Energieomzetting - Vertoog.nl

Energieomzetting
Energieomzetting
We maken veel gebruik van elektrische energie. Aan elektrische energie hebben we niet zoveel. Elektrische energie is maar een ‘tussenvorm’
van energie. Bij een elektrische verwarming, willen we warmte hebben. De elektrische energie wordt omgezet in warmte. Bij een lamp willen we
de elektrische energie omzetten in licht. Een lamp is niet zo erg efficiënt, dus een deel van de elektrische energie wordt toch ook weer omgezet
in warmte.
warmte en licht
energie
omzetting
elektriciteit
In een lamp wordt energie omgezet
Er is een natuurkundige geweest die heeft aangetoond dat energie nooit verloren kan gaan. Je kunt wel de ene vorm van energie omzetten
in een andere vorm, maar het gaat nooit verloren. We noemen dat een natuurwet. Een natuurwet is niet door mensen bepaald, maar door de
natuur bepaald. De mens heeft alleen maar opgeschreven wat de natuur doet.
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
1
Energieomzetting
Energie gaat dus nooit verloren, maar we kunnen het wel omzetten. Er zijn een verschillende soorten energie, zoals:
•
•
•
•
•
•
•
•
Warmte
Elektrische energie
Bewegingsenergie (kinetische energie)
Energie in een gewicht dat op een hoogte ligt (potentiele energie)
Chemische energie
Geluid
Licht
Samengeperste lucht
We kunnen de ene energievorm omzetten in de andere energievorm. We kunnen ook binnen één energievorm een omzetting maken.
warmte en licht
energie
omzetting
brandstof
Vuur is een omzetting van chemische energie (brandstof) naar warmte en licht
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
2
Energieomzetting
Een voorbeeld van omzetting van energie binnen één energievorm is de transformator. In een transformator wordt energie gestopt met een hoge
spanning en een lage stroom. Aan de andere kant komt er elektrische energie uit met een lage spanning en een hoge stroom.
Een ander voorbeeld van omzetting van energie binnen één energievorm is de tandwielenkast. In een tandwielenkast wordt bewegingsenergie
gestopt met een hoge snelheid en weinig kracht. Aan de andere kant komt er bewegingsenergie uit met een lage snelheid en een grote kracht.
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
3
Energieomzetting
Bij elke overzetting van energie is er wat wrijving en gaat er dus wat energie ‘verloren’. Bij de transformator komt er dus iets minder energie uit
dan er ingestopt is. Het verschil is het verlies. We zeggen nu wel dat energie verloren gaat of dat er verlies is, maar eigenlijk komt die energie vrij
als warmte en als geluid. We noemen het verlies omdat we die energie niet nuttig kunnen gebruiken.
In een generator wordt bewegingsenergie omgezet in elektrische energie. Ook daarbij gaat een beetje energie verloren. Het meeste verlies is
warmte, maar er komt ook wat geluid vanaf.
In elke windmolen zit een generator die elektriciteit maakt
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
4
Energieomzetting
Bij een elektromotor hebben we het omgekeerde. Daar stoppen we elektrische energie in en komt er mechanische energie uit. In de elektromotor
gaat ook wat energie verloren. Maar waar zitten nu de verliezen in de elektromotor?
• De koperdraden van de statorwikkeling worden een beetje warm doordat er een stroom doorheen loopt. Omdat deze warmte in de
koperdraden ontstaat worden dit ‘koperverliezen’ genoemd.
• Het ijzerpakket van de stator en de rotor wordt een beetje warm door het wisselende magnetische veld. Omdat deze warmte in het ijzer
ontstaat worden dit ‘ijzerverliezen’ genoemd.
• De koperdraden van de rotorwikkeling worden een beetje warm doordat er een stroom doorheen loopt. Omdat ook deze warmte in
koperdraden ontstaat worden ook dit ‘koperverliezen’ genoemd.
• Tenslotte is er nog een ventilator die wordt aangedreven door de as. Het aandrijven van de ventilator kost een beetje energie. Dit wordt het
ventilatieverlies genoemd. Vaak wordt het ventilatieverlies gecombineerd met het zeer lage wrijvingsverlies van de lagers.
Met het rendement geven we aan hoeveel procent van de energie die we in de motor stoppen, er ook weer als nuttige mechanische energie
uitkomt. Voor de meeste motoren is dat tussen de 96% en 98%.
Als het rendement 98% is, gaat 2% van de energie verloren. Of beter gezegd: 2% van de energie die de motor in gaat, wordt omgezet in warmte
en geluid.
© Copyright 2015 - Uitgeverij Vertoog - Gouda
5