Het opwekken van Elektrische Energie is iets wat steeds meer gaat gebeuren omdat we steeds meer moeten gaan letten op het milieu en dus op onze uitstoot. Het opwekken van deze Energie kan op verschillende manieren en hieronder wordt uitgelegd hoe!

Opwekken van elektrische energie door licht

Spanning opwekken met licht gebeurt in de fotocel van de rekenmachine uit afbeelding 4.4, of een zonnepaneel uit afbeelding 4.5. Hiervoor hebben we een speciaal materiaal (bijvoorbeeld silicium) en licht nodig. Licht is een vorm van elektromagnetische energie.

Opwekken elektrische Energie en vervoeren

Als er licht op een fotocel valt, ontstaat er tussen de aansluitingen een gelijkspanning. Toepassingen zijn:

  • lichtmeting bij foto- en videocamera’s;
  • stroomvoorziening van horloges en calculators;
  • energievoorziening door zonnepanelen op daken (afbeelding 4.5), snelwegen en op schepen.

Opwekken van elektrische energie door warmte

Spanning opwekken door warmte gebeurt in een thermokoppel of thermo element. Hiervoor hebben we twee verschillende metalen en warmte nodig.

Werking van een Thermokoppel

Twee koperdraden zijn aan een constantaandraad bevestigd op de punten d & c van afbeelding 4.6. Door een van deze punten te verwarmen (punt c), krijgen we gelijkspanning aan de uiteinden a en b van de draden. De grootte van deze spanning is afhankelijk van:

  • de gebruikte metalen;
  • de temperatuur.

Thermokoppels worden meestal niet gebruikt om elektrische energie op te wek ken, maar voor het meten van hoge temperaturen zoals in ovens (zie afbeelding 4.7). De thermospanning wordt met een voltmeter gemeten, de schaalverdeling wordt gemaakt in graden Celsius. Zo is de opgewekte spanning een maat voor de temperatuur.

Thermokoppel voor het meten van de oventemperatuur

De waakvlam van de geiser of de cv-ketel is dikwijls beveiligd met een thermo koppel. De opgewekte energie houd de gasklep open. Gaat de waakvlam uit dan, wekt het thermokoppel geen spanning meer op en de gasklep sluit.

De totale gastemperatuur van de turbinemotor (Total Gas Temperature) wordt op een dergelijke manier gemeten (afbeelding 4.8).

Meten en opwekken Elektrische Energie in een Vliegtuigmotor

Opwekken van elektrische energie door drukverandering

Spanning opwekken door drukverandering gebeurt in het piezo-element. Het piezo-element bestaat uit een materiaal van speciale kristallen. Bij druk- of trek spanningen ontstaat verstoring van het kristalrooster waardoor er een spanning wordt opgewekt.

Elektrische Energie opwekken door drukverandering

In afbeelding 4.10 zien we een stukje piëzo materiaal in een lijmtang geklemd. Als we de druk verhogen door de klem aan te draaien, ontstaat er een spanning tussen de oppervlakken van het piezo-element.

Als we de klem losser draaien, slaat de wijzer van de meter de andere kant op. Als we de klem steeds los en vast draaien, ontstaat er dus een kortstondige pulserende gelijkspanning.

In een gas- of sigarettenaansteker wordt een piezo-element wel toegepast. Door de plotselinge druk op het piezo-element ontstaat een hoge spanning, waarmee het gas tot ontbranding wordt gebracht. Het pick-up element uit een platenspeler kan ook een piezo-element zijn.

Opwekken van elektrische energie door chemische reactie

Spanning opwekken door een scheikundige werking gebeurt zowel in een bat terij als in een accu. Hiervoor hebben we twee platen van verschillende me talen nodig. We maken de ene plaat van bijvoorbeeld koper en de andere van zink. Verder gebruiken we een geleidende vloeistof die we elektrolyt noemen. In afbeelding 4.11 zijn de twee verschillende metalen plaatjes in een geleidende vloeistof geplaatst. De metalen plaatjes noem je de elektroden.

Principe van opwekken door scheikundige werking

We krijgen nu een spanning tussen de plaatjes. De meter slaat altijd naar dezelfde kant uit. We hebben dus een gelijkspanning. Dit betekent dat de ene elektrode al tijd plus (+) is (positieve polariteit) en de andere altijd min (-) (negatieve polariteit). De positieve elektrode noemen we de anode en de negatieve de kathode.

Een spanningsbron die we maar één keer kunnen gebruiken, noemen we een primaire cel. Batterijen zijn primaire cellen. In afbeelding 4.12 is er één afgebeeld. Batterijen worden in zeer veel draagbare apparatuur toegepast.

Als we de spanningsbron weer kunnen opladen na gebruik, noemen we deze secundaire cel, accumulator of gewoon accu(LINK) (battery(LINK)).

Verder maken we nog een onderscheid tussen droge cellen en natte cellen(LINK). Als het elektrolyt een vloeistof is noemen we dat een natte cel. Is het elektrolyt een soort zalf dan spreken we over een droge cel.

Magnetisme en beweging

Spanning opwekken met magnetisme gebeurt zowel in een dynamo als in een generator. Om de werking uit te leggen hebben we een magneet, een spoel en beweging nodig. Als we in afbeelding 4.15 de magneet naar de spoel toe bewegen, krijgen we een spanning. Deze spanning noemen we inductiespanning.

De wijzer van de meter slaat naar één kant uit. Als we de magneet van de spoel af bewegen, slaat de wijzer de andere kant uit. En als we de magneet langs de spoel laten ronddraaien. krijgen we dus een wisselspanning. Zo werkt bijvoorbeeld een fietsdynamo van afbeelding 4.16.

Ook een vliegtuiggenerator werkt op dit inductie principe. De as van de generator wordt aangedreven door de hoofdmotor. Inwendig draaien er spoelen of magneten die zo weer elektrische energie opwekken. Uit de generator komt dan elektriciteit met een spanning van bijvoorbeeld 28 V DC. Zoals in afbeelding 4.17 is weergegeven.

Vliegtuig generator

Zo kan ook wisselspanning worden opgewekt van bijvoorbeeld 115 V AC. Een AC generator wordt ook wel alternator genoemd.

Energie

Energie is een heel breed concept en wordt steeds belangrijke in de wereld om ons heen. Na het opwekken van de energie kom je met de problemen van opslaan, vervoeren en hoe bereken je eigenlijk met Energie Formules? Lees eens hieronder!

Elektrische Energie Formule en Berekenen

Voor de formules die betrekking hebben op elektriciteit verwijs ik u naar —> Elek. Formules

Elektrische Energie Opslaan

Elektrische Energie wordt opgeslagen in accu’s. Na het opwekken ervan wordt het via kabels vervoerd naar de batterijen.

Zonnepanelen

Voor een uitgebreid artikel over zonnepanelen verwijs ik u naar het volgende –> Zonnepanelen en waar op te letten bij het kopen ervan.

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module3, Deel 1, Hoofdstuk 4, Paragraag 4.2, Blz 89-97

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.