verschil tussen domotica en immotica? Wel, immotica doet hetzelfde als domotica, maar dan in kantoorgebouwen en fabrieken: automatisch de temperatuur en verlichting regelen, bepaalde ruimtes vergrendelen… De bedoeling is natuurlijk om ons comfort te verhogen en om te besparen op onze energiefactuur.
Verlichting die elke avond automatisch aanfloept of verwarming die uitvalt als de bewoners weggaan: het zijn maar twee voorbeelden van domotica. Voor al dit geautomatiseerde huiselijke comfort zorgt de technicus domotica. Voor zijn job heeft hij ook wat informaticakennis nodig, want het zijn computers die het hele domoticasysteem besturen.
Zeg, ke gs vraa
Onderhoudstechnicu
s Motoren, meetinstrumenten, snelheidsregelaars: het zijn maar enkele voorbeelden van toestellen, machines en installaties die worden toevertrouwd aan de onderhoudstechnicus. Het gaat voornamelijk over herstellingen en aanpassingen van ingewikkelde installaties. Je zal deze technicus dus vooral aantreffen in fabrieken en bedrijven.
Vind ik als elektricien later makkelijk werk?
Ja!
Want elektriciens worden veel gevraagd. Ook als het crisis is. Logisch want elektriciteit is in onze maatschappij niet weg te denken. Er is wel één belangrijke voorwaarde: je moet de juiste instelling hebben. Dat betekent: graag werken en leergierig zijn.
Koelkasten/ diepvriezers ‘Er zijn van die dingen die op het eerste gezicht niets met elektriciteit te maken hebben. Neem nu een ijsje. Maar hoe is dat zo koud geworden, denk je? Juist ja, dankzij ons.’
Cool Koel In elke koelkast zit een warmtepomp, de motor van het koelsysteem. Die pomp onttrekt warmte aan de levensmiddelen en de lucht in de koelkast (neenee, een koelkast produceert geen koude, verrassend hé). En daarvoor is energie nodig, elektriciteit dus.
100 jaar, nog maa r
Labels / Energieverbruik
Gelijk met de massale verspreiding van elektriciteit kwamen ook de elektrische koelkasten op. Na 1900 dus. Daarvoor waren er… ijskasten. Mensen hielden hun etenswaren koel met blokken ijs. Wat is elektriciteit toch geweldig zeg.
zuinig
energieverslindend
BEROEPEN
Op www.e lektroclub .be kan je film pjes bekijke n die duideli jk maken wat werken m et e eigenlijk in lektriciteit houdt.
‘Ik monteer koel- en vriesinstallaties.’
Koel- en vriesinstallaties monteren, dat is de opdracht van de koelmonteur. Zijn werkterrein is heel gevarieerd: hij werkt onder meer bij slagers en in groentewinkels, maar evengoed in koelvrachtwagens en opslagplaatsen. Een koelmonteur die een extra opleiding volgt, kan opklimmen tot koeltechnicus. Duidelijk een coole job…
Waar het koud moet zijn, is de koeltechnicus nodig. Hij controleert, onderhoudt en herstelt koel- en vriesinstallaties. Hij heeft het vak meestal geleerd door eerst koelinstallaties te monteren. Hij moet soms dag en nacht paraat zijn om dringende herstellingen uit te voeren. Hij moet dus altijd en overal het hoofd koel houden.
LICHT
‘Eens kijken, waar zorgen wij nog allemaal voor? Voor licht in het donker natuurlijk.’
Van olielamp tot led
Lampas Het woord ‘lamp’ stamt af van ‘Lampas’, een van de paarden van Eos, de Griekse godin van het licht.
De oudste lampen waren de olielampen uit het oude Griekenland en Rome. Nu zijn led-lampen in opmars. Dankzij een langere levensduur en een lager energieverbruik zullen ledlampen in de nabije toekomst waarschijnlijk veel van de andere lampsoorten gaan vervangen.
dat? e j t s i W
% ordt 19de w d j i w r Wereld geproducee e van d lektriciteit ruikt. e rb ting vechtbol, h c i l r e voor v lektrische li . Eén e nze wereld o
Branduren
LED Led staat voor light emitting diode (lichtuitstralende diode). Wablief? Wat is een diode dan? Een diode is een elektronisch onderdeel dat de elektrische stroom zeer goed in één richting geleidt, maar praktisch niet in de andere. Een diode functioneert als het ware als een elektronisch ventiel. (Denk bijvoorbeeld aan het ventiel op je fietsband, daar kan wel lucht in, maar niet uit, tenzij je erop duwt.) De geleidende richting noemt men de doorlaatrichting en de andere richting de sperrichting. Als je elektrische stroom door een led stuurt in de doorlaatrichting, straalt hij licht uit.
Een gloeilamp brandt gemiddeld 1.000 uur, een spaarlamp tussen 8.000 en 15.000 uur. De kampioen is de led-lamp: tot 50.000 ‘branduren’ asjeblief.
Oled-tv Oled = Organic Light Emitting Diode. Oled-tv’s zijn flinterdun (4 mm), verbruiken veel minder stroom dan de huidige toestellen en hebben een veel betere schermkwaliteit. Wel nog héééél duur…
Verkeerslichten: rijden maar, of nee: stoppen! Schakelelementen doen ook de verkeerslichten op straat aan- en uitspringen. Nee, niet met een knopje waarop iemand moet drukken. De ongelukkige met die job zou snel vingerkrampen krijgen en compleet tureluurs raken. En het verkeer zou ook snel compleet in het honderd lopen. Goddank bestaan er schakelingen waarbij computers het werk doen.
BEROEPEN Technicus lichtreclame
Op www.e lektroclub .be kan je film pjes bekijke n die duideli jk maken wat werken m et e eigenlijk in lektriciteit houdt.
‘Ik zorg voor licht en sfeer in het straatbeeld.’
Een stad zou maar somber en saai zijn zonder lichtreclame. Gelukkig is er de technicus lichtreclame om voor sfeer te zorgen. Hij haalt de reclameborden op, installeert ze, sluit ze aan en laat ze aan- en uitfloepen. En hij staat paraat om ze te herstellen wanneer ze door een felle windstoot stuk zijn of als er een technisch defect is.
Podiumtechnicus Industrieel elektrotechnisch installateur
Een job met soul en rock-‘n-roll. Op concerten en tijdens theatervoorstellingen zie je hem, de podiumtechnicus. Belichting en geluid zijn zijn verantwoordelijkheid. Alle componenten, zoals luidsprekers en mixtafels, verbindt en test hij. Hij laat de spotlights op het juiste moment schijnen. En hij ziet er ook niet tegen op om alle materiaal in en uit te laden.
Dankzij de industrieel elektrotechnisch installateur draaien de machines in de fabriekshal. Hij zorgt er ook voor de verwarming en verlichting. Kortom, de elektrische voorzieningen in bedrijven en fabrieken zijn het werk van deze installateur.
Kortsluiting Als de geleiders van een stroomkring contact met elkaar maken zonder dat er nog een verbruiker in de stroomkring zit, dan spreken we van kortsluiting. De stroom gaat niet meer via de verbruiker, maar loopt van de ene pool van de stroombron meteen naar de andere pool. Een veel voorkomende oorzaak is dat de hoeveelheid stroom te hoog oploopt (overstroom). Er ontstaat dan heel veel warmte waardoor de isolatie stuk raakt. Dan is er gevaar: elektriciteitsdraden komen met elkaar in contact en baf, kortsluiting. Gevolg: enorme hitte en brandgevaar. Kortsluiting laat de kerstboom schitteren. De lampjes van de kerstboomverlichting zijn in serie geschakeld. Als één lampje het begeeft, krijgen de andere dus geen stroom meer. Stom hé. Gelukkig is er het kortsluitdraadje. Als het gloeidraadje de geest gegeven heeft, komt het kortsluitdraadje in actie. Die neemt de geleiding over en de andere lampjes kunnen branden.
‘Dankzij ons worden jullie telefoonbabbels omgezet in elektrische signalen en kunnen jullie vanop afstand met elkaar praten.’
Belgium calling Volg even mee. Stel, je belt met een vriend in Amerika. Het geluid van je stem wordt omgezet in een elektrisch signaal .
Dit signaal gaat naar een telefooncentrale.
Daar wordt het elektrische signaal omgezet in een lichtsignaal.
Daar wordt er weer een elektrisch signaal van gemaakt en omgezet in geluid.
Dit lichtsignaal gaat door een glasvezelkabel naar Amerika.
We begrijpen mekaar.
Hertz (Hz) Geluid bestaat uit trillingen. Een hoge toon wordt gevormd door een heleboel trillingen op korte tijd, bij een lage toon ligt de frequentie van de trilling lager. De geluidsfrequentie wordt uitgedrukt in Hertz (Hz), naar de Duitse fysicus Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894). Dat wij nu radio, telefoon en andere ‘lawaaimakers’ hebben, is te danken aan de ontdekking dat geluidsgolven kunnen worden omgezet in elektrische signalen en omgekeerd.
….---… Morse
In 1844 kwam de Amerikaan Samuel Morse (1797-1872) met een handig toestelletje op de proppen: de telegraaf. Net zoals met de gsm nu, kon je er een boodschap mee versturen. De verzender had een schakelaartje om afwisselend stroom door te sturen of tegen te houden. Als er stroom door de kring liep, drukte aan de andere kant een elektromagneet een streepje of een puntje in een rol papier. Een lange stroomstoot maakte een lange streep, een korte stroomimpuls liet maar een klein puntje achter. Morse had voor zijn telegraaf een alfabet bedacht met puntjes en streepjes. Op die manier konden mensen op grote afstand boodschappen versturen. Al snel werden de papieren berichten vervangen door radioberichten: de elektrische signalen werden omgezet naar radiosignalen (kortere en langere biepjes) die de ontvanger noteerde en vertaalde.
Probeer het zelf. Als je weet dat O in het morse-alfabet wordt voorgesteld met – – – en S met . . . , sein dan met je zaklamp de noodkreet SOS uit!
BEROEP
Plaatser van boven- en ondergrondse leidingen Zonder hem zouden onze dorpen en steden er helemaal anders uitzien. Straatverlichting, internet, kabeltelevisie, telefoonverkeer. Dat zouden we allemaal moeten missen als de plaatser van boven- en ondergrondse leidingen niet bestond. Hij legt alle leidingen en zorgt bovendien voor de aansluiting van de openbare verlichting. Die herstelt en onderhoudt hij ook.
Internet ‘Door ons suist informatie razendsnel de wereld rond.’
20 jaar, nog ma ar Internet is de naam voor een zeer groot, de hele aarde omspannend geheel van computernetwerken. Niet te geloven eigenlijk dat het internet zoals wij het nu kennen, nog maar 20 jaar bestaat. Ja, zo snel kan technologie gaan. Het internet is een echt massamedium geworden. Je vindt er kweetniethoeveel informatie. Dat zoeken of verkennen heet dan ook toepasselijk ‘surfen’.
BEROEP
Servers Om al die systemen te doen draaien, zijn er ‘servers’ nodig. Dat zijn machtige computers die ervoor zorgen dat andere (kleinere) computers kunnen functioneren. Een server, denk aan het Franse servir of het Engelse to serve, levert dus diensten. Grote servers staan opgesteld in datacenters. Zo’n datacenter kan evenveel energie verbruiken als een fabriek.
Monteur data- en telecommunicatie We vergeten het al wel eens: dat we kunnen telefoneren, naar de radio luisteren of met vrienden chatten is te danken aan de monteur telecommunicatie. Hij installeert de dozen op palen en gevels die langeafstandscommunicatie mogelijk maken. Zowat iedereen doet een beroep op hem: bedrijven, fabrieken en mensen zoals jij en ik. Zonder hem zouden we een leven hebben zonder sms of telefoon: kan je je dat nog inbeelden?
! g a l s e d n a A Kan een ballon licht maken? Ja. Net zoals je haren en de bliksem kan een ballon elektrisch geladen zijn. Een ballon die je ove r je trui wrijft, wordt opgeladen. Hou je die tegen een andere opgeladen ballon, dan ontstaan kleine vonkjes. Test dit eens uit in een donkere kamer, dan zie je de vonkjes goed.
efjes en Zin in meer pro weetjes? Surf dan naar
lub.be.
Ben je n og geen lid? Registre er je dan snel op de webs ite.
www.elektroc
er maar Laat de vonken ! vanaf springen
