109
4. Een zekering is stuk. Je beschikt over 2 reservezekeringen: één met een grotere en één met een kleinere weerstand dan voorzien. Welke zou je gebruiken? Waarom? 5. In een broodrooster is de aardingsdraad in het toestel los en raakt de fasedraad. Wat gebeurt er op het moment dat je het toestel aansluit a) op een stopcontact zonder aarding? b) op een stopcontact met aarding?
R E E K S 2 1. Als een toestel met weerstand Rt op de netspanning U is aangesloten en de weerstand van de elektriciteitsleidingen is te verwaarlozen, dan ontwikkelt het toestel een normaal vermogen Pn. Als er in de leiding een slecht contact of beschadiging is, is de weerstand op die plaats Rc. Op die plaats wordt dan een vermogen Pc aan warmte ontwikkeld. Het vermogen ontwikkeld in het toestel is dan Pt. a) Toon aan dat Pc =
Rc · U 2 . (Rc + Rt)2
b) Onderzoek (met je grafisch rekentoestel) de Pc(Rc)-grafiek. Neem bv. U = 230 V en Rt = 50 . c) Onderzoek grafisch voor welke waarde van Rc het vermogen Pc maximaal is. Ga na dat voor die waarde Pc = 25 % Pn. d) Onderzoek het verband tussen Pt en Rc: stel de formule op, maak de grafiek en interpreteer. 2. Bij een ongeval raakt een arbeider een hoogspanningskabel aan, waardoor er over zijn arm een spanning van 30 000 V komt te staan. De weerstand van zijn arm bedraagt 1500 , de massa 5,0 kg en de specifieke warmtecapaciteit van het weefsel is 3600 J/kg · °C. Bereken a) de grootte van de stroom en de warmte die per seconde in zijn arm geproduceerd wordt; b) de temperatuurstijging van de arm per seconde. 3. Bespreek het risico als je bij het werken aan een elektrische kring slechts één zekering van die kring uitschakelt.
6. Maarten beweert: “Een vrachtwagenaccu heeft een spanning van 24 V en kan bij het starten een stroom leveren van 400 A. Het is daarom levensgevaarlijk de startkabel aan te raken tijdens het starten”. Bespreek zijn bewering. 7. In een stopcontact is de aardingsdraad los. Wat gebeurt er als deze draad a) de nulgeleider raakt? b) de fasegeleider raakt? 8. Bij een reanimatie zet men twee elektrodes op de borst van het slachtoffer en stuurt men gedurende een fractie van een seconde een stroomstoot met vermogen 200 W door de borststreek. a) Waarom gebruikt men een speciale gel tussen de elektrodes en de huid? b) Waarom duwt men de elektrodes hard op het lichaam? c) Hoe groot is de stroom door de hartstreek als de weerstand 50 bedraagt? 9. Bij een geëlektrificeerd spoor loopt een stroom van 300 A via de bovenleiding door de motor van de trein en via de rails terug naar de bron. Hoe komt het dat je de rails toch zonder risico kunt aanraken? 10. Het verwarmingselement in een wasmachine of een isolator waterkoker bestaat geleider uit een geleider met daarrond een isolator. Wat als de isolatie stuk is? doorsnede verwarmingselement van een wasmachine
WAT JE NA DIT HOOFDSTUK MOET KENNEN EN KUNNEN: de begrippen meterkast, verdeelbord, binnenhuisinstallatie, fasegeleider, nulgeleider, aardgeleider, keurmerk en A.R.E.I. uitleggen u itleggen op welke verschillende wijzen elektriciteit brand kan veroorzaken en welke veiligheidsvoorzieningen men treft om dat te voorkomen beschrijven wat het effect is van een elektrische stroom door het menselijk lichaam en van welke factoren dat effect afhangt uitleggen wat elektrocutie door rechtstreekse aanraking is en enkele voorbeelden kunnen geven van veiligheidsvoorzieningen om dat te voorkomen uitleggen wat elektrocutie door onrechtstreekse aanraking is en welke veiligheidsvoorzieningen men treft om dat te voorkomen oefeningen en denkvragen m.b.t. elektriciteit en veiligheid oplossen
E LE K TR IC ITE IT
c) De frietketel staat in brand. d) Je neemt deel aan een nachtdropping. Als je een treinspoor oversteekt, zie je aan de bovenleiding een heel mooie vlieger hangen. e) De laatste maanden is er bij je thuis een abnormaal groot elektriciteitsverbruik. f) Er komt rook uit een contactdoos.