Wisselstroomtheorie

[Superbee]

Gisteren, moest ik bij de buurvrouw haar halogeenlamp-armatuur onder de loep nemen daar er blijkbaar wat meer aan de hand zou zijn dan enkel een kapotte lamp.

Nu was ze de ganse tijd mee aan het kijken en vragen stellen terwijl ze telkens met haar handen gevaarlijk dicht bij één van de twee draden kwam. Ik waarschuwde haar wat meer afstand te bewaren, waarop ze me vroeg of ze van beide draden een elektrische schok kon krijgen. Ik antwoordde bevestigend maar dit deed me later die avond aan het denken zetten.

Eigenlijk is het lang geleden dat ik me met de theorie van wisselstroom bezig hield en één en ander ben ik wel kwijt.

Daarom wou ik wat vraagjes stellen teneinde de basiskennis terug op te pikken.

Stel je hebt dus op een elektriciteitsnet 220V en 50hz een enkelpolige schakeling vanuit een lijndraad L en nuldraad N waarop 1 lamp geschakeld wordt van 100watt.

Dat wil zeggen dat elke 0,1 sec(want (1/50)/2) alterneert de spanning van positief naar negatief en omgekeerd.

Stel nu dat je de lampdraden bloot hebt hangen en de lamp is afgesloten.

Kun je dan in theorie slechts elke 0,1 sec een schok krijgen van de ene dan wel de andere draad?

Aangezien stroom van positief naar negatief vloeit is de ene keer het potentiaal op de nuldraad postief tov het potentiaal op de lijndraad en dan omgekeerd.

Wanneer de lamp aangesloten blijft is de kring gesloten. Krijg je achter de lamp in de schakeling dan ook een schok op de nuldraad tijdens de positieve periode?

Of verbruikt de lamp alle gevraagde stroom = 220V / 100watt = 2,2 A waardoor de stroomwaarde op de nuldraad 0A bedraagt?

Ik weet het, het zit beschamend ver.

Dus ik hoop op een heleboel wijsheid...

[klazon]

Dat wil zeggen dat elke 0,1 sec(want (1/50)/2) alterneert de spanning van positief naar negatief en omgekeerd.

Reken dit eens opnieuw uit. (1/50)/2 is toch niet 0,1?

Verder is de wisseling zo snel dat je het voelt als een doorlopende prikkeling.

De nul staat nagenoeg op aardpotentiaal. Dus of de lamp nou wel of niet is aangesloten, als je alleen de nul aanraakt zul je geen schok krijgen.

En als je nul en fase tegelijk aanraakt, zul je wel een schok krijgen, ook ongeacht of de lamp wel of niet is aangesloten. De spanning wordt door het verbruik van de lamp nauwelijks beïnvloed.

[Superbee]

oei, nul vergeten. 0.01sec. natuurlijk.

De spanning zal nauwelijks veranderen inderdaad. Maar de stroom toch wel?

Maar ben ik verkeerd in mijn manier van denken als ik beweer dat, de nuldraad op aardpotentiaal, wat 0 volt is, in zijn gesloten kring wel te verstaan, stroom stuurt tijdens de negatieve alternantie daar de het aardpotentiaal positiever is dan het negatieve potentiaal van de lijndraad?

[Cerium]

Zoals klazon al zei zal de nuldraad te allen tijde nagenoeg op aardpotentiaal blijven. Het is de fasedraad die afwisselend op een hogere en lagere potentiaal tov de nul zal komen te staan. Dus het is als het ware de fasedraad die stroom uit de nul "zuigt" tijdens de negatieve alternantie. Als je de nuldraad volgt tot aan de distributietransformator in je straat zul je zien dat die in feite rechtstreeks verbonden is met de aarde.

[Bert159]

Toch even opletten met "de nul" .

In de meeste huishoudelijke installaties is het zo dat (al dan niet bij jou thuis of in de laagspanningskabine) één van de twee geleiders aan de aarde ligt. DAT HOEFT NIET PER SE DE NULGELEIDER TE ZIJN!!!

Wees daar extreem voorzichtig mee, meestal is het zo maar om verschillende redenen (bijv betere bescherming van electronica, maar dikwijls ook verstrooidheid) kan de fase aan de aarde gelegd worden. Het is zo dat je steeds de draad mag vast houden die aan de aarde ligt (immers er is geen potentiaalverschil tussen de draad en de aarde waarop jij staat dus zal er ook geen stroom door je lopen). Je kunt dit gemakkelijk meten door de spanning tussen je aarding en elk van de kabel te meten... Drie mogelijkheden:

• Je meet een vreemde waarde (bijv 75 V)
• Je meet 0V
• Je meet 230V

Indien je een vreemde waarde meet dan weet je dat de draad zwevend is tov de aarde (galvanisch gescheiden), indien je de draad vast neemt dien jij als aarding. Er zal niets gebeuren aangezien aarde en draad nu opdezelfde spanning staan.

Indien je 0 of 230V meet weet je eigenlijk niets zeker... De spanning kan nog steeds zwevend zijn, maar waarschijnlijk meet je wel degelijk een spanning... 0V kan geen kwaad 230V al wat meer, maar dat hoef ik je wss niet te vertellen .

De reden dat je één grote electrocutie voelt is zoals Klaxon al zei dat het over een periode van 0,02 seconden gaat dat neem je niet waar. Ik heb me eens laten vertellen dat je het wel degelijk zou waarnemen indien het over een frequentie van 10 Hz gaat (0,1 seconden zou waarneembaar zijn), maar zeker ben ik dat niet.

Wat je bedoelt met lamp aangesloten of niet begrijp ik niet goed... bedoel je dan dat de zekering/schakelaar aan of af ligt? Indien de zekering/schakelaar af ligt kan er je niet gebeuren, immers er staat geen spanning op de draad...

[klazon]

Ik vind dit een vreemd verhaal. Ik kan me geen situatie voorstellen waarbij bewust een fase aan aarde wordt gelegd. Kun je daar een concreet voorbeeld van noemen?

Ook het per ongeluk aan aarde leggen van een fase zal niet onopgemerkt blijven. Dat zal ogenblikkelijk tot kortsluiting leiden, juist omdat de nul geaard is.

Van zwevende huishoudelijk netten heb ik nog nooit gehoord. Als die bestaan zou ik daar ook wel eens een concreet voorbeeld van willen zien.

[Bert159]

Een voorbeeld is bij domotica, bij de voeding van een I/O kaart wordt het soms gedaan om de spanningsdeler aan de ingang beter te beschermen. Hoe dat juist zit zou ik moeten opzoeken en zit in het buitenland voor 't moment.

Zwevende spanningen komen ben ik in een huishoudelijke installatie ook nog nooit tegengekomen (wel bv. in de computer of andere apparaten), maar ik kan me wel voorstellen dat een doe-het-zelver wel al eens een transfo aansluit zonder aarding te voorzien.

[klazon]

Ja okee, maar dat zijn dus voorbeelden van dingen die achter het normale net zitten.

Maar netten zoals die door het energiebedrijf worden binnengebracht zijn altijd op de nul geaard, en nooit op een fase. En ze zijn ook nooit zwevend.

[Bert159]

Ja natuurlijk . Maar als je zelf aan de elektriciteit wilt gaan prutsen is het toch belangrijk daar rekening mee te houden...