1 INLEIDENDE BEGRIPPEN
1.1 BASISBEGRIPPEN
Onder invloed van een potentiaalverschil gaan er elektronen stromen door een gelei- der.
De stroomsterkte (~snelheid) waarmee de elektronen zich verplaatsen is afhanke- lijk
van de volgende factoren:
het potentiaalverschil
de weerstand van de geleider.
Deze drie grootheden zijn de basiselementen in de elektriciteit.
1.1.1. STROOMSTERKTE
Symbool: I
Eenheid: Ampère (A) of milliAmpère (mA)
1A=1000mA
elektrische leiding onder bepaalde spanning laat meer stroom (Ampères) door naarmate diameter groter is
1.1.2. SPANNING = (POTENTIAALVERSCHIL )
Symbool: U
Eenheid: Volt (V) of kiloVolt(kV)
1kV=1000V
De spanning vermeld op een elektriciteitsmeter is 230V of 230/400V,
groter vermogen kan door een zelfde leiding geleverd worden naarmate de spanning hoger
is.
Elektriciteit heeft de eigenschap om het potentiaal verschil te vereffenen, ofwel
terug te brengen naar 0V. Er gaat dan een stroom van elektronen bewegen van het ene
punt naar het andere, om zo het potentiaal verschil te vereffenen. De elektronen hebben
een geleider nodig om van het ene punt naar het andere punt te komen. Een geleider is
een stof die gemakkelijk deze elektronen door laat (koperdraad).
Woningen = 230V
Opdeling van het elektriciteitsnet volgens wisselspanning: en dus
“laagspanning”
WISSELSPANNING (V)
Zeer lage spanning U ≤ 50
Laagspanning 1ste categorie 50 < U ≤ 500
2de categorie 500 < U ≤ 1000
hoogspanning 1ste categorie 1000 < U ≤ 50000
2de categorie U > 50000
Een potentiaalverschil kan men opwekken op verschillende manieren. Een
mogelijk- heid is de galvanische methode.
Principe van een galvanisch element:
Als twee verschillende materialen (meestal metalen) ondergedompeld
worden in een zuur (vb. verdund zwavelzuur H2SO4 + H2O) zal elk metaal
afzonderlijk een verschil- lend potentiaal (= eigenschap om elektronen af te
staan of aan te nemen) bezitten.
Als we nu deze twee metalen verbinden met een goed geleidend materiaal zullen er
elektronen stromen van het hoogste (+) naar het laagste (-) potentiaal, Het negatief
geladen metaal (vb. zink :Zn) zullen we kathode noemen en het positief geladen
metaal (vb. koper :Cu) anode. De spanning heeft een vaste polariteit: zink blijft
steeds - geladen, koper blijft steeds + geladen. Men noemt dit gelijkspanning, (bij
een wissel- spanningsbron keren deze polen voortdurend om). Het principe van een
galvanisch element wordt toegepast bij een batterij.
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
1/39
,1.1.3. WEERSTAND
Symbool: R
Eenheid: Ohm (0)
Afhankelijk van: dikte, lengte en welk materiaal. De verbruiker heeft ook een weerstand.
1 Ohm is de weerstand van een kolom kwik van 106.3 cm lengte 1 mm2 doorsnede en bij 0°C
1.2 DE WET VAN OHM.
De weerstand die een stroom ondervindt in een geleider is recht evenredig met de
spanning en omgekeerd evenredig me de stroomsterkte.
U
Formule: R=
I
Ander vormen van de formule:
U
I=
R
Of
U =I ∙ R
1.3 DE WET VAN POUILLET
De weerstand die een stromende vloeistof zal ondervinden in een leiding is in functie van:
de lengte van de leiding
de sectie (= diameter) van de leiding
de aard van het materiaal (gladheid, bochten,...)
De weerstand die een elektrische stroom ondervindt in een geleider is recht evenredig met
de lengte en de soortelijke weerstand van de geleider en omgekeerd evenredig met de
oppervlakte van de doorsnede van de geleider.
ρ∙L
Formule: R= S
Ander vormen van de formule:
ρ∙L
S=
R
Of
R∙S
ρ=
L
Of
R∙S
L=
ρ
Eenheden: Weerstand R in Ohm (Ω)
Lengte (L) in meter (m)
Soortelijke weerstand eigen aan het materiaal , rho ( )
Materiaal ρ bij 15°C
zilver 0.016
koper 0.0175
goud 0.02
aluminium 0.028
wolfram 0.058
messing 0.07
zink 0.062
ijzer 0.099
tin 0.1
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
2/39
, platina 0.103
nikkel 0.135
brons 0.168
lood 0.216
nikkeline 0.42
kwik 0.95
chroomnikkel 0.99
kool 65
( * lengte x2 want kabel gaat heen en terug)
1.4 HET VERMOGEN
Het vermogen is het product van de spanning en de stroomsterkte.
Symbool: P
Eenheid: Watt (W) of kiloWatt (kW) of VoltAmpère VA
1 kW= 1000 W
1VA = 1W
1 W = 0239 calorie per seconde
1 pk = 735 W
Formule: P=U ∙ I
Eenheden: vermogen P in Watt (W) Spanning U in Volt (V) Stroomsterkte 1 in Ampère (A)
Andere vormen van de formule:
P
I=
U
Of
P
U=
I
aangezien: U =I ∙ R
dan is ook: P=I 2 ∙ R
Watt = vermogen van toestel dat elektriciteits-stroom van 1 Ampère doorlaat onder spanning van 1
Volt
vermogen staat aangegeven op herkenningsplaatje van elk toestel.
kleuren tv-toestel: ongeveer 150W
strijkijzer: ongeveer 1 000 W
wasmachine: ongeveer 2 tot 3.5 kW
1.5 ARBEID OF ENERGIE
De arbeid of energie is het product van het vermogen en de tijd. Het gaat hier om ge-
leverde elektrische energie.
Symbool: W
Eenheid: Joule (J) of Wattseconde (Ws) of Wattuur (Wh) of kiloWattuur (kWh)
1 kWh = 1 000 Wh
1 Ws = 1 J
1 Wh = 60x 60 Ws
1 Wh = 3 600J
1 kWh = 3 600 000 J
Formule: W =P∙ t
Eenheden: arbeid (W) in Wattseconde (Ws) tijd (t) in seconde (s) vermogen (P) in Watt
(W)
Elektriciteitsmeter geeft elektriciteitsverbruik aan in kWh. Deze eenheid wordt ook op
energie factuur vermeld. Verbruik van toestel komt overeen met bepaalde hoeveelheid
verrichte arbeid.
Hoeveelheid kilo Watturen = product van aantal kilo Watt (vermogen) met aantal
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
3/39
, verbruiksuren.
24 (uur per dag) x 365 (dagen per jaar) = 1 jaar
1.6 GELIJKSTROOM - WISSELSTROOM. (DC of AC)
Bij gelijkstroom stromen de elektronen onder een constante
spanning, met een con- stante snelheid (stroomsterkte), in
dezelfde richting, door een geleider.
Bij wisselstroom is er steeds een wisselende spanning en zal de
elektronenstroom afwisselend van richting veranderen en wisselen
van nul naar maximum positief over nul naar maximum negatief en
terug naar nul.
Dit is het principe van de sinusoïdale kurve.
Bij een f= 50 Hz zijn er 50 perioden/s. Elke periode duurt dus 1/50
s. Merk op dat:
50 x 1/50= 1 of fxT=1 waaruit f = 1/T en T = 1/f
De frequentie f is het omgekeerde van T (tijd in seconden) en wordt uitgedrukt in
Hertz (Hz) f= 1/T
De amplitude geeft de maximum spanning of stroomsterkte.
In Europa is deze frequentie eenvormig in de openbare netten gebracht op 50 Hertz
d.w.z. dat de spanning van het net 50 maal per seconde wisselt (negatief wordt posi- tief
en andersom). Een volledige wisseling noemt men een periode. Voor 1 periode is
dus 1/50 seconde nodig. Het aantal perioden per seconde noemt men de frequente
van de wisselstroom.
Eenheid frequentie: De frequentie drukt men uit in Hertz (Hz), of 1 Hertz =1 trilling
per seconde. Dus f= 50 Hz.
1kHz = 1000 Hz
Waarom werkt men met wisselspanning?
beter rendement, vb. bij gloeilampen heeft men met minder energie praktisch het- zelfde
resultaat.
de meeste elektrische motoren werken met het principe van wisselende spanning
de productie van elektriciteit in de centrales is eenvoudiger (alternatoren, vanuit een draaiende
beweging, wekken een wisselspanning op).
Het opslaan van elektriciteit in batterijen gebeurt steeds met gelijkstroom. Dus enkel in de
gevallen waar men werkt met batterijen (auto, zaklantaarn, ... ) maakt men gebruik van
gelijkstroom. In alle andere gevallen is het steeds wisselstroom.
Via een gelijkrichter (toestel dat de stroom slechts in één richting doorlaat en in de
andere richting spert.) kan men altijd overgaan van wisselstroom naar gelijkstroom.
1.7 ENKELFASIG - DRIEFASIG
De productie van elektriciteit gebeurt met generators
(of alternaties = driefasige wis selstroomgenerators)
die bestaan uit verschillende spoelen rond een draaiende
kern die magnetisch is.
Voor het produceren van enkelfasige wisselstroom heeft
men twee spoelen t.o.v. een draaiende kern nodig.
Onder invloed van een wisselend magnetisch veld dat door inductie (= magnetisatie)
overgaat in het spoel ontstaat er in elk spoel een spanning. Als de as van de noord zuid
polen in het verlengde staat van de as van de twee spoelen hebben we een maximum
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
4/39
1.1 BASISBEGRIPPEN
Onder invloed van een potentiaalverschil gaan er elektronen stromen door een gelei- der.
De stroomsterkte (~snelheid) waarmee de elektronen zich verplaatsen is afhanke- lijk
van de volgende factoren:
het potentiaalverschil
de weerstand van de geleider.
Deze drie grootheden zijn de basiselementen in de elektriciteit.
1.1.1. STROOMSTERKTE
Symbool: I
Eenheid: Ampère (A) of milliAmpère (mA)
1A=1000mA
elektrische leiding onder bepaalde spanning laat meer stroom (Ampères) door naarmate diameter groter is
1.1.2. SPANNING = (POTENTIAALVERSCHIL )
Symbool: U
Eenheid: Volt (V) of kiloVolt(kV)
1kV=1000V
De spanning vermeld op een elektriciteitsmeter is 230V of 230/400V,
groter vermogen kan door een zelfde leiding geleverd worden naarmate de spanning hoger
is.
Elektriciteit heeft de eigenschap om het potentiaal verschil te vereffenen, ofwel
terug te brengen naar 0V. Er gaat dan een stroom van elektronen bewegen van het ene
punt naar het andere, om zo het potentiaal verschil te vereffenen. De elektronen hebben
een geleider nodig om van het ene punt naar het andere punt te komen. Een geleider is
een stof die gemakkelijk deze elektronen door laat (koperdraad).
Woningen = 230V
Opdeling van het elektriciteitsnet volgens wisselspanning: en dus
“laagspanning”
WISSELSPANNING (V)
Zeer lage spanning U ≤ 50
Laagspanning 1ste categorie 50 < U ≤ 500
2de categorie 500 < U ≤ 1000
hoogspanning 1ste categorie 1000 < U ≤ 50000
2de categorie U > 50000
Een potentiaalverschil kan men opwekken op verschillende manieren. Een
mogelijk- heid is de galvanische methode.
Principe van een galvanisch element:
Als twee verschillende materialen (meestal metalen) ondergedompeld
worden in een zuur (vb. verdund zwavelzuur H2SO4 + H2O) zal elk metaal
afzonderlijk een verschil- lend potentiaal (= eigenschap om elektronen af te
staan of aan te nemen) bezitten.
Als we nu deze twee metalen verbinden met een goed geleidend materiaal zullen er
elektronen stromen van het hoogste (+) naar het laagste (-) potentiaal, Het negatief
geladen metaal (vb. zink :Zn) zullen we kathode noemen en het positief geladen
metaal (vb. koper :Cu) anode. De spanning heeft een vaste polariteit: zink blijft
steeds - geladen, koper blijft steeds + geladen. Men noemt dit gelijkspanning, (bij
een wissel- spanningsbron keren deze polen voortdurend om). Het principe van een
galvanisch element wordt toegepast bij een batterij.
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
1/39
,1.1.3. WEERSTAND
Symbool: R
Eenheid: Ohm (0)
Afhankelijk van: dikte, lengte en welk materiaal. De verbruiker heeft ook een weerstand.
1 Ohm is de weerstand van een kolom kwik van 106.3 cm lengte 1 mm2 doorsnede en bij 0°C
1.2 DE WET VAN OHM.
De weerstand die een stroom ondervindt in een geleider is recht evenredig met de
spanning en omgekeerd evenredig me de stroomsterkte.
U
Formule: R=
I
Ander vormen van de formule:
U
I=
R
Of
U =I ∙ R
1.3 DE WET VAN POUILLET
De weerstand die een stromende vloeistof zal ondervinden in een leiding is in functie van:
de lengte van de leiding
de sectie (= diameter) van de leiding
de aard van het materiaal (gladheid, bochten,...)
De weerstand die een elektrische stroom ondervindt in een geleider is recht evenredig met
de lengte en de soortelijke weerstand van de geleider en omgekeerd evenredig met de
oppervlakte van de doorsnede van de geleider.
ρ∙L
Formule: R= S
Ander vormen van de formule:
ρ∙L
S=
R
Of
R∙S
ρ=
L
Of
R∙S
L=
ρ
Eenheden: Weerstand R in Ohm (Ω)
Lengte (L) in meter (m)
Soortelijke weerstand eigen aan het materiaal , rho ( )
Materiaal ρ bij 15°C
zilver 0.016
koper 0.0175
goud 0.02
aluminium 0.028
wolfram 0.058
messing 0.07
zink 0.062
ijzer 0.099
tin 0.1
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
2/39
, platina 0.103
nikkel 0.135
brons 0.168
lood 0.216
nikkeline 0.42
kwik 0.95
chroomnikkel 0.99
kool 65
( * lengte x2 want kabel gaat heen en terug)
1.4 HET VERMOGEN
Het vermogen is het product van de spanning en de stroomsterkte.
Symbool: P
Eenheid: Watt (W) of kiloWatt (kW) of VoltAmpère VA
1 kW= 1000 W
1VA = 1W
1 W = 0239 calorie per seconde
1 pk = 735 W
Formule: P=U ∙ I
Eenheden: vermogen P in Watt (W) Spanning U in Volt (V) Stroomsterkte 1 in Ampère (A)
Andere vormen van de formule:
P
I=
U
Of
P
U=
I
aangezien: U =I ∙ R
dan is ook: P=I 2 ∙ R
Watt = vermogen van toestel dat elektriciteits-stroom van 1 Ampère doorlaat onder spanning van 1
Volt
vermogen staat aangegeven op herkenningsplaatje van elk toestel.
kleuren tv-toestel: ongeveer 150W
strijkijzer: ongeveer 1 000 W
wasmachine: ongeveer 2 tot 3.5 kW
1.5 ARBEID OF ENERGIE
De arbeid of energie is het product van het vermogen en de tijd. Het gaat hier om ge-
leverde elektrische energie.
Symbool: W
Eenheid: Joule (J) of Wattseconde (Ws) of Wattuur (Wh) of kiloWattuur (kWh)
1 kWh = 1 000 Wh
1 Ws = 1 J
1 Wh = 60x 60 Ws
1 Wh = 3 600J
1 kWh = 3 600 000 J
Formule: W =P∙ t
Eenheden: arbeid (W) in Wattseconde (Ws) tijd (t) in seconde (s) vermogen (P) in Watt
(W)
Elektriciteitsmeter geeft elektriciteitsverbruik aan in kWh. Deze eenheid wordt ook op
energie factuur vermeld. Verbruik van toestel komt overeen met bepaalde hoeveelheid
verrichte arbeid.
Hoeveelheid kilo Watturen = product van aantal kilo Watt (vermogen) met aantal
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
3/39
, verbruiksuren.
24 (uur per dag) x 365 (dagen per jaar) = 1 jaar
1.6 GELIJKSTROOM - WISSELSTROOM. (DC of AC)
Bij gelijkstroom stromen de elektronen onder een constante
spanning, met een con- stante snelheid (stroomsterkte), in
dezelfde richting, door een geleider.
Bij wisselstroom is er steeds een wisselende spanning en zal de
elektronenstroom afwisselend van richting veranderen en wisselen
van nul naar maximum positief over nul naar maximum negatief en
terug naar nul.
Dit is het principe van de sinusoïdale kurve.
Bij een f= 50 Hz zijn er 50 perioden/s. Elke periode duurt dus 1/50
s. Merk op dat:
50 x 1/50= 1 of fxT=1 waaruit f = 1/T en T = 1/f
De frequentie f is het omgekeerde van T (tijd in seconden) en wordt uitgedrukt in
Hertz (Hz) f= 1/T
De amplitude geeft de maximum spanning of stroomsterkte.
In Europa is deze frequentie eenvormig in de openbare netten gebracht op 50 Hertz
d.w.z. dat de spanning van het net 50 maal per seconde wisselt (negatief wordt posi- tief
en andersom). Een volledige wisseling noemt men een periode. Voor 1 periode is
dus 1/50 seconde nodig. Het aantal perioden per seconde noemt men de frequente
van de wisselstroom.
Eenheid frequentie: De frequentie drukt men uit in Hertz (Hz), of 1 Hertz =1 trilling
per seconde. Dus f= 50 Hz.
1kHz = 1000 Hz
Waarom werkt men met wisselspanning?
beter rendement, vb. bij gloeilampen heeft men met minder energie praktisch het- zelfde
resultaat.
de meeste elektrische motoren werken met het principe van wisselende spanning
de productie van elektriciteit in de centrales is eenvoudiger (alternatoren, vanuit een draaiende
beweging, wekken een wisselspanning op).
Het opslaan van elektriciteit in batterijen gebeurt steeds met gelijkstroom. Dus enkel in de
gevallen waar men werkt met batterijen (auto, zaklantaarn, ... ) maakt men gebruik van
gelijkstroom. In alle andere gevallen is het steeds wisselstroom.
Via een gelijkrichter (toestel dat de stroom slechts in één richting doorlaat en in de
andere richting spert.) kan men altijd overgaan van wisselstroom naar gelijkstroom.
1.7 ENKELFASIG - DRIEFASIG
De productie van elektriciteit gebeurt met generators
(of alternaties = driefasige wis selstroomgenerators)
die bestaan uit verschillende spoelen rond een draaiende
kern die magnetisch is.
Voor het produceren van enkelfasige wisselstroom heeft
men twee spoelen t.o.v. een draaiende kern nodig.
Onder invloed van een wisselend magnetisch veld dat door inductie (= magnetisatie)
overgaat in het spoel ontstaat er in elk spoel een spanning. Als de as van de noord zuid
polen in het verlengde staat van de as van de twee spoelen hebben we een maximum
Interieurtechnieken - ELEKTRICITEIT
4/39
