Stroom en Spanning (wissel)

Merel stelde deze vraag op 02 juni 2020 om 11:17.

Wat is juist en onjuist, ik heb een vermoeden maar ik weet niet waarom.
Please help
- Er staat (wissel)stroom op het stopcontact 
- Je kunt geen LED gebruiken, want een LED werkt niet op wisselspanning.

Reacties

Theo de Klerk op 02 juni 2020 om 11:35
Je zou je vermoeden kunnen delen. Of vermoed ik dat je geen vermoeden hebt?

Energiebedrijven zetten wisselstroom op het stopcontact (officieel: wandcontactdoos). Gelijkstroom geeft te grote energieverliezen tussen centrale en de aangesloten huizen.

Een LED is een lamp die alleen brandt als stroom in een bepaalde richting loopt. En dus niet telkens wisselt van richting (dan werkt hij maar de helft van de tijd).  Daarnaast gebruikt een LED maar enkele volts - de 230 V (wissel)spanning van het lichtnet is veel te hoog.
Jan van de Velde op 02 juni 2020 om 15:28

Theo de Klerk plaatste:


Een LED is een lamp die alleen brandt als stroom in een bepaalde richting loopt. En dus niet telkens wisselt van richting (dan werkt hij maar de helft van de tijd).  
Als het niveau boven havo/vwo 4 , of op een MBO-opleiding elektronica zit : minder dan de helft van de tijd omdat die wisselspanning, eens dat de stroom de goeie kant op begint te lopen, ook eerst nog moet opbouwen tot de drempelspanning vanaf waar de LED/diode pas stroom doorlaat. 

En als dit een onderbouwvraag is houden we het simpel, en doen we net of hij de helft van de tijd wel zou werken, en de andere helft niet 



groet, Jan
Mark op 14 juni 2020 om 12:05

Hoe kan stroom eigenlijk negatief zijn? ( wisselspanning )

aangezien elektronen zich verplaatsen... Je kan toch geen -5 elektronen hebben?

 

Hoe kan het daar er meer energieverlies is bij het transport van stroom door gelijkspanning i.p.v. wisselspanning? stroom = stroom? toch

 

Alvast bedankt!

Theo de Klerk op 14 juni 2020 om 12:13
Stroom is niet negatief: het gaat de andere kant op. De ene kant wordt positief gerekend, de andere negatief (net als assenstelsels in de wiskunde).

De lading zelf kan + of - zijn (voor elektriciteit zijn het de elektronen, dus negatief geladen) maar ze kunnen nog steeds vooruit of achteruit bewegen.
Mark op 14 juni 2020 om 13:10
Ok, thanks!

Hoe wordt de wissel van wisselspanning dan gerealiseerd?
Theo de Klerk op 14 juni 2020 om 13:14
Door de spanningsrichting (van + naar - ) om te draaien. Elektronen gaan altijd van - naar + dus als je de richting omdraait, gaan de elektronen ook "ineens" de andere kant op.

Meestal ontstaat een andere spanningsrichting door inductie: spoelen draaien en komen  steeds een ander (wisselend in grootte) magneetveld tegen waardoor er een inductiestroom wordt opgewekt die dat probeert tegen te gaan. Dat kan door de stroom nu eens de ene en dan weer de andere kant op te laten lopen (doordat de inductiespanning omdraait).



https://datacenter.com/news_and_insight/the-power-of-load-balancing-in-data-center-2/
Jan van de Velde op 14 juni 2020 om 19:24

Mark plaatste

Hoe kan het dat er meer energieverlies is bij het transport van stroom door gelijkspanning i.p.v. wisselspanning? 

Dat is dan ook, zo simpeltjes gesteld, niet waar. 

De kunst energieverliezen te beperken bij transport van elektrische energie zit hem in het fors verhogen van de spanning (hoogspanningsleidingen) . Het verlies zit hem immers in de "wrijving" tussen de elektronen en de atomen van de geleider, en gaat kwadratisch omhoog met de stroomsterkte.
1 000 x hogere spanning --> 1 000 x geringere stroomsterkte --> 1 000 000 x geringere energieverliezen. En dat geldt even sterk voor wisselspanning als voor gelijkspanning. No difference.

Bij wisselspanning kan dat omhoog- (en bij de verbruiker weer omlaag-)transformeren heel eenvoudig via vrij simpele transformatoren, en die techniek geeft maar beperkte verliezen.
Daarbij, met een goede balans tussen de gebruikelijke drie fasen heb je zelfs geen lange retour(nul) leidingen nodig, omdat L1 en L2 fungeren als Nul voor L3, en vice versa. Zorg dat in een kern met verbruikers alle fasen gelijk belast zijn, en de nulleiding terug naar de centrale voert zelfs géén stroom, en geeft dus ook geen verliezen. 

Voor gelijkstroom heb je voor omhoog- en omlaagtransformeren ingewikkelde, dure,  en relatief energievretende, omvormers nodig.
Tel daarbij op dat opwekking van elektrische energie bijna uitsluitend plaatsvindt uit beweging, via generatoren (waarvan een model in die animatie in Theo's bericht hierboven), wat dus per definitie al een wisselstroom oplevert. Daar dan altijd gelijkstroom van maken wordt een dure grap.

MAAR.... voor lange-afstandstransport komt een andere koekoek uit het ei: wisselspanningsleidingen veroorzaken ook een wisselend elektromagnetisch veld rondom die leidingen, en dat veroorzaakt een impedantie met zijn eigen verliezen. Hoe langer de leiding, hoe groter die vorm van verlies. Gelijkspanning kent dat probleem niet.

Voorbeeld: Nederland exporteert 's nachts overschotstroom naar Noorwegen, waar men er stuwmeren mee vol pompt, en importeert dat weer op piektijden terug.  Dat gaat via een onderzeese kabel, NorNed, en dat werkt o.a. vanwege de afstand wèl met gelijkstroom (nog steeds onder hoogspanning, 450 000 V) 

En dus is er bij transport van elektrische energie een omslagpunt. Binnenlandse netten, met overal verbruikers en producenten verdeeld over het hele land, en dus relatief korte afstanden daartussen, werken met wisselspanning. Op lange afstand werkt gelijkspanning voordeliger, zowel qua energie als qua kosten, ondanks de omvormingsverliezen. 

Groet, Jan
Roos op 10 december 2023 om 19:47
  • hoii een stopcontact heeft een wisselspanning maar om het een gelijkspanning te maken heb je een diode nodig. Zit die diode in de stekker? 
Theo de Klerk op 10 december 2023 om 20:23
Soms, vaak niet. Dan is er een transformator die eerst de wisselstroom 240 V naar een lager niveau brengt (zoals 18 V) en is er een diodeschakeling, die per stroomrichting de stroom wel/niet doorlaat zodat uiteindelijk achter de schakeling alleen stroom in 1 richting doorkomt. Nog geen gelijkstroom, want de spanning wisselt tussen 0 en de maximum waarde (zoals 18V), maar is in elk geval niet meer wisselstroom.  Aanvullende condensators "vlakken de stroom af" zodat uiteindelijk wel een gelijkstroom ontstaat die niet alleen in dezelfde richting loopt maar ook een vrijwel constante spanning heeft (bijv. 12V).

Roos op 11 december 2023 om 20:06
Dankuwel!

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)