1 ELEKTRICITEIT
2.2. Basisbegrippen
Onder invloed van een pontentiaalverschil gaan er elektronen stromen door een geleider. De
stroomsterkte ( ~ snelheid) waarmee de elektronen zich verplaatsen is afhankelijk van:
- Het potentiaalverschil
- De weerstand van de geleider
Deze drie grootheden zijn de basiselementen in de elektriciteit
Stroomsterkte:
Symbool: I Eenheid: Ampère (A) of milliAmpère (mA) 1A = 1000mA
Een elektrische leiding onder een bepaalde spanning laat meer stroom (ampères) door naarmate de
diameter groter is. Hoe groter de diameter, hoe meer stroom (ampère).
Spanning = (potentiaalverschil):
Symbool: U Eenheid: Volt (V) of kiloVolt (kV) 1kV = 1000V
De spanning op een elektriciteitsmeter is 230V of 230/400 V (woning = laagspanning). Een groter
vermogen kan door een zelfde leiding geleverd worden naarmate de spanning hoger is.
Hoe hoger de druk, hoe meer/hoger de spanning.
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 mogelijkheid is de galvanische
methode. Principe van galvanische methode: Als twee verschillende materialen (meestal metalen)
ondergedompeld worden in een zuur zal elk metaal afzonderlijk een verschillend potentiaal bezitten. Als
we nu deze twee metalen verbinden met een goed geleidend materiaal zullen er elektroenen stromen van
het hoogste naar het laagste potentiaal. Het negatieve geladen metaal zullen we kathode noemen en het
positief geladen metaal anode. De spanning heeft een vaste polariteit: zink blijft steeds geladen, koper
blijft steeds + geladen. Men noemt dit gelijkspanning.
1
,Weerstand:
Symbool: R Eenheid: Ohm (Ω)
Deze weerstand wordt bepaald door het materiaal van de geleider en de afmetingen (dikte en lengte).
Hoe lager de weerstand, hoe gemakkelijker de stroom door de kabel geleid.
- Koper geleid goed
- Hout geleid niet goed
2.3. 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. Formules:
Symbolen / eenheden:
- R: Weerstand in Ohm (Ω)
- U: Potentiaalverschil (spanning) in Volt (V) of kiloVolt (kV)
- I: Stroomsterkte in Ampère (A) of milliAmpère (mA)
2.4. 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.
Materiaal P bij 15°C
Symbolen: Zilver 0.016
R: Weerstand in Ohm Koper 0.0175
Goud 0.02
L: Lengte in meter (m) Aluminium 0.028
Wolfram 0.058
S: Oppervlakte van de loodrechte doorsnede van geleider in mm2 Zink 0.062
Messing 0.07
Q: Rho is de soortgelijke weerstand eigen aan het
Ijzer 0.099
materiaal in Ohm x mm2/m Tin 0.1
Platina 0.103
Nikkel 0.135
VOORBEELD: een elektriciteitskabel in koper met een diameter van Brons 0.168
1,5mm2 en lengte 30 meter heeft dan een weerstand van: Lood 0.216
Nikkeline 0.42
0,0175 x 30 x ,5 = 0,70 Ω Kwik 0.95
(lengte x2 want kabel gaat heen en terug) Chroomnikkel 0.99
Kool 65
2
,2.5. Het vermogen
Het vermogen is het product van de spanning en de stroomsterkte.
Symbool: P Eenheid: Watt (W) of kiloWatt (kW) of voltAmpère VA 1kW = 1000W
Hoe meer wat, hoe sterker het vermogen.
Symbolen:
- P: Vermogen in Watt (W)
- U: Potentiaalverschil (spanning) in Volt (V)
- I: Stroomsterkte in Ampère (A)
OEFENING: een verwarmingstoestel van 3300W, met een netspanning van 230V geeft ons de volgende
stroomsterkte: I = P/U = 3300W / 230V = 14.35A. Watt is het vermogen van een toestel dat een
elektriciteitsstroom van 1 Ampère doorlaat onder een spanning van 1 Volt. Het vermogen staat aangegeven op het
herkenningsplaatje van elk toestel (Tv = 150W; strijkijzer 1000W; wasmachine2-3.5kW)
OEFENING: door een stroomdraad mag maximaal 16 A stromen bij 230V. Wat is het maximaal vermogen dat hierop
mag aangesloten worden? P = U x I = 230V x 16A = 3680 W
2.6. Arbeid of energie
De arbeid/energie is het product van het vermogen en de tijd. Het gaat om geleverde elektrische energie.
Symbool: W
Eenheid: Joule 1 kWh = 1 000 Wh (J)
Wattseconde 1 Ws = 1 J (Ws)
Wattuur 1 Wh = 60x60 Ws (Wh)
KiloWattuur 1 Wh = 3 600J (kWh)
Symbolen :
- W : arbeid (in Watteseconde ; Ws)
- P: vermogen (in Watt; W) Formule : W = P x t
- T: tijd (in seconde; s)
De elektriciteitsmeter geeft het elektriciteitsverbruik aan in kWh. Deze eenheid wordt ook op energie
factuur vermeld. Het verbruik van een toestel komt overeen met een bepaalde hoeveelheid verrichte
arbeid. De hoeveelheid kilo Watturen is het product van het aantal kilo Watt (het vermogen) met het
aantal verbruiksuren. kWh = kW x verbruiksuren
VOORBEELD: Een toestel met een vermogen van 1 kW (1 000W) verbruikt op 1 uur tijd precies 1 kWh.
Een lamp van 100W zal ook 1kWh verbruiken, maar dan pas na een gebruik van 10 uren.
3
, Oefening: Wat is de kostprijs om een ledlamp van 3W één jaar lang te laten branden als we gemiddeld 0,22euro
moeten betalen voor een KWh?
1. Verbruik watt berekenen per uur en dagen
2. Watt omzetten in KWh
3. Vermeningvuldigen met kostprijs
Verbruik: 24 (uren per dag) x 365 (dagen per jaar) x 3W (per uur) = 26 280 Watt uur per jaar.
26 280 Watt / 1000 = 26,28 KWh per jaar
26,28 x 0,22euro/KWh = 5,78 euro/jaar
2.7. Gelijkstroom – wisselstroom (DC of AC)
Bij gelijkstroom stromen de elektronen onder een constante
spanning, met een constante snelheid (stroomsterkte), in
dezelfde richting, door een geleider. (lagere spanning DC)
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. (AC spanning)
Dit is het principe van de sinusoïdale kurve.
Wisselstroom wordt omgezet in gelijkstroom.
Bij een f = 50Hz zijn er 50 perioden/s. Elke periode duurt dus 1/50s. Merk op dat:
50 x 1/50 = 1 of fxT=1 waaruit f = 1/T en T = 1/f
Formules: f = 1/T (=frequentie) T = 1/f fxT=1
Een volledige wisseling noemt men een periode. 1 Hertz = 1 trilling per seconde.
Dus f = 50 Hz. 1kHz = 1000 Hz
Waarom werkt men met wisselspanning?
- Beter rendement, met minder energie praktisch hetzelfde 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)
Enkel het opslaan van elektriciteit in batterijen gebeurt steeds met gelijkstroom, in alle andere gevallen is
het steeds wisselstroom. Via een gelijkrichter, kan me altijd overgaan van wisselstroom naar gelijkstroom.
Als een wisselstroom onderbroken wordt tijdens de halve periode dat de stroom in de tegenovergestelde
richting zou vloeien, verkrijgt men een gelijkstroom.
4
2.2. Basisbegrippen
Onder invloed van een pontentiaalverschil gaan er elektronen stromen door een geleider. De
stroomsterkte ( ~ snelheid) waarmee de elektronen zich verplaatsen is afhankelijk van:
- Het potentiaalverschil
- De weerstand van de geleider
Deze drie grootheden zijn de basiselementen in de elektriciteit
Stroomsterkte:
Symbool: I Eenheid: Ampère (A) of milliAmpère (mA) 1A = 1000mA
Een elektrische leiding onder een bepaalde spanning laat meer stroom (ampères) door naarmate de
diameter groter is. Hoe groter de diameter, hoe meer stroom (ampère).
Spanning = (potentiaalverschil):
Symbool: U Eenheid: Volt (V) of kiloVolt (kV) 1kV = 1000V
De spanning op een elektriciteitsmeter is 230V of 230/400 V (woning = laagspanning). Een groter
vermogen kan door een zelfde leiding geleverd worden naarmate de spanning hoger is.
Hoe hoger de druk, hoe meer/hoger de spanning.
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 mogelijkheid is de galvanische
methode. Principe van galvanische methode: Als twee verschillende materialen (meestal metalen)
ondergedompeld worden in een zuur zal elk metaal afzonderlijk een verschillend potentiaal bezitten. Als
we nu deze twee metalen verbinden met een goed geleidend materiaal zullen er elektroenen stromen van
het hoogste naar het laagste potentiaal. Het negatieve geladen metaal zullen we kathode noemen en het
positief geladen metaal anode. De spanning heeft een vaste polariteit: zink blijft steeds geladen, koper
blijft steeds + geladen. Men noemt dit gelijkspanning.
1
,Weerstand:
Symbool: R Eenheid: Ohm (Ω)
Deze weerstand wordt bepaald door het materiaal van de geleider en de afmetingen (dikte en lengte).
Hoe lager de weerstand, hoe gemakkelijker de stroom door de kabel geleid.
- Koper geleid goed
- Hout geleid niet goed
2.3. 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. Formules:
Symbolen / eenheden:
- R: Weerstand in Ohm (Ω)
- U: Potentiaalverschil (spanning) in Volt (V) of kiloVolt (kV)
- I: Stroomsterkte in Ampère (A) of milliAmpère (mA)
2.4. 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.
Materiaal P bij 15°C
Symbolen: Zilver 0.016
R: Weerstand in Ohm Koper 0.0175
Goud 0.02
L: Lengte in meter (m) Aluminium 0.028
Wolfram 0.058
S: Oppervlakte van de loodrechte doorsnede van geleider in mm2 Zink 0.062
Messing 0.07
Q: Rho is de soortgelijke weerstand eigen aan het
Ijzer 0.099
materiaal in Ohm x mm2/m Tin 0.1
Platina 0.103
Nikkel 0.135
VOORBEELD: een elektriciteitskabel in koper met een diameter van Brons 0.168
1,5mm2 en lengte 30 meter heeft dan een weerstand van: Lood 0.216
Nikkeline 0.42
0,0175 x 30 x ,5 = 0,70 Ω Kwik 0.95
(lengte x2 want kabel gaat heen en terug) Chroomnikkel 0.99
Kool 65
2
,2.5. Het vermogen
Het vermogen is het product van de spanning en de stroomsterkte.
Symbool: P Eenheid: Watt (W) of kiloWatt (kW) of voltAmpère VA 1kW = 1000W
Hoe meer wat, hoe sterker het vermogen.
Symbolen:
- P: Vermogen in Watt (W)
- U: Potentiaalverschil (spanning) in Volt (V)
- I: Stroomsterkte in Ampère (A)
OEFENING: een verwarmingstoestel van 3300W, met een netspanning van 230V geeft ons de volgende
stroomsterkte: I = P/U = 3300W / 230V = 14.35A. Watt is het vermogen van een toestel dat een
elektriciteitsstroom van 1 Ampère doorlaat onder een spanning van 1 Volt. Het vermogen staat aangegeven op het
herkenningsplaatje van elk toestel (Tv = 150W; strijkijzer 1000W; wasmachine2-3.5kW)
OEFENING: door een stroomdraad mag maximaal 16 A stromen bij 230V. Wat is het maximaal vermogen dat hierop
mag aangesloten worden? P = U x I = 230V x 16A = 3680 W
2.6. Arbeid of energie
De arbeid/energie is het product van het vermogen en de tijd. Het gaat om geleverde elektrische energie.
Symbool: W
Eenheid: Joule 1 kWh = 1 000 Wh (J)
Wattseconde 1 Ws = 1 J (Ws)
Wattuur 1 Wh = 60x60 Ws (Wh)
KiloWattuur 1 Wh = 3 600J (kWh)
Symbolen :
- W : arbeid (in Watteseconde ; Ws)
- P: vermogen (in Watt; W) Formule : W = P x t
- T: tijd (in seconde; s)
De elektriciteitsmeter geeft het elektriciteitsverbruik aan in kWh. Deze eenheid wordt ook op energie
factuur vermeld. Het verbruik van een toestel komt overeen met een bepaalde hoeveelheid verrichte
arbeid. De hoeveelheid kilo Watturen is het product van het aantal kilo Watt (het vermogen) met het
aantal verbruiksuren. kWh = kW x verbruiksuren
VOORBEELD: Een toestel met een vermogen van 1 kW (1 000W) verbruikt op 1 uur tijd precies 1 kWh.
Een lamp van 100W zal ook 1kWh verbruiken, maar dan pas na een gebruik van 10 uren.
3
, Oefening: Wat is de kostprijs om een ledlamp van 3W één jaar lang te laten branden als we gemiddeld 0,22euro
moeten betalen voor een KWh?
1. Verbruik watt berekenen per uur en dagen
2. Watt omzetten in KWh
3. Vermeningvuldigen met kostprijs
Verbruik: 24 (uren per dag) x 365 (dagen per jaar) x 3W (per uur) = 26 280 Watt uur per jaar.
26 280 Watt / 1000 = 26,28 KWh per jaar
26,28 x 0,22euro/KWh = 5,78 euro/jaar
2.7. Gelijkstroom – wisselstroom (DC of AC)
Bij gelijkstroom stromen de elektronen onder een constante
spanning, met een constante snelheid (stroomsterkte), in
dezelfde richting, door een geleider. (lagere spanning DC)
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. (AC spanning)
Dit is het principe van de sinusoïdale kurve.
Wisselstroom wordt omgezet in gelijkstroom.
Bij een f = 50Hz zijn er 50 perioden/s. Elke periode duurt dus 1/50s. Merk op dat:
50 x 1/50 = 1 of fxT=1 waaruit f = 1/T en T = 1/f
Formules: f = 1/T (=frequentie) T = 1/f fxT=1
Een volledige wisseling noemt men een periode. 1 Hertz = 1 trilling per seconde.
Dus f = 50 Hz. 1kHz = 1000 Hz
Waarom werkt men met wisselspanning?
- Beter rendement, met minder energie praktisch hetzelfde 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)
Enkel het opslaan van elektriciteit in batterijen gebeurt steeds met gelijkstroom, in alle andere gevallen is
het steeds wisselstroom. Via een gelijkrichter, kan me altijd overgaan van wisselstroom naar gelijkstroom.
Als een wisselstroom onderbroken wordt tijdens de halve periode dat de stroom in de tegenovergestelde
richting zou vloeien, verkrijgt men een gelijkstroom.
4
