Basiscursus Elektriciteit PDF

Versie 2024 Basiscursus elektriciteit PODIUM- EN EVENTTECHNIEKEN STEFAN DE REESE STEFAN DE REESE -1- Inhoudsopgave 1 Elektrische Spanning, stroom en weerstand....................................................................................... - 6 - 1.1 Vereenvoudigde voorstelling............................................................................................................ - 6 - 1.2 Moleculen en atomen....................................................................................................................... - 6 - 1.2.1 moleculen:........................................................................................................................................ - 6 - 1.2.2 atomen:............................................................................................................................................. - 6 - 1.3 Spanning........................................................................................................................................... - 8 - 1.4 Stroom.............................................................................................................................................. - 9 - 1.5 Weerstand........................................................................................................................................ - 9 - 1.6 De stroomzin, elektronenstroom versus convenDonele stroomzin................................................. - 10 - 1.7 De snelheid van elektrische stroom................................................................................................ - 10 - 1.8 Elektrische grootheden schrijven met een voorvoegsel of met machten....................................... - 11 - 2 (Gelijk)spanningsbronnen................................................................................................................ - 12 - 2.1 Cellen en baMerijen........................................................................................................................ - 13 - 2.2 BaMerijspanning (U)....................................................................................................................... - 13 - 2.3 Capaciteit van baMerijen................................................................................................................ - 13 - 2.4 Zelfontlading.................................................................................................................................. - 13 - 2.5 BaMerijen testen............................................................................................................................. - 14 - 2.6 Het “lekken” van baMerijen............................................................................................................ - 14 - 2.7 Overzicht van de meest voorkomende baMerijen........................................................................... - 14 - 2.8 Overzicht van de meest voorkomende baMerijformaten en codes................................................. - 15 - 3 De wet van Ohm.............................................................................................................................. - 16 - 4 Wet van Pouillet.............................................................................................................................. - 17 - 5 Isolatoren, doorslagspanning en kruipstroom.................................................................................. - 19 - 5.1 Isolatoren....................................................................................................................................... - 19 - 5.2 Doorslagspanning.......................................................................................................................... - 19 - 5.3 Kruipstroom.................................................................................................................................... - 19 - 6 Elektrisch vermogen........................................................................................................................ - 20 - 7 De kilowaMuur................................................................................................................................. - 21 - 8 Schakelen van spanningsbronnen en weerstanden.......................................................................... - 22 - 8.1 Serieschakeling van spanningsbronnen.......................................................................................... - 22 - 8.2 Serieschakeling van weerstanden.................................................................................................. - 22 - 8.3 Parallelschakeling van spanningsbronnen..................................................................................... - 23 - 8.4 Parallelschakeling van weerstanden.............................................................................................. - 24 - 8.5 Gemengde schakelingen van weerstanden.................................................................................... - 25 - STEFAN DE REESE -2- 8.6 De spanningsdeler.......................................................................................................................... - 26 - 8.6.1 Spanningsdeler in onbelaste toestand...................................................................................... - 26 - 8.6.2 Spanningsdeler in belaste toestand........................................................................................... - 26 - 9 Spanningsverlies in geleiders........................................................................................................... - 27 - 10 Wisselspanning en wisselstroom...................................................................................................... - 28 - 10.1 Constante gelijkspanning en gelijkstroom (DC , Direct Current).................................................... - 28 - 10.2 Veranderlijke gelijkspanning en gelijkstroom................................................................................. - 28 - 10.3 Wisselspanning en wisselstroom (AC , AlternaDng Current)......................................................... - 28 - 10.4 Wisselspanning met een gelijkspanningscomponent..................................................................... - 29 - 10.5 Basisbegrippen wisselspanning...................................................................................................... - 29 - 10.5.1 Eﬀec>eve waarde.................................................................................................................. - 29 - 10.5.2 Amplitude............................................................................................................................. - 30 - 10.5.3 Top - top waarde.................................................................................................................. - 30 - 10.5.4 Frequen>e............................................................................................................................ - 30 - 10.5.5 Periode.................................................................................................................................. - 30 - 11 MagnePsme..................................................................................................................................... - 31 - 11.1 Permanente magneten................................................................................................................... - 31 - 11.2 ElektromagneDsme........................................................................................................................ - 32 - 11.2.1 Magne>sch veld rond een stroomvoerende geleider........................................................... - 32 - 11.2.2 Magne>sch veld in een spoel............................................................................................... - 32 - 11.2.3 Elektrodynamische krachten................................................................................................ - 33 - 11.2.4 Opwekken van een spanning................................................................................................ - 34 - 11.2.5 Opwekkingsprincipe van een eenfasige wisselspanning....................................................... - 35 - 12 ImpedanPe...................................................................................................................................... - 37 - 13 Passieve componenten.................................................................................................................... - 37 - 13.1 Weerstanden (Resistors)................................................................................................................. - 37 - 13.1.1 Vaste weerstanden............................................................................................................... - 38 - 13.1.2 Variabele weerstanden......................................................................................................... - 40 - 13.2 Condensatoren (Capacitors)........................................................................................................... - 42 - 13.2.1 Vaste condensatoren............................................................................................................ - 43 - 13.2.2 Variabele condensatoren...................................................................................................... - 44 - 13.2.3 Condensator bij gelijkstroom................................................................................................ - 45 - 13.2.4 Condensator bij wisselstroom.............................................................................................. - 47 - 13.2.5 Capacitan>e en impedan>e van een condensator............................................................... - 47 - 13.2.6 Faserela>e tussen stoom en spanning bij een condensator op wisselspanning................... - 48 - 13.2.7 Schakelen van condensatoren.............................................................................................. - 48 - 13.2.7.1 Parallelschakeling van condensatoren............................................................................. - 48 - 13.2.7.2 Serieschakeling van condensatoren................................................................................. - 49 - 13.3 Spoelen (Inductors)......................................................................................................................... - 50 - 13.3.1 Vaste spoelen........................................................................................................................ - 51 - 13.3.2 Instelbare spoelen................................................................................................................ - 51 - 13.3.3 Spoel bij gelijkstroom............................................................................................................ - 51 - 13.3.4 Spoel bij wisselspanning....................................................................................................... - 52 - 13.3.5 Faserela>e tussen spanning en stroom bij een spoel op wisselspanning............................. - 53 - 13.3.6 Inductan>e en impedan>e van een spoel............................................................................ - 54 - 13.3.7 Schakelen van spoelen.......................................................................................................... - 54 - STEFAN DE REESE -3- 13.3.7.1 Serieschakeling van spoelen............................................................................................ - 54 - 13.3.7.2 Parallelschakeling van spoelen......................................................................................... - 54 - 13.3.8 Transformator....................................................................................................................... - 55 - 13.4 Samenva^ng condensatoren en spoelen....................................................................................... - 57 - 14 DistribuPe van elektriciteit............................................................................................................... - 58 - 14.1 Opwekken van een driefasespanning............................................................................................. - 58 - 14.1.1 Aanduiding van de fasen....................................................................................................... - 59 - 14.1.2 Eigenschappen van driefasespanning en driefasestroom..................................................... - 60 - 14.1.3 Draaistroom.......................................................................................................................... - 60 - 14.2 Sterschakeling................................................................................................................................ - 60 - 14.2.1 Kleurcode geleiders.............................................................................................................. - 61 - 14.2.2 Fasespanning en lijnspanning bij de sterschakeling.............................................................. - 62 - 14.2.3 Nulleiderstroom bij evenwich>ge 3-fasenbelas>ng.............................................................. - 62 - 14.2.4 Nulleiderstroom bij niet evenwich>ge 3-fasenbelas>ng...................................................... - 62 - 14.2.5 Losgekoppelde nulleider bij niet evenwich>ge 3-fasenbelas>ng......................................... - 63 - 14.2.6 Nulleiderstroom door harmonische vervorming.................................................................. - 65 - 14.3 Driehoekschakeling........................................................................................................................ - 65 - 14.3.1 Lijn- en fasestroom bij een driehoekschakeling.................................................................... - 66 - 14.4 Vermogen bij enkelfasige en driefasige spanning.......................................................................... - 67 - 14.4.1 Vermogen bij enkelfasige spanning...................................................................................... - 67 - 14.4.1.1 Vermogen als spanning en stroom in fase zijn................................................................. - 67 - 14.4.1.2 Vermogen als stroom en spanning in fase verschoven zijn.............................................. - 68 - 14.4.1.3 Arbeidsfactor, powerfactor PF of cos j............................................................................ - 69 - 14.4.2 Vermogen bij driefaseneZen................................................................................................ - 71 - 14.4.2.1 Arbeidsfactor bij driefaseneZen...................................................................................... - 71 - 14.5 Korte samenva^ng........................................................................................................................ - 72 - 14.6 Spanning lichtnet wereldwijd......................................................................................................... - 73 - 15 Gevaren van elektriciteit.................................................................................................................. - 74 - 15.1 Overstroom.................................................................................................................................... - 75 - 15.1.1 Overbelas>ng........................................................................................................................ - 75 - 15.1.2 Kortslui>ng............................................................................................................................ - 75 - 15.1.3 Slechte verbinding................................................................................................................ - 76 - 15.1.4 Oververhi[ng....................................................................................................................... - 77 - 15.1.5 Elektrische vlamboog............................................................................................................ - 78 - 15.2 Elektrische schok............................................................................................................................ - 79 - 15.2.1 Rechtstreekse aanraking....................................................................................................... - 79 - 15.2.2 Onrechtstreekse aanraking................................................................................................... - 80 - 15.2.3 Gevolgen van een elektrische schok..................................................................................... - 80 - 15.2.4 Invloed van de stroomsterkte door het lichaam................................................................... - 81 - 15.2.5 De weg die elektrische stroom door het lichaam volgt........................................................ - 82 - 15.2.6 Aard van de elektrische stroom............................................................................................ - 82 - 15.2.7 Risico beperken..................................................................................................................... - 82 - 15.2.8 EHBO bij een elektrische schok............................................................................................ - 83 - 15.3 Blussen in de nabijheid van elektriciteit......................................................................................... - 84 - 16 Bescherming tegen gevaren van elektriciteit.................................................................................... - 85 - 16.1 Bescherming tegen overstroom..................................................................................................... - 85 - 16.1.1 Algemene terminologie........................................................................................................ - 85 - 16.1.2 Smeltzekering of smeltveiligheid.......................................................................................... - 86 - STEFAN DE REESE -4- 16.1.3 Automaten............................................................................................................................ - 88 - 16.1.4 Doorsnede van geleiders...................................................................................................... - 90 - 16.2 Beveiliging tegen elektrische schokken.......................................................................................... - 92 - 16.2.1 Aarding................................................................................................................................. - 92 - 16.2.1.1 TT-net.................................................................................................................................... - 92 - 16.2.1.2 TN-net................................................................................................................................... - 97 - 16.2.1.3 IT-net..................................................................................................................................... - 97 - 16.2.2 Diﬀeren>eelschakelaar......................................................................................................... - 99 - 16.2.2.1 Gevoeligheid van diﬀeren>eelschakelaars..................................................................... - 100 - 16.2.2.2 Uitschakel>jd................................................................................................................. - 100 - 16.2.2.3 Diﬀeren>eelschakelaar type AC, A en B......................................................................... - 101 - 16.2.3 Diﬀeren>eelautomaat........................................................................................................ - 101 - 16.3 Het Keurmerk............................................................................................................................... - 102 - 16.4 IP-normering................................................................................................................................ - 103 - 17 Connectoren, kabels en spanningsdistribuPe................................................................................. - 104 - 17.1 Connectoren................................................................................................................................. - 104 - 17.1.1 Enkelfasige connectoren (3-polig)....................................................................................... - 104 - 17.1.2 Driefasige connectoren....................................................................................................... - 106 - 17.1.3 Voor zeer grote stromen..................................................................................................... - 107 - 17.2 Kabels........................................................................................................................................... - 108 - 17.3 SpanningsdistribuDe..................................................................................................................... - 110 - 18 SpanningsmePng........................................................................................................................... - 114 - 19 Lijst met aTeeldingen.................................................................................................................... - 117 - STEFAN DE REESE -5- 1 Elektrische Spanning, stroom en weerstand 1.1 Vereenvoudigde voorstelling Figuur 1 vereenvoudigde voorstelling spanning, stroom en weerstand In deze opstelling zijn een pomp, een kraan en een “opvangbakje” uitgebeeld. Deze onderdelen zijn met elkaar verbonden in een gesloten circuit. De pomp zorgt voor de voortstuwing van het water en creëert op die manier een bepaalde druk. Deze druk kunnen we vergelijken met “elektrische spanning”. De kraan zal bepalen hoeveel water er zal stromen en is als het ware een regelbare “weerstand”. Hoe meer de kraan opengedraaid wordt hoe meer water er stroomt. Ook hier kunnen we de vergelijking maken met de elektrische weerstand en elektrische stroom. 1.2 Moleculen en atomen 1.2.1 moleculen: Elke stof is opgebouwd uit moleculen. Een molecule is het kleinste deeltje van een stof dat de eigenschappen van die stof bezit. 1.2.2 atomen: De deeltjes waarmee een molecule wordt opgebouwd noemen we atomen. Kijken we naar de scheikundige formule van bijv. zuiver water, dan zien we dat een watermolecule opgebouwd is uit 2 waterstofatomen en één zuurstofatoom. (H2O). Een atoom bestaat uit een posiHef geladen kern waarrond negaHef geladen elektronen in een ellipsvormige baan draaien. STEFAN DE REESE -6- Figuur 2 Opbouw van een atoom De kern van een atoom is niet één of andere massieve bol, maar is opgebouwd uit posiHef geladen protonen die samengehouden worden door (neutrale) neutronen. Gelijke ladingen stoten elkaar af, tegengestelde ladingen trekken elkaar aan. De neutronen zorgen ervoor dat de protonen elkaar niet afstoten. Vermits een atoom steeds streeK naar elektrische neutraliteit, zijn er doorgaans evenveel protonen als elektronen. Door het feit dat de elektronen met een enorme snelheid rond de kern draaien, raken de elektronen (-) en de protonen (+) elkaar niet. Indien de elektronen niet zouden draaien rond de kern, zouden die op de kern “vallen”. Ze trekken elkaar immers aan. Het aantal protonen (en dus ook elektronen) is voor elk element anders. Dit aantal wordt met het atoomgetal weergegeven in het periodiek systeem. PERIODIEK SYSTEEM DER ELEMENTEN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 Atomic 2 1 2 K 1 H Symbool C Vast He Metalloïde Waterstof Naam Metaal Niet-metaal Helium 1,008 Gewicht Stikstofgroep Zuurstofgroep Halogenen 4,0026 Alkalimetaal Aardalkalimetaal Overgangsmetaal Hoofdgroepmetaal Niet-metalen Edelgas Lanthanide 3 2 1 4 2 2 Hg Vloeistof 5 2 3 6 2 4 7 2 5 8 2 6 9 2 7 10 2 8 K L 2 Li Be B C N O F Ne Lithium 6,94 Beryllium 9,0122 H Gasvormig Actinide Boor 10,81 Koolstof 12,011 Stikstof 14,007 Zuurstof 15,999 Fluor 18,998 Neon 20,180 11 12 13 14 15 16 17 18 2 2 2 2 2 2 2 2 K Rf Onbekend 8 8 8 8 8 8 8 8 L 1 2 3 4 5 6 7 8 M 3 Na Mg Natrium Magnesium Al Si Aluminium Silicium P Fosfor S Zwavel Cl Chloor Ar Argon 22,990 24,305 26,982 28,085 30,974 32,06 35,45 39,948 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 K 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 L 8 8 9 10 11 13 13 14 15 16 18 18 18 18 18 18 18 18 M 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 N Kalium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chroom Mangaan IJzer Kobalt Nikkel Koper Zink Gallium Germanium Arseen Seleen Broom Krypton 39,098 40,078 44,956 47,867 50,942 51,996 54,938 55,845 58,933 58,693 63,546 65,38 69,723 72,630 74,922 78,971 79,904 83,798 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 K 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 L 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 M 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 8 8 9 10 12 13 13 15 16 18 18 18 18 18 18 18 18 18 N 1 2 2 2 1 1 2 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 O Rubidium Strontium Yttrium Zirkonium Niobium Molybdeen Technetium Ruthenium Rodium Palladium Zilver Cadmium Indium Tin Antimoon Telluur Jodium Xenon 85,468 87,62 88,906 91,224 92,906 95,95 (98) 101,07 102,91 106,42 107,87 112,41 114,82 118,71 121,76 127,60 126,90 131,29 55 56 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 K 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 L 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 M 6 Cs Ba 57–71 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 18 18 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 N 8 8 10 11 12 13 14 15 17 18 18 18 18 18 18 18 18 O 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 P Cesium Barium Hafnium Tantaal Wolfraam Renium Osmium Iridium Platina Goud Kwik Thallium Lood Bismut Polonium Astaat Radon 132,91 137,33 178,49 180,95 183,84 186,21 190,23 192,22 195,08 196,97 200,59 204,38 207,2 208,98 (209) (210) (222) 87 88 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 K 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 L 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 M 7 Fr Ra 89–103 Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 N 18 18 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 O 8 8 10 11 12 13 14 15 17 17 18 18 18 18 18 18 18 P 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 3 4 5 6 7 8 Q Francium Radium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Röntgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson (223) (226) (267) (268) (269) (270) (277) (278) (281) (282) (285) (286) (289) (290) (293) (294) (294) Voor elementen zonder stabiele isotopen staat het massagetal van de isotoop met de hoogste halveringstijd tussen haakjes. 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 K 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 L 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 M 6 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 18 19 21 22 23 24 25 25 27 28 29 30 31 32 32 N 9 9 8 8 8 8 8 9 8 8 8 8 8 8 9 O 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 P Lanthaan Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium 138,91 140,12 140,91 144,24 (145) 150,36 151,96 157,25 158,93 162,50 164,93 167,26 168,93 173,05 174,97 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 K 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 L 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 M 7 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 N 18 18 20 21 22 24 25 25 27 28 29 30 31 32 32 O 9 10 9 9 9 8 8 9 8 8 8 8 8 8 8 P 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 Q Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium (227) 232,04 231,04 238,03 (237) (244) (243) (247) (247) (251) (252) (257) (258) (259) (266) Meija, J., Coplen, T., Berglund, M., et al. (2016). Atomic Ptable® is a registered trademark of Michael Dayah ([email protected]). For a fully-interactive edition in 50 languages with property trend visualization, 3-D orbitals, isotopes, compound mixing, lesson plans, posters, wallet cards, and installable apps, visit Ptable.com. weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry, 88(3), pp. 265-291. Figuur 3 Periodiek systeem van de elementen STEFAN DE REESE -7- Elektronen hebben steeds een welbepaalde plaats in het atoom. Het oppervlak waarover een elektron lijkt te bewegen noemt men een schil. Elektronen groeperen zich over 7 elektronenschillen die van binnen naar buiten toe aangeduid worden met de leOers K t.e.m. Q. De elektronen op de buitenste schil noemt men de valenHe-elektronen. Deze bepalen of er sprake is van goede of slechte geleiding. Bij de atomen van goed geleidende stoﬀen (bijv. metalen) zijn de valenHe elektronen niet sterk aan de kern gebonden, zodat zij gemakkelijk de buitenste schil verlaten en zich vrij in de stof kunnen bewegen. M.a.w. goed geleidende stoﬀen hebben veel vrij bewegende elektronen, slecht geleidende stoﬀen hebben weinig vrij bewegende elektronen. Goed geleidende stoﬀen gebruikt men voor het vervaardigen van geleiders. PrakHsch zijn dit metalen als koper, zilver, aluminium, … Slecht geleidende stoﬀen gebruikt men voor het vervaardigen van isolatoren. Bijv.: PVC, mica, …. 1.3 Spanning Door bepaalde technieken is het mogelijk om één of meerdere elektronen van het atoom te verwijderen. “Dwarrelt “een dergelijk vrijgekomen elektron rond, dan noemt men dit een vrij elektron. Zoals reeds werd gesteld is een atoom meestal elektrisch neutraal. Het bezit immers doorgaans evenveel elektronen (-) als protonen (+). Als we nu bij een atoom één of meerdere elektronen weghalen, dan krijgt het atoom een posiHeve elektrische lading. Zo kunnen we een atoom ook extra elektronen geven. Het atoom is dan negaHef elektrisch geladen. Een geladen atoom noemen we een ion. Het oorspronkelijk atoom is geïoniseerd. Een posiHef geladen atoom is dus een posiHef ion, een negaHef geladen atoom een negaHef ion. We plaatsen 2 elektrisch neutrale lichamen (A en B) tegenover elkaar. Nemen we van A enkele elektronen weg en plaatsen we die op B, dan krijgt lichaam A een posiHeve lading en B een negaHeve lading. Vermits atomen steeds streven naar een elektrische neutraliteit, tracht lichaam A de elektronen van B terug te krijgen. Ook lichaam B wil terug naar de elektrisch neutrale toestand en wil dus het “teveel” aan elektronen teruggeven aan A. Daar er zich tussen A en B enkel lucht bevindt, lukt dit niet. Lucht is immers een goede isolator. → Tussen de lichamen A en B heerst er een poten&aalverschil → een spanning A B geen spanning A B spanning + - Figuur 4 Spanningsverschil tussen twee "lichamen" STEFAN DE REESE -8- Hoe groter het verschil is in elektrische lading, hoe groter de stuwkracht is op de elektronen. De elektrische spanning wordt uitgedrukt in volt. Symbool: U Eenheid: Volt (V) 1.4 Stroom Verbinden we de lichamen A en B met een draad uit een “elektronen geleidende stof” (bijv. koper), dan zullen de vrije elektronen die in de draad aanwezig zijn door B worden afgestoten en door A worden aangetrokken. De elektronen van B nemen de plaats in van de verdreven elektronen in de geleider. We krijgen dus een elektronenstroom, kortom een elektrische stroom. A B + - - - Figuur 5 Elektronenstroom De elektrische stroom wordt uitgedrukt in ampère. Symbool: I Eenheid: Ampère (A) 1.5 Weerstand Bepaalde materialen zijn zo opgebouwd dat ze veel minder vrije elektronen hebben op de buitenste schil. We krijgen in dat geval een “slechte” elektronenstroom. De geleidbaarheid van het materiaal is kleiner, de weerstand is groter. Stoﬀen of materialen met een zeer grote weerstand zijn dus goede isolatoren. De elektrische weerstand wordt uitgedrukt in ohm. Symbool: R Eenheid: Ohm (Ω) STEFAN DE REESE -9- 1.6 De stroomzin, elektronenstroom versus convenAonele stroomzin We hebben reeds gezien dat bij een potenHaalverschil de drang bestaat om “het teveel” aan elektronen te elimineren. Het “lichaam” met een teveel aan elektronen wil immers het overschot van elektronen geven aan het lichaam met een tekort aan elektronen om tot de elektrische neutraliteit te komen. Met andere woorden, de elektronenstroom vloeit buiten een spanningsbron steeds van - (het teveel aan elektronen) naar + ( het tekort aan elektronen). In de bron vloeien de elektronen bijgevolg van + naar -. Lang voordat men het bestaan kende van de elektronenstroom, had men echter al ontdekt dat elektrische stroom een stroomzin heeK. Deze stroomzin werd willekeurig met een plus en een min- teken aangeduid. De afspraak was dat de stroom buiten de bron steeds van + naar – vloeit. Deze afspraak noemt men de conven>onele stroomzin en is dus net het tegenovergestelde van de eigenlijke elektronenstroom. Omdat er reeds heel wat literatuur was verschenen en de verwarring compleet zou zijn indien men van de convenHonele stroomzin zou afstappen en enkel de elektronenstroom zou hanteren, heeK men beslist om de convenHonele stroomzin te blijven gebruiken. De afspraak is dus dat men steeds de conven>onele stroomzin gebruikt (van + naar - ) buiten de bron, tenzij anders vermeld. 1.7 De snelheid van elektrische stroom Er wordt gesteld dat de snelheid van elektriciteit de lichtsnelheid benadert (300.000 km/s). Strikt genomen klopt dit enkel in het luchtledige en ligt de snelheid in een ander medium iets lager. Voor alle duidelijkheid, er is een groot verschil tussen de snelheid waarmee elektronen zich door geleiders bewegen (enkele cm per uur) en de snelheid van het fenomeen elektrische stroom. Ter illustraHe, elk “nieuw” elektron duwt als het ware het volgende verder. Analoog hieraan, wanneer je aan het begin van een rij knikkers, de eerste knikker in beweging zet, dan zal de laatste knikker ook ogenblikkelijk bewegen. De eerste knikker is zelf slechts “1 posiHe” opgeschoven. Figuur 6 elektronenstroom in een geleider STEFAN DE REESE - 10 - 1.8 Elektrische grootheden schrijven met een voorvoegsel of met machten Bij wijze van herhaling : Grootheid Eenheid Symbool Symbool Spanning U Volt V Stroom I Ampère A Weerstand R Ohm Ω Omdat spanningen, stromen en weerstandswaarden erg groot of net erg klein kunnen zijn, wordt er indien nodig gebruikt gemaakt van voorvoegsels. Een spanning van 1000V kan je dus schrijven als 1kV (één kilo Volt). Een weerstand van 10 000 000 Ω kan je noteren als 10MΩ (Hen Mega Ohm). De meest gebruikte voorvoegsels: Geschreven in Voluit geschreven Voorvoegsel Symbool machten tera T 1012 1 000 000 000 000 giga G 109 1 000 000 000 mega M 106 1 000 000 kilo k 103 1000 100 1 milli m 10-3 0,001 micro µ 10-6 0,000 001 nano n 10-9 0,000 000 001 pico p 10-12 0, 000 000 000 001 STEFAN DE REESE - 11 - 2 (Gelijk)spanningsbronnen Er zijn verschillende manieren om een elektrische spanning op te wekken, we kunnen echter alle manieren waarop dit gebeurt herleiden tot enkele basisprincipes. Elektrische energie opgewekt door een scheikundig proces Elektrische energie opgewekt door een generator (wordt mechanisch aangedreven) Zonnecellen: - Fotovoltaïsche cellen - Foto-elektrochemische cellen We focussen hier op elektrische energie opgewekt door een scheikundig proces (“baOerijen”). Symbool voor gelijkspanning: Figuur 7 symbool gelijkspanning Symbool voor een gelijkspanningsbron (baOerij) in elektrische schema’s : Figuur 8 symbool baGerij Hoewel niet oplaadbare- (primaire) en oplaadbare (secundaire) baOerijen anders in elkaar ziOen, werken beide volgens hetzelfde principe. 2 geleidende metalen staven of plaatjes worden zonder dat ze elkaar raken in een omhulsel geplaatst. In dit omhulsel wordt ook een elektrolyt, hetzij vloeibaar, hetzij eerder vast, toegevoegd dat zorgt voor een chemische reacHe tussen de 2 platen. Een elektrolyt is zuur- of zoutoplossing. Zowel de vorm (omhulsel), de metalen plaatjes en de elektrolyt zullen de eigenschappen en het type baOerij bepalen. Bij het kiezen van baOerijen hou je wellicht rekening met de prijs, maar kijk je best ook naar de capaciteit, maximale laadstroom, minimale kans op lekken, …. Om die reden is een degelijke alkalinebaOerij wellicht de beste keuze. Indien er een herlaadbaar alternaHef bestaat (een “accu”), geniet dit uiteraard de voorkeur. Dat is sowieso beter voor het milieu en op lange termijn ook goedkoper. Veel fabrikanten van audiovisuele apparatuur hebben accu’s die speciﬁek voor bepaalde toestellen werden ontworpen. Figuur 9 Shure SB900B Figuur 10 Sennheiser ba60 baGery pack STEFAN DE REESE - 12 - 2.1 Cellen en baJerijen Een baOerij eigenlijk de naam voor een aantal in serie of in parallel geschakelde cellen. Een 9 Volt blokje kunnen we een baOerij noemen vermits deze bestaat uit 6 in serie geschakelde AAAA cellen. De types AAA , AA , C en D zijn dus eigenlijk cellen en worden doorgaans fouHef baOerijen genoemd. 2.2 BaJerijspanning (U) Wordt ook wel de “emk” genoemd (elektromotorische kracht) uitgedrukt in Volt. De baOerijspanning opgegeven door de fabrikant kan zakken naarmate de belasHng toeneemt. 2.3 Capaciteit van baJerijen De capaciteit (Q) is de totale hoeveelheid stroom (I) die een cel of baOerij kan leveren bij gemiddelde belasHng en wordt uitgedrukt in Ah (Ampère uur). Q=Ixt Q = symbool capaciteit , Eenheid = Ah I = stroom in Ampère t = Hjd in uren Een alkalinebaOerij met een capaciteit van 2500 mAh kan theoreHsch gedurende een Hjd van 1u een stroom leveren van 2,5 A of gedurende 2 u een stroom van 1250mA. De capaciteit van een cel of baOerij wordt doorgaans weergegeven op het omhulsel. Er zijn echter factoren die de capaciteit van een cel kunnen beïnvloeden: extreme temperaturen , zware belasHng , duur van de belasHng,…. De waarde die door de fabrikant opgegeven wordt, slaat op het product van de maximum constante stroom die een cel kan leveren x 20, gedurende een periode van 20u en bij een temperatuur van 20C̊. Dus, een cel met een capaciteit van 2000mAh kan gedurende 20u een stroom leveren van 100mA bij een temperatuur van 20C̊. Indien de cel echter 1A moet leveren, zal deze toch leeg zijn vóór de theoreHsch verwachte Hjd van 2u. 2.4 Zelfontlading Elk type cel verliest door interne chemische processen een stukje van de lading. De zelfontlading is bij bepaalde types cellen groter dan bij andere. Cellen op basis van lithium scoren over het algemeen het best. Bij medische toepassingen zoals “pacemakers” worden lithium baOerijen gebruikt die langer dan 15jaar meegaan. STEFAN DE REESE - 13 - 2.5 BaJerijen testen Wanneer een baOerij (bijna) leeg is zal je merken dat de spanning daalt bij belasHng. Met een gewone voltmeter kan je de baOerijspanning niet correct meten. Een dergelijke meHng zou een vertekend beeld geven van de nog aanwezige lading in de baOerij. BaOerijen dienen getest te worden met een baOerijtester. Deze meten de spanning van de baOerij onder belasHng. Het is best mogelijk dat men bij een cel nog perfect 1,5 V meet met een voltmeter terwijl de cel eigenlijk geen stroom meer kan leveren, daarom het meten onder belasHng. 2.6 Het “lekken” van baJerijen De huidige cellen lekken niet meer zo snel als vroeger. Toch ontsnappen ook moderne alkaline baOerijen niet aan dit probleem. Wanneer een baOerij gaat lekken kunnen er corrosieve stoﬀen vrijkomen die de baOerijcontacten of in ergere gevallen ook de elektronica van de toestellen aantast. Om het risico op schade te beperken: haal steeds alle baOerijen uit het toestel wanneer het voor lange Hjd niet gebruikt wordt vervang steeds alle baOerijen op hetzelfde moment (laat niet 1 oude baOerij in het toestel ziOen) maak geen combinaHes van verschillende merken of types bewaar baOerijen op een droge , koele plaats (bij voorkeur in de originele verpakking. 2.7 Overzicht van de meest voorkomende baJerijen Chemische Spanning/cel Belangrijkste voor- en nadelen Samenstelling Wegwerpba*erijen Zink-kool 1,5 V Goedkoop Kan “lekken” Beperkte capaciteit Alkaline 1,5 V Lange houdbaarheid (kleine zelfontlading) Grotere capaciteit dan zink-kool baZerijen Goede prijs/kwaliteit verhouding Lithium 1,5V tot 3,95V Duurste type wegwerpbaZerij (agankelijk van de Langste houdbaarheid ( tot 10jaar , ook bij (geringe) chemische belas>ng) samenstelling) Kan agankelijk van de chemische samenstelling gebruikt worden bij extreme temperaturen. STEFAN DE REESE - 14 - Chemische Spanning/cel Belangrijkste voor- en nadelen Samenstelling Oplaadbare Ba*erijen NiCd 1,2 V Goedkoop Geheugen eﬀect Kan hoge ontlaadstromen verdragen NiMH 1,2 V Duurder dan NiCd baZerijen Geen geheugen eﬀect 2 tot 3 maal de capaciteit van een NiCd baZerij 2.8 Overzicht van de meest voorkomende baJerijformaten en codes Figuur 11 codes van baGerijen Meest Andere gangbare IEC ( * ) Afme>ngen gebruikte namen code naam Micro R03 (Zink-kool) L : 44,5 mm AAA Microlight LR03 (Alkaline) D : 10,5 mm Mini Penlight FR03 (Lithium) Potlood Mignon R06 (Zink-kool) L : 50,5 mm AA Penlight LR06 (Alkaline) D : 13,5 – 15,5 mm FR06 (Lithium) C Baby R14 (Zink-kool) L : 50 mm LR14 (Alkaline) D : 26,2 D Mono R20 (Zink-kool) L : 61,5 mm LR20 (Alkaline) D : 34,2 mm PP3 6F22 (Zink-kool) L : +/- 48,5 mm 9 volt 6LR61 (Alkaline) B : +/- 26,5 mm blokje D : +/- 17,5 mm (D is hier dikte) ( * ) : IEC = Interna>onal Electrotechnical Commission Deze commissie opgericht begin vorige eeuw bestaat uit leden die standaard normen overeenkomen met betrekking tot elektronische componenten, baZerijen, toestellen,…. In Amerika gebruikt men de ANSI code (American Na>onal Standards Ins>tute). STEFAN DE REESE - 15 - 3 De wet van Ohm Om de begrippen spanning, stroom en weerstand uit te leggen, werd gebruik gemaakt van een vereenvoudigde voorstelling (zie ﬁguur 1). Wordt in die opstelling de waterdruk opgevoerd, dan kunnen we ons voorstellen dat er meer water zal stromen. Analoog hieraan, als we in een elektrische kring de spanning verhogen, vloeit er meer stroom. Wanneer in diezelfde opstelling de kraan wordt dichtgedraaid, is het logisch dat er geen water meer stroomt. Vertaald naar elektriciteit zouden we kunnen zeggen dat de elektrische weerstand oneindig groot wordt waardoor er geen elektrische stroom meer vloeit. Dit verband tussen spanning, stroom en weerstand werd aangetoond door de Duitse natuurkundige Georg Simon Ohm (1787-1854). Figuur 12 proefopstelling wet van Ohm In bovenstaande ﬁguur zien we een spanningsbron waarop een weerstand werd aangesloten. Om de spanning en stroom te kunnen meten werd een voltmeter en ampèremeter toegevoegd. Indien spanning van de bron 1V bedraagt en we kiezen een weerstand met een waarde van 1Ω, dan zal de ampèremeter aangeven dat er een stroom vloeit van 1A. (de inwendige weerstand van de ampèremeter bedraagt hier louter theoreHsch 0Ω) Indien we nu de spanning zouden opdrijven tot 10V, dan zouden we een stroomsterkte meten van 10A. Bedraagt de spanning 10V en plaatsen we een weerstand van 10Ω, dan zouden we opnieuw een stroomsterkte meten van 1A. Met andere woorden, de stroom is recht evenredig met de spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand. STEFAN DE REESE - 16 - U=IxR 𝐔 𝐈= 𝐑 𝐔 𝐑= 𝐈 Figuur 13 wet van Ohm 4 Wet van Pouillet Elke stof, dus ook een elektrische geleider, biedt een bepaalde weerstand aan elektrische stroom en wordt de soortelijke weerstand genoemd of resisHviteit “ρ” (Griekse leOer Rho). Wanneer de soortelijke weerstand van een bepaalde stof heel groot is, spreekt men over een isolator. De soortelijke weerstand of resisHviteit van een stof is de weerstand van de draad vervaardigd uit die stof bij een draadlengte van 1m en een doorsnede van 1mm2 bij een bepaalde temperatuur T. Hoe langer en/of hoe dunner een geleider is, hoe groter de weerstand wordt voor elektrische stroom. Ook hier kunnen we de vergelijking maken met een waterstroom die meer weerstand ondervindt van zodra een buis waardoor het water vloeit, dunner en/of langer wordt. Genoemd naar Claude Pouillet, Frans natuurkundige (1791-1868) kennen we de onderstaande formule als “De Wet van Pouillet”: 𝛒𝐱𝐥 𝐑= 𝐀 Met: ρ soortelijke weerstand of resisHviteit uitgedrukt in Ω. mm2/m (of in Ω. m indien de doorsnede in m2 wordt uitgedrukt) l lengte van de geleider uitgedrukt in m A oppervlakte van de doorsnede van de geleider uitgedrukt in m2 R weerstand van de geleider uitgedrukt in Ω (Ohm) STEFAN DE REESE - 17 - *bij 1m en 1mm2 en 15 graden. Materiaal ρ0 : Resis-viteit bij 0° C ρ15 : Resis-viteit bij 15° C Koper 0,0165 x 10-6 0,0175 x 10-6 Zilver 0,015 x 10-6 0,016 x 10-6 Rubber 1 x 1015 Glas 1 x 1012 PVC (polyvinylchloride) 1 x 1014 Bij sHjgende temperatuur sHjgt dus de soortelijke weerstand van een materiaal. PrakHsch voorbeeld: Gegeven: Figuur 14 Stroomkring met een spanningsbron en lamp Bovenstaand een stroomkring met een spanningsbron en een lamp. De afstand tussen de lamp en de bron is 100m De dikte van de koperdraad bedraagt 2,5mm2 Gevraagd: bereken de totale weerstand van de geleiders in deze kring Oplossing: !,!#$% Ω.) * (, * #!!)) R= = 1,4 Ω ,,%)), De totale weerstand van de geleiders bedraagt dus 1,4Ω. In een circuit vloeit de stroom van de bron naar de verbruiker en keert die via een andere geleider terug naar de bron. De totale weerstand van het circuit bestaat dus uit die van 2 geleiders van elk 100m lengte. STEFAN DE REESE - 18 - 5 Isolatoren, doorslagspanning en kruipstroom 5.1 Isolatoren Bepaalde stoﬀen/materialen bieden een zeer grote weerstand aan elektrische stroom. Dit komt omdat bij die stoﬀen de elektronen op de buitenste schil veel sterker gebonden zijn aan de kern. Stoﬀen met een enorm grote weerstand noemt men een “isolator”. 5.2 Doorslagspanning De isolerende eigenschappen van een stof zijn echter niet onbegrensd. Elke isolator wordt gekenmerkt door zijn doorslagspanning (uitgedrukt in volt per meter, of aﬂeidingen daarvan). Spanningen van deze waarde of hoger slagen er toch in om voldoende elektronen los te maken. Er ontstaat daarbij vaak een lawine-eﬀect: er vloeit plots een vrij grote stroom, die het isolerend materiaal vaak beschadigt waardoor het bijvoorbeeld kan verbranden of verkolen. Daardoor worden de isolerende eigenschappen voor een deel opgeheven. Wanneer de doorslagspanning van lucht (of een ander gas) wordt bereikt, slaat een vonk over waarbij kortstondig een hoge stroom vloeit. Bliksem is hiervan een extreem voorbeeld. 5.3 Kruipstroom Een andere mogelijkheid is dat het isolaHemateriaal vervuild, vochHg of oppervlakkig verkoold is, of aangetast werd door bijvoorbeeld chemische reacHes. Hierdoor kan een onverwacht grote kruipstroom ontstaan: deze loopt niet dwars door het isolaHemateriaal, maar langs het aangetaste of bevuilde oppervlak. Let dus op met stoﬂagen, condensaHevocht, spinnenwebben, insectennesten... In prakHjk zal je kruipstromen en doorslag van isolaHemateriaal ten allen prijze willen vermijden. Dit kan door de voorgeschreven materialen te gebruiken, de minimale afstanden en isolaHediktes te respecteren, en vervuilde of aangetaste materialen te reinigen of te vervangen. Let ook op bij het gebruik van geïsoleerd gereedschap zoals schroevendraaiers, tangen, meetsnoeren, handschoenen: deze zijn niet voor onbeperkt hoge spanningen geïsoleerd. Je mag trouwens pas werken aan onder spanning staande delen als: Het niet kan vermeden worden, bijvoorbeeld omdat je een meHng moet uitvoeren. Als het wel mogelijk is van de spanning weg te nemen, ben je verplicht van dat inderdaad te doen. Je de nodige extra veiligheidsmaatregelen treK (waaronder het gebruik van tot 1000V geïsoleerde handschoenen en gereedschap als je aan netspanning werkt met risico op rechtstreekse aanraking). STEFAN DE REESE - 19 - 6 Elektrisch vermogen Voor het uitleggen van het elektrisch vermogen maken we terug de vergelijking met waterdruk en waterstroom. Wanneer we energie willen halen uit een waterstroom om bijvoorbeeld een turbine te laten draaien van een waterkrachtcentrale, dan is het van belang dat zowel de waterdruk als het debiet (de stroming) voldoende groot is. Een dun waterstraaltje met hoge druk of een grote waterstroom met zeer weinig druk zullen de turbine niet in beweging kunnen zeOen. Beiden moeten voldoende groot zijn. Het elektrisch vermogen (P) is het product van de spanning (U) en de stroom (I). P=UxI Symbool: P (van Power of Puissance) Eenheid: WaO (afgekort W) Bijgevolg: 𝐏 𝐏 𝐔= en I= 𝐈 𝐔 en omdat U = I x R en P = U x I is P = I2. R Het vermogen vertelt ons iets over de hoeveelheid energie die de elektrische stroom oplevert. Daarnaast wordt het energieverbruik van toestellen ook uitgedrukt in WaO. Wanneer een toestel (bijv. een spot) volgens de technische speciﬁcaHes een elektrisch vermogen van 1000W opneemt, dan wordt die 1000W niet volledig omgezet in nuyge energie. Er gaat alHjd energie verloren, meestal in de vorm van warmte. Aan de de hand van het opgegeven vermogen, vermeld op een toestel, weet je ook of dit toestel veel of weinig stroom zal verbruiken, P / U is immers gelijk aan I. Hoe groter de stroom, hoe dikker de elektrische geleiders (en dus ook de kabels) moeten zijn om die stroom te vervoeren (hierover later meer). STEFAN DE REESE - 20 - 7 De kilowaIuur Om het energieverbruik te monitoren en te registreren wordt er gebruik gemaakt van de kilowaOuurmeter. Deze meter, vroeger analoog, maar nu meestal digitaal, vind je sowieso terug bij alle elektrische huisinstallaHes, maar ook in concertzalen, theaters, mobiele elektrische installaHes op fesHvals, enz. Het kilowaOuur (kWh) drukt het energieverbruik uit in funcHe van de Hjd. Concreet: Laat je gedurende een uur een licht setup branden met een vermogen van 10.000W, dan zal de kilowaOuurmeter een energieverbruik van 10kWh registreren. Of laat je 10u lang een lamp van 1000W branden, ook dan zal de meter een verbruik van 10kW laten zien. Figuur 15 analoge kWh-meter Figuur 16 digitale kWh-meter STEFAN DE REESE - 21 - 8 Schakelen van spanningsbronnen en weerstanden 8.1 Serieschakeling van spanningsbronnen Figuur 17 serieschakeling van spanningsbronnen Bij een serieschakeling van spanningsbronnen is de totale spanning de som van alle bronnen samen. Hierbij dient rekening gehouden te worden met de polariteit van de bronnen. De stroom vloeit door de hele keten en is overal gelijk (in ons voorbeeld door bron 1, 2, 3, 4 en de weerstand). Utotaal = U1 + U2 + U3 + U4 + … + Un In ons voorbeeld bedraagt de spanning tussen A en B dus 6V. De capaciteit van in serie geschakelde cellen (baOerijen) verandert niet. Drie 1,5V cellen met een capaciteit van 1000mAh vormen in serie een baOerij van 4,5V met een capaciteit van 1000mAh. Alle cellen zullen ook na dezelfde Hjd uitgeput raken. 8.2 Serieschakeling van weerstanden Figuur 18 serieschakeling van weerstanden In een serieschakeling is de totale weerstand Rt (of vervangingsweerstand Rvs) gelijk aan de som van alle weerstanden. Rtotaal = R1 + R2 +... + Rn STEFAN DE REESE - 22 - Wanneer men gelijke weerstanden in serie schakelt, dan is de totale weerstand gelijk aan het product van één weerstand (R1) met het aantal weerstanden (n). Rtotaal = R1. n In een serieschakeling is de stroomsterkte overal even groot, bijgevolg : 𝐔 I= = I1 = I2 = … 𝐑𝐭 In een serieschakeling ontstaat over elke weerstand een “deelspanning“. De som van alle deelspanningen is gelijk aan de aangelegde spanning. U = U1 + U2 +... De deelspanningen kan je gemakkelijk uitrekenen met behulp van de wet van Ohm. Zo is UR1 = I x R1 en UR2 = I x R2 , …. 8.3 Parallelschakeling van spanningsbronnen Figuur 19 parallelschakeling van spanningsbronnen Bij de parallelschakeling van spanningsbronnen blijK de spanning gelijk aan die van één bron. Concreet zien we in ons voorbeeld drie parallel geschakelde cellen met elk een spanning van 1,5V. De spanning tussen A en B bedraagt nog steeds 1,5V. Het is echter zo dat de stroom Itotaal verdeeld wordt over de drie cellen. Of anders gezegd, de cellen 1, 2 en 3 leveren elk een derde van de totale stroom. Itotaal = I1 + I2 + I3 + … + In STEFAN DE REESE - 23 - Het is van groot belang dat alle cellen dezelfde spanning, ook wel emk genoemd (elektromoHorische kracht) hebben. Zoniet kan er beschadiging ontstaan van bepaalde cellen. Alle + polen dienen verbonden te worden en alle – polen dienen aan elkaar verbonden te worden. BaOerijen of schakelingen bestaand uit meerdere parallel geschakelde cellen kunnen grotere stromen leveren. Ook de capaciteit vergroot bij parallelschakeling. Verbind je 6 cellen met een spanning van 1,5V en een capaciteit van 1500mAh met elkaar, dan krijg je één baOerij met een spanning van 1,5 en een capaciteit van 9000mAh. 8.4 Parallelschakeling van weerstanden Figuur 20 parallelschakeling van weerstanden In een parallelschakeling berekent men de totale weerstand Rtotaal of vervangingsweerstand Rvp als volgt: 𝟏 𝟏 𝟏 𝟏 = + …+ 𝐑𝐯𝐩 𝐑𝟏 𝐑𝟐 𝐑𝐧 maar … indien er slechts twee weerstanden parallel geschakeld worden, kan men ook de volgende formule gebruiken: 𝐑𝟏. 𝐑𝟐 𝐑𝐯𝐩 = 𝐑𝟏 + 𝐑𝟐 en … indien men gelijke weerstanden in parallel schakelt kan men de waarde van één weerstand delen door het aantal weerstanden:

Basiscursus Elektriciteit PDF

Document Details

Tags

Related

Summary

Full Transcript

Upgrade to continue