Een elektriciteitscentrale wekt elektrische energie op. Eerst wordt aardgas, steenkool of een andere brandstof verbrand.

Hoofdstuk 1 & 5 §1 Een elektriciteitscentrale wekt elektrische energie op. Eerst wordt aardgas, steenkool of een andere brandstof verbrand.Met die warmte wordt water verhit en hierdoor ontstaat stoom (500 C). De stoom spuit met grote snelheid tegen de schoepen van de turbine. De as van de turbine gaat daardoor ronddraaien. Een generator (soort grote dynamo) is gekoppeld aan de as van de turbine. Als de as van de turbine draait, wordt er in de generator elektrische energie opgewekt.De ‘afgewerkte’ stoom wordt naar een condensor geleid en wordt met behulp van koelwater afgekoeld.Inductiespanning opwekken Er wordt een beweging gebruikt om spanning op te wekken. Als je bijvoorbeeld een magneet regelmatig in een spoel heen en weer beweegt, veranderd de spanning mee: er ontstaat een wisselspanning tussen de uiteinden van de spoel (een spiraal van geïsoleerd koperdraad). Dit heet inductie. De opgewekte wisselspanning wordt ook wel inductiespanning genoemd.Het is praktischer met een draaiende beweging, zoals hieronder. Weekijzer is een soort ijzer dat je snel kunt magnetiseren en demagnetiseren. In de kern van weekijzer zie je veldlijnen waardoor het weekijzer steeds verschillend wordt gemagnetiseerd. Deze lijnen geven de richting van het magneetveld aan. Als de magneet ronddraait wordt er een inductiespanning opgewekt.Elektrisch vermogen Sommige elektriciteitscentrales kunnen meer elektrische energie leveren dan andere. Daarom kijken we naar het elektrisch vermogen. Het elektrisch vermogen is de maximale hoeveelheid elektrische energie die centrales per seconde kunnen leveren (in watt). Apparaten verbruiken elektrische energie. Dit betekent niet dat de energie verdwijnt: een ledlampje geeft bijvoorbeeld licht en warmte af. Elk elektrisch apparaat heeft zijn eigen vermogen (hoeveelheid elektrische energie die het apparaat per seconde verbruikt).Energieverbruik berekenen

Het energieverbruik van een apparaat wordt met deze formule berekend:

E=P x t E is de energie in joule (J) P is het vermogen in watt (W) T is de tijd is seconde (s)

• watt is hetzelfde als 1 joule per seconde.

Elektrische apparaten kun je beter weergeven in kilojoule (kJ) of megajoule (MJ).§2 Elektriciteitsnet Als er stroom door een kabel loopt, wordt er een deel van de elektrische energie omgezet in warmte. Dit energieverlies is ongewenst: er blijft minder stroom over voor de eindgebruikers. Om energieverlies te beperken, vervoeren we elektrische energie bij een zo hoog mogelijke spanning. Hoe hoger de spanning, hoe kleiner het energieverlies. De hoogspanningslijnen van 380 kV verbinden alle delen van Nederland met elkaar en zorgen ook voor verbinding met het buitenland. Er zijn ook regionale verbindingen met een kleinere spanning.Het hoogspanningsnet vervoert de elektrische energie naar verschillende verdeelstations. De spanning wordt omlaag getransformeerd naar 10 kV. Via ondergrondse kabels wordt de elektrische energie vervoerd naar woonwijken en industrieterreinen. Elke woonwijk heeft een of meer transformatorhuisjes (daar wordt de spanning nog verder omlaag getransformeerd naar de netspanning van 230 V). 1 / 2

De effectieve spanning De spanning van het lichtnet gaat volgens een patroon dat zich 50 keer per seconde herhaalt: van 325 V via 0 V naar -325 V.De spanning van het lichtnet is een wisselspanning met een frequentie (aantal keer dat het golfpatroon van de spanning zich per seconde herhaalt) van 50 Hz. De negatieve waarden zeggen dat de polariteit (aanduiding voor de richting van de spanning) van de spanning is omgedraaid. Het maakt voor veel apparaten niet uit of ze op wisselspanning van het lichtnet of op een gelijkspanning van 230 V werken. De effectieve spanning (gemiddelde spanning van een wisselspanning) van het lichtnet is 230 V.Apparaten zoals een telefoon op een ledlamp hebben een transformator die de spanning verder omlaag brengt.Werking van een transformator Het apparaat bestaat uit twee spoelen van geïsoleerd koperdraad om een week ijzeren kern. De primaire spoel is verbonden met het lichtnet, de secundaire spoel met het apparaat. Als de transformator wordt gebruikt, loopt er een wisselstroom door de primaire spoel waardoor het een elektromagneet wordt. De week ijzeren kern wordt gemagnetiseerd. De magnetisatie verandert mee met het magneetveld van de primaire spoel: 100 keer per seconde draait de richting van het magneetveld om, net als de wisselstroom door de primaire spoel en het magneetveld in de secundaire spoel. Door inductie ontstaat er een wisselspanning tussen de uiteinden van de secundaire spoel. Dit is de spanning waarop het apparaat werkt.De stroom gaat via het magneetveld van de primaire naar de secundaire spoel.Omhoog en omlaag transformeren Hoe de spanning verandert hangt af van het aantal windingen Np van de primaire spoel en van de aantal windingen Ns van de secundaire spoel.Ns > Np, spanning Us van de secundaire spoel groter dan spanning Up van de primaire spoel. Spanning wordt omhoog getransformeerd.Ns < Np, spanning Us van de secundaire spoel kleiner dan spanning Up van de primaire spoel. Spanning wordt omlaag getransformeerd.Als het aantal windingen secundair 2x zo groot is, is de secundaire spanning ook 2x zo groot, dus: Up Np

--- = ---

Us Ns Up, Us is de spanning in de primaire en secundaire spoel in volt (V).Np, Ns is het aantal windingen in de primaire en secundaire spoel.De ideale transformator Bij een ideale transformator (zonder energieverlies) is het opgenomen vermogen (van de primaire spoel) gelijk aan het afgestane vermogen (van de secundaire spoel).

In formule:

Pp=Ps

Of:

Up x Ip = Us x Is Pp, Ps is het vermogen in de primaire en secundaire spoel in watt (W) Up, Us is de spanning in de primaire en secundaire spoel in volt (V) Ip, Is is de stroomsterkte in de primaire en secundaire spoel in ampère (A)

• / 2