Wat is elektriciteit?

Elektriciteit is een manier om energie over te brengen. Elektriciteit wordt ook stroom genoemd.

Statische elektriciteit

Statische elektriciteit kan ontstaan wanneer twee voorwerpen tegen elkaar wrijven. Daarbij neemt het ene voorwerp geladen deeltjes van het andere voorwerp over, waardoor beide materialen een elektrische lading krijgen. Het materiaal blijft dan langere tijd geladen en de geladen deeltjes kunnen niet wegstromen. 

Voorbeelden: haar dat alle kanten uitgaat bij het kammen, schok bij het aanraken van een deurknop, statische elektriciteit bij ballonen,...

proefjes: https://www.technopolis.be/nl/fiche/experimenteer/proefjes-en-experimenten/zwevende-ring/<br>

videofragment: https://www.esdsite.nl/statisch.html

Proefje: magisch papier

Proef ' magisch papier' gevisualiseerd en uitgelegd.

Statische elektriciteit op atomair vlak

Atomen bestaan uit een positief geladen kern, met daaromheen negatief geladen elektronen.

Atomen zijn in principe neutraal (bevatten evenveel positieve als negatieve lading)

Als atomen botsen kan er een uitwisseling van elektronen plaatsvinden.



Op de afbeelding links ziet u wat er gebeurt met de geladen deeltjes in de materie wanneer met een ballon over een trui gewreven wordt.

Een voorbeeld uit de natuur:

Bliksem:

Door luchtstromen worden ijskristallen en waterdruppels langs elkaar gewreven waardoor ze een elektrische lading krijgen. Om de lading ongedaan te maken springt er een bliksemflits van de ene kant naar de andere kant van de wolk.

Soms ontlaad de wolk via de aarde, dan neemt ze de kortste weg via boom of toren



Elektrische Stroom

Tegenover statische elektriciteit is er ook dynamische elektriciteit. Elektriciteit is een vorm van energie. Elektrische energie kan worden omgezet naar warmte, licht, beweging en geluid.

Stroomkring

Elektrische stroom moet getransporteerd worden, dit gebeurt via een stroomkring.


Wat is een stroomkring:

Een stroomkring is een gesloten elektrisch circuit. Met gesloten wordt bedoeld dat er een weg is waarlangs de elektrische stroom in staat is om vanuit 1 pool van de bron terug te keren naar de andere. 

figuur links: schematische voorstelling van een eenvoudige stroomkring met 1 lampje

Om een stroomkring te maken heb je doorgaans een geleider nodig, een spanningsbron en een energiegebruiker.

Bijvoorbeeld: batterij + koperdraad + lamp

Geleiders: deze materialen hebben atomen waarvan de elektronen gemakkelijk loskomen.

  • Vb. koperdraad. Een lus koperdraad kan fungeren als een stroomkring waarbij de elektronenstroom doorgegeven kan worden. ( de elektronenstroom wordt dan binnen deze stroomkring doorgegeven)

Spanningsbron: De spanningsbron zorgt voor de energie waarmee de elektronen door het circuit worden voortbewogen.

  • Vb.: batterij, lichtnet,...

Energieverbruiker:  vb.: lamp

Er wordt ook gesproken over de richting van de stroom.

De richting van de stroom gaat van pluspool naar minpool.

(in werkelijkheid stromen de elektronen van minpool naar pluspool)

De geladen deeltjes stromen dan door het lampje, waardoor het lampje samen met de batterij en de stroomdraden een gesloten circuit vormen.

( als het lampje niet brandt, is deze stroomkring onderbroken)

Een schakelaar kan je gebruiken om de stroomkring bewust te onderbreken.

Je kan zelf een stroomkring maken. Met een batterij, lamp en stroomdraad. (evenals een paperclip/spijkers voor de schakelaar

Experiment = https://www.technopolis.be/nl/fiche/experimenteer/proefjes-en-experimenten/maak-een-schakelaar/

Geleiding, isolatie, weerstand

Sommige materialen geleiden beter dan andere materialen.

Een geleider kan elektronen goed doorgeven en biedt weinig weerstand tegen stroom. (op figuur: binnenkant draad) 

Wat is een isolator?

Een isolator is een materie die nauwelijks stroom doorlaat ( en dus geen elektronen geleidt) en biedt een grote weerstand aan stroom . (gekleurde delen op figuur)

Vaak wordt de geleider omhult met een isolator. 

Wanneer een stroomdraad niet geïsoleerd is, kan er gemakkelijk kortsluiting optreden.

Een dunnere stroomdraad geeft een grotere weerstand dan een dikke. De dikte van de stroomdraad moet aangepast worden aan de mogelijke warmteontwikkeling die zal optreden.

Serie- en parallelschakeling

Serieschakeling

voorbeeld: ouderwetse kerstboomverlichting

Gevolg: als 1 lampje kapot is of niet goed ingedraaid, is de stroomkring onderbroken en brandt er geen 1 lampje meer.

Aansluiting van veel lampjes in serie zorgt voor hogere weerstand, waardoor de stroomsterkte minder groot wordt, en de lampjes zwakker gaan branden.

Parallelschakeling

Voorbeeld: elektrische bedrading in huizen.

Elke lamp is afzonderlijk met spanningsbron verbonden. Wanneer er 1 lamp kapot is, blijven de andere lampen branden.

Lampjes branden even fel


Experimenteren met elektriciteit

Tips wanneer je experimenteert met elektriciteit:

  • Gebruik batterijen met lager voltage dan de energieverbruiker.
  • Lege batterijen geven niet genoeg energie om de elektronen te laten stromen
  • Herbruikbare batterijen leveren minder chemisch afval op, maar deze gaan sneller kapot door kortsluiting.
  • Voltmeter is handig materiaal om de 'volheid' van de batterijen te meten
  • Bij batterijen gebruik je zwakstroom, wijs de leerlingen op de gevaren van elektriciteit
Maak een gratis website. Deze website werd gemaakt met Webnode. Maak jouw eigen website vandaag nog gratis! Begin