Hoofdstuk 2 elektrische energie
paragraaf 1
De elektriciteitscentrale
condensor
generator
turbine
branders
Het verbranden van aardgas, steenkool of ander brandstoffen
de stoom uit de branders komen met een hoge druk tegen de turbine aan
paragraaf 2
door het verbrande van de gassen ontstaat er stoom
transportverliezen
elektriciteitsnet
de spanning van het lichtnet
de werking van een transformator
omhoog en omlaag transformeren
door de hoge druk gaat de turbine ronddraaien
de ideale transformator
doordat de turbine draait gaat de generator (een grote dynamo) elektrische energie opwekken
energieverlies
de stoom wordt nu naar de condensor geleid. de stom wordt door koud water afgekoeld en condenseert tot water
Energieverlies hangt af van de weerstand van de kabels en van de stroomsterkte
een pomp pompt het water terug naar de ketel
formule voor energieverlies: P = I² x R
De dynamo en de generator
energieverlies is P dat wordt gegeven in P per seconde in Watt
het afgekoelde water gaat meestal terug in de rivier (het is niet vervuild)
als er geen rivier beschikbaar is wordt het afgekoeld in de koeltorens
voor een lage stroomsterkte is een hoge spanning nodig
Bij kerncentrale wordt energie opgewekt door het splijten van kernen van zware atomen
daarom gebruik je bij transport van elektrische energie een zo hoog mogelijke spanning
je kunt het verlies beperken door de stroomsterkte zo klein mogelijk te maken
dan geldt: P = U x R
Bij de splijting komt energie vrij
een dynamo of generator zet bewegingsenergie om in elektrische energie
hoogspanning
netspanning
vanuit centrales wordt de elektrische energie met een hoogspanning van 380 kv door ondergrondse kabels vervoerd
transformatorhuisjes brengen de (hoog)spanning omlaag naar de netspanning 230 V
voor de meeste apparaten in huis is de spanning van het lichtnet nog te hoog en wordt hij door transformators nog verder naar beneden gebracht
als je de magneet bij a) er in duwt dan gaat de volt meter omhoog
als je bij b) de magneet stilhoud blijft hij dezelfde plek (de volt meter
als je de magneet bij c) er uithaalt wordt de volt meter minder
gelijkspanning
effectieve spanning
als het magnetisch veld in de spoel verandert, ontstaat er spanning tussen de uiteinde van de spoel
De effectieve spanning van het lichtnet is 230 V
Dat verschijnsel heet inductie
de opgewekte spanning noem je een inductiespanning
dat de spanning de hele tijd gelijk blijft
wisselspanning
dat de spanning steeds wisselt
bij een constante magneet grijg je een regelmatig patroon. Zo'n spanning noem je wisselspanning
Met een transformator kun je een lage wisselspanning omzetten in een hogere of andersom
elektrisch vermogen
de hoeveelheid geleverde energie per seconde noem je vermogen
primaire spoel
formulevorm : P = U x I
het spoel het dichtste bij het stopcontact die de spanning overbrengt naar de transformator
P = vermogen = watt (W) / megawatt (MW)
U = spanning = volt (V)
I = sroom = ampère (A)
Elektrische energie
energiegebruik van een apperaat wordt bepaald door het vermogen
secundaire spoel
de spoel die de spanning ontvangt die is omhoog of omlaag gebracht door de transformator en die naar het apparaat brengt
formulevorm : E = P x t
E = energiegebruik = joule (J)/ kilojoule (KJ)
P = vermogen = watt (W)/megawatt (MW)
t = tijd = seconde (S)
hoe de spanning verandert hangt af van het aantal windingen Np van de primaire spoel en het aantal windingen Ns van de secundaire spoel
als Ns > Np is is wordt de spanning omhoog getransformeerd
als Ns < Np is wordt de spanning omlaag getransformeerd
Up/Us = Np/Ns
bij een ideale transformator is er helemaal geen energieverlies
In huis wordt geen joule (J) gebruikt, je gebruikt kilowattuur (kWh)
Pp =Ps of Up x Ip= Us x Is
het vermogen P in W en de tijd in S = energieverbruik in J
het opgenomen vermogen in de primaire spoel is dan gelijk aan het afgestane vermogen door de secundaire spoel.
het vermogen P in kW en de tijd in H = energievermogen E in kWh
paragraaf 4
Een supernetwerk
Een nadeel van duurzame energiebronnen is dat het zo kan fulcueren
Paragraaf 3
Huisinstallatie
Hoofdleiding komt via de voordeur binnen
Na de kWh-meter splitst de leiding zich in 4 - 6 parallelle groepen.
Elke groep heeft een groepsschakelaar waarmee je de hele groep kunt uitschakelen.
Daardoor hoef je bij een defect in één onderdeel niet de elektriciteit in het hele huis uit te schakelen.
Je kunt de totale stroomsterkte (Itot) in de groepsleiding berekenen met de formule:
click to edit
De enige dag waait het flink, de andere niks, zon is alleen overdag. In de zomer is het aanbod veel groter dan in de winter.
Itot = I1 + I2 + I3 ...
Het totale vermogen bereken je met de formule:
Ptot = P1 + P2 + P3 ...
er zijn geen transporten voor energie, landen met een tekort zetten vaak hun oude, vervuilende centrales weer aan.
Bij overbelasting is de stroomsterkte te groot doordat er te veel apparaten tegelijk aanstaan.
In een groep mag het totale vermogen van de aangesloten apparaten niet hoger zijn dan 3680 W.
De NorNed- kabel
De stroom Itot in een groep bereken je met de formule:
Ptot = U x Itot
De stroom in draden kan ook te groot worden door kortsluiting.
In de meterkast heeft elke groep een eigen groepszekering.
Noorwegen produceert vrijwel alle stroom met waterkracht uit stuwmeren. Dat is duurzaam en meestal goedkoop. Er staat tegenover dat er in droge jaren grote tekorten kunnen ontstaan, dan kan nederland elektriciteit leveren aan hun, want wij hebben aardgas.
Die schakelt de stroom uit als de stroomsterkte groter wordt dan 16 A.
580km lange, onderzeese hoogspanningskabel tussen Feda en Noorwegen en de Eemshaven in Nl, hierdoor kunnen ze elektrische energie leveren.
Je kunt de stroom weer inschakelen door een knop naar boven te zetten. zo'n zekering noem je een installatieautomaat.
Je lichaam geleid stroom goed; je lichaamsweerstand is klein.
Contactweerstand
de weerstand op plaatsen waar de stroom het lichaam in- en uitgaat.
Randdraad
Er loopt aan de buitenkant een groengele aarddraad naar het stopcontact.
Vanaf hier loopt het aarddraad verder naar de aardleiding
Die is verbonden met een metalen pin, diep in de grond
HDVC- technologie
( een aardlekschakelaar vergelijkt de stroomsterkte in de fasedraad met de stroomsterkte in de nuldraad )
de hoogtespanningsleidingen in Euopa werken met wisselspanning , dat werkt goed zolang de afstanden maar niet te groot zijn: tot circa 100 km gaat het goed. Bij meer gaat er energie verloren in kabels.
deze kabel werkt met gelijkspanning. Het is een HDCV- verbinding die hoogspanning met gelijkstroom verbind. HDVC- technologie is gekozen omdat gelijkspanning voor grote afstanden efficiënter is,
Nadelen zijn dat de wisselenergie speciaal voor de NordNed- kabel worden omgezet in gelijkspanning, en aan de andere uiteindende moeten can die gelijkspanning weer wisselspanning worden gemaakt. Dit vereist veel apparatuur.
click to edit
click to edit