Vermogen & energie

Vermogen en energie. Een elektrische spanning en stroom kunnen een kracht (vermogen) leveren. Hoeveel vermogen er geleverd moet worden, hangt af van de weerstand die overwonnen dient te worden. Wordt gedurende een bepaalde tijd een toestel (vermogen) aangesloten op een elektriciteitsnet, dan verbruikt dit toestel elektrische energie.

De elektrische energie komt uiteindelijk uit de brandstof die een elektriciteitscentrale gebruikt. Voor het gebruik moet betaald worden, plus dat de kosten voor transport bij de gebruiker in rekening wordt gebracht. In de meterkast, die in iedere woning zit, wordt de hoeveelheid gebruikte elektrische geregistreerd (gemeten) door de kilowattuurmeter (kWh-meter). 

Vermogen 

Worden een gloeilamp van 25 W en een gloeilamp van 100W aangesloten op een spanning van 230V, dan kan het volgende worden waargenomen; de gloeilamp van 100W geeft meer licht dan een gloeilamp van 25W. Er kan dan ook gezegd worden: de prestatie van de lamp van 100 W is groter dan die van 25W. Ook bij andere elektrische toestellen is het verschil in prestatie waarneembaar.

Een motor in een stofzuiger kan een grotere kracht (prestatie) leveren dan een motortje in een elektrische klok, maar kan minder kracht leveren dan een elektromotor die wordt toegepast in bijvoorbeeld een hijskraan. Dit verschil in prestatie wordt in de elektrotechniek het verschil in vermogen genoemd. De prestatie die in seconden wordt geleverd, is het vermogen. Een groter vermogen kan per seconde een grotere prestatie leveren. Op een toestel staat meestal het vermogen aangegeven.

Een onderzoek naar het verschil in vermogen kan worden gedaan met de volgende meting: Twee gloeilampen met een verschillend vermogen worden aangesloten op 230 V met een verschillend vermogen. Een lamp heeft bijvoorbeeld een vermogen van 100 W en de andere een vermogen van 25 W. Wordt vervolgens de stroom gemeten die door de lamp wordt opgenomen, dan blijkt dat de lamp van 100W meer stroom opneemt dan die van 25 W. Om de hoeveelheid lichtopbrengst die hoort bij de lamp van 100 W te krijgen, is meer stroom nodig. De geleverde prestatie (in dit geval hoeveel licht) wordt dus bepaald door de grootte van de opgenomen stroom. Hoe groter de stroom, hoe meer licht.

Worden vervolgens de gemeten stroom en gegeven spanning berekeningen uitgevoerd, dan blijkt dat de gemeten stroom vermenigvuldigd wordt met de gegeven spanning. Hiermee wordt het vermogen berekend. Ook bij andere elektrische toestellen blijkt steeds; stroom maal spanning is vermogen. Er geldt dan ook; Elektrische vermogen = elektrische spanning x elektrische stroom. De grootte vermogen wordt aangegeven met het symbool P en de eenheid Watt. De formule voor het vermogen is nu als volgt: P=U.I

Energieverbruik

Om een elektrisch toestel te laten werken, wordt dit aangesloten op het elektriciteitsnet. Het toestel zal, als dit ingeschakeld wordt, een elektrische spanning en stroom nodig hebben om te kunnen werken. De gebruikte, of beter de geleverde spanning en stroom, is de gebruikte energie. Hoeveel elektrische energie gebruikt wordt hangt af van de tijd dat het toestel ingeschakeld staat. Hoe langer ingeschakeld, hoe meer energie geleverd moet worden. Er geldt dus; Verbruikte energie= spanning•stroom•tijd.

Verbruikte energie = U•I•t.

Spanning maal stroom is gelijk aan het vermogen en wordt aangegeven met P. De tijd wordt aangegeven met t, zodat geldt: Verbruikte energie = P•t.

De gebruikte hoeveelheid elektrische energie wordt ook wel de elektrische arbeid genoemd en wordt gemeten met een kWh-meter, zoals op de afbeelding hieronder is te zien.

  kWh- meter 

Energie wordt aangegeven met het symbool (hoofdletter) W. Omdat er verschillende vormen van energie zijn, zoals; thermische-, mechanische-, elektrische energie enzovoort, wordt vaak met een zogenaamde voetnoot aangegeven welke vorm bedoeld wordt.

• Thermische energie met W/th
• Mechanische energie met W/m
• Elektrische energie met W/e

Voor de verbruikte hoeveelheid elektrische energie geld nu de volgende formule: W/e = P•t

Let op: Bezoek ook onze leer-en praktijkschool: https://www.doehetzelfschool.com

Draaistroom

Naast de eenfase wisselspanning wordt in de elektrotechniek ook vaak gebruik gemaakt van een 3-fase wisselspanning. 3-fase wisselspanning is ook bekend als draaistroom of krachtstroom. 3-fase wisselspanning is een stelsel van drie wisselspanningen die tot een bij elkaar behorend geheel zijn gekoppeld. 1-fase wisselspanning; Bij de theorie over het opwekken van wisselspanning is dat een magneet zich met een eenparige snelheid langs een spoel (U) beweegt en hierin een spanning wordt opgewekt. De opgewekte spanning verandert voortdurend van grootte en richting en wordt een sinusvormige wisselspanning genoemd. De spanning die op deze manier wordt opgewekt, wordt ook wel 1-fase spanning genoemd.