De elektromotor werd al in 1821 uitgevonden.
Maar pas tientallen jaren later begon hij aan een enorme opmars, niet alleen in fabrieken en voertuigen, maar ook bij mensen thuis.
Nu kom je hem overal tegen en is een leven zonder elektromotoren voor ons moeilijk voor te stellen.
Wat kan ik straks?
Aan het eind van deze opdracht kun je:
twee voordelen noemen van elektromotoren.
uitleggen wat er nodig was om te kunnen profiteren van die voordelen.
aan de hand van die voordelen uitleggen waarom de elektromotor vele toepassingen vond bij de industrie en enkele van die toepassingen noemen.
aan de hand van die voordelen uitleggen waarom de elektromotor ook vele toepassingen vond bij het doen van het huishouden en minimaal twee van die toepassingen noemen.
Wat ga ik doen?
Activiteiten
Aan de slag
Stap
Activiteit
Stap 1
Je leest de tekst en beantwoord de vragen over de ontwikkeling van de elektromotor.
Stap 2
Je bestudeert de voordelen van de elektromotor en de uitvinding en werking van de accu, de batterij en de dynamo.
Stap 3
Je leest de tekst en bekijkt de video over stroom voor industrie en vervoer en in huishoudens.
Afronding
Onderdeel
Activiteit
Samenvattend
Hier vind je de begrippenlijst die hoort deze opdracht.
Eindproduct
Je beantwoordt quizvragen over de elektromotor.
Terugkijken
Terugkijken op de opdracht.
Tijd
Voor deze opdracht heb je twee lesuren nodig.
Aan de slag
Stap 1: Ontwikkeling elektromotor
Een elektromotor is een machine die de energie van stroom omzet in beweging.
Die beweging brengt de motor over op een werktuig.
links: elektromagnetisch experiment van Faraday
midden: de elektromotor van Sturgeon
rechts: kleine moderne elektromotoren
Thomas Faraday 1791 - 1867
In 1821 deed de Engelsman Thomas Faraday de volgende proef: hij hing een staaf die stroom kan geleiden met een punt in een bak met kwik. In de bak liet hij een magneet drijven. Telkens als hij stroom op de staaf zette, begon het uiteinde ervan rond de magneet te draaien. Zo maakte hij de eerste elektromotor. Maar met deze motor kun je nog geen werktuig aandrijven.
Dat kan wel met de elektromotor van de Engelsman William Sturgeon uit 1832. Daarna werd de elektromotor verder ontwikkeld tot twee types die we nog steeds gebruiken:
De gelijkstroommotor van de Fransen Hippolyte Fontaine en Zénobe Gramme.
De wisselstroommotor van Nikola Tesla uit 1888.
Hoe een elektromotor werkt, zie je in de Animatie Elektromotor. De informatie uit de video kun je gebruiken bij het beantwoorden van de vraag hieronder.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Voordelen van de elektromotoren
Toen vanaf 1832 elektromotoren beschikbaar kwamen die werktuigen konden aandrijven, werden in fabrieken andere krachtbronnen gebruikt voor het aandrijven van werktuigen. Dat waren spierkracht, windkracht, waterkracht en vooral stoomkracht. Die stoomkracht werd geleverd door machines. Die hadden als voordeel dat je er vele soorten werktuigen mee kunt aandrijven. Het aantal toepassingen van stoomkracht in de industrie was dan ook eindeloos. Ze dreven bijvoorbeeld weefgetouwen aan. Ook was de stoommachine geschikt voor het aandrijven van schepen, treinen en wegvoertuigen. Maar stoommachines hadden ook nadelen. Ze waren groot en zwaar, duur in aanschaf, moeilijk te bedienen (je moest bijvoorbeeld de ketel ervan steeds bijvullen met water en brandstof, meestal steenkool), vervuilden de lucht en brachten afval voort (as).
Elektromotoren kunnen niet alleen vele soorten werktuigen aandrijven, treinen en wegvoertuigen laten rijden en schepen doen varen. Ze hoeven niet per se zo groot en duur te zijn. Je kunt ook kleine, goedkope elektromotoren maken, zo klein zelfs dat één persoon ze kan dragen. Niet alleen rijke fabrikanten kunnen van die kleine elektromotoren aanschaffen, maar ook mensen met weinig kapitaal die een kleine werkplaats hebben met enkele personeelsleden of thuis werken in hun eigen werkplaats. Ook zijn ze makkelijk te bedienen en veroorzaken ze geen luchtvervuiling en afval.
Accu, batterij en dynamo
Nadat Sturgeon in 1832 zijn elektromotor had gedemonstreerd, liepen eigenaars van fabrieken en werkplaatsen niet massaal richting de uitvinder om er een te bestellen. Integendeel. Sturgeon kon zijn vinding aan de straatstenen niet kwijt. Ook latere producenten van elektromotoren merkten dat er voor hun vinding geen afzetmarkt was.
Een markt voor elektromotoren kwam pas van de grond in 1873 met de elektromotor van Fontaine en Gramme. Een elektromotor zet elektrische energie om in mechanische energie. Anders gezegd, met behulp van stroom kan een elektromotor iets in beweging zetten, zoals de stoom dat doet in een stoommachine. Het probleem voor 1873 zat hem niet zozeer in de motoren maar in de stroom. Een elektromotor heeft een continue stroomvoorziening nodig. Dynamo’s uit die jaren leverden pulsen en waren ongeschikt. Batterijen waren duur en de accu werd pas in 1859 uitgevonden door Gaston Planté en bleef ook nog lang erg duur in aanschaf.
Pas rond 1867 ontwierp de Italiaan Antonio Pacinotti een dynamo die continue stroom gaf. Zénobe Gramme kwam twee jaar later met een verbeterd ontwerp van deze dynamo (zie afbeelding). Dat ontwerp zie je nog steeds terug in dynamo’s die we nu gebruiken.
Toen Fontaine en Gramme in 1873 hun elektromotor bouwden, mochten ze er dankzij de dynamo van Gramme op rekenen dat er veel belangstelling voor hun vinding zou zijn.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Na 1873 vonden steeds meer eigenaren van fabrieken en werkplaatsen de tijd rijp om profijt te trekken van de voordelen van elektromotoren. Ze vervingen hun stoommachines door deze handige en schone krachtbronnen. Ze gebruiken elektromotoren om pompen aan te drijven, compressoren, drukpersen, hijskranen, enzovoort.
Ook gebruikten vervoersbedrijven steeds vaker elektromotoren om hun trams, treinen of schepen in beweging te zetten. En de laatste jaren zijn het de autofabrikanten die auto’s uitrusten met elektromotoren. Meer en meer automodellen hebben een elektromotor naast of in plaats van een brandstofmotor.
Als fabrieken, werkplaatsen en vervoersbedrijven overstappen op elektromotoren en olie- en gaslampen vervangen worden door elektrische lampen, neemt de vraag naar stroom enorm toe. Om aan die stijgende vraag te voldoen, worden vanaf eind 19e eeuw steeds meer en steeds grotere energiecentrales gebouwd. Grote netwerken van stroomkabels vervoeren de stroom van de centrales naar de bedrijven. De centrales werken nog steeds met dynamo’s die gebaseerd zijn op de dynamo van Gramme. De eerste centrale van Nederland werd in 1886 in Kinderdijk in gebruik genomen.
Stroom tot achter de voordeur
De stroom wordt niet alleen in fabrieken afgeleverd maar ook de huizen worden op het elektriciteitsnet aangesloten. Eerst om de lampen te laten branden. Al snel zien producenten ook andere mogelijkheden.
Omdat elektromotoren in alle soorten en maten gemaakt kunnen worden, bedachten uitvinders steeds meer toepassingen voor thuisgebruik.
We noemen er twee die al snel in elke woning een plaats vonden:
De elektrische wasmachine.
Voordat dit apparaat in de eerste jaren van de 20e eeuw door de Amerikaan Alva John Fisher werd uitgevonden, moest de was met de hand worden gedaan. Een tijdrovend en vermoeiend werk. Fisher ’s wasmachine was uitgerust met een elektromotor en deed al het zware werk in een paar uur.
De elektrische koelkast.
Vlees, vis en veel andere etenswaren bederven snel als je ze op kamertemperatuur bewaart. In een koelkast met een temperatuur vlak boven het vriespunt, blijven deze etenswaren langer goed en komen er niet zo snel ziekmakende bacteriën in. De temperatuur wordt op peil gehouden door een pomp die door een elektromotor wordt aangedreven.
Dat er nog veel meer voorbeelden zijn kun je zien in de film ‘De elektromotor, wat kun je ermee doen?’
Bekijk de video.
Tel het aantal verschillende apparaten dat je ziet.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Hier vind je de begrippenlijst die hoort bij deze opdracht.
Elektromotor
Een elektromotor is een machine die de energie van stroom omzet in beweging. Die beweging brengt de motor over op een werktuig.
Accu
Afkorting voor accumulator. Een apparaat waarin elektrische energie tijdelijk kan worden opgeslagen.
Batterij
Voorwerp waarin energie opgeslagen wordt. Door een chemische reactie kan daaruit elektrische stroom worden geleverd voor bijvoorbeeld radio’s, speelgoed, zaklantaarns enz.
Dynamo
Apparaat waarin mechanische energie die binnenkomt via een draaiende as, wordt omgezet in elektrische energie. Een voorbeeld is een fietsdynamo: mechanische energie van het ronddraaiende wiel wordt omgezet in stroom voor de fietslampen.
Energiecentrale
Gebouw waarin energie (elektriciteit) wordt opgewekt die vervolgens via stroomkabels vervoerd wordt naar bedrijven en huizen.
Elektriciteitsnet
Stroomkabels die van de energiecentrale naar bedrijven en huizen lopen en waardoor de opgewekte stroom vervoerd wordt.
Eindproduct: Quizvragen
Als eindproduct van deze opdracht maak je elektromotorquiz.
In het eindproduct laat je zien dat je de leerdoelen hebt behaald.
elektromotorquiz
Hieronder zie je elf zinnen. Neem de zinnen over in een (Google-)document.
Elke zin is een omschrijving van een ding of persoon die in deze les genoemd is. Vul achter elke zin het gevraagde woord in.
Een elektromotor zet energie van stroom om in ...
Faraday hing een staaf van geleidend materiaal in een bak met ...
De elektromotor in de film bij Stap 1 heeft een ...
De eerste elektromotor die een werktuig kan aandrijven is uitgevonden door ... (alleen achternaam noemen).
Om een stoommachine te laten werken, moest je telkens de ... vullen met water en die verhitten.
In elke elektromotor zit een ...
Het eerste type elektromotor waarvan er veel zijn verkocht is uitgevonden door ... Gramme en ... (alleen achternaam noemen)
De accu werd in 1859 uitgevonden door ... (alleen achternaam noemen)
De elektrische wasmachine is uitgevonden door ... (alleen achternaam noemen)
Voedingswaren die snel bederven, kunnen toch lang worden bewaard dankzij de uitvinding van de elektrische ...
Bij het maken van een quiz ontwerp je zelf de vragen in groepjes. Via een puntensysteem wordt de winnaar bepaald. Daarna worden de antwoorden besproken.
Beoordeling
De oplossing van de elektromotorquiz laat je beoordelen door je docent.
Bij de beoordeling let je docent op:
De inhoud: laat de oplossing van de quiz zien dat je begrepen hebt hoe belangrijk en onmisbaar elektromotoren zijn voor industrie, vervoer en huishoudens?
De vorm: zijn alle antwoorden op de quizvragen die je hebt ingevuld, correct?
Taalfouten: niet van toepassing.
Terugkijken
Kan ik wat ik moet kunnen?
Lees de intro nog eens door. Past de intro goed bij de opdracht.
Gaf de intro een goed beeld van wat je in deze opdracht ging doen?
Kan ik wat ik moet kunnen?
Lees de leerdoelen van deze opdracht nog eens door.
Kun je wat je moet kunnen?
Hoe ging het?
Tijd
Bij de activiteiten stond dat je ongeveer 2 uur met de opdracht bezig zou zijn.
Had je die tijd ook nodig voor deze opdracht of kwam je tijd te kort?
Inhoud
Wist je al veel over de elektromotor en het ontstaan daarvan? Vind je dit onderwerp interessant?
Schrijf op wat nieuw voor je was.
Eindopdracht
Wat vond je van de eindopdracht? Ging het goed? Heb je veel quizvragen goed beantwoord?
Wist je de antwoorden gelijk of heb je ook nog antwoorden op moeten zoeken?
Het arrangement Elektriciteit aan huis vmbo-kgt34 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor geschiedenis voor VMBO KGT leerjaar 3 en 4. Deze les valt onder het thema Industriële samenleving. Het onderwerp van de les is Elektriciteit aan huis. In 1821 ontwikkelde Thomas Faraday de eerst elektromotor. Deze uitvinding werd verder ontwikkeld door Hippolyte Fontaine en Zénobe Gramme met hun gelijkstroommotor en door Nikola Tesla, die de wisselstroommotor ontwikkelde in 1888. In 1832 was de elektromotor nog alles behalve populair maar veranderde door de uitvinding van Fontaine en Gramme. Hierbij werd een dynamo gebruikt (uitgevonden door Pacinotti in 1967) waardoor er constant stroom was om mechanische energie op te wekken. Dot zorgde voor veel belangstelling binnen de industrie en vervoer. Daarna werd ook elektriciteit in de huizen aangesloten en er kwamen al snel uitvindingen die stroom gebruikten zoals de wasmachine en de koelkast. Begrippen die verder nog bij deze les horen zijn: accu, batterij, energiecentrale en elektriciteitsnet.
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollecties voor geschiedenis voor VMBO KGT leerjaar 3 en 4. Deze les valt onder het thema Industriële samenleving. Het onderwerp van de les is Elektriciteit aan huis. In 1821 ontwikkelde Thomas Faraday de eerst elektromotor. Deze uitvinding werd verder ontwikkeld door Hippolyte Fontaine en Zénobe Gramme met hun gelijkstroommotor en door Nikola Tesla, die de wisselstroommotor ontwikkelde in 1888. In 1832 was de elektromotor nog alles behalve populair maar veranderde door de uitvinding van Fontaine en Gramme. Hierbij werd een dynamo gebruikt (uitgevonden door Pacinotti in 1967) waardoor er constant stroom was om mechanische energie op te wekken. Dot zorgde voor veel belangstelling binnen de industrie en vervoer. Daarna werd ook elektriciteit in de huizen aangesloten en er kwamen al snel uitvindingen die stroom gebruikten zoals de wasmachine en de koelkast. Begrippen die verder nog bij deze les horen zijn: accu, batterij, energiecentrale en elektriciteitsnet.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
Oefeningen en toetsen
Ontwikkeling van de elektromotor
Elektromotor
Verschillende apparaten
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
De elektromotor werd al in 1821 uitgevonden.
Aan het eind van deze opdracht kun je:
Hier vind je de begrippenlijst die hoort bij deze opdracht.
