Scheikundige spanningsbronnen

Scheikundige 

spanningsbronnen 

KHLim-Lerarenopleiding 

René Peeters

Leerstof 

• Leerstof: pagina 171 – 185 Elektriciteit 1 

• Leerstof: pagina 147 – 172 in Elektra 1 

• Leerstof: pagina 135 – 148 in Elektriciteit Leerboek A1 

• Links 

 

http://www.funsci.com/fun3_en/electro/electro.htm 

http://www.varta-consumer.de >> Downloadcenter 

KHLim-Lerarenopleiding Vakstudie Elektriciteit - René Peeters 2

Primaire elementen 

• Zuil van Volta 



• Zelf gemaakte citroen cel (batterij = meerdere cellen) 



• Leclanché cel 



• Gemeenschappelijke kenmerken primaire elementen 

 

 

 

 

 

Leveren stroom zonder opgeladen te zijn 

Principe van 2 metalen platen in een elektrolyt 

Beperkte lading in Ah 

Beperkte stroom, omwille van mogelijke polarisatie 

E = 1,5 en 3V 

Ri = 0,1 tot 2 

 

Alkaline, kwik en lithiumcellen …. 


Secundaire elementen 

 

 

Secundaire elementen kunnen na ontladen opnieuw geladen worden. 

Tijdens de ontlading van een lood-zwavelzuurcel verandert de chemische 

samenstelling van de batterij. Dit proces verloopt in omgekeerde richting 

tijdens het laden. 

Opgeladen accu Ontlading Volledig ontladen accu 

Pb = lood PbO 2 = looddioxide H 2 SO 4 = zwavelzuur 

H 2 O = water PbSO 4 = loodsulfaat 


Secundaire elementen 

• Loodaccu 

2 Pb-platen + zwavelzuur + H 2 O 

Opladen tot E = 2,7 V 

Conditie testen d.m.v. V-meting en densiteitsmeting 

Bestaan in open en gesloten uitvoering 

Regimestroom = Ah/10 uitgedrukt in ampère 

• NiCd accu 

E = 1,2 V 

Tot 1000 x oplaadbaar 

Laadstroom = 2 – 2,5 van Ah-getal 

Komen voor in meeste huishoudelijke apparaten 

Opvolger = NiMH batterijen 

• Brandstofcellen 

Zetten primaire energie om in elektriciteit 

Zonnecellen 

Waterstofcellen 


Elektrodepotentiaal 

• Non-ferro metaal (Cu) in elektrolyt (H 2 SO 4 ) 

 

Koper geeft (+) ionen af aan het elektrolyt 

Koper wordt (-) en het elektrolyt (+) 

 

Elektrodepotentiaal = spanningsverschil tussen metaal en 

elektrolyt 

H2SO4 

+ 

+ 

- 

- - 

- 

+ 

+ 

Neutraal 

Polarisatie 


Cel van Volta 

• Principe cel van Volta 

 

Cu en Zn in een oplossing van verdund zwavelzuur 

Zn geeft meest +ionen af en wordt (-) 

Cu geeft minst +ionen af en wordt (+) 

V 

Cu 

Zn 

Cu++ 

Zn++ 

H 2 SO 4 


Laden van een batterij 

• Laadproces 

 

Via een regelbare weerstand wordt de laadstroom ingesteld 

Einde laadproces (+) plaat bevat en bruine laag PbO 2 

De (-) plaat blijft grijs gekleurd (Pb) 

Temp loopt 

snel op 

H2SO4 


Ontladen van een batterij 

• Ontlaadproces 

 

 

 

Via een regelbare weerstand wordt de batterij ontladen 

Vorming van PbSO 4 op beide polen 

Elektrolyt = H 2 O (water) 

H2O 


Kenmerken elementen 

• Inwendige spanning 

Samenstellende stoffen bepalen de haalbare spanning 

Li -3 V en F 2,87 V 

• Inwendige weerstand 

Afmetingen van de polen, materiaal Pouillet 

• Toegelaten stroomsterkte 

 

Grootte en volume van de batterij 

• Capaciteit 

 

Hoeveelheid elektriciteit (Farady) uitgedrukt in Ah 


Serieschakeling van spanningsbronnen 

• Doel = Bereiken van een hogere spanning 

 

De totale E = som van de individuele E's 

De totale R i = som van de individuele R i ’s 

 

 

De stroom door iedere cel = stroom door de verbruiker 

De cellen moeten gelijk zijn in capaciteit (matchen), anders 

gevaar voor ompolen. 

Ri 

n 

Ri 1 

E 

E 

tot s 

tot s 1 

n 

I 

E 

Ri 

tot 

tot 

R 


Parallelschakeling van spanningsbronnen 

• Doel = Bereiken van een hogere stroomsterkte 

 

 

 

 

De totale E = individuele E's 

De totale R i = volgens formules parallelschakeling 

De totale stroom = som van stromen door iedere cel 

Alle cellen moeten dezelfde spanning hebben 

Ri1 

Ritot 

n 

p 

E tot 

E 1 

I 

E 

Ri 

tot 

tot 

R 


Gemengde schakeling van spanningsbronnen 

• Doel = Bereiken van een hogere stroomsterkte en hogere spanning 

n 

Ri 

s 1 

Ritot 

np 

E 

tot 

n 

s 

E 1 

I 

E 

Ri 

tot 

tot 

R 


Oefening 1 

• Gegeven: Elke cel heeft E = 1,5 V 

• Gevraagd: Totale spanning U 

• Oplossing: 


Oefening 2 

• Gegeven: Elke cel heeft E = 1,5 V en Q = 3500 mAh 

• Gevraagd: Klopt deze rekensom? 



Oefening 3 

• Gegeven: Elke cel heeft E = 1,5 V en Q = 3500 mAh 

• Gevraagd: Klopt deze rekensom? 



Oefening 4 

• Gegeven: Elke lampje heeft als kenmerk 6 V / 0,36 W 

• Gevraagd: Hoe is de afloop voor H3 na sluiten schakelaar? 

• Oplossing: (Multiple Choice) 

H3 gaat zwakker branden dan H1 en H2 

H3 gaat even fel branden dan H1 en H2 

H3 zal niet branden 


Oefening 5 

• Gegeven: Elke batterij heeft 12 V / 6 Ah als kenmerk 

• Gevraagd: Hoeveel is beschikbaar tussen A en B?

Scheikundige spanningsbronnen

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?