Klussen: elektronica – gelijkspanning en wisselspanning

Bij elektronica gaat het erom om de elektronen stroom goed onder controle te hebben. Pas dan kan je er allerlei dingen meedoen. Hoe krijg je elektronen in beweging. We kijken hierbij naar gelijkspanning (batterij) en wisselspanning (stopcontact).

Elektrische krachtbron

Elk circuit heeft een elektrische energiebron nodig om elektronen te laten bewegen. Voorbeelden van energiebronnen zijn: batterij, zonnecel, stopcontact. Elektrische energie ontstaat door het omzetten van de ene in de andere energievorm. Een zonnecel zet licht om in elektrische energie.

Een spanningsbron is een energiebron die meestal vaste spanning oplevert. Er zijn twee soorten spanning:

1. gelijkspanning: er ontstaat gelijkstroom zoals bij batterijen en lichtnetadaptors.
2. wisselspanning: elektronen gaan dan de ene en dan de andere kant op zoals bij netspanning van 230 volt.

Gelijkspanning; hoe werkt een batterij?

Bij een batterij is sprake van een elektrochemische reactie: chemische energie wordt omgezet in elektrische energie. Er zitten 2 metalen in een chemisch bad. De ene plaat neemt elektronen op en bouwt dus een negatieve lading op (anode), de andere plaat staat elektronen af en bouwt een positieve lading op (kathode). Het verschil zorgt voor elektrische spanning die door een circuit gestuurd wordt.

Hoe gebruik je een batterij?

De ene aansluiting van de belasting sluit je via de geleider aan op de anode en de andere aansluiting op de kathode. Bij genoeg stroom komt het apparaat in werking. De elektronen bewegen van de anode via de belasting naar de kathode (gelijkspanning). Dit gaat door totdat de chemicaliën zijn uitgeput. Hoe groter de batterij hoe langer de levensduur. Grotere batterijen hebben meer vermogen.

Wisselspanning – stopcontact

• primaire energiebron: de energie die gebruikt wordt voor opwekking van elektriciteit.
• secundaire energiebron: elektrische energie opgewekt met behulp van een andere energiebron.

Energie van een stopcontact is afkomstig uit een elektriciteitscentrale (verbranden van gas, kolen of kernreacties). Water wordt verhit zodat stoom ontstaat en turbines worden aangedreven. Deze drijven generatoren aan. Dit zijn dynamo's die bewegingsenergie in elektrische energie omzetten.

Elektrische stroom wordt opgewekt met een magnetisch veld. Dit heet inductie. De elektronen worden eerst de ene kant opgetrokken door de ene magneetpool en wanneer de spoel van de generator een halve slag draait worden de elektronen de andere kant opgetrokken door de tegengestelde magneetpool. Dit heen en weer bewegen van elektronen heet wisselspanning.

De netspanning in Nederland (en andere Europese landen) is 50 Hertz. De wisselspanning in elektriciteitscentrales is duizenden volt. Door middel van transformatoren wordt die verhoogd tot 380.000 volt. Op de plaats van bestemming wordt dit verlaagd tot 230 volt.

Met een netadaptor kan de wisselspanning van het lichtnet omgezet worden in gelijkspanning. Ze kunnen werken op alles tussen de 100 en 240 volt netspanning.

Zonnecel

Zonnecellen kunnen licht omzetten in stroom d.m.v. halfgeleider materiaal. Zonnecellen worden in mobieltjes, verlichting, op woningen en op satellieten gebruikt.

Lees verder

• Klussen: elektronica – berekeningen, codes, schema's
• Klussen: elektronica – circuit en regelen elektrische stroom
• Klussen: elektronica – serie- en parallelschakelingen
• Hoe pas ik Wet van Ohm en Wet van Joule bij circuits toe?
• Wat kan je allemaal met elektronica doen?