Springen naar inhoud

Geelektrocuteerd!


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Complexe Fred

    Complexe Fred


  • >100 berichten
  • 145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 november 2013 - 22:03

Beste lezer,

Een kennis van mij is onlangs geelektrocuteerd geweest door een metalen luster. Het klinkt logisch als er verliesstroom op de luster zat en iemand komt daar aan dat die persoon geelektrocuteerd wordt. Maar bij nader inzien vond ik dit niet meer logisch...

1) Verliesstroom ontstaat als er elektriciteit ontsnapt uit de geleider en op het toestel terecht komen. (Of ben ik hier al fout?) Maar waarom zouden die electronen dan op het toestel willen komen? Ze nemen toch altijd de kortste afstand tot aan de positieve kant en dit is toch niet via het apparaat?

2) Als er iemand dan het apparaat aanraakt, waarom zouden de elektronen zich dan verplaatsen naar ons lichaam? Er is toch niets dat de elektronen aantrekt in ons lichaam? (Als er geen contact met de aarde mogelijk is, bv als we schoenen aanhebben)

Hopelijk begrijpt iemand mijn vraag? :)

Alvast bedankt voor het antwoord!

Met vriendelijke groeten,

Fred
Sterfelijkheid is de mogelijkheidsvoorwaarde tot een zinvol leven.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 14 november 2013 - 23:03

Een spanning (220V) geeft aan dat een elektron energie krijgt als hij naar aarde stroomt. Net als een steen die energie krijgt als hij naar aarde valt. Alleen zijn het andere krachten. De elektromagnetische kracht is vele malen sterker dan de zwaartekracht. Je merkt daar gewoonlijk niet zoveel van omdat dankzij die kracht de dingen elektromagnetisch in evenwicht zijn (ongeladen). Een evenwicht wordt gewoonlijk snel hersteld.

De 220V waar de kroonluchter op is aangesloten (en kennelijk door kortsluiting ook aan de buitenkant) is de potentiaal van de wisselspanning ten opzichte van aarde. De potentiaal is zoiets als de hoeveelheid energie die een elektron meekrijgt als hij naar aarde stroomt.

Dat betekent dat de ladingen in de geleider energie krijgen als ze de kans krijgen om naar aarde te stromen. De aarde is zo groot dat hij nagenoeg oneindig veel lading kan ontvangen of afgeven zonder daar invloed van te hebben (zeg maar wat een oceaan is voor een waterleiding: de oceaan stroomt niet zo gauw over van het water van een paar rivieren).

Die stroom loopt niet als er geen medium is om de stroom te geleiden. Als een object vrije elektronen heeft dan kunnen die vrije elektronen helpen om de lading te transporteren. Ze lopen er doorheen, krijgen veel energie terwijl ze dat doen en ze worden ook meteen aangevuld.

Zie het zo: bij een isolator is er geen leiding en staat de kraan dicht. Bij een geleider is er een buis waardoor het water kan stromen. Jij bent ook een geleider dus als jij op de trap staat en de kroonluchter aanraakt dan is er een geleider van kroonluchter naar aarde. De stroom kan dan gemakkelijk gaan stromen. En dat merk je.

Nu ga jij op een trap staan. De trap is een geleider. De elektronen kunnen gemakkelijk door de trap stromen. Maar jij bent zelf ook een geleider want je lichaam bevat nogal wat geladen deeltjes. Zo kan de stroom via jou en de trap naar aarde stromen.

De stroom zoekt - letterlijk - de weg van de minste weerstand. Door een dikke leiding stroomt meer water dan door een dunne leiding, zo kun je dat ongeveer zien.

Er is dus niet direct iets dat elektronen in ons lichaam aantrekt, de elektronen in de lamp stoten elkaar enorm af en ze willen weg, naar aarde waar nog voldoende ruimte voor ze is.

Hopelijk had je kennis een aardlekschakelaar.

ps. in mijn verhaal hierboven ben ik wat slordig met de richting van beweging van elektronen - er is immers wisselstroom - maar dat is niet direct zo belangrijk om de basis te snappen.

#3

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8789 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 november 2013 - 02:34

Het is wat bot gesteld, maar wat bedoel je precies met electrocutie?

Een flinke schok gekregen, of daadwerkelijk gedood als gevolg van de stroom zelf?

Het laatste gebeurd eigenlijk niet zo vaak met 230 volt, tenzij je in een uiterst ongelukkig positie een optater krijgt. Als je met fatsoenlijk schoenen aan een metalen deel vastpakt dat onder netspanning staat zul je een optater krijgen, maar die is zelden fataal. Natuurlijk bestaat er wel een forse kans dat wanneer je op een ladder oid staat je er door de schok vanaf valt en daarbij mogelijk (dodelijk) gewond raakt bij het raken van de grond, maar dat is strict genomen een ander verhaal.

Het is me eenmaal gebeurd dat ik een metalen behuizing vastgreep die per abuis aan de fase was gekoppeld, terwijl ik met mn andere arm leunde tegen een geaarde metalen pilaar. Gelukkig heeft de aardlekschakelaar daar ingegrepen, anders was dat zeker slecht afgelopen met 2 handen in een positie die alleen maar harder vastgrijpen als gevolg van de stroom.
Victory through technology

#4

Complexe Fred

    Complexe Fred


  • >100 berichten
  • 145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 november 2013 - 20:43

Het ging wel degelijk over een flinke schok. Gelukkig is er bij dit 'experiment' niemand overleden. ;)

Maar als ik het dan goed voorheb, willen de elektronen weg van de lamp (door de repulsie) en willen ze richting aarde (heeft de aarde dan een positieve lading? Of willen de elektronen gewoon zo ver mogelijk weg van andere elektronen?)

Ons lichaam is een geleider (want het bevat veel geladen deeltjes). Dus gaan de elektronen zich door ons lichaam een weg naar de aarde banen. De energie dat dit transport van elektronen opwekt zorgt ervoor dat we een elektrische schok voelen. Is deze energie dan de potentiaal of gewoon de elektrische energie, of is dit hetzelfde?

Hopelijk is dit een beetje juist geformuleerd? :)
Sterfelijkheid is de mogelijkheidsvoorwaarde tot een zinvol leven.

#5

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 16 november 2013 - 21:10

Fred, je doet je naam wel eer aan. Je denkt veel te complex.
Stroom loopt in kringen, en het elektriciteitsnet is eenzijdig geaard.
Als dus de fase (dat is de niet geaarde kant) contact maakt met de omhulling van de luster, en jij raakt de luster aan en je hebt ook voldoende contact met aarde, dan is er een gesloten kring gevormd waardoor stroom gaat lopen. Die stroom gaat door je lichaam, en je lichaam vindt dat niet fijn. Complexer dan dat is het niet.

#6

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 17 november 2013 - 12:27

Fred, je doet je naam wel eer aan. Je denkt veel te complex.


Dat is de vraag. Als je zegt er is een stroomkring dan lijkt dat simpel maar dat is het niet, je stopt de complexiteit dan in een term. Als je van een stroomkring geen tekening kunt maken begrijp je niet hoe hij loopt. Dit is de stroomkring waar we het over hebben, verzin er zelf maar een plaatje bij:

Van de fase van het elektriciteitsnet in de meterkast via de leidingen naar naar de aansluiting van de luster die kortsluiting maakt met de buitenkant van de luster via jouw lichaam, de trap waar je op staat, het gebouw en de leidingen naar de aarding van het gebouw via aarde naar de aarding van het elektriciteitshuisje die is doorverbonden met nul die via een leiding uitkomt bij de nul in de meterkast. Dan zijn we rond.

En als je de stroomkring ziet dan begrijp je nog niet meteen waarom de stroom er in wil lopen. Om dat te begrijpen moet je eerst aannemen dat de plus en de fase van het elektriciteitsnet een potentiaalverschil hebben (230V), en je moet snappen dat een potentiaalverschil ladingsdragers energie geeft.

Of je het dan ook echt begrijpt is open voor discussie maar je hebt dan tenminste de concepten en samenhang op een rijtje.

Maar als ik het dan goed voorheb, willen de elektronen weg van de lamp (door de repulsie) en willen ze richting aarde (heeft de aarde dan een positieve lading?



Yes. Als elektronen elkaar afstoten dan willen ze uit elkaar. De kracht die ze uit elkaar drijft op een negatief geladen voorwerp geeft ze energie. Als ze naar aarde lopen dan komt die energie vrij in de vorm van kinetische energie van het elektron.

De potentiaal of het voltage op een bepaald punt in de ruimte is de energie per hoeveelheid lading die vrijkomt als een geladen deeltje beweegt naar de aarde. Aarde is de nulpotentiaal maar besef dat die keuze alleen is gemaakt omdat het handig is om een referentie te hebben. Voor de energie die geladen deeltjes meekrijgen gaat het alleen om het potentiaalverschil dat ze doorlopen.

De energie die een elektron meekrijgt is dus evenredig met het spanningsverschil dat wordt doorlopen. (een analoge redenering kan worden opgehangen bij een positieve lading, de elektronen bewegen dan alleen de andere kant op)

Vergelijk zwaartekracht: de kinetische energie die een voorwerp meekrijgt is evenredig met het hoogteverschil waarover een voorwerp valt.

Dus gaan de elektronen zich door ons lichaam een weg naar de aarde banen. De energie dat dit transport van elektronen opwekt zorgt ervoor dat we een elektrische schok voelen. Is deze energie dan de potentiaal of gewoon de elektrische energie, of is dit hetzelfde?


Klopt. En een uitstekende vraag.

De energie die de elektronen meekrijgen is kinetische energie (snelheid)

Er zijn dus miljarden en miljarden elektronen die door jouw lichaam bewegen met veel energie en die kunnen de deeltjes in je lichaam beschadigen, dat is wat je voelt. Je voelt niet de lading maar het effect van de snelheid die de ladingsdragers krijgen.

De potentiaal is niet de energie maar het is de hoeveelheid energie die vrij kan komen als er lading beweegt. Het potentiaalveld wordt bepaald door de elektrostatische toestand van de ruimte. Er staat kan komen omdat het niet altijd gebeurt. Het gebeurt als er een geleidend kanaal is (potentieel betekent letterlijk zoiets als het heeft de mogelijkheid in zich)

De energie is dus het gevolg van het doorlopen van een potentiaalverschil. Hetzelfde idee heb je in het zwaartekrachtveld: je kunt g x h (g: valversnelling, h hoogte) de potentiaal noemen. Massa is dan equivalent met lading. Per eenheid massa kan er m x (gxh) energie worden vrijgemaakt als een voorwerp van de kast valt. Dit gebeurt niet altijd maar wel als je het voorwerp van de kast stoot. Merk op dat m x g x h potentiële energie heet, hetzelfde woord voor een vergelijkbaar begrip: potentiaal van lading in een elektrisch veld.

Opmerkingen:

Je moet wel een beetje voorzichtig zijn met de analogie van een zwaartekrachtveld. Een zwaartekrachtveld kent namelijk alleen een aantrekkende kracht, elektrostatische kracht kan ook afstotend zijn. je hebt immers + en - lading, maar geen + en - massa.

Ik heb het niet gehad over de invloed van bewegende lading (magnetisme). Als je daar meer over wilt weten kun je je op de Maxwell vergelijkingen storten, die geven een complete beschrijving van wat er gebeurt.

Het idee dat elektronen ononderbroken door de hele kring lopen is ook te simpel. Het gaat om de netto verplaatsing van lading.

ps. Sorry voor de veel te lange post. Hopelijk zijn er toch nog mensen die de moeite nemen het door te nemen.

Veranderd door Anton_v_U, 17 november 2013 - 12:56


#7

Complexe Fred

    Complexe Fred


  • >100 berichten
  • 145 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 november 2013 - 17:49

Ik heb het helemaal door genomen (sommige delen heb ik zelfs meerdere keren moeten lezen ;) ), en het is me al veel duidelijker geworden wat er eigenlijk allemaal precies gebeurd met die rondvliegende elektronen. Anton, ik wil jou ook heel hard bedanken voor die hele hoop uitleg. Dat was net hetgeen wat ik nodig had, anders zou ik met die vraag blijven rondlopen. ;)
Sterfelijkheid is de mogelijkheidsvoorwaarde tot een zinvol leven.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures