Natuurkunde H1 Elektriciteit
1.1 Introductie
Er bestaan 2 soorten elektrische lading (een tekort of een overschot aan elektronen): positief, negatief. 2
voorwerpen met dezelfde lading stoten elkaar af. Sommige materialen kunnen elektrische stroom
doorlaten (geleiders), en andere niet (isolatoren).
De grootte van stroom meet je met een stroommeter (ampèremeter). De stroom moet door de meter
heen (hij moet dus in serie geschakeld worden). Stroomsterkte = I = A (ampère)
De spanning over een elektrisch apparaat meet je met een spanningsmeter (voltmeter). Je meet de stroom
over het apparaat (hij moet dus parallel worden geschakeld). Spanning = U = V (volt)
1.2 Energie en vermogen
Een fabrikant kan zeggen hoeveel elektrische energie een lamp gebruikt als hij aan staat (elektrisch
vermogen). Een lamp van 9 W gebruikt dus 9 J per seconde.
- Het elektrisch vermogen van een apparaat (in W) is de hoeveelheid elektrische energie die het
apparaat per seconde omzet (in J/s)
Een gloeilamp zet elektrische energie om in stralingsenergie (licht), waarbij ook warmte vrijkomt. Deze
omzetting kan je weergeven in een energiestroomdiagram. De standaard eenheid van energie is joule maar
omdat een huishouden in een jaar heel veel verbruikt gebruiken ze kilowattuur (kWh).
Niet alle elektrische energie word nuttig gebruikt in een apparaat. Een deel gaat verloren (meestal door
warmte). Het deel dat wel nuttig word gebruikt noem je het rendement (η) (%).
FORMULES:
E=P∙ t E = energie (J)
P = vermogen (W)
t = tijd (s)
E nuttig
η= × 100 % η = rendement
E tot
Enuttig = De nuttige uitgaande energie (J/kWh)
Etot = De totale ingaande energie (J/kWh)
Pnuttig
η= × 100 % η = rendement
Ptot
Pnuttig = Het nuttige uitgaande vermogen (W)
Ptot = Het totale ingaande vermogen (W)
Het rendement kan ook als een getal tussen 0 en 1 geschreven worden, dan hoef je het niet x100% te doen
1.3 Spanning en stroomsterkte
- In een metaal bestaat de elektrische stroom uit
bewegende vrije elektronen
- In een vloeistof bestaat de elektrische stoom uit
bewegende ionen (geladen moleculen/atomen)
De spanning van een spanningsbron is de oorzaak van de
beweging van de vrije elektronen in een metaaldraad. In een gesloten stroomkring bewegen de elektronen
dezelfde kant op. Deze beweging word veroorzaakt door de aantrekkende en afstotende krachten van de
plus- en minpool van de spanningsbron. In een gesloten stroomkringen bewegen de elektronen dus van
min naar plus. Maar de elektrische stroom gaat de andere kant op, dus tegenovergesteld.
, Als je stroom dezelfde kant op gaat (min/plus) is het een gelijkspanning (batterij). Wanneer er steeds
gewisseld word tussen de 2 kanten is het een wisselspanning (dynamo, stopcontact).
FORMULES:
Q
I= I = Stroomsterkte (A)
t
Q = De lading (C)
t = Tijd (s)
E=U ∙ Q=U ∙ I ∙ t E = Elektrische energie (J)
U = Spanning (V)
Q = De lading (C)
I = Stroomsterkte (A)
t = Tijd (s)
P=U ∙ I P = Vermogen (W)
U = Spanning (V)
I = Stroomsterkte (A)
Schakelschema kan je tekenen voor overzichtelijkheid, hiervoor heb je verschillende symbolen nodig.
1.4 Weerstand en geleidbaarheid
Sommige apparaten hebben een groter vermogen dan de ander, terwijl ze aan dezelfde netspanning zitten
aangesloten. Dit komt doordat van bijv. een waterkoker het verwarmingselement de geleidbaarheid hoger
is dan het verwarmingselement van een broodrooster. En omgekeerd is de weerstand van de broodrooster
groter.
1.1 Introductie
Er bestaan 2 soorten elektrische lading (een tekort of een overschot aan elektronen): positief, negatief. 2
voorwerpen met dezelfde lading stoten elkaar af. Sommige materialen kunnen elektrische stroom
doorlaten (geleiders), en andere niet (isolatoren).
De grootte van stroom meet je met een stroommeter (ampèremeter). De stroom moet door de meter
heen (hij moet dus in serie geschakeld worden). Stroomsterkte = I = A (ampère)
De spanning over een elektrisch apparaat meet je met een spanningsmeter (voltmeter). Je meet de stroom
over het apparaat (hij moet dus parallel worden geschakeld). Spanning = U = V (volt)
1.2 Energie en vermogen
Een fabrikant kan zeggen hoeveel elektrische energie een lamp gebruikt als hij aan staat (elektrisch
vermogen). Een lamp van 9 W gebruikt dus 9 J per seconde.
- Het elektrisch vermogen van een apparaat (in W) is de hoeveelheid elektrische energie die het
apparaat per seconde omzet (in J/s)
Een gloeilamp zet elektrische energie om in stralingsenergie (licht), waarbij ook warmte vrijkomt. Deze
omzetting kan je weergeven in een energiestroomdiagram. De standaard eenheid van energie is joule maar
omdat een huishouden in een jaar heel veel verbruikt gebruiken ze kilowattuur (kWh).
Niet alle elektrische energie word nuttig gebruikt in een apparaat. Een deel gaat verloren (meestal door
warmte). Het deel dat wel nuttig word gebruikt noem je het rendement (η) (%).
FORMULES:
E=P∙ t E = energie (J)
P = vermogen (W)
t = tijd (s)
E nuttig
η= × 100 % η = rendement
E tot
Enuttig = De nuttige uitgaande energie (J/kWh)
Etot = De totale ingaande energie (J/kWh)
Pnuttig
η= × 100 % η = rendement
Ptot
Pnuttig = Het nuttige uitgaande vermogen (W)
Ptot = Het totale ingaande vermogen (W)
Het rendement kan ook als een getal tussen 0 en 1 geschreven worden, dan hoef je het niet x100% te doen
1.3 Spanning en stroomsterkte
- In een metaal bestaat de elektrische stroom uit
bewegende vrije elektronen
- In een vloeistof bestaat de elektrische stoom uit
bewegende ionen (geladen moleculen/atomen)
De spanning van een spanningsbron is de oorzaak van de
beweging van de vrije elektronen in een metaaldraad. In een gesloten stroomkring bewegen de elektronen
dezelfde kant op. Deze beweging word veroorzaakt door de aantrekkende en afstotende krachten van de
plus- en minpool van de spanningsbron. In een gesloten stroomkringen bewegen de elektronen dus van
min naar plus. Maar de elektrische stroom gaat de andere kant op, dus tegenovergesteld.
, Als je stroom dezelfde kant op gaat (min/plus) is het een gelijkspanning (batterij). Wanneer er steeds
gewisseld word tussen de 2 kanten is het een wisselspanning (dynamo, stopcontact).
FORMULES:
Q
I= I = Stroomsterkte (A)
t
Q = De lading (C)
t = Tijd (s)
E=U ∙ Q=U ∙ I ∙ t E = Elektrische energie (J)
U = Spanning (V)
Q = De lading (C)
I = Stroomsterkte (A)
t = Tijd (s)
P=U ∙ I P = Vermogen (W)
U = Spanning (V)
I = Stroomsterkte (A)
Schakelschema kan je tekenen voor overzichtelijkheid, hiervoor heb je verschillende symbolen nodig.
1.4 Weerstand en geleidbaarheid
Sommige apparaten hebben een groter vermogen dan de ander, terwijl ze aan dezelfde netspanning zitten
aangesloten. Dit komt doordat van bijv. een waterkoker het verwarmingselement de geleidbaarheid hoger
is dan het verwarmingselement van een broodrooster. En omgekeerd is de weerstand van de broodrooster
groter.
