Nova Natuurkunde 3 VWO samenvatting hoofdstuk 2

NATUURKUNDE ELEKTRISCHE ENERGIE
Paragraaf 1:
Hoe werkt een elektriciteitscentrale:
1. De branders verbranden de brandstof. Met de hitte die vrijkomt wordt het water
opgewarmd tot 500 °C met een zeer hogedruk.
2. De stoom gaat met hoge snelheid tegen de schroeven van een turbine waardoor de
as gaat ronddraaien.
3. Aan de as van de turbine zit een grote generator (dynamo) die elektrische energie
produceert.
4. De stroom gaat de transformator in en wordt naar een voltage van 380 000 V
gebracht. De overige stoom wordt gekoeld tot water en het proces wordt herhaald.
Het koelwater voor de centrale wordt vaak uit een rivier of meer gehaald. Als dit er niet is
wordt in de grote koeltorens het water afgekoeld. De witte ‘rook’ die er daaruit komen is
waterdamp.
Hoe werkt een dynamo/generator:
Een dynamo zet bewegingsenergie om in elektrische energie. Dit wordt gedaan door
middel van een van een spoel. Dat is een stuk gewikkeld metaaldraad waar je een
magneet in en uitschuift. Je verandert steeds het magnetisch veld van de spoel tussen de
uiteinden. Dit heet inductie, deze spanning heet inductiespanning.
Wanneer bij inductiespanning de spanning niet constant is maar wisselt van grootte,
richting (van + naar -) en dit constant is met dezelfde toppen en dalen heb je
wisselspanning.
Elektrisch vermogen:
Hoeveel geleverde energie per seconde noem je het vermogen (P/Watt). Dit hangt af van
de spanning (U/Volt) en de stoomsterkte (I/Ampère): P=U∙I
Elektrische energie:
Elektrische energie wordt ook wel energieverbruik (E/Joule) genoemd. Het
energieverbruik neemt toe met de tijd dat het wordt gebruikt, dus: E=P∙t
Kilowattuur is het energieverbruik in huis. Dit wordt dus niet in joule maar in kWh. De
meter heet dus ook geen joulemeter maar een kWh-meter. Je kunt de formule E=P∙t in 2
manieren invullen:
Energieverbruik (E) in joule: Vermogen (P) in W en tijd (t) in s (seconde).
Energieverbruik (E) in kWh: Vermogen (P) in kW en tijd in h (uur).
1 kWh = 3,6 MJ (3.600.000 J)
PLUS:

, Hoeveel energie je lichaam verbruikt heet je opgenomen vermogen. Je lichaam gebruikt
maar 25% van je opgenomen vermogen om te bewegen. Dit is je nuttige vermogen. De
rest wordt namelijk omgezet tot warmte.
Paragraaf 2:
Transportverliezen:
Omdat de kabels warm worden tijdens het vervoeren krijg je energieverlies. Dit kun je
berekenen met de formule: P= I²∙R (R is de weerstand in ohm (Ω)
Elektriciteitsnet:
Uit de elektriciteitscentrale wordt de energie omhoog gebracht van 20 kV naar de
hoogspanning van 380 kV en naar een transformatorstation in een stad gebracht. Daar
wordt het omlaag gebracht naar 10 kV en gaat het ondergronds door naar een
transformatiehuisje in een wijk waar het omlaag gebracht wordt tot 230 V, dat is de
netspanning. Voor veel apparaten is deze spanning nog steeds te hoog, deze apparaten
hebben daarvoor een ingebouwde transformator.
Spanning van het lichtnet:
Het lichtnet/netspanning levert een wisselspanning van 230 V met een frequentie van 50
Hz. Als je een spanning had die niet wisselt van + naar – heb je gelijkspanning. Omdat de
spanning wisselt van 325 naar -325 heb je een effectieve spanning van 230 V, dit is gelijk
aan een gelijkspanning van 230 V.