Vraag 27Aardlekschakelaar

Deze opgave gaat over een aardlekschakelaar. Deze werkt op een wisselspanning. De vragen in deze opgave kunnen echter worden beantwoord door de situatie te beschouwen alsof het gaat om gelijkspanning. Een aardlekschakelaar (zie figuur 1) is een automatisch figuur 1 werkende schakelaar die een elektrische installatie spanningsloos maakt zodra er een lekstroom van een bepaalde grootte optreedt. De werking van een aardlekschakelaar berust op een verschilmeting in de stroomsterkte tussen twee draden, de fasedraad en de nuldraad. In figuur 2 is de situatie waarbij een wasdroger is aangesloten op het lichtnet schematisch weergegeven. figuur 2 I fasedraad 230 V wasdroger I nuldraad De stroomsterkte door de wasdroger wordt bepaald door het verwarmingselement dat in de wasdroger is opgenomen. Dit verwarmingselement is gemaakt van 42 m koperdraad met een diameter van 0,20 mm .

Door een defect in de wasdroger kan figuur 3 de metalen buitenkant onder spanning I komen te staan en kan er een lekstroom fasedraad I optreden als een persoon de metalen lek buitenkant van de wasdroger aanraakt. was- Zie figuur 3. droger lichaam De aardlekschakelaar reageert als er tussen de nuldraad en de fasedraad een I nuldraad verschil van meer dan 30 mA is.

In de aardlekschakelaar lopen figuur 4 de fasedraad en de nuldraad door een (week)ijzeren ring. Zie figuur 4. In de figuur op de uitwerkbijlage is een I vooraanzicht getekend van de fasedraad situatie uit figuur 4. We nemen aan dat de I nuldraad fasedraad en de nuldraad allebei in het middelpunt van de ring liggen.

Voer de volgende opdrachten uit: − Teken met pijlen in de ring de richting van het magnetisch veld voor de fasedraad en voor de nuldraad in de figuur op de uitwerkbijlage. − Geef de reden dat er geen netto magnetisch veld in de ring zal ontstaan als de stroomsterkten door de fasedraad en de nuldraad gelijk zijn. − Geef de reden dat er wel een netto magnetisch veld in de ring ontstaat als er sprake is van een lekstroom.