Is een vorm van energie, gebaseerd op krachten die elektrische ladingen op elkaar uitoefenen.
Elektriciteit doet zich voor onder twee vormen:
a) gelijkstroom.
Waarbij de elektrische spanning niet schommelt in de tijd en de elektrische stroom steeds in dezelfde richting vloeit.
Gelijkstroom kan opgeslagen worden in elektrische batterijen: in feite is dit een opslag in chemische vorm. Kleinere draagbare toestellen zoals GSM, draagbare radio’s, zaklampen werken op gelijkstroom.
b) wisselstroom.
Waarbij de elektrische spanning en stroom een sinusoidaal verloop kennen met een bepaalde frequentie (50 Hertz in Europa, 60 Hertz in de USA). Wisselstroom is niet op te slaan.
Elektriciteit, bedoeld voor elektriciteitsdistributie, is bijna altijd wisselstroom.
Een belangrijke eigenschap van wisselstroom is het faseverschil tussen de stroom en de spanning. Het faseverschil wordt doorgaans aangeduid als een hoek φ (phi)., ten opzichte van één volledige sinusoide, die gelijkgesteld wordt met 360°.
Dit faseverschil wordt veroorzaakt door de elektrische karakteristieken van de
apparaten die op het elektriciteitsnet zijn aangesloten. Zo veroorzaken zuivere weerstanden geen faseverschil, terwijl capacitieve belastingen (zoals condensatoren). een ‘voorijlen’ veroorzaken van de stroom ten opzichte van de spanning en inductieve belastingen (zoals de wikkelingen van elektromotoren). een ‘naijlen’ veroorzaken.
Deze faseverschillen kunnen oorzaak zijn van overbelasting van elektriciteitsnetten. De controle over deze faseverschillen is dan ook een belangrijk onderdeel van de spanningsregeling van elektriciteitsnetten.
Om deze redenen worden in elektriciteitsleveringscontracten clausules opgenomen die de klant moeten aanzetten deze faseverschillen zo klein mogelijk te houden, bijvoorbeeld door toeslagen ingeval van te lage cos φ, of door afzonderlijke aanrekening van de gemeten reactieve energie (kvarh).
Elektriciteit wordt geproduceerd (of opgewekt). in elektriciteitscentrales, vertrekkend van een of andere energievorm zoals fossiele brandstoffen, nucleaire splijtstof, waterkracht, windenergie.
Elektriciteit wordt overgebracht via metalen (meestal koper of aluminium). geleiders aan de snelheid van het licht.
Elektriciteit wordt gebruikt voor verschillende toepassingen zoals:
a) verlichting;
b) drijfkracht;
c) communicatie;
d) elektrochemie;
e) medische fysiologie.
In veel gevallen wordt de elektrische energie dus omgezet in een andere energievorm (drijfkracht = mechanische energie, verwarming = thermische energie).
De belangrijkste begrippen en grootheden van elektriciteit zijn de volgende:
a) de elektrische spanning, uitgedrukt in volt (V).;
b) schijnbaar vermogen, uitgedrukt in voltampère (VA). Dit wordt vooral gebruikt voor transformatoren. Zo heeft bijvoorbeeld een transformator die aan de secundaire spanningszijde (van 15.000Volt). een stroomsterkte van 30 Ampère kan leveren een schijnbaar vermogen van:
5.000 x 30 = 450.000 VA = 450 kVA
c) het actief vermogen (of werkzaam vermogen)., uitgedrukt in Watt (W).
Het is het gedeelte van het schijnbaar vermogen dat in bruikbare, ‘actieve’ energie kan omgezet worden en wordt uitgedrukt door de formule:
actief vermogen = schijnbaar vermogen x cos φ of, uitgedrukt in eenheden:
aantal Watt = aantal Volt x aantal Ampère x cos φ
Hierin is φ het faseverschil tussen de stroom en de spanning (zie hierboven). De cosinus van deze hoek, cos φ, wordt de arbeidsfactor genoemd.
a) het reactief vermogen, ook blindvermogen genoemd, uitgedrukt in voltampère-reactief (var).
Het is het gedeelte van het schijnbaar vermogen dat niet in actieve energie kan omgezet worden en wordt weergegeven door de formule:
reactief vermogen = schijnbaar vermogen x sin φ
of, uitgedrukt in eenheden,
aantal var = aantal Volt x aantal Ampère x sin φ
NB: Bij gelijkstroom is er geen sprake van faseverschil en spreekt men dus enkel van elektrisch vermogen, uitgedrukt in Watt = Volt x Ampère.
a) de elektrische energie, waarbij men, naar analogie met het elektrisch vermogen, onderscheid maakt tussen:
b) de actieve energie, meestal uitgedrukt in kilowattuur (kWh). of een veelvoud ervan.
1 kWh = de energie geproduceerd door of verbruikt door een apparaat met een actief vermogen van 1 kW gedurende 1 uur.
Voorbeeld: een lamp van 100 Watt die gedurende 10 uren brandt, verbruikt 1 kWh.
a) de reactieve energie, ook blindenergie genoemd, meestal uitgedrukt in kiloVolt Ampère Reactief uur (kvarh). of een veelvoud ervan;
b) de elektrische weerstand, uitgedrukt in Ohm (Ω).
c) Het verband tussen elektrische spanning, stroom en weerstand wordt uitgedrukt in de wet van Ohm: spanning = stroomsterkte x weerstand of, uitgedrukt in eenheden: volt = ampère x ohm
Voorbeeld: Een weerstand van 530 ohm (stemt overeen met een gloeilamp van 100 Watt)., aangesloten aan een spanning van 230 volt, veroorzaakt een stroom van 0,434 ampère.
Zie ook: vermogen.
