We gebruiken dagelijks stroom voor (bijna) alles. Van het opladen van onze mobiele telefoon tot genieten van een warm bad tot het kijken naar onze favoriete sitcoms op tv – elektriciteit is praktisch overal. De meesten van ons konden echter waarschijnlijk geen duidelijk antwoord geven op de vraag: “Hoe werkt elektriciteit ? “
In dit artikel geven we je een duidelijk begrip van wat elektriciteit is, samen met enkele interessante feiten, waaronder hoeveel watt je dagelijkse apparaten nodig hebben.
Hoe werkt elektriciteit?
Het concept van elektriciteit zelf is gebaseerd op elektronenbeweging. Wanneer je elektronen dwingt synchroon te bewegen, produceren ze uiteindelijk warmte, waardoor de draad waarin ze bewegen in een magneet verandert.
Voor elektriciteit is dit elementaire deeltje een elektron met een negatieve lading, dat via de conventiemethode naar het volgende elektron wordt gedragen. Dus als we het hebben over hoe elektriciteit werkt, is het in wezen het resultaat van de accumulatie of beweging van een bepaald aantal elektronen. Bovendien reist elektriciteit in een gesloten circuit zodat de elektronen er doorheen kunnen bewegen.
Laten we dit uitleggen aan de hand van een voorbeeld.
Stel je voor dat je een schakelaar omdraait om een lamp aan te doen. Wat doe jij? Je sluit eigenlijk een circuit. Door dezelfde logica toe te passen, open je een circuit wanneer je een schakelaar uitzet.
Als je nu een circuit sluit, stroomt de stroom van elektriciteit van de elektrische draden er doorheen door het licht, en vice versa. Evenzo is dezelfde logica van toepassing wanneer u uw telefoon oplaadt, uw televisie inschakelt of een ander apparaat bedient.
Bovendien neemt elektriciteit verschillende vormen aan, zoals water, kolen, wind, zonne-energie, waterkracht en nucleair.
Hoe wordt elektriciteit gemaakt en waar is het van gemaakt?
Niet veel mensen zijn zich ervan bewust dat elektriciteit eigenlijk een secundaire energiebron is – iets dat je ontleent aan de omzetting van andere primaire energiebronnen, zoals aardgas , steenkool, kernenergie, olie, enzovoort. Interessant is dat deze primaire energiebronnen hernieuwbaar of niet-hernieuwbaar kunnen zijn, maar elektriciteit zelf is dat niet.
Elektriciteit bestaat uit bouwstenen die atomen worden genoemd. Daarom moet je begrijpen hoe atomen, en vooral, hoe elektronen zich gedragen.
Elk atoom heeft een kern die is opgebouwd uit protonen en neutronen , terwijl elektronen geladen deeltjes zijn die in schillen om de kern draaien. Omdat protonen een positieve lading hebben en elektronen een negatieve lading, trekken ze elkaar aan. Dit houdt beide ladingen gelijk, wat op zijn beurt het atoom in evenwicht houdt. Dus de positieve lading op het proton is gelijk aan de negatieve lading van elektronen.
Neutronen hebben geen elektrische lading en spelen daarom geen actieve rol bij het balanceren van een atoom.
De relatie tussen protonen en elektronen begrijpen
Elektronen hebben een sterke aantrekkingskracht op protonen. Maar de elektronen in de buitenste schil hebben niet zo’n sterke aantrekkingskracht op protonen in vergelijking met de elektronen in de directe schillen.
De zwak aangetrokken elektronen kunnen uit de baan worden geduwd, waardoor ze van het ene atoom naar het andere gaan. Het zijn deze verschuivende elektronen die elektriciteit zijn.
Elektriciteit is gemaakt van elektronen. Maar vanuit technisch oogpunt is het de stroom van elektrische lading als een vorm van elektriciteit die een elektrische stroom veroorzaakt.
Om samen te vatten, de beweging van een aantal elektronen creëert magnetische velden, die de vorming van elektrische ladingen op gang brengen.
Geleidende materialen die worden gebruikt om de elektrische lading te dragen, zoals een koperdraad, hebben een negatieve ladingsstroom van elektronen. Dit helpt bij het geleiden van elektriciteit door de stroom van elektronen een gerichte richting te geven, waardoor ze uniform kunnen bewegen en tegelijkertijd een positieve lading creëren die bekend staat als een elektrische stroom.
Om elektriciteit op te wekken, moet u deze stroom van elektrische stroom goed benutten en vervolgens samen met een geleidend materiaal leiden.
Hoe wordt elektriciteit gemeten? In welke eenheden?
Het meten van elektriciteit en elektrische eenheden is een samenhangende aangelegenheid. Wat dit betekent, zult u binnenkort begrijpen.
De eerste eenheid voor het meten van elektrische stroom onder het internationale systeem van eenheden is ampère of ampère (A). Het geeft het aantal elektronen (ook bekend als de elektrische stroom) aan dat op een bepaald moment door een elektrisch circuit stroomt.
De volgende is volt (V), de meting van de kracht die het elektron door een elektrisch circuit duwt. Deze kracht wordt ook wel het elektrisch potentiaalverschil genoemd. Wanneer we de spanning bepalen, berekenen we het potentieel voor de energie om te bewegen. Kortom, een lagere spanning is gelijk aan een lagere kracht, en een hoge spanning betekent een hogere kracht.
Om elektriciteit te meten, moet je ook de elektrische weerstand meten, die wordt uitgedrukt in ohm (Ω). Zoals eerder vermeld, is koperdraad een geleidend materiaal en omdat het een minimale weerstand heeft, kunnen elektronen gemakkelijk stromen. Het is ook de reden waarom koper een goede geleider van elektriciteit is, met een lage ohm-waarde.
Dus daar heb je het: je hebt ampère, volt en ohm nodig om elektriciteit te meten .
Wat betreft de onderlinge verbinding tussen de drie concepten , één versterker is gelijk aan de hoeveelheid stroom die wordt geproduceerd door een kracht van 1 V die werkt via de weerstand van 1 ohm.
Lees dat nu nog eens langzaam, we weten dat het een beetje ingewikkeld is.
De discussie over het meten van elektriciteit blijft onvolledig als je watt (W) niet noemt, wat een meting van vermogen is. Deze meeteenheid, genoemd naar de Schotse uitvinder James Watt , geeft de snelheid aan waarmee gewerkt wordt.
Als je aan de gloeilamp denkt (gemaakt door een andere beroemde uitvinder, Thomas Edison), zul je je realiseren hoe hij helderder schijnt wanneer je het geleverde elektrische vermogen verhoogt, wat zich ook vertaalt in een hoger wattage. Een gloeilamp van één watt zet één joule elektrische energie per seconde om.
Bij het meten van elektriciteit is de laatste eenheid die u moet weten de coulom b , de hoeveelheid lading die stroomt wanneer de stroom één ampère is.
Met andere woorden, 1 ampère = 1 coulomb /seconde
Waarom is elektriciteit zo belangrijk?
We zijn er vrij zeker van dat niemand zou argumenteren tegen het belang van elektriciteit. Gezien het ongemak dat zelfs een korte stroomuitval veroorzaakt, is een leven zonder elektriciteit bijna ondenkbaar. Dit is tenslotte een essentiële vorm van energie die we ons hele leven lang gebruiken, of het nu gaat om verwarming, verlichting, transport of entertainment.
In feite hebben we elektrische energie nodig voor een groenere, schonere aarde .
Van roterende windturbinebladen tot zonne-energie tot het kanaliseren van stoom naar geothermische energiecentrales , het zou allemaal tot stilstand komen zonder elektriciteit. Als u wilt genieten van hernieuwbare energiebronnen, moet u zorgen voor een constante stroomvoorziening.
Waar komt energie vandaan?
In de Verenigde Staten van Amerika zijn de drie belangrijkste bronnen voor elektriciteitsopwekking steenkool, aardolie en aardgas . Maar dit kan verschillen, afhankelijk van het deel van de wereld waarin u woont. Waterkracht is bijvoorbeeld de belangrijkste bron van elektriciteit in Canada , maar in Frankrijk wordt elektriciteit meestal gewonnen uit kernenergie .
Gelukkig heeft het groeiende bewustzijn voor alternatieve energiebronnen ertoe geleid dat huizen en industrieën windenergie en zonne-energie gebruiken . Ook worden kerncentrales, biomassa en waterkrachtcentrales gebruikt om elektriciteit op te wekken.
Voor meer informatie over uw elektriciteitsbron kunt u contact opnemen met uw energieleverancier voor meer informatie.
Waarom is elektriciteit geen energiebron?
Als je je herinnert hoe we eerder elektriciteit hebben beschreven, zul je je realiseren dat het een manier is om energie van de ene plaats naar de andere te transporteren. Daarom is elektriciteit geen energiebron op zich, maar eerder een secundaire energiebron.
Laten we dit bespreken met behulp van windenergie.
Het is de windstroom die helpt om de turbines aan te drijven, die zijn aangesloten op een elektrische generator die elektriciteit opwekt. Dus zodra de elektriciteit is opgewekt en getransporteerd, wordt de energie omgezet in andere vormen van energie. Het is ook trouw aan de eerste wet van de thermodynamica dat het niet kan worden gemaakt of vernietigd.
De potentiële energie die is opgeslagen in hernieuwbare en niet-hernieuwbare energiebronnen wordt omgezet in elektriciteit, die vervolgens helpt bij het aandrijven van elektrische apparaten, voertuigen en andere dingen.
Elektriciteitsverbruik bepalen
Het is van cruciaal belang om het totale elektriciteitsverbruik van gewone huishoudelijke apparaten te kennen. Immers, hoe hoger uw elektriciteitsverbruik , hoe meer u moet betalen. Hieronder hebben we een overzicht gemaakt van het elektriciteitsverbruik van een aantal veelvoorkomende elektronische apparaten.
Hoeveel elektriciteit verbruikt een tv?
Meestal gebruiken de meeste tv’s tussen de 120 en 170 watt , afhankelijk van de grootte van het apparaat en de gebruikte technologie.
Een 42-inch LCD-scherm gebruikt bijvoorbeeld 120 watt , terwijl een 50-inch LCD-scherm 150 watt gebruikt . Maar als je de technologie verandert, zou een 42-inch plasma-tv 220 watt nodig hebben om te werken, terwijl een 50-inch plasma -tv 300 watt nodig heeft .
Hoeveel elektriciteit verbruikt een computer?
Het elektriciteitsverbruik van een desktopcomputer ligt ergens tussen ongeveer 200 watt , en opnieuw, afhankelijk van het type apparaat dat u gebruikt, zal het elektriciteitsverbruik verschillen.
Hoeveel elektriciteit verbruikt een gloeilamp?
Om erachter te komen hoeveel elektriciteit een gloeilamp verbruikt, moet je kijken naar het aantal watt op de verpakking. Je kunt lampen van 100 watt hebben, maar ook lampen van 60 watt. Bovendien, terwijl een LED-lamp 18 watt nodig heeft , hebben TL-buizen ongeveer 36 watt nodig .
Hoeveel elektriciteit verbruikt een oven?
Ovens zijn er in alle soorten en maten – sommige zijn ontworpen voor commerciële keukens, terwijl andere zijn gemaakt voor huishoudelijk gebruik. Bovendien hebben de gerechten die u kookt ook verschillende kooktemperaturen en -duur.
Het is normaal dat ovens ergens tussen de 1.000-5.000 watt gebruiken , met een algemeen gemiddelde van ongeveer 2.400 watt per uur – op voorwaarde dat de gebruikelijke kooktemperatuur tussen 300-425 ° F blijft.
Hoeveel elektriciteit verbruikt een airconditioner (AC)?
Net als bij ovens zijn AC’s ook verkrijgbaar in verschillende configuraties. Verschillende andere factoren zijn ook van invloed op het totale elektriciteitsverbruik – van het aantal kamers in uw huis of appartement tot de gewenste binnentemperatuur tot uw isolatie , enzovoort.
Geografie en seizoen zijn hier ook cruciaal. Denk er eens over na: het AC-gebruik in de winter in New York zal anders zijn dan het AC-gebruik in de zomer in Palm Springs.
Om u een idee te geven: een gemiddelde centrale airconditioner verbruikt tijdens de warmere maanden van het jaar tussen de 3.000 en 5.000 watt .
Hoeveel elektriciteit verbruikt een droger?
De gemiddelde wasdroger gebruikt 5.000 watt , terwijl de gemiddelde wasmachine tussen de 500 watt (niet-elektrische waterverwarming) en 1800 watt (met elektrische waterverwarming) gebruikt.
Verbruiken dimmers minder elektriciteit?
Ja, dimmers zorgen voor een lager energieverbruik.
Moderne dimmers gebruiken minder elektriciteit in tegenstelling tot oudere dimmers, aangezien de eerste een TRIAC-schakelaar gebruikt die de elektrische voeding meerdere keren per seconde onderbreekt.
Als gevolg hiervan wordt de totale hoeveelheid stroom die de lamp bereikt, verminderd. Dit vermindert de hoeveelheid geproduceerd licht, die op zijn beurt minder elektriciteit verbruikt.
Hoeveel elektriciteit gebruik ik?
De beste manier om de totale hoeveelheid verbruikte elektriciteit te bepalen, is door uw maandelijkse elektriciteitsrekeningen te analyseren .
Uw elektriciteitsverbruik is afhankelijk van de seizoenen, het weer en andere factoren. Maanden dat u niet thuis bent, hebben bijvoorbeeld een lager elektriciteitsverbruik dan maanden waarin u gasten heeft.
U kunt uw stroomverbruik ook berekenen met behulp van de volgende formule:
Stap 1: Bereken de watt van elk apparaat dat u dagelijks gebruikt
Deze vind je op de verpakking van elk toestel. Hier is een lijst met alledaagse apparaten om u op weg te helpen:
- Magnetron: 750-1.100 watt
- Vaatwasser: 1.200-2.400 watt
- IJzer: 100-1.800 watt
- Laptop: 50 watt
- Koffiezetapparaat: 900-1.200 watt
Stap 2: Zet de watt om in kilowatt
Elke 1000W is gelijk aan 1kW, dus reken dit maar uit voor je wattage.
Stap 3: Ontdek het kilowatt en het maandelijkse apparaatgebruik
Hiervoor heb je drie formules nodig:
- Watt-uren per dag berekenen
Apparaat Wattage (watt) x Gebruikte uren per dag = Wattuur (Wh) per dag
- Wattuur omrekenen naar kilowatt
Apparaatgebruik (Wh) / 1000 (Wh/kWh) = Apparaatgebruik in kWh
- Vind uw maandelijkse verbruik
Dagelijks verbruik (kWh) x 30 (dagen) = maandelijks verbruik (kWh / maand)
Stap 4: Bereken de volledige kosten
Maandelijks verbruik in kilowattuur (kWh) x Elektriciteitstarief ($/kWh) = geschatte kosten per maand
Wat is het gemiddelde elektriciteitsverbruik van huishoudens?
In 2019 was het gemiddelde jaarlijkse elektriciteitsverbruik voor een residentiële nutsklant in de VS 10.649 kWh, een gemiddelde van bijna 877 kWh per maand.
In Franse huishoudens was het gemiddelde elektriciteitsverbruik met 6.400 kWh per jaar aanzienlijk lager, terwijl China ongeveer 1.300 kWh per jaar verbruikt .
Verschillende regio’s hebben een verschillend gemiddeld verbruik. Bovendien zijn ook andere factoren, zoals de grootte van het huis, de beschikbaarheid van elektriciteit en de apparaatnormen, van invloed op de cijfers.
Elektriciteit maakt onze toekomst letterlijk rooskleurig
Tegenwoordig hebben de meeste apparaten die we gebruiken en activiteiten die we uitvoeren elektriciteit nodig. Van afkoelen met een ventilator tot telefoneren tot autorijden (hallo Tesla-bezitters!), het is een belangrijk onderdeel van ons dagelijks leven geworden.
Het gebruik van hernieuwbare energiebronnen in plaats van fossiele brandstoffen kan een betere toekomst voor onze aarde garanderen en de uitstoot van kooldioxide verminderen . Neem contact op met uw energieleverancier om over te stappen op elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen zoals zonnepanelen, biomassa en windturbines.