Samenvatting Elektriciteit
Deel 1
Hoofdstuk 1: Inleiding in de elektriciteit....................................................................................................... 1
Hoofdstuk 2: Opbouw van de stof................................................................................................................ 3
Hoofdstuk 3: verplaatsing van elektronen.................................................................................................... 5
Hoofdstuk 4: Elektrische spanning................................................................................................................ 6
Hoofdstuk 5: Elektrische stroom................................................................................................................... 8
Hoofdstuk 6: De elektrische weerstand........................................................................................................ 9
Hoofdstuk 7: Elektrische arbeid en vermogen............................................................................................12
Hoofdstuk 8 Herhalingsoefeningen............................................................................................................. 13
Hoofdstuk 9: Meten van spanning, stroom en weerstand..........................................................................13
Hoofdstuk 10: De condensator................................................................................................................... 14
Hoofdstuk 11: Magnetisme en elektromagnetisme.................................................................................... 16
Hoofdstuk 12: De spoel............................................................................................................................... 19
Hoofdstuk 13: Grafische voorstelling gelijk- en wisselstroom.....................................................................21
Hoofdstuk 14: Veel gebruikte benamingen in wisselstroom.......................................................................22
Hoofdstuk 15: Vergelijking eigenschappen van gelijkstroom en wisselstroom............................................23
Hoofdstuk 16 NIET KENNEN....................................................................................................................... 23
Hoofdstuk 17: Verbruikers op wisselspanning: ideale Ω weerstand, spoel of condensator.........................24
Hoofdstuk 18: Halfgeleiders en diode......................................................................................................... 25
Hoofdstuk 19: Analoog en digitaal.............................................................................................................. 28
Hoofdstuk 20: Datatransmissie................................................................................................................... 29
Hoofdstuk 21: Computerarchitectuur......................................................................................................... 30
Oefeningen:
Hoofdstuk 3/4/5: dia 5, 7
Hoofdstuk 6: cursus p 25, 30
Dia 18,19, 20, 24
Hoofdstuk 7: cursus p 35-36
Hoofdstuk 9: p 48 (zelf opgeschreven foto 6/11)
Hoofdstuk 13: p 65
DEEL 1: Elektriciteit: gelijkstroomtheorie
Hoofdstuk 1: Inleiding in de elektriciteit
1
,Elektrische apparaten
- Bestaat uit 3 blokken
Opnemer
Signaal verwekkend gedeelte
Weergever
- Blokschema thermometer
Opnemer: thermistor
weerstand die gevoelig is voor warmte verandering van weerstand
signaalverwerkendgedeelte: brugschakeling
schakeling die op deze veranderingen reageert
Weergever: LCD scherm (Liquid Crystal Display)
Voordelen elektrische energie:
- elektrische energie verplaatst zich snel 300.000 km/s
- gemakkelijk over grote afstanden transporteren (met eenvoudige middelen en kleine verliezen)
- gemakkelijk met eenvoudige apparatuur om te vormen tot andere energievormen
onbegrensd werkgebied
- geen luchtvervuiling bij gebruik
- groot comfort
- veiligheid: op de weg, op het spoor, in de lucht, op zee
Nadelen elektrische energie:
- elektrische energie kan men niet in grote hoeveelheden opstapelen
Wanneer ze geproduceerd is, moet ze onmiddellijk verbruikt worden
Accumulatoren = uitzondering opstapelaars van elektrische energie in kleine
hoeveelheden
- bij aanraking gevaarlijk (onder 24 volt is het veilig)
andere energievormen (scheikundige, thermische, mechanische) ook gevaarlijk
veiligheidsvoorschriften
Opwekken elektrische energie
- Kleine hoeveelheden elektrische energie: galvanische elementen of cellen
batterijen, accu’s (1,5 V, 9 V)
DC
statische bronnen: geen bewegende delen
- Grote hoeveelheden energie: centrales ( thermische-, kern-, hydro elektrische,…
transport naar verbruikers via hoogspanningkabels
energie vertrekt vanaf de centrale ( via transformatoren) met een zeer hoge spanning
In omgeving van verbruikers wordt spanning naar omlaag getransformeerd .( 230
AC
- thermische centrales, kerncentrales, windmolens, hydro-elektrische centrales
Afhankelijk van primaire
- blokschema andere betekenis:
Bron; elektrische centrale of lokale opwekker
zet primaire energieom in elektrische energie
2
, Transfo, omvorming en transport: gepaste energie overdracht
Verbruiker: datgene dat de elektrische energie opneemt
Uitwerkingen van elektrische energie
- Thermische verschijnselen
arbeid die door een elektrische stroom wordt verricht, wordt dikwijls omgezet in warmte
joule-effect
Praktische toepassingen: elektrische verwarming, strijkijzer, broodrooster, smeltstop,…
- Chemische verschijnselen
elektrische stroomgeleiding kan chemische verschijnselen veroorzaken
enkel bij vloeibare geleiders (elektrolyten)
verschijnsel van elektrolyse wordt toegepast in de elektrochemie, in de
elektronmetallurgie voor metaalwinning, …
opladen van elektrische accumulatoren is eveneens gebaseerd op de elektrochemische
werking van de elektronenstroom
Altijd vaste + en vaste -
- Lichtverschijnselen
Als snel bewegende elektronen (o.i.v. spanning) tegen atomen van gasvormige stoffen
botsen, kunnen elektronen hiervan in aangeslagen toestand komen
Bij terugkeer naar de normale energietoestand wordt elektromagnetische
stralingsenergie uitgezonden, welke in vele gevallen waargenomen wordt als licht
Praktische toepassingen: gasontladingsverlichtingsbuizen, led,…
Wanneer een draad voldoende gloeit, dan straalt hij licht uit zoals bij gloeidraadlampen
- Magnetische verschijnselen
Wanneer we een geïsoleerde koperen draad winden rond een stuk ijzer en de
koperdraad aansluiten op een elektrische bron, trekt het stuk ijzer ander ijzer aan
praktische toepassingen: elektrische bel, relais en contactoren, elektromagnetische
beveiligingsschakelaars
- Mechanische verschijnselen
Als een stroomvoerende geleider zich in een magnetisch veld bevindt zal deze een kracht
ondervinden
Praktische toepassing: de elektromotor
- Fysiologische verschijnselen
Een elektronenstroom kan gevaar opleveren voor personen elektrocutie
stroomsterkte van 0,1 A in de hartstreek is levensgevaarlijk voor personen met normale
gezondheid
Dodelijk elektrocutie bestaat reeds voor spanning van ongeveer 60 V
De veiligheidsspanning is tot 24 V
elektrische schokken kunnen ook genezende invloed hebben
benut in de geneeskunde.
bij weide afsluitingen wordt dit verschijnsel nuttig toegepast
Hoofdstuk 2: Opbouw van de stof
3
, - Moleculen bestaan uit atomen
atomen hebben een kern met elektronen die in verschillende banen errond bewegen
Beweegt volgens ellipsvormige banen rond de kern
7 Elektronenschillen: K,L,M,N,O,P,Q
- Elektrische lading:
kern:
neutronen: geen elektrische lading
protonen: positief elektrisch geladen: + 1,602.10-19 C
elektronen: negatief elektrisch geladen: -1,602 .10-19C
in normale toestand: elektrisch neutraal: protonen = elektronen
- Energie van elektron
potentiële energie: energie van plaats
positieve atoomkern trekt negatieve elektronen aan
kinetische energie: energie van beweging
grote snelheid waarmee elektronen rond de kern wentelen ontstaat kracht
op de elektronen van de kern zouden worden weggeslingerd
Elektronenschil met een grotere straal: hoger energieniveau
Vrijmaken van een elektron Toevoegen van energie
Vrije elektronen
- elektronen die zich vrij bewegen in de materie van het ene naar het andere atoom
- Zo verschillende materialen:
Geleiders: bevatten veel vrije elektronen
vb: zilver, goud, koper, aluminium,…
Isolatoren: bevatten geen of zeer weinig vrije elektronen
vb: mica, polyvinylchloride, polystyreen, porselein,…
Halfgeleiders: een isolator (Silicium) doperen met een klein aantal vreemde atomen
verbetert elektrische geleidbaarheid
Supergeleiders: materialen met supergeleidende eigenschappen
elektrische weerstand = 0 beneden een bepaalde temperatuur.
vb: kwik bij 4,15 K, tin bij 7,2K
- Lichaam heeft elektrische lading:
Negatief (-) te veel elektronen
Positief (+) te weinig elektronen
- Negatief geladen lichamen drang om elektronen af te staan.
- Positief geladen lichamen een drang om elektronen op te nemen
- Elektrisering door wrijving
Wrijven met stuk pels over uiteinde van een harsstaaf - lading aan het uiteinde
Wrijven met zijden doek over het uiteinde van een glasstaaf + lading aan het uiteinde
2 geëlektriseerde harsstaven of glasstaven in elkaars nabijheid afstoting
4
