INTERIEURTECHNIEKEN – ELEKTRISCHE TECHNIEKEN
1. INLEIDENDE BERGRIPPEN
BASISBEGRIPPEN
Elektrische stroom vergelijken met vloeistof die door leiding stroomt onder invloed van
niveauverschil = drukteverschil. Vloeistof stroomt van A → B = wet van communicerende vaten.
Snelheid stromend vloeistof = afhankelijk van: hoogteverschil (H) van vloeistofniveaus en
weerstand van leiding.
Zelfde voor elektriciteit: onder invloed van potentiaalverschil → elektronen stromen door geleider.
Stroomsterkte (snelheid) waarmee elektronen verplaatsen afhankelijk van: potentiaalverschil en
weerstand van geleider. = 3 basiselementen in elektriciteit.
• STROOMSTERKTE = wat “debiet” voor water is)
= bij bepaalde druk laat fijn buisje weinig water door. Buis met grotere diameter en zelf druk
laat veel meer water door. Elektrische leiding onder bepaalde spanning laat meer stroom
(Ampères) door → diameter groter is.
Symbool: I
Eenheid: Ampère (A) of miliAmpère (mA) – 1A = 1000mA
• SPANNING (POTENTIAALVERSCHIL) = wat “druk” voor water is)
= vermeld op elektriciteitsmeter = 230V of 230/400V. Buis met bepaalde diameter stroomt
meer water als druk hoger is = net als elektriciteit. Groter vermogen kan door zelfde leiding
geleverd worden als spanning hoger is. (1V = spanningsverschil dat in geleider met 1Ohm
weerstand elektrische stroom van 1 Ampère opwekt).
Eigenschap elektriciteit: potentiaalverschil vereffenen of terugbrengen naar 0V. = stroom
van elektronen bewegen van ene punt naar andere → potentiaalverschil te vereffenen.
Elektronen hebben geleider nodig om van ene punt naar andere te gaan. Geleider = stof,
gemakkelijk elektronen door laat (bv. koperdraad). Slechte geleiders: hout, aarde, lucht …
Potentiaalverschil opwekken op verschillende manieren, mogelijkheid = galvanische
methode. Principe galvanisch element: 2 verschillende materialen (vaak metaal)
ondergedompeld in zuur (bv. verdund zwavelzuur) = elk metaal verschillend potentiaal (=
eigenschap elektronen af te staan of aan te nemen) bezitten. 2 metalen verbinden met
goed geleidend materiaal = elektronen stomen van hoogste (+) → laagste (-) potentiaal,
negatief geladen metaal (bv. zink) = kathode. Positief geladen metaal (bv. koper) = anode.
Spanning heeft vaste polariteit: zink steeds geladen blijft, koper blijft + geladen =
gelijkspanning (bij wisselspanningsbron keren polen steeds om). Galvanisch element
toegepast bij baterijen.
Symbool: U
Eenheid: Volt (V) of kiloVolt (kV) – 1kV = 1000V
• WEERSTAND
, Zoals weerstand van weterleiding afhankelijk is van diameter en lengte om water door te
laten = weerstand van elektrische geleider eigenschap om zich te verzetten tegen
doorstromen van elektriciteit. Weerstand wordt bepaald door materiaal van geleider en
afmetingen (dikte, lengte). Transport van elektriciteit naar elektrische toestellen = leidingen
nodig met lage weerstand → leidingen bestaande uit materiaal dat elektriciteit goed geleidt
als koper. I Ohm is weerstand van kolom kwik van 106.3cm lengte 1mm2 doorsnede bij 0°C.
Symbool: R
Eenheid: Ohm (0)
DE WET VAN OHM.
Weerstand die stroom ondervindt in geleider = recht evenredig met spanning en omgekeerd
evenredig met stroomsterkte.
Formule:
Ander vormen van formule: of
Eenheden: spanning (U) in Volt (V) of kiloVolt (kV)
stroomsterkte (I) in Ampère (A) of milliAmpère (mA)
weerstand R in OHM
DE WET VAN POUILLET
Weerstand die stromende vloeistof ondervindt in leiding is in functie van:
- Lengte van leiding
- De sectie (= diameter) van leiding
- De aard van materiaal (gladheid, bochten…)
Weerstand die elektrische stroom ondervindt in geleider = recht evenredig met lengte en
soortelijke weerstand van geleider en omgekeerd evenredig met oppervlakte van doorsnede van
geleider.
Formule:
Eenheden: weerstand R in Ohm
lengte (L) in meter (m)
Soortelijke weerstand eigen aan materiaal, rho in x mm2 /m
Oppervlakte van loodrechte snede van geleider (S) in mm2
Elektriciteitskabel in koper met diameter 1,5 mm2 en lengte 30m heeft weerstand van
0,0175x30x2(*)/1,5 = 0,70. (* lengte x2 want kabel gaat heen en terug).
,HET VERMOGEN
Vermogen is product van spanning en stroomsterkte.
Symbool: P
Eenheid: Watt (W) of kiloWatt (kW) of VoltAmpère (VA)
1kW = 1000W
1VA = IW
1W = 0239 calorie per seconde
1pk = 735W
Formule:
Eenheden: vermogen P in Watt (W)
spanning U in Volt (V)
stroomsterkte 1 in Ampère (A)
Andere vormen van formule: of aaangezien dan is ook
Voorbeeld:
Verwarmingstoestel van 3300W met netspanning van 230V geeft volgende stroomsterkte:
I = P/U = 3300W/230V = 14.35A
Watt = vermogen van toestel dat elektriciteitsstroom van 1 Ampère doorlaat onder spanning van
1Volt. Vermogen staat aangegeven op herkenningsplaatje van toestel.
- Kleuren tv-toestel: ongeveer 150W
- Strijkijzer: ongeveer 1000W
- Wasmachine: ongeveer 2 tot 3.5kW
Oefening:
Door stroomdraad mag maximaal 16A stromen bij 230V. Wat is het maximaal vermogen dat hierop
mag aangesloten worden?
P=UxI
P = 230V x 16A
P = 3680W
ARBEID OF ENERGIE
Arbeid of energie = product van vermogen en tijd. Gaat om geleverde elektrische energie.
Symbool: W
Eenheid: Joule (J) of Wattseconde (Ws) of Wattuur (WH) of kiloWattuur (kWh)
1kWh = 1000Wh
1Ws = 1J
1Wh = 60 x 60Ws
1Wh = 3600J
1kWh = 3600000J
Formule: W = P x t
Eenheden: arbeid (W) in Wattseconde (Ws)
tijd (t) in seconde (s)
vermogen (P) in Watt (W)
elektriciteitsmeter geeft elektriciteitsverbruik aan ik kWh = eenheid wordt op energie factuur
vermeld. Verbruik van toestel = bepaalde hoeveelheid verrichte arbeid. Hoeveelheid kilo Watturen
is product van aantal kilo Watt (vermogen) met aantal verbruiksuren. kWh = kW x verbruiksuren.
Voorbeeld:
, Toestel met vermogen van 1kW (1000W) verbruikt op 1uur tijd precies 1kWh. Lamp van 100W zal
ook 1kWh verbruiken, maar pas na gebruik van 10uur.
Oefening:
Wat is de kostprijs om een ledlamp van 3W 1jaar lang te laten branden als we gemiddels 0,22€
moeten betalen voor een kWh?
Verbruik:
24 (uur per dag) x 365 (dagen per jaar) x 3W (verbruik per uur)
= 26280 Watt uur per jaar
= 26, 28 kWh per jaar
à 0,22€ / kWh
= 5,78€ per jaar
GELIJKSTROOM – WISSELSTROOM (DC OF AC)
Stromen elektronen onder constante spanning met constante snelheid (stroomsterkte) in zelfde
richting door geleider.
Veel elektronische componenten werken op lage gelijkstroom (DC) spanning. Aan of in toestel de
AC spanning van elektriciteitsnet omgevormd naar lagere (DC) spanning → kan door uitwendige
spanningsadapter (bv. laptop of gsm) of door ingebouwde voeding. Spanningsadapter bevat een
gelijkrichter en transformator. Tegenstelling tot AC netspanning voor woning, gestandaardiseerd
op 230V of 400V bestaat zeer grote variatie in DC-spanningen met eigen specifieke
spanningsadapter of ingebouwde voeding.
Wisselstroom steeds wisselende spanning en zal elektronenstroom afwisselend van richting
veranderen en wisselen van nul naar maximum positief over nul naar maximum negatief en terug
naar nul. Principe van sinusoïdale kurve
Bij een f = 50Hz zijn 50 perioden/s. elke periode duurt 1/50s.
merk op dat: 50 x 1/50 =1 of f x T = 1 waaruit f = 1/T en T=1/f
Frequentie (f) is omgekeerde van T (tijd in seconden) en wordt
uitgedrukt in Hertz (Hz)
F = 1/T
Amplitude geeft maximum spanning of stroomsterkte. Europa is frequentie eenvormig in
openbare netten gebracht op 50 Hertz d.w.z. dat spanning van net 50 x per seconde wisselt (- → +
en omgekeerd). Volledige wisseling = periode. 1 periode = 1/50 seconde nodig. Aantal periode per
seconde = frequentie van wisselstroom. Frequentie uitgedrukt in Hertz (Hz) of 1 Hertz = 1 trilling
per seconde → f = 50Hz. 1kHz = 1000Hz
Waarom wisselspanning?
- Beter rendement, bv. gloeilampen minder energie praktisch zelfde resultaat.
- Meeste elektrische motoren werken met principe wisselende spanning
- Productie van elektriciteit in centrales eenvoudiger (alternatoren, vanuit draaiende beweging,
wekken een wisselspanning op).
Opslaan van elektriciteit in batterijen gebeurt gelijkstroom. Enkel in gevallen waar werkt met
batterijen (auto, zaklampen …) = gebruik gelijkstroom. Andere gevallen = wisselstroom. Via
1. INLEIDENDE BERGRIPPEN
BASISBEGRIPPEN
Elektrische stroom vergelijken met vloeistof die door leiding stroomt onder invloed van
niveauverschil = drukteverschil. Vloeistof stroomt van A → B = wet van communicerende vaten.
Snelheid stromend vloeistof = afhankelijk van: hoogteverschil (H) van vloeistofniveaus en
weerstand van leiding.
Zelfde voor elektriciteit: onder invloed van potentiaalverschil → elektronen stromen door geleider.
Stroomsterkte (snelheid) waarmee elektronen verplaatsen afhankelijk van: potentiaalverschil en
weerstand van geleider. = 3 basiselementen in elektriciteit.
• STROOMSTERKTE = wat “debiet” voor water is)
= bij bepaalde druk laat fijn buisje weinig water door. Buis met grotere diameter en zelf druk
laat veel meer water door. Elektrische leiding onder bepaalde spanning laat meer stroom
(Ampères) door → diameter groter is.
Symbool: I
Eenheid: Ampère (A) of miliAmpère (mA) – 1A = 1000mA
• SPANNING (POTENTIAALVERSCHIL) = wat “druk” voor water is)
= vermeld op elektriciteitsmeter = 230V of 230/400V. Buis met bepaalde diameter stroomt
meer water als druk hoger is = net als elektriciteit. Groter vermogen kan door zelfde leiding
geleverd worden als spanning hoger is. (1V = spanningsverschil dat in geleider met 1Ohm
weerstand elektrische stroom van 1 Ampère opwekt).
Eigenschap elektriciteit: potentiaalverschil vereffenen of terugbrengen naar 0V. = stroom
van elektronen bewegen van ene punt naar andere → potentiaalverschil te vereffenen.
Elektronen hebben geleider nodig om van ene punt naar andere te gaan. Geleider = stof,
gemakkelijk elektronen door laat (bv. koperdraad). Slechte geleiders: hout, aarde, lucht …
Potentiaalverschil opwekken op verschillende manieren, mogelijkheid = galvanische
methode. Principe galvanisch element: 2 verschillende materialen (vaak metaal)
ondergedompeld in zuur (bv. verdund zwavelzuur) = elk metaal verschillend potentiaal (=
eigenschap elektronen af te staan of aan te nemen) bezitten. 2 metalen verbinden met
goed geleidend materiaal = elektronen stomen van hoogste (+) → laagste (-) potentiaal,
negatief geladen metaal (bv. zink) = kathode. Positief geladen metaal (bv. koper) = anode.
Spanning heeft vaste polariteit: zink steeds geladen blijft, koper blijft + geladen =
gelijkspanning (bij wisselspanningsbron keren polen steeds om). Galvanisch element
toegepast bij baterijen.
Symbool: U
Eenheid: Volt (V) of kiloVolt (kV) – 1kV = 1000V
• WEERSTAND
, Zoals weerstand van weterleiding afhankelijk is van diameter en lengte om water door te
laten = weerstand van elektrische geleider eigenschap om zich te verzetten tegen
doorstromen van elektriciteit. Weerstand wordt bepaald door materiaal van geleider en
afmetingen (dikte, lengte). Transport van elektriciteit naar elektrische toestellen = leidingen
nodig met lage weerstand → leidingen bestaande uit materiaal dat elektriciteit goed geleidt
als koper. I Ohm is weerstand van kolom kwik van 106.3cm lengte 1mm2 doorsnede bij 0°C.
Symbool: R
Eenheid: Ohm (0)
DE WET VAN OHM.
Weerstand die stroom ondervindt in geleider = recht evenredig met spanning en omgekeerd
evenredig met stroomsterkte.
Formule:
Ander vormen van formule: of
Eenheden: spanning (U) in Volt (V) of kiloVolt (kV)
stroomsterkte (I) in Ampère (A) of milliAmpère (mA)
weerstand R in OHM
DE WET VAN POUILLET
Weerstand die stromende vloeistof ondervindt in leiding is in functie van:
- Lengte van leiding
- De sectie (= diameter) van leiding
- De aard van materiaal (gladheid, bochten…)
Weerstand die elektrische stroom ondervindt in geleider = recht evenredig met lengte en
soortelijke weerstand van geleider en omgekeerd evenredig met oppervlakte van doorsnede van
geleider.
Formule:
Eenheden: weerstand R in Ohm
lengte (L) in meter (m)
Soortelijke weerstand eigen aan materiaal, rho in x mm2 /m
Oppervlakte van loodrechte snede van geleider (S) in mm2
Elektriciteitskabel in koper met diameter 1,5 mm2 en lengte 30m heeft weerstand van
0,0175x30x2(*)/1,5 = 0,70. (* lengte x2 want kabel gaat heen en terug).
,HET VERMOGEN
Vermogen is product van spanning en stroomsterkte.
Symbool: P
Eenheid: Watt (W) of kiloWatt (kW) of VoltAmpère (VA)
1kW = 1000W
1VA = IW
1W = 0239 calorie per seconde
1pk = 735W
Formule:
Eenheden: vermogen P in Watt (W)
spanning U in Volt (V)
stroomsterkte 1 in Ampère (A)
Andere vormen van formule: of aaangezien dan is ook
Voorbeeld:
Verwarmingstoestel van 3300W met netspanning van 230V geeft volgende stroomsterkte:
I = P/U = 3300W/230V = 14.35A
Watt = vermogen van toestel dat elektriciteitsstroom van 1 Ampère doorlaat onder spanning van
1Volt. Vermogen staat aangegeven op herkenningsplaatje van toestel.
- Kleuren tv-toestel: ongeveer 150W
- Strijkijzer: ongeveer 1000W
- Wasmachine: ongeveer 2 tot 3.5kW
Oefening:
Door stroomdraad mag maximaal 16A stromen bij 230V. Wat is het maximaal vermogen dat hierop
mag aangesloten worden?
P=UxI
P = 230V x 16A
P = 3680W
ARBEID OF ENERGIE
Arbeid of energie = product van vermogen en tijd. Gaat om geleverde elektrische energie.
Symbool: W
Eenheid: Joule (J) of Wattseconde (Ws) of Wattuur (WH) of kiloWattuur (kWh)
1kWh = 1000Wh
1Ws = 1J
1Wh = 60 x 60Ws
1Wh = 3600J
1kWh = 3600000J
Formule: W = P x t
Eenheden: arbeid (W) in Wattseconde (Ws)
tijd (t) in seconde (s)
vermogen (P) in Watt (W)
elektriciteitsmeter geeft elektriciteitsverbruik aan ik kWh = eenheid wordt op energie factuur
vermeld. Verbruik van toestel = bepaalde hoeveelheid verrichte arbeid. Hoeveelheid kilo Watturen
is product van aantal kilo Watt (vermogen) met aantal verbruiksuren. kWh = kW x verbruiksuren.
Voorbeeld:
, Toestel met vermogen van 1kW (1000W) verbruikt op 1uur tijd precies 1kWh. Lamp van 100W zal
ook 1kWh verbruiken, maar pas na gebruik van 10uur.
Oefening:
Wat is de kostprijs om een ledlamp van 3W 1jaar lang te laten branden als we gemiddels 0,22€
moeten betalen voor een kWh?
Verbruik:
24 (uur per dag) x 365 (dagen per jaar) x 3W (verbruik per uur)
= 26280 Watt uur per jaar
= 26, 28 kWh per jaar
à 0,22€ / kWh
= 5,78€ per jaar
GELIJKSTROOM – WISSELSTROOM (DC OF AC)
Stromen elektronen onder constante spanning met constante snelheid (stroomsterkte) in zelfde
richting door geleider.
Veel elektronische componenten werken op lage gelijkstroom (DC) spanning. Aan of in toestel de
AC spanning van elektriciteitsnet omgevormd naar lagere (DC) spanning → kan door uitwendige
spanningsadapter (bv. laptop of gsm) of door ingebouwde voeding. Spanningsadapter bevat een
gelijkrichter en transformator. Tegenstelling tot AC netspanning voor woning, gestandaardiseerd
op 230V of 400V bestaat zeer grote variatie in DC-spanningen met eigen specifieke
spanningsadapter of ingebouwde voeding.
Wisselstroom steeds wisselende spanning en zal elektronenstroom afwisselend van richting
veranderen en wisselen van nul naar maximum positief over nul naar maximum negatief en terug
naar nul. Principe van sinusoïdale kurve
Bij een f = 50Hz zijn 50 perioden/s. elke periode duurt 1/50s.
merk op dat: 50 x 1/50 =1 of f x T = 1 waaruit f = 1/T en T=1/f
Frequentie (f) is omgekeerde van T (tijd in seconden) en wordt
uitgedrukt in Hertz (Hz)
F = 1/T
Amplitude geeft maximum spanning of stroomsterkte. Europa is frequentie eenvormig in
openbare netten gebracht op 50 Hertz d.w.z. dat spanning van net 50 x per seconde wisselt (- → +
en omgekeerd). Volledige wisseling = periode. 1 periode = 1/50 seconde nodig. Aantal periode per
seconde = frequentie van wisselstroom. Frequentie uitgedrukt in Hertz (Hz) of 1 Hertz = 1 trilling
per seconde → f = 50Hz. 1kHz = 1000Hz
Waarom wisselspanning?
- Beter rendement, bv. gloeilampen minder energie praktisch zelfde resultaat.
- Meeste elektrische motoren werken met principe wisselende spanning
- Productie van elektriciteit in centrales eenvoudiger (alternatoren, vanuit draaiende beweging,
wekken een wisselspanning op).
Opslaan van elektriciteit in batterijen gebeurt gelijkstroom. Enkel in gevallen waar werkt met
batterijen (auto, zaklampen …) = gebruik gelijkstroom. Andere gevallen = wisselstroom. Via
