Energie : elektriciteit : stroomkringen De netspanning is uitgevallen ! Pas dan merk je wat elektriciteit voor ons betekent. Geen licht, geen computer, geen playstation, het eten op het elektrisch fornuis wordt niet gaar. Al die elektrische huishoudelijke apparaten kunnen niet werken zonder spanning en het verkeer raakt danig in de war. Elektrische stroom is vandaag de dag iets vanzelfsprekends. Je draait een knop om en de lamp brandt. Je steekt een stekker in een stopcontact en de radio speelt. Heb je er eigenlijk wel eens over nagedacht wat elektrische stroom is, waar deze vandaan komt en hoe hij wordt opgewekt? De meeste mensen vinden het allemaal erg geheimzinnig want elektrische stroom kun je namelijk niet zien of horen. Het enige wat je merkt is de uitwerking. De elektrische energie kan omgezet worden in licht, warmte, geluid, beweging of in een magnetische kracht. A. De stroombron Batterijen van je mp3 - speler, de zonnecel van sommige rekenmachines, de dynamo van je fiets zijn stroombronnen. Voor grote elektrische toestellen zijn deze stroombronnen te zwak, daarvoor heb je stroom nodig van het elektriciteitsnet. Een stroombron heeft altijd 2 polen. Op een batterij wordt de positieve pool aangeduid door een + teken, de negatieve pool door een minteken. De spanning van de batterij wordt aangeduid door de letter V (volt)
Hoe werkt een batterij?
Elektriciteit bestaat uit een stroom elektronen, die als gevolg van een spanningsverschil van de negatieve elektrode (minpool) naar de positieve elektrode (pluspool) vloeien. Eén en ander is het gevolg van een chemische reactie tussen de materialen waaruit de batterij is opgebouwd. De stroom elektronen komt uitsluitend op gang indien de batterij in een gesloten circuit is opgenomen. Hoe groter de spanning tussen de negatieve en de positieve pool, hoe meer energie.
-
+
De elektrische stroom in huis heeft natuurlijk een veel grotere spanning dan je batterijtje in je mp3 - speler. De spanning van het stroomnet in huis is meestal 220 volt (V). De meeste toestellen in ons huis zin daarop afgesteld.
De werking van een dynamo
Als je een dynamo uit elkaar haalt, vind je daarin een magneet en een spoel met koperdraad. De draaiing van je fietswiel wordt overgebracht op het wieltje van de dynamo en doet de magneet in de spoel draaien. Dit levert voldoende stroom om je fietslamp licht te laten geven. Een normale fietsdynamo levert 6 volt wisselstroom. Volgens dit principe wordt ook de elektriciteit opgewekt die bij jou thuis komt. In de elektriciteitscentrale laat een groot wiel (de turbine) een soort reuzengrote dynamo (de alternator) draaien. Die levert genoeg elektriciteit om miljoenen lampen te laten branden. Het verschil met de dynamo van je fiets is dat er een andere energiebron wordt gebruikt om de alternator te laten draaien. Gelukkig maar, want stel je voor dat je daar moet gaan trappen !
B. ELEKTRISCHE SCHAKELINGEN Met een batterij, enkele koperdraden en een lampje kunnen we een stroomkring maken en het lampje doen branden.
Gesloten kring (Verbindt de koperdraden zoals het hoort)
Gesloten kring met schakelaar
Door een schakelaar in de stroomkring te plaatsen kan je de kring openen of sluiten.
Serie – en parallelschakeling
Het aansluiten van twee (of meer) lampen aan een stroombron kan op twee verschillende manieren gebeuren : serie – of parallelschakeling Bij de serieschakeling geven de twee lampen minder licht dan bij de parallelschakeling, omdat de weerstand verdubbeld is, waardoor de stroomsterkte afneemt. Door het losdraaien van de ene lamp zal ook de andere uitgaan, omdat de stroom maar één weg kan volgen. Bij de parallelschakeling maakt elke lamp deel uit van een eigen stroomkring. De stroom kan hier twee wegen volgen die parallel lopen. Hierdoor kan de ene lamp worden verwijderd zonder dat de andere uitgaat. De lampen branden feller dan bij de serieschakeling.
Een batterij heeft een spanning van 1,5 V. Voor de meeste toestellen is deze spanning te laag om goed te functioneren. Meerdere batterijen worden in serie met elkaar verbonden (3V, 4,5V,…). Dit levert meer energie op voor het toestel. Als bij de kerstverlichting één lampje uitgaat, gaan ze allemaal uit. Kerstverlichting is een typisch voorbeeld van een ……………………. Schakeling.
B. GELEIDERS EN NIET – GELEIDERS Er zijn materialen die de elektrische stroom geleiden (geleiders), en die de stroom niet geleiden (niet geleiders of isolatoren). Metalen zoals zilver, koper, ijzer, … geleiden de stroom goed. Het zijn geleiders. Plastic, rubber, glas, touw,… laten geen elektrische stroom door. Ze geleiden niet. Het zijn isolatoren. Schakelaars, buitenkant van draden,… worden van deze stoffen gemaakt. Water en andere stoffen laten ook stroom door. Raak daarom nooit met vochtige handen een schakelaar of stekker aan. Het is levensgevaarlijk ! Pas ook op bij beschadigde snoeren. Herstel nooit een toestel dat nog onder stroom staat en trek aan de stekker en niet aan het snoer ! Voor toevoerkabels wordt meestal koperdraad gebruikt, om de omzetting in warmte en daarmee verbonden verlies aan elektrische energie zo laag mogelijk te houden. Een apparaat dat warmte moet produceren (fornuis,…) zal daarentegen worden voorzien van een slecht geleidende draad. Gloeidraden in gloeilampen moeten hoge temperaturen doorstaan en bestaan daarom uit wolfram, dat een hoog smeltpunt heeft. (3350°C)
Bronnen : (Eigen cursus / Speurders Onderweg Natuur)
