DEEL 1 : ELEKTRICITEIT
1. Elektriciteit — Basisbegrippen
1.1 Elektrische stroom
• Het transport van elektrische lading
• Het verplaatsen van elektronen door een geleider onder invloed van een potentiaalverschil
• Bij een metalen geleider verplaatsen de negatief geladen elektronen zich van het negatieve
elektronenoverschot naar de positieve pool (elektronentekort)
1.2 Stroomsterkte I [A] (Ampere)
• Het aantal elektronen dat per seconde door een sectie van een geleider passeren
• De stroomsterkte bepaalt hoe gevaarlijk de lading is om aan te raken
• Huishoudelijk gebruik: maximaal 300 mA toegelaten
• Bij aanwezigheid van water: max. 30 mA toegelaten
Fysiologische reacties op elektrische stroom:
Stroom Fysiologische reactie
0,01 – 1 mA Kriebeling in de hand
1 – 5 mA Gevoel in de hand verdwijnt / lichte verstijving van hand en onderarm
5 – 15 mA Krampvorming in hand en onderarm. Geleider nauwelijks los te laten.
15 – 25 mA Krampvorming verhoogd. Geleider kan niet meer losgelaten worden.
25 – 50 mA Verhoging bloeddruk. Hartslagritme onregelmatig. Omkeerbare stilstand hart.
50 – 80 mA Verlies van bewustzijn
80 mA – 3 A Verlies van bewustzijn. Hartkamerfibrillatie (t > 0,3 sec)
>3A Verhoging bloeddruk. Onregelmatig hartritme. Onomkeerbare stilstand hart.
1.3 Spanning U [V] (Volt)
• Het verschil in elektrische energie tussen twee punten A en B
• = het spanningsverschil (potentiaalverschil)
• Energie stroomt van uiteinde met hoge energie naar uiteinde met lage energie
• Om elektrische spanning aan te houden is een bronspanning nodig
• Hoe hoger de spanning, hoe groter de schok die men kan krijgen
• Met een transformator/adapter wordt spanning verhoogd of verlaagd
Formule: 1 V = 1 W/A (Watt/Ampère) = 1 J/C (Joule/Coulomb)
1
,1.4 Vermogen P [W] (Watt)
• De hoeveelheid energie die per seconde door een verbruiker omgezet wordt in een andere vorm (warmte,
licht…)
Formule: P = U × I → W = V × A
Voorbeelden:
• Elektrisch vuur: 900 W, 2 kW, 4 kW
• Lamp: 15 W, 40 W, 60 W, 100 W
• Motor elektrische fiets: 250 W
• Topwielrenner: 400 W
Om groot vermogen te verkrijgen: bij lage spanning heb je dikkere kabels nodig (hogere stroom). Bij hoge spanning
blijft de stroom laag en kan de kabel dunner zijn.
Voorbeeld: startkabel (100 A, 12 V = 1.200 W) vs. hoogspanningskabel (1.500 A, 110.000 V = 165.000.000 W →
137.500× meer vermogen, slechts 10× dikker)
1.5 Weerstand R [Ω] (Ohm)
• De elektrische eigenschap van materialen om de doorgang van elektrische stroom te belemmeren
• Stroom door een materiaal ondervraagt altijd weerstand (vereist energie)
Wet van Ohm:
U=R×I → V=Ω×A
De spanning tussen de uiteinden van de geleider = stroomsterkte × weerstand
1.6 Soortelijke weerstand
• Afhankelijk van het materiaaltype is de weerstand hoger of lager
• De weerstand staat ook in functie van de lengte en de sectie van de geleider
Formule: R = ρ × L / s
Waarbij: R = weerstand [Ω] | ρ = weerstand per sectie [Ω.mm²/m] | s = sectie kabel [mm²] | L = lengte kabel [m]
Soortelijke weerstand van veelgebruikte materialen (bij 20°C):
Materiaal Soortelijke weerstand (Ω.mm²/m)
Zilver 0,016
Koper 0,0178
Goud 0,023
Aluminium 0,028
Wolfram 0,05
Zink 0,06
Nikkel 0,061
IJzer (zuiver) 0,10–0,15
Kwik 0,958
Grafiet 22
2
,1.7 Basisformules (overzicht)
• U=I×R
• P=U×I
• R=ρ×L/s
Deze drie formules vormen de basis voor alle verdere afleidingen (zie Ohm-cirkel).
1.8 Verbruik (kWh)
• Het verbruik = hoeveelheid energie over een bepaalde tijdspanne: Verbruik = Vermogen × Tijd
• Uitgedrukt in kilowattuur (kWh)
• 1 W gedurende 1 uur = 0,001 kWh
• Voorbeeld: lamp van 100 W gedurende 30 min = 0,050 kWh
De elektriciteitsteller meet het verbruik in kWh en bepaalt de factuur.
Gemiddelde prijs: ±0,23 €/kWh
Gemiddeld gezinsverbruik: 3.500 kWh/jaar ≈ € 805/jaar
2. Soorten stroom
2.1 Gelijkstroom (DC — Direct Current)
• Elektrische stroom die steeds dezelfde richting heeft
• Stroom gaat van positieve pool naar negatieve pool (bv. batterij)
• NADEEL: kan niet getransformeerd worden naar hogere/lagere spanning → beperkt gebruik voor transport
2.2 Wisselstroom (AC — Alternating Current)
• De stroom verandert periodiek van richting
• Heen en weer bewegen van vrije elektronen, veroorzaakt door een wisselspanning in een gesloten circuit
• Europese centrales: frequentie = 50 Hz (50× per seconde heen en weer)
• VOORDEEL: kan getransformeerd worden naar hogere/lagere spanning → efficiënt transport via
hoogspanningsleidingen
3. Energieopwekking
3.1 Types elektriciteitscentrales
Centrales worden ingedeeld naargelang de primaire energiebron:
• Chemische bronnen: fossiele brandstoffen (gas), biomassa, afval
• Nucliaire bronnen: kerncentrales
• Hernieuwbare bronnen: waterkracht, wind, zon
3.2 Energietransitie — Kernuitstap
Kernuitstap = de afschaffing van kernenergie; geen kernreactoren meer bouwen of in bedrijf houden.
Redenen voor kernuitstap:
• Veiligheid (bv. Tsjernobyl, Fukushima)
• Gevaarlijk kernafval (radioactief)
3
, Probleem:
• Niet alle capaciteit kan vervangen worden door hernieuwbare energie
• Meer energie nodig uit fossiele brandstoffen → vertraging energietransitie
Evolutie in België:
• 2003: Eerste beslissing kernuitstap — geen nieuwe reactoren bouwen, bestaande na 40 jaar sluiten
• 2007–2014: Opeenvolgende verlengingen (levensduur naar 50 jaar)
• 2020: Kernuitstap gepland in 2025
• 2023: Uitstel kernuitstap met 10 jaar
• 2025: Verlenging met 20 jaar (tot 2045)
• Mei 2025: Wet kernuitstap geschrapt
3.3 Uitfasering gas
• Gas = fossiele brandstof = niet hernieuwbaar en eindig
• Uitfasering van gas is een centraal onderdeel van de energietransitie
4. Transport van stroom
4.1 Hoogspanningsmasten
• Meer dan 1.000 Volt
• België: 35 kV
• Een onderstation verlaagt de spanning voor verdere distributie
4.2 Verdeling van laagspanning
• Minder dan 1.000 Volt (230/400 V)
• Verdeeld door nutsmaatschappijen (bv. Electrabel, Luminus, Essent, Eneco)
4.3 Aansluitingstypes
Grondaansluiting (meest voorkomend):
• Via grondkabel; via een aftakmof wordt stroom afgetakt en via een vertrekkabel aan de teller
verbonden
Luchtaansluiting:
• Via luchtleidingen; minder gebruikt in Vlaanderen
• Toegepast bij afgelegen gebouwen (platteland)
• Aandachtspunten: aanrakingsgevaar en waterindringing voorkomen
4.4 Verdeling in het gebouw
Elektriciteitsteller:
• Registreert hoeveel stroom er verbruikt wordt → bepaalt de factuur
4
1. Elektriciteit — Basisbegrippen
1.1 Elektrische stroom
• Het transport van elektrische lading
• Het verplaatsen van elektronen door een geleider onder invloed van een potentiaalverschil
• Bij een metalen geleider verplaatsen de negatief geladen elektronen zich van het negatieve
elektronenoverschot naar de positieve pool (elektronentekort)
1.2 Stroomsterkte I [A] (Ampere)
• Het aantal elektronen dat per seconde door een sectie van een geleider passeren
• De stroomsterkte bepaalt hoe gevaarlijk de lading is om aan te raken
• Huishoudelijk gebruik: maximaal 300 mA toegelaten
• Bij aanwezigheid van water: max. 30 mA toegelaten
Fysiologische reacties op elektrische stroom:
Stroom Fysiologische reactie
0,01 – 1 mA Kriebeling in de hand
1 – 5 mA Gevoel in de hand verdwijnt / lichte verstijving van hand en onderarm
5 – 15 mA Krampvorming in hand en onderarm. Geleider nauwelijks los te laten.
15 – 25 mA Krampvorming verhoogd. Geleider kan niet meer losgelaten worden.
25 – 50 mA Verhoging bloeddruk. Hartslagritme onregelmatig. Omkeerbare stilstand hart.
50 – 80 mA Verlies van bewustzijn
80 mA – 3 A Verlies van bewustzijn. Hartkamerfibrillatie (t > 0,3 sec)
>3A Verhoging bloeddruk. Onregelmatig hartritme. Onomkeerbare stilstand hart.
1.3 Spanning U [V] (Volt)
• Het verschil in elektrische energie tussen twee punten A en B
• = het spanningsverschil (potentiaalverschil)
• Energie stroomt van uiteinde met hoge energie naar uiteinde met lage energie
• Om elektrische spanning aan te houden is een bronspanning nodig
• Hoe hoger de spanning, hoe groter de schok die men kan krijgen
• Met een transformator/adapter wordt spanning verhoogd of verlaagd
Formule: 1 V = 1 W/A (Watt/Ampère) = 1 J/C (Joule/Coulomb)
1
,1.4 Vermogen P [W] (Watt)
• De hoeveelheid energie die per seconde door een verbruiker omgezet wordt in een andere vorm (warmte,
licht…)
Formule: P = U × I → W = V × A
Voorbeelden:
• Elektrisch vuur: 900 W, 2 kW, 4 kW
• Lamp: 15 W, 40 W, 60 W, 100 W
• Motor elektrische fiets: 250 W
• Topwielrenner: 400 W
Om groot vermogen te verkrijgen: bij lage spanning heb je dikkere kabels nodig (hogere stroom). Bij hoge spanning
blijft de stroom laag en kan de kabel dunner zijn.
Voorbeeld: startkabel (100 A, 12 V = 1.200 W) vs. hoogspanningskabel (1.500 A, 110.000 V = 165.000.000 W →
137.500× meer vermogen, slechts 10× dikker)
1.5 Weerstand R [Ω] (Ohm)
• De elektrische eigenschap van materialen om de doorgang van elektrische stroom te belemmeren
• Stroom door een materiaal ondervraagt altijd weerstand (vereist energie)
Wet van Ohm:
U=R×I → V=Ω×A
De spanning tussen de uiteinden van de geleider = stroomsterkte × weerstand
1.6 Soortelijke weerstand
• Afhankelijk van het materiaaltype is de weerstand hoger of lager
• De weerstand staat ook in functie van de lengte en de sectie van de geleider
Formule: R = ρ × L / s
Waarbij: R = weerstand [Ω] | ρ = weerstand per sectie [Ω.mm²/m] | s = sectie kabel [mm²] | L = lengte kabel [m]
Soortelijke weerstand van veelgebruikte materialen (bij 20°C):
Materiaal Soortelijke weerstand (Ω.mm²/m)
Zilver 0,016
Koper 0,0178
Goud 0,023
Aluminium 0,028
Wolfram 0,05
Zink 0,06
Nikkel 0,061
IJzer (zuiver) 0,10–0,15
Kwik 0,958
Grafiet 22
2
,1.7 Basisformules (overzicht)
• U=I×R
• P=U×I
• R=ρ×L/s
Deze drie formules vormen de basis voor alle verdere afleidingen (zie Ohm-cirkel).
1.8 Verbruik (kWh)
• Het verbruik = hoeveelheid energie over een bepaalde tijdspanne: Verbruik = Vermogen × Tijd
• Uitgedrukt in kilowattuur (kWh)
• 1 W gedurende 1 uur = 0,001 kWh
• Voorbeeld: lamp van 100 W gedurende 30 min = 0,050 kWh
De elektriciteitsteller meet het verbruik in kWh en bepaalt de factuur.
Gemiddelde prijs: ±0,23 €/kWh
Gemiddeld gezinsverbruik: 3.500 kWh/jaar ≈ € 805/jaar
2. Soorten stroom
2.1 Gelijkstroom (DC — Direct Current)
• Elektrische stroom die steeds dezelfde richting heeft
• Stroom gaat van positieve pool naar negatieve pool (bv. batterij)
• NADEEL: kan niet getransformeerd worden naar hogere/lagere spanning → beperkt gebruik voor transport
2.2 Wisselstroom (AC — Alternating Current)
• De stroom verandert periodiek van richting
• Heen en weer bewegen van vrije elektronen, veroorzaakt door een wisselspanning in een gesloten circuit
• Europese centrales: frequentie = 50 Hz (50× per seconde heen en weer)
• VOORDEEL: kan getransformeerd worden naar hogere/lagere spanning → efficiënt transport via
hoogspanningsleidingen
3. Energieopwekking
3.1 Types elektriciteitscentrales
Centrales worden ingedeeld naargelang de primaire energiebron:
• Chemische bronnen: fossiele brandstoffen (gas), biomassa, afval
• Nucliaire bronnen: kerncentrales
• Hernieuwbare bronnen: waterkracht, wind, zon
3.2 Energietransitie — Kernuitstap
Kernuitstap = de afschaffing van kernenergie; geen kernreactoren meer bouwen of in bedrijf houden.
Redenen voor kernuitstap:
• Veiligheid (bv. Tsjernobyl, Fukushima)
• Gevaarlijk kernafval (radioactief)
3
, Probleem:
• Niet alle capaciteit kan vervangen worden door hernieuwbare energie
• Meer energie nodig uit fossiele brandstoffen → vertraging energietransitie
Evolutie in België:
• 2003: Eerste beslissing kernuitstap — geen nieuwe reactoren bouwen, bestaande na 40 jaar sluiten
• 2007–2014: Opeenvolgende verlengingen (levensduur naar 50 jaar)
• 2020: Kernuitstap gepland in 2025
• 2023: Uitstel kernuitstap met 10 jaar
• 2025: Verlenging met 20 jaar (tot 2045)
• Mei 2025: Wet kernuitstap geschrapt
3.3 Uitfasering gas
• Gas = fossiele brandstof = niet hernieuwbaar en eindig
• Uitfasering van gas is een centraal onderdeel van de energietransitie
4. Transport van stroom
4.1 Hoogspanningsmasten
• Meer dan 1.000 Volt
• België: 35 kV
• Een onderstation verlaagt de spanning voor verdere distributie
4.2 Verdeling van laagspanning
• Minder dan 1.000 Volt (230/400 V)
• Verdeeld door nutsmaatschappijen (bv. Electrabel, Luminus, Essent, Eneco)
4.3 Aansluitingstypes
Grondaansluiting (meest voorkomend):
• Via grondkabel; via een aftakmof wordt stroom afgetakt en via een vertrekkabel aan de teller
verbonden
Luchtaansluiting:
• Via luchtleidingen; minder gebruikt in Vlaanderen
• Toegepast bij afgelegen gebouwen (platteland)
• Aandachtspunten: aanrakingsgevaar en waterindringing voorkomen
4.4 Verdeling in het gebouw
Elektriciteitsteller:
• Registreert hoeveel stroom er verbruikt wordt → bepaalt de factuur
4
