Stroom kun je op verschillende manieren opwekken. Vandaag in deel 1: stroom door beweging.

Wat is elektrische stroom?

Voordat we het gaan hebben over het opwekken van stroom is het handig om even uit te leggen wat ik bedoel met stroom. Heel kort door de bocht is elektrische stroom het bewegen van elektronen. Om elektrische stroom te krijgen moet je een manier hebben om op één plek een overschot aan elektronen te krijgen, en aan de andere kant een tekort. Zoals de plus en de min van een batterij (waarover in een later stukje meer).

Nu zijn elektronen grote voorstanders van eerlijk delen. Als je aan één kant een overschot maakt en aan een andere kant een tekort, dan willen die elektronen graag van de ene naar de andere kant.

Verbind je deze twee kanten met iets dat elektriciteit geleid, zoals een koperdraadje, dan zullen de elektronen inderdaad gaan stromen.

Een materiaal dat elektriciteit geleid heet (je verzint het niet) een geleider, een materiaal dat dat juist niet doet heet een isolator.

Elektriciteit door wrijving

Dit heb jij ook wel eens gedaan! Geef maar toe!

De eerste vorm van elektriciteit die ooit werd opgewekt was statische elektriciteit. Dit heb jij waarschijnlijk ook al vaak genoeg gedaan in de winter of op een feestje. Statische elektriciteit ontstaat wanneer je twee voorwerpen tegen elkaar aan wrijft, waarvan een van die twee een isolator is. Dus bijvoorbeeld een rubberen ballon (isolator) over je hoofd, of een wollen trui (isolator) over je armen.

De naam statische elektriciteit verraad al een beetje dat je deze elektriciteit opwekt en dat er daarna niet zoveel meer mee gebeurt, hij blijft zitten waar hij is. Totdat je iets aanraakt wat wel geleidt, zoals het portier van je auto of een ijzeren winkelwagentje. Dan krijg je in een keer een schok.

De Grieken (wie anders) ontdekten dit ook met behulp van amber (barnsteen), wat in het Grieks ēlektron heet. (Weet je meteen waar het woord elektriciteit vandaan komt!)

Amber. Amber? Je weet toch! Jurassic Park! Versteende boomhars. In het Grieks: elektron

Elektriciteit door draaiende magneten

Je kunt ook een andere beweging gebruiken om elektriciteit op te wekken, namelijk de draaiing van magneten. Toen mensen een beetje begonnen te begrijpen hoe elektriciteit werkte, ontdekten ze ook dat je elektriciteit op kan wekken door een magneet in een geleidende draad rond te draaien.

Het komt er op neer dat je met behulp van een ronddraaiende magneet elektronen ‘rond kunt pompen’ door een koperdraad. Dit is ook wat er in de dynamo op je fiets gebeurt. Mocht je die nog hebben tenminste, ze beginnen aardig zeldzaam te worden. Als je die dynamo openmaakt (doen, is leuk!) zal je niet veel meer tegenkomen dan opgerolde koperdraad en magneten.

Een dynamo van binnen: eigenlijk alleen maar een magneet en een koperen spoel

Maak je aan dat koperdraad een extra lusje dan kan je daar je fietslampje aan vastmaken en zo de rondgepompte elektronen nuttig maken.

Dit gebeurt in je fiets, maar ook op iets grotere schaal.

Meneer Tesla had bedacht (volgens hemzelf al toen hij tien was) dat je de Niagara Falls hier prachtig voor kon gebruiken. Zoveel water dat naar beneden stort, daar moet je toch energie uit kunnen halen! In 1895 deed hij dit inderdaad door paar enorme turbines (een soort opgevoerde dynamo met een propeller er aan) in de Niagara Falls te installeren en daarmee New York onder stroom te zetten. Dit was de basis van zo’n beetje onze complete huidige manier van stroom opwekken.

Want wat hij praktisch liet zien is dat wanneer je een dynamo kunt laten draaien, je stroom hebt. En het zal die stroom geen klap uitmaken wat die draaiing veroorzaakt. De trappers van je fiets, de Niagara Falls, een windmolen:

Elke beweging die je in een draaibeweging kunt veranderen kan elektriciteit opwekken

Stroom maken met stoom

Zoals je waarschijnlijk wel eens gehoord en vooral vaak genoeg meegemaakt hebt gaan warme dingen omhoog. Als je een kopje thee of koffie zet, dan zie je de stoom naar het plafond stijgen. Stoom gaat naar boven toe, en als je nou een hele hoop stoom hebt, dan geeft dat een behoorlijke kracht omhoog.

En dat is het principe van een krachtcentrale! Je bouwt een flinke fik, brengt daarmee een gigantische ketel water aan de kook, leidt de stoom omhoog door een turbine en voilà: elektriciteit!

Hoe je dat water verhit maakt niet uit, of je nou kolen, gas, olie of afval stookt, het gaat uiteindelijk alleen maar om de stoom die door de turbine omhoog gaat. Vandaar dat krachtcentrales allemaal van die mooie wolkenfabrieken zijn: de stoom verdwijnt via de turbine door de schoorsteen de lucht in.

Deze maakt het wel erg bont

Het water kan ook op een andere manier verhitte, maar dan wordt het wel

Alsof je een heimachine gebruikt om op een spijker te slaan

Rond de vorige eeuwwisseling ontdekten we dat er enorme energie uit atomen te halen valt. Dit leidde tot de uitvinding van de atoomsplitsing (en atoomfusie) en daarmee de kernreactor en de atoombom.

Atoomkracht is de meest krachtige bron van energie die we kunnen opwekken, het is de krachtbron waar de zon op draait. Bij de atoomreacties komen gigantische hoeveelheden energie vrij.

Het is een van de meest geavanceerde vormen van energie die we kunnen opwekken. Daarom is het eigenlijk verbazingwekkend waar we het voor gebruiken.

Om water te koken namelijk!

Een ‘moderne’ kerncentrale werkt uiteindelijk op precies hetzelfde principe als de kolencentrale! Je splitst atomen, waar die enorme hoeveelheid energie bij vrijkomt. Als je dit in water doet, dan raakt het water door al die energie aan de kook. Met dat kokende water maak je stoom, de stoom gaat omhoog, laat een turbine draaien en voilà, stroom. En heel veel wolken.

Eigenlijk drijf je dus een stoommachine aan met een atoomreactie.

Een beetje alsof je een heimachine gebruikt om een spijker in een plank te slaan. Of alsof je je iPad gebruikt om je biertje open te maken. Het werkt vast prima hoor, maar is het niet een beetje overdreven?

Helaas hebben we op dit moment nog geen manier om de vrijgekomen energie directer te gebruiken.

Dus tot die tijd doen we het maar zo

Zo kan het ook. Weet niet of het echt handig is, maar het kan

Lees ook:

Deel 2: Elektriciteit uit chemie

Deel 3: Elektriciteit uit licht

Wil je wekelijks een e-mail update van de Hoofdwerker?

Schrijf je in op de nieuwsbrief!

Nieuwsbrief wordt beheerd via MailChimp