El 12	Elektriciteit thuis
In dit hoofdstuk ga je bekijken hoe de elektriciteitsvoorziening in een woonhuis in elkaar zit. Ook gaan we de gevaren die aan elektriciteit verbonden zijn, bespreken.
Opgave 1
Hieronder zie je een schema van de elektriciteitsvoorziening in een woonhuis. Men spreekt wel van "het lichtnet" of van "het net" of ook wel van "de elektrische huisinstallatie". Iedere lijn in de figuur stelt 2 draden voor.
fig 12-1
Als op een kruispunt van draden een zwart bolletje staat betekent dit dat de draden met elkaar verbonden zijn. Een kruising zonder bolletje betekent dat ze langs elkaar heen lopen.

Uit de grond komt de zogenaamde grondkabel. Deze kabel is verbonden met het elektriciteitsbedrijf.
a	Bekijk een stuk grondkabel en ga na hoeveel moeite men heeft gedaan om de kabel te isoleren.Volg je de grondkabel dan kom je eerst bij de huisaansluiting. Zie figuur 12-2. Dit kastje is verzegeld. In het kastje bevinden zich smeltzekeringen. Als één van deze zekeringen doorsmelt, kun je haar niet zelf vervangen. Iemand van het elektriciteitsbedrijf moet dan komen. Na deze huisaansluiting zit de kWh-meter. Deze meter is ook verzegeld. Je weet al dat deze de hoeveelheid omgezette energie aangeeft. Vervolgens komt er een kastje waarin 2 of meer zekeringen en evenveel schakelaars zitten. Hier splitst de hoofdleiding zich in verschillende leidingen die naar verschillende delen van het huis gaan. De verschillende leidingen waarin de hoofdleiding zich splitst noemen we de verschillende groepen.
b	Waarom is het handig om de hoofdleiding te splitsen in groepen?
c	In een kamer zit vaak één stopcontact op een andere groep dan de rest van de kamer. Kun je hiervoor een reden bedenken?
fig 12-2
d	Waartoe zal de schakelaar bij iedere groep dienen?
e	Zijn de apparaten en lampen in huis in serie of parallel geschakeld?
Leg uit.

Opgave 2
Iedere groep bestaat uit 2 draden. Deze lopen meestal door een plastic buis (de elektriciteitsbuis). Eén van deze draden staat onder spanning. Deze draad wordt de fasedraad genoemd of kortweg: de fase.
De andere draad heet de nulleider. Deze draad is niet alleen verbonden met de andere kant van de wisselspanningsbron maar is ook verbonden aan de aarde. Vaak is naast de fasedraad en de nulleider nog een derde draad aanwezig. Dit is de aarddraad. In figuur 12-3a en b zie je twee typen wandcontactdozen.
fig 12-3
A	zonder aarddraad aansluiting en
B	met aarddraad aansluiting, ook wel randaarde genoemd
Je gaat nu onderzoeken welke opening in een wandcontactdoos onder spanning staat. Voor deze proef heb je een spanningzoeker nodig. Met dit apparaat kun je onderzoeken of een punt onder spanning staat. In een spanningzoeker bevindt zich grote weerstand en een lampje. Als je de punt van een spanningzoeker contact laat maken met de fasedraad en je zelf contact maakt met het metalen deel aan de achterkant van de spanningzoeker zal er lading door het lampje gaan stromen. Het lampje gloeit. Als je de spanningzoeker tegen de nulleider houdt zal er geen lading stromen omdat zowel de nulleider als jij zeifin verbinding staan met de aarde zonder een batterij er tussen.
Voor je gaat meten eerst de technisch-onderwijs-assistent of je docent raadplegen! Met de punt van de spanningzoeker raak je het te onderzoeken contact aan, terwijl je een vinger op de bovenkant van de spanningzoeker houdt. Ga met de spanningzoeker na welk gat in de contactdoos onder spanning staat. Is dit voor iedere contactdoos hetzelfde?
Op het lichtnet staat 230 V wisselspanning

Opgave 3
In figuur 12-4 zie je hoe een muurschakelaar in het circuit is geschakeld.

fig 12-4
De bruine draad is de fase. Tussen de schakelaar en de lamp monteert men een zwarte draad. De zogenaamde schakeldraad.
a	Kan de schakelaar ook in de blauwe nulleider aangebracht worden?
b	Waarom wordt de schakelaar in de fasedraad aangebracht?
Opgave 4
Als je het licht onderaan de trap aan doet, is het handig als je dit boven aan de trap weer uit kunt doen. In figuur 12-5 zie je hoe dat kan.

fig 12-5
a	Ga na dat de lamp door iedere schakelaar aan en uit kan worden gedaan.
b	Vraag een model van deze schakeling.
c	Als je wilt kun je deze schakeling op de computer maken.

Opgave 5
In figuur 12-6 zie je een snoer schakelaar.
fig 12-7
Vraag een stekker met snoer, snoerschakelaar of wat ander schakelmateriaal. Demonteer het geheel en monteer het daarna weer.
Niet in het stopcontact doen.
Laat het controleren.
Opgave 6
In deze en de volgende vragen besteden we aandacht aan een aantal gevaren van elektriciteit
en de maatregelen die daartegen genomen kunnen worden.
Voor deze proef heb je nodig: enige zekeringen (stoppen) en een houder.
a	 Waar hoort de zekering in de huisinstallatie te zitten?
b	 Doe een zekering in de houder en bekijk hoe het in elkaar past. Verklaar de werking ervan. Maak een duidelijke tekening.
Voor huisinstallaties bestaan zekeringen van 6 A (groen), 10 A (rood), 16 A (grijs), 20 A (blauw) en 25 A (geel). In huis zijn de meest gebruikelijke 10 A en 16 A.
Er bestaan ook automatische zekeringen. Hierbij wordt het contact verbroken als de stroomsterkte te groot wordt. Door op een knop te drukken kan je de groep waar deze zekering in is opgenomen weer in werking stellen. Door hun onnauwkeurigheid zijn deze minder veilig.
c	Vaak hebben kwetsbare elektrische onderdelen in apparaten (televisie, versterker, radio enz.) een eigen zekering.
Wat is het voordeel hiervan?

Opgave 7
Als je een elektrisch apparaat hebt aangesloten bestaat er altijd de kans dat dit door een fout onder spanning komt te staan. Dit kan wanneer de isolatie van de fasedraad beschadigd is en contact maakt met het omhulsel van het apparaat. De zekering werkt nu niet omdat er geen sprake is van kortsluiting. Je zou nu door aanraken van het omhulsel ook de fasedraad aanraken.
Dit gevaar kan verminderd worden door het omhulsel van het apparaat via een draad te verbinden met de aarde. Dit is meestal een ijzeren staaf die diep in de grond is geslagen. De kleur van deze draad is geel/groen of blank vertind koper.
Als je een geaard omhulsel van een apparaat aanraakt, kan er dus niets gebeuren. Met je voeten maak je zelf contact met de aarde net als het omhulsel.
In figuur 12-8 kun je de werking van randaarde zien.
a	fig 12-8	b
De pijlen geven de loop van de wisselstroom aan als de fase draad contact maakt met het omhulsel en het apparaat wordt aangeraakt. In figuur 12-8 a komt door het defect in de draad het hele omhulsel van de wasmachine onder spanning te staan. Er gaat dan stroom door het lichaam lopen.
In figuur 12-8 b is het omhulsel van de wasmachine verbonden met de randaarde. Als er nu een defect in de draad ontstaat loopt de stroom via de randaarde weg. Het omhulsel komt dan niet onder spanning te staan.
a	Welke apparaten zullen altijd randaarde moeten hebben?
b	Waar zit de randaarde bij een wandcontactdoos?

Opgave 8
Een extra veiligheid die je in steeds meer huizen aantreft is de aardlekschakelaar. Dit is een apparaat dat de stroom in de fasedraad en de nulleider vergelijkt. Is er een klein verschil tussen deze twee, dan is dat een teken dat er iets niet in orde is. De aardlekschakelaar schakelt de elektrische installatie dan uit.
Ondanks al deze veiligheden blijft het werken met elektriciteit een ZEER GEVAARLIJKE zaak.
Schakel eerst de stroom bij de meterkast uit voordatje aan een contactdoos, een fitting of een schakelaar gaat werken.
Ook het knutselen aan T.V.'s en radio's die op 220 V werken is gevaarlijk. Ook als je de stekker eruit gehaald hebt, kunnen er nog geruime tijd onderdelen onder spanning blijven staan.
Opgave 9
In figuur 12-9 zie je schematisch hoe de elektrische energie in een huis komt.
fig 12-9
De elektrische energie wordt opgewekt door middel van een hele grote dynamo in de elektriciteitscentrale. Deze dynamo maakt net als de dynamo op je fiets wisselspanning. Elektriciteitscentrales liggen een eind van de gebruikers. Daarom moet deze elektrische energie vervoerd worden door lange kabels. Men kan dit zo voordelig mogelijk doen door de spanning zo hoog mogelijk te maken. De stroomsterkte is dan klein. Daarom maakt men bij de centrale de spanning zo hoog mogelijk. Dit gebeurt met een transformator. De energie gaat dan via het zogenaamde hoogspanningsnet naar de gebruiker. Daar gebruikt men dan weer transformatoren om de spanning in stappen te verlagen naar 220 V.

Opgave 10
Je lichaam: een weerstand met beperkte levensduur.
Elektrische stroom door ons lichaam kan ernstige gevolgen hebben. Daarom is het weieens interessant om te weten waar het gevaar begint en.... eindigt.
Ons lichaam heeft een weerstand van nogal variabele waarde. Een droge huid b.v. heeft een weerstand van ergens tussen de 1000 en 600.000 Ω. Een natte huid maar ongeveer 1000 Ω. De weerstand gemeten tussen een hand en een voet is ruwweg 400 - 600 Ω. Tussen je linker en rechter oor bijvoorbeeld maar 100 Ω.
Laten we nu eens zien wat deze waarden betekenen.
Bij 120 volt en een lichaamsweerstand van, laten we zeggen 1200 Ω, loopt er 100 mA. Op het eerste gezicht lijkt dit niet veel.
Maar kijk nu eens naar het volgende lijstje en oordeel zelf.
1 mA:	wordt niet gevoeld.
1 - 8 mA	schok, maar niet pijnlijk, je kan het contact met het voorwerp normaal verbreken.
8-15 mA:	pijnlijke schok, de controle over de nabij gelegen spieren blijft
bestaan. Je kan het voorwerp dus nog loslaten.
15-20 mA:	pijnlijke schok, de controle over de nabij gelegen spieren is verloren.
Je kan de draad of het voorwerp dus niet meer los laten.
20 - 75 mA	pijnlijke schok, zeer sterke samentrekking van de spieren, moeilijke
ademhaling.
100 - 200 mA	pijnlijke schok. Veroorzaakt kramp in de hartspieren. Deze kramp
betekent een fatale werking op het hart en bij blijvend contact met dedraad is dit HET EINDE.
200 mA	zware brandwonden, sterke spierkramp; zo sterk dat de borstspieren
het hart doen stilstaan. Kunstmatige ademhaling moet worden
toegepast.
Je ziet, het gevaar zit slechts in luttele milli-ampères en bij een wat hoger spanning is de kritieke waarde al heel gauw bereikt.
Samenvatting El 12
■	Bij de elektrische schakeling in huis spelen drie draden een rol:
–de fasedraad. Deze staat altijd onder een spanning van 220 V.
–de nulleider zorgt dat de stroom weer terug kan.
–de aarddraad. normaal loopt hier nooit stroom door en staat deze nooit zonder spanning. De aarddraad is verbonden met de omhulsels van apparaten.