Index Basis Elektriciteit

Transcriptie

1

2 Index Index... 2 Spanning en Stroom... 3 Spanningsnetten op de aardbol... 3 Berekenen van stroom en vermogen... 3 Zekeringen en kabeldiameter... 4 Doorsneden van kabels... 4 De differentieelschakelaar of verliesstroomschakelaar... 4 Betekenis van de codering op kabels... 5 Eerste letter... 5 Eindletter... 5 Tussenliggende letters:... 5 Schakelaars en drukknoppen... 5 Drukknop (monostabiel)... 5 Schakelaar (bistabiel)... 6 Dimmen van verlichting... 6 Gloeilampen en fluorescentielampen (TL)... 6 Faseafsnijding & frequentie... 6 Halogeenlampen... 6 De parallelschakeling... 7 Met lampen... 7 Met batterijen... 7 De serieschakeling... 7 Met lampen... 7 Met batterijen... 7 De serie-parallelschakeling... 7 Keuze van de schakelaar... 8 Meten van de aarding... 8 Het 3 fasen (TT) net (Belgisch elektriciteitsnet 220V - 380V)... 9 Relais schakelingen Start-stop-schakeling (voorrang stop) Start-stop-schakeling (voorrang start) Veiligheidsschakeling Wisselwerking Basis Elektriciteit

3 Spanning en Stroom Om het een en ander te verduidelijken zullen we de vergelijking maken met water. Stel dat we een meer hebben die in verbinding staat met een waterval. Voor dat het water van het meer via de waterval naar beneden kan stromen hebben we een hoogteverschil nodig. Dit hoogteverschil heet in de elektriciteit het potentiaalverschil. Hieruit leiden we af dat er dus een spanning (potentiaalverschil) nodig is vooraleer er stroom aanwezig kan zijn. Ook zal het circuit gesloten moeten zijn vooraleer er strrom kan vloeien, met het meer zouden we dit kunnen vergelijken dat het water dat onderaan de waterval terechtkomt weer naar boven in het meer gepompt wordt. Wel kan er een spanning aanwezig zijn zonder dat er een stroom vloeit. Bij ons meer kunnen we dit voorstellen als een meer dat net tot de rand gevuld is. Spanningsnetten op de aardbol Berekenen van stroom en vermogen P = U * I S = U * I I = P / U I = S / U P = vermogen in Watt I = stroom in Ampére U = spanning in Volt S = schijnbaar vermogen in Volt-Ampére [W] [A] [V] [VA] (bij transformatoren, ballasten, spoelen) Basis Elektriciteit

4 Zekeringen en kabeldiameter Automaat 6A 10A 16A 20A 25A 32A Smelt- 2A 6A 10A 16A 20A 25A Vermogen 1380W 2300W 3680W 4600W 5750W 7360W Kabeldiameter 1mm² 1,5mm² 1,5mm² 2,5mm² 4mm² 6mm² Gebruik Kleine toestellen licht licht Stopcontacten, Koelkast, tv, Waterboiler, Wasmachine* * voor wasmachines mag ook 20A gebruikt worden, wel op letten dat er voor de rest geen contacten op deze zekering worden aangesloten! Er zijn ook nog enkele andere minder courante zekeringen. automaat 40A : grote elektrische verwarming automaat 63A : hoofdzekering (smeltveiligheid is 50A) het aantal contacten of lichtpunten is ook beperkt bij de zekeringen, in theorie (en praktijk) mag men maximum 8 verbruikers op 1 zekering plaatsen. 16A : 8 lichtpunten max. 20A : 8 stopcontacten max. 20A : verlichting gemengd met stopcontacten (vb. 3 lichtpunten en 5 stopcontacten max.) Verwarming, fornuis Doorsneden van kabels De doorsnede (sectie) van een geleider moet in evenredigheid zijn met de te geleiden stroom. De doorsnede wordt uitgedrukt in vierkante millimeter (mm²), maar wordt in de volksmond ook wel carré genoemd. Genormaliseerde Draaddoorsneden (Belgie): 0,5 0,75 1 1,5 2, mm² De differentieelschakelaar of verliesstroomschakelaar De differentieelschakelaar schakelt uit wanneer de toegevoerde stroom verschilt van de terug gevoerde stroom (gesloten stroomkring). Dit gebeurd wanneer er stroom verloren gaat (via de aarde of mens). Er staan op de differentieelschakelaar telkens twee stroomwaarden. Een in Ampére en een in milli-ampére. De stroom weergegeven in Ampére handelt over de maximum stroom die door de diff. mag/kan lopen (zoals bij een zekering). De stroom weergegeven in milli-ampére handelt over de maximum stroom die verloren mag gaan vooraleer de diff. uitschakeld. 300mA 30mA gewone ruimtes vochtige ruimtes Basis Elektriciteit

5 Betekenis van de codering op kabels Eerste letter Aard van de isolatie van de kern C rubber (canalisation) X vernet polyethyleen V vinyl Eindletter B genormaliseerd type voor belgie Tussenliggende letters: O gewoon (Ordinaire) R versterkt (Renforcé) As voor lift (Ascenseur) T verplaatsbaar (Transportable) L licht (Léger) M middelmatig (Moyen) F sterk (Fort) I isolatie (Isolant) G mantel (Gaine) Ga gefelste mantel (Gaine Agrafée) H vochtigheid (Humidité) D huls (Douille) Schakelaars en drukknoppen Drukknop (monostabiel) Een monostabiele schakelaar noemen we ook een drukknop. Deze schakelaar heeft slechts 1 stabiele stand. De stabiele stand kan aan zijn (normaal gesloten drukknop) of de stabiele stand kan uit zijn (normaal open drukknop). We zullen hier even de werking van de drukknop met normaal open contact uitleggen. Wanneer we de druktoetst niet aanraken zal de stroomkring onderbroken zijn, als we dan op de toets drukken en deze blijven inhouden zal de kring (tijdelijk) gesloten worden en kan er een stroom vloeien. Wanneer we echter de toets weer los laten zal de drukknop uit zichzelf weer naar zijn stabiele stand terugkeren, hier was dit de uit stand Basis Elektriciteit

6 Schakelaar (bistabiel) Een (bistabiele) schakelaar heeft 2 vaste standen, de aan stand en de uit stand. Als we veronderstellen dat de schakelaar in begin positie in de uit stand staat, zal bij een druk op de knop de schakelaar omzetten naar zijn aan stand en deze behouden wanneer de druk van de schakelaar wordt verwijderd. Wanneer men deze handeling nog een keer uitvoerd zal de schakelaar terug naar zijn uit stand keren. Dimmen van verlichting Gloeilampen en fluorescentielampen (TL) Een dimschakeling met gloeilampen of fluorescentielampen voer je uit met elektronische gestuurde dimmers die met faseafsnijding werken, wat de stroom korte tijd onderbreekt. Het vermogen dat je kunt dimmen ligt tussen de 40 en 2000W. het dimmen van fluorescentielampen is slechts mogelijk met lampen van hetzelfde vermogen. Je kunt fluorescentielmapen ook dimmen met veranderlijke hoogfrequentie. De lamp moet dan wel voorzien zijn van een hoogfrequent voorschakelapparaat. Door middel van een regelbare weerstand in het schakelpunt verander je de frequentie. Faseafsnijding & frequentie Een spanning en stroom kunnen we voorstellen door middel van een sinus (een golfvormpje). De frequentie is simpel gezegd het aantal keren de spanning van plus naar min veranderd per seconde (hier in belgie is dit 50 maal, 50Hz dus). De groene pijl in de tekening duidt aan wat er 50 maal gebeurd per seconde. Boven de horizontale lijn is de spanning + (positief) en onder deze lijn is de spanning (negatief). Als we het gemiddelde nemen van ons golfvormpje bekomen we de netspanning (230V). Wanneer we nu stukken van deze golfvorm gaan weghakken spreken we van faseafsnijding of faseaansnijding. Dit is weergegeven door het blauwe deel in de tekening. Het blauwe is wat overschiet na de afsnijding. Zoals te zien zal dit ook een gevolg hebben op de gemiddelde spanning, deze zal dan dalen, waardoor de verbruiker een lagere spanning en een lagere stroom krijgt en dus zal dimmen. Halogeenlampen Als je halogeenlampen dimt, verminderd het vermogen van de lamp, wat een daling teweeg brengt van de gloeidraadtemperatuur; dit verstoort de halogeencyclus met als resultaat, het verdampen van de gloeidraad en het zwart worden van het kwartsomhulsel. Je kunt het zwart worden verminderen door de lamp regelmatig op maximaal vermogen te laten branden Basis Elektriciteit

7 De parallelschakeling Met lampen de spanning over de lampen is gelijk aan de spanning die wordt aangeboden door de voeding (U). De totale stroom opgenomen uit de voiding is gelijk aan de stroom van lamp 1 + lamp 2 + lamp 3 Met batterijen Bij een parallel schakeling van batterijen bekomen we een batterij met een grotere capaciteit (=hoeveelheid stroom de batterij kan leveren vooraleer ze leeg is, uitgedrukt in milli-ampére-per-uur mah), maar blijft de spanning hetzelfde. Om de totale capaciteit te berekenen volstaat het de capaciteiten van elke batterij bij elkaar op te tellen. Bij een grotere capaciteit zal de batterij minder snel leeg zijn. Let wel op dat batterijen met verschillende spanningen niet parallel geplaatst mogen worden, anders zal de batterij met de hoge spanning de batterij met lagere spanning gaan opladen tot zelfs overladen (batterij begint te lekken). De serieschakeling Met lampen De stroom door elke lamp is gelijk aan de stroom die wordt afgenomen van de voeding (U). de spanning over elke lamp is verschillend van de voedingsspanning (U). bij een serie schakeling van 3 lampen is de spanning van een enkele lamp slechts 1/3 van de voedingsspanning. Vb: de voedingsspanning bedraagt 230V, dan bedraagt de spanning over een enkele lamp 76,6V Met batterijen Bij een serieschakeling van batterijen, maken we een eigenlijk een batterij die hoger spanning heeft. Stel dat we drie batterijen van 1,5V in serie plaatsen, dan bekomen we een batterij van 4,5V. De maximale capaciteit (=hoeveelheid stroom de batterij kan leveren vooraleer ze leeg is, uitgedrukt in milli-ampére-per-uur mah) zal hier niet stijgen. De serie-parallelschakeling Deze schakeling is een mengeling van de serieschakeling en de parallelschakeling. Deze mengeling heeft zowel de voor als nadelen van voorgaande schakelingen Basis Elektriciteit

8 Keuze van de schakelaar Meten van de aarding Een aardingmeter is bedoeld om weerstanden van enkele milli-ohms tot enkele honderden Ohms te meten. Dit gebeurt met een Wheatstone brug. Men maakt de brug door enkele hulpelectrodes in de grond te slaan. Juist door het gebruik van een meetbrug kan men de fout die ontstaat door de hulpelektrodes uitmiddelen. De hulpelektrodes zitten namelijk meestal veel te ondiep om rechtstreeks de aardingsweerstand te kunnen meten. De spredingsweerstand is de weerstand die de meetstroom ondervindt in de grond tussen de meetelektrodes. Een fout op de aarding valt ook snel uit te lezen met een gewone multimeter. Als men meet tussen de nulleider en de aardingspen mag er een spanning op staan die niet groter is dan 2V. Als men dan tussen de fase en de aarding meet, meet men gewoon de netspanning Basis Elektriciteit

9 Het 3 fasen (TT) net (Belgisch elektriciteitsnet 220V - 380V) Op ons elektriciteitsnet zijn twee spanning terug te vinden zonder dat we een gebruik maken via een transfo. Bij het TT-net zijn er 3 mogelijkheden: 3N ~50Hz 110/230V 3f ~50Hz 230V 3N ~50Hz 230/380V 3N : 3 fase geleiders en een nulleider 3f : 3 fase geleiders 50Hz : de frequentie van het net 110/230V : tussen de nulleider en een fase staat 110V : tussen de fasen staat 230V 230V : tussen de fasen staat 230V 230/380V : tussen de nulleider en een fase staat 230V : tussen de fasen staat 380V De algemene bekende spanning is de 220V-230V. Deze wordt gebruikt bij huishoudelijke toestellen. De hoge spanning 380V wordt meestal gebruikt voor hoogvermogenstoestellen. Het TT-net bestaat uit 3 fase geleiders en één nulleider (neuter). Als men meet tussen de fasen zal men telkens een spanning van 380V tegen komen. Indien men meet tussen een fase en de nulleider zal men een spanning meten van 220V-230V. N : Nulleider L1 : Fase 1 L2 : Fase 2 L3 : Fase 3 De kleuren in de tekening komen overeen met de kleuren die bij de krachtstroomstekkers gebruikt worden Basis Elektriciteit

10 Relais schakelingen Start-stop-schakeling (voorrang stop) S1 : drukknop start (normaal geopende schakelaar) S2 : drukknop stop (normaal gesloten schakelaar) A1 : klem A1 van de spoel van het relais A2 : klem A2 van de spoel van het relais 1-2 : contacten van relaisschakelaar : contacten van relaisschakelaar 2 Werking : Wanneer de startknop (S1) even wordt bekrachtigd en de stopknop niet zal de spoel van het relais bekrachtigd worden. Wanneer dit gebeurd zal de relaisschakelaar met contacten 1-2 sluiten en mag de startknop terug naar zijn geopende positie keren. Het relais zal door dit overname contact (1-2) bekrachtigd blijven totdat er op de stopknop (S2) gedrukt wordt. Contacten 3-4 schakelen de verbruiker (lamp) aan of uit. Voorrang stop wil zeggen dat wanneer de start en de stop knop samen worden bediend de stop knop voorrang zal krijgen op de startknop en de schakeling dus uit blijft. De dikke zwarte geleiders in de tekening zijn de stroomvoerende geleiders. Start-stop-schakeling (voorrang start) S1 : drukknop start (normaal geopende schakelaar) S2 : drukknop stop (normaal gesloten schakelaar) A1 : klem A1 van de spoel van het relais A2 : klem A2 van de spoel van het relais 1-2 : contacten van relaisschakelaar : contacten van relaisschakelaar 2 Werking: Wanneer de startknop (S1) even wordt bekrachtigd en de stopknop niet zal de spoel van het relais bekrachtigd worden. Wanneer dit gebeurd zal de relaisschakelaar met contacten 1-2 sluiten en mag de startknop terug naar zijn geopende positie keren. Het relais zal door dit overname contact (1-2) bekrachtigd blijven totdat er op de stopknop (S2) gedrukt wordt. Contacten 3-4 schakelen de verbruiker (lamp) aan of uit. Voorrang start wil zeggen dat wanneer de start en de stop knop samen worden bediend de start knop voorrang zal krijgen op de stopknop en de schakeling dus aan blijft Basis Elektriciteit

11 Veiligheidsschakeling Pas wanneer beide druktoetsen gelijktijdig ingedrukt worden zal het relais bekrachtigd worden en de verbruiker geschakeld worden. Als de toetsen of een van beide onderbroken wordt, zal de verbruiker uitgeschakeld worden. Wisselwerking S3 S4 : stopknoppen (normaal gesloten) S1 S2 : startknoppen (normaal open) R1 : relais 1 R2 : relais 2 Werking: S3 : wanneer deze stopknop wordt bediend zal relais R1 uitgeschakeld worden en kan relais R2 eventueel bediend worden. S4 : wanneer deze stopknop wordt bediend zal relais R1 uitgeschakeld worden en kan relais R2 eventueel bediend worden. S1 : als deze startknop bediend wordt, zal relais 1 bekrachtigd worden waardoor de contacten 1-2 sluiten en de drukknop wordt overgenomen. Contacten 3-4 van relais 1 zullen openen, waardoor relais 2 niet meer kan bekrachtigd worden. Tevens zal een contact van R1 sluiten opdat lamp 1 wordt ingeschakeld. S2 : als deze startknop bediend wordt, zal relais 2 bekrachtigd worden waardoor de contacten 1-2 sluiten en de drukknop wordt overgenomen. Contacten 3-4 van relais 2 zullen openen, waardoor relais 1 niet meer kan bekrachtigd worden. Tevens zal een contact van R2 sluiten opdat lamp 2 wordt ingeschakeld. Let wel op dat eerst beide lampen moeten uitgeschakeld (via S3 en S4) zijn voordat men een lamp kan inschakelen Basis Elektriciteit