Alle stoffen om ons heen bevatten elektrische deeltjes. Deze elektrische deeltjes zijn nog veel kleiner dan moleculen en ze stoten elkaar af. Als deze elektrische deeltjes gaan bewegen hebben we het over elektriciteit. Je kunt de elektrische deeltjes in beweging brengen met een spanningsbron. Voorbeelden van spanningsbronnen zijn de batterij, accu, zonnecel en dynamo. De spanningsbron brengt de elektrische deeltjes in beweging en geeft ze energie mee. Hoe sterk de elektrische deeltjes vooruit geduwd worden noemen we de spanning (U). De eenheid voor spanning is de volt (V) vernoemd naar de geleerde Alessandro Volta. De spanning op de batterij uit het plaatje hierboven is 9 volt. Dat is veel minder dan de spanning op het stopcontact thuis waar 230 volt op staat. En een bliksemschicht kan wel 2 miljoen volt zijn. Een bliksemschicht duwt de elektrische deeltjes dus veel harder vooruit dan een batterij. Omrekenen Polen en de richting van de elektriciteit.Uitleg
Elektriciteit en Spanning
Grote spanningen worden niet vaak in volt uitgedrukt maar eerder in kilovolt. Kleine spanningen worden vaker in millivolt gegeven. Met het metrisch stelsel kun je spanningen omrekenen tussen kilovolt, volt en millivolt.
Een spanningsbron heeft altijd twee aansluitingen die we de polen noemen. Tussen deze twee polen is een spanningsverschil. De kant waar de elektrische deeltjes vandaan komen noemen we de positieve pool of kortweg de plus-pool. De kant waar de elektrische deeltjes naar toe stromen noemen we de negatieve pool, kortweg de min-pool. De elektrische deeltjes willen altijd van de plus-pool naar de min-pool.
Opdrachten
Opgave 2
a) Wat is het symbool voor volt?
b) Welke grootheid meet je in volt?
c) Wat is het symbool voor de grootheid van vraag b?
Opgave 3
Leg uit wat elektriciteit is. Opgave 4
Leg uit wat de functie van een spanningbron is. Gebruik in je antwoord het begrip: elektrische deeltjes. Opgave 5
Welke van de onderstaande voorbeelden zijn spanningsbronnen?
motor, dynamo, lamp, batterij, accu, schakelaar, zonnecel. Opgave 6
Noem de zes voorvoegsels van het metrisch stelsel op volgorde van groot naar klein.
Opgave 7
Reken de volgende spanningen om.
a) 1,2 kV = ... V
b) 21 V = ... mV
c) 88 V = ... kV
d) 125 mV = ... V
e) 0,74 kV = ... V
f) 0,66 V = ... mV
g) 870 V = ... kV
h) 23.320 mV = ... V
Voor practica over elektriciteit hebben we een spanningsbron nodig. Daarvoor gebruiken we vaak een voedingsapparaat. Het voedingsapparaat heeft, net als een batterij, een pluspool en een minpool. Ook het voedingsapparaat duwt elektrische deeltjes van de pluspool naar de minpool. De meeste voedingen hebben een knop om de spanning in te stellen. Het voedingsapparaat van de afbeelding hierboven kan spanningen leveren van 0 tot 15 volt. Niet elk apparaat dat je gaat aansluiten, kan deze spanningen aan. Sommige lampjes kunnen bijvoorbeeld maar 6 volt aan. Dit kun je altijd aflezen op het lampje. Een voedingsapparaat aansluitenUitleg
Het Voedingsapparaat
Wanneer je een elektrisch onderdeeltje zoals een lampje teveel spanning geeft gaat het kapot. Bij het aansluiten van een voedingsapparaat volgen we daarom altijd deze stappen:
- Stekker in het stopcontact.
- Voedingsapparaat aanzetten.
- Spanning instellen.
- Stekkertjes aansluiten.
Opdrachten
Opgave 8
Hieronder zie je een afbeelding van een voedingsapparaat. Geef de namen van de aangegeven onderdelen.
Opgave 9
Noem de vier stappen die je moet doorlopen als je een voedingsapparaat aansluit. Opgave 10
Bij het aansluiten van een voedingsapparaat moet je eerst de juiste spanning instellen.
Leg uit waarom je dat moet doen. Opgave 11
Hieronder zie je een schets van een lampje.
a) Neem de schets over in je schrift.
b) Teken hoe de elektrische deeltjes door het lampje lopen.
Opdrachten
Opgave 12
Leg uit wat een elektrische geleider is. Opgave 13
Leg uit waarom elektrische deeltjes niet door glas kunnen. Gebruik in je uitleg de begrippen: isolator, vast, elektrische deeltjes. Opgave 14
Geef van de volgende materialen aan of het geleiders of isolatoren zijn.
aluminium, keramiek, ijzer, kunststof, glas, staal, nikkel, grafiet, lood, plastic, zink, hout, chroom, tin, zilver, goud, kwik, koper, lucht.
Een aantal elektrische componenten (onderdelen) aan elkaar noem je een elektrische schakeling of kortweg: schakeling. Om een schakeling te laten werken is minimaal één spanningsbron nodig. Wanneer je met twee draden een batterij en een lampje verbindt heb al je een schakeling gemaakt. In de afbeelding hieronder zie je aan de rechterkant deze simpele schakeling. De elektrische deeltjes willen bij een spanningsbron altijd van de positieve pool naar de negatieve pool. De elektrische deeltjes zullen in deze schakeling gaan lopen omdat er een gesloten kring van geleiders is van de positieve pool naar de negatieve pool. Zo'n kring wordt een stroomkring genoemd. Een stroomkring kan gesloten zijn of open. Een gesloten stroomkring ontstaat zodra er een weg is waarlangs elektrische deeltjes van de positieve-pool naar de negatieve-pool van een spanningsbron kunnen lopen. Als er ergens in de stroomkring een isolator zit, zoals een schakelaar die uitstaat of een losgemaakt draad, dan spreken we van een open stroomkring. In de afbeelding hierboven zie je aan de linkerkant een open stroomkring. In deze schakeling kunnen de elektrische deeltjes niet van de plus-pool naar de min-pool. Er zal geen elektriciteit lopen.Uitleg
De Stroomkring
Overdag leveren de zonnepanelen energie. Die energie moet opgeslagen worden zodat die 's nachts weer gebruikt kan worden. Opdrachten
Opgave 15
Noem vijf voorbeelden van elektrische componenten. Opgave 16
Leg uit wat een elektrische schakeling is. Opgave 17
Leg uit wat het verschil is tussen een schakeling en een schakelaar. Opgave 18
Hiernaast zie je een schakeling.
a) Welk component levert de elektrische energie?
b) Welk component verbruikt de elektrische energie?
c) Leg uit of de schakelaar ook energie verbruikt.
Opgave 19
Hiernaast zie je een foto van een straat in Oregon waar de straatverlichting werkt op zonne-energie.
a) Leg uit dat de zonnepanelen niet de energie leveren als de verlichting brandt.
b) Welk component verbruikt de energie als de verlichting brandt?
c) In welk component zou de energie opgeslagen kunnen worden?
Opgave 20
Leg het verschil uit tussen een open stroomkring en een gesloten stroomkring. Gebruik in je uitleg de begrippen: isolator, geleider, elektrische deeltjes en stroomkring.
