Inleiding
Dit hoofdstuk gaat over eenvoudige elektrotechniek. Het is bedoeld voor systeembeheerders en thuisgebruikers die te maken hebben met elektrische apparaten. Over elektrotechniek is veel te vertellen, daarom zijn de onderwerpen bewust een beperkte selectie. Wie ergens meer over wil weten klikt op de link naar een gespecialiseerd Wikipedia artikel. |
Leerdoelen
De lezer kan het volgende na bestuderen van de onderwerpen en het maken van de opdrachten:
1. De volgende begrippen noemen en kort toelichten:
- spanning, stroom, vermogen, stroomkring
- wisselstroom, gelijkstroom, geleiding, weerstand en isolatoren
- elektrische installatie, groepenkast, aarde, zekeringen, stopcontacten
- energiegebruik
2. Van veel voorkomende huishoudelijke en ICT apparaten het energiegebruik onderzoeken en berekenen
Elektriciteit
Elektriciteit is een energiebron voor vele apparaten. De energie wordt gemaakt in elektriciteitscentrales en komt via kabels en stopcontacten in huis of kantoor. Elektriciteit werkt alleen als het “rond gaat”, dat heet een stroomkring. Voorbeeld: in een stopcontact zitten twee gaten. Als de stekker van een apparaat in het stopcontact wordt gestoken gaat de stroom van het ene gat van het stopcontact (de “plus”) door het apparaat heen het andere gat in (de “min”). Door de energie uit het stopcontact werkt het apparaat. Dus: elektriciteit gaat in een stroomkring van plus naar min. Over elektriciteit op een bepaalde plaats wil je drie dingen weten:
Spanning Stroom Vermogen Vermogen = Spanning x Stroom, dus Watt = Volt x Ampère. Voorbeeld: 230 Volt x 16 Ampére = 3680 Watt. Dat is in een woonhuis ongeveer het vermogen van één stroomgroep. Alle elektrische apparaten halen vermogen uit het stopcontact. Omdat de spanning altijd 230V is nemen ze dus een verschillend aantal Ampères (dat heet Ampèrage) op.
Het werkelijk gebruikte vermogen zit meestal tussen een minimum en een maximum: een wasmachine die water spoelt gebruikt 200 Watt, het water opwarmen vraagt 1500 Watt. Lees voor meer informatie in Wikipedia: Vermogen Wisselstroom en gelijkstroom
Lees voor meer informatie in Wikipedia: Gelijkstroom en Wisselstroom Statische elektriciteit Geleiding, weerstand en isolatoren Alle materialen houden elektriciteit een beetje tot sterk tegen, dat heet weerstand. Weerstand wordt gemeten in Ohm, afgekort “Ω”, de Griekse letter Omega. De Duitser Georg Ohm was een wis– en natuurkundige uit de 19e eeuw. De Wet van Ohm zegt dat Spanning = Stroom x Weerstand. Voor systeembeheerders: hoe meer weerstand hoe minder stroom en hoe minder vermogen. Ook geleidende materialen houden elektriciteit een hééél klein beetje tegen. Dunne, koperen elektriciteitskabels houden meer elektriciteit tegen dan dikke kabels.
Materiaal dat elektriciteit niet doorlaat noem je een isolator. Voorbeelden van isolatoren zijn kunststoffen en porselein. Geleiding, weerstand en isolatie hangen samen: je hebt koperdraad nodig om elektriciteit van het stopcontact naar een apparaat te krijgen. Om die koperdraad moet isolerend materiaal zitten omdat de elektriciteit anders weglekt. Die koperdraad moet dik genoeg zijn om met weinig weerstand vermogen door te laten.
Elektrische installatiesDe stroomkring in een gebouw noem je de elektrische installatie. Voor het maken van een betrouwbare en veilige stroomkring zijn verschillende materialen en technieken nodig. Dit is het werkterrein van de officiële elektrotechnische installateur. Een elektrische installatie begint waar het energiebedrijf de stroom levert aan een gebouw, meestal de meterkast. Andere onderdelen zijn:
Groepenkast
Lees voor meer informatie Wikipedia: Groepen in elektrotechniek Bedrading
Op de afbeelding zie je de onderdelen die je nodig hebt voor bedrading.
2) Draden zitten in sterke PVC buizen. Deze voorkomen dat de draden beschadigen. Lees voor meer informatie Wikipedia: Elektrische installatie Stopcontacten
Aarde
Lees voor meer informatie in Wikipedia Aarde en Aardlekschakelaar Zekeringen en kortsluiting
Voorbeelden van zekeringen:
Zekeringen zitten op een centrale plaats: in de groepenkast of in een apparaat. Een ouder woord voor zekering is “stop”, dat wordt nog veel gebruikt (“de stoppen slaan door”). Het officiële woord is “smeltveiligheid”. EnergiegebruikEnergiegebruik is het vermogen dat een apparaat tijdens een bepaalde tijd gebruikt. Het wordt gemeten in KiloWattUur (kWh), één kilowattuur is 1000 Watt gedurende 1 uur.
Energiegebruik betaal je aan het energiebedrijf. 1 kWh kost € 0,2183 = 22 eurocent (bron: Eneco jan-juli 2010). Inderdaad met vier cijfers achter de komma. De energiekosten van een wasmachine die gemiddeld 1200 Watt verbruikt en 2 uur draait zijn 1,2 kW x 2 u x € 0,22 = € 0,53. De elektriciteitsmeter in de meterkast meet kWh. Deze meterstanden geef je ieder jaar door aan het energiebedrijf. Daarmee wordt de jaarrekening uitgerekend. Energie en ICT Organisaties nemen o.a. de volgende maatregelen voor besparing:
Elektriciteit en veiligheidVan elektriciteit kan je gewond raken of overlijden. Er is niet exact te zeggen hoeveel Volt of Ampère dodelijk is. Dat is sterk afhankelijk van de weerstand die je lichaam op dat moment heeft. Bij lage weerstand is je lichaam geleidend, gaat er veel stroom door je lichaam en loop je een hoog risico.
|
Van elektriciteit kan je gewond raken of overlijden.
Daarom:
|
Wikipedia heeft een encyclopedisch artikel over Elektrotechniek |
Zoek elektrotechniek op in Wikiwoordenboek. |