Aarde (elektriciteit)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Samenvoegen   Iemand vindt dat de onderstaande inhoud, of een gedeelte daarvan, samengevoegd zou moeten worden met Aarding, of dat er een duidelijkere afbakening tussen beide artikelen dient te worden gemaakt  (hier melden).
Het gebruikelijke symbool voor aarde

Aarde is de belangrijkste elektrische spanningsreferentie.

Voor een duidelijk begrip dient men onderscheid te maken tussen de concrete aarde als planeet en de aarde zoals hier wordt bedoeld als abstractie, een waarde van een grootheid binnen de elektriciteitsleer. Deze grootheid is de elektrische spanning, ofwel potentiaalverschil en de eenheid hiervan is Volt.

Om de elektrische potentiaal van een willekeurig voorwerp te definiëren, moet eerst worden vastgelegd ten opzichte van welk ander voorwerp deze wordt gedefinieerd. Vaak wordt daarbij gekozen voor de potentiaal van de de aarde als planeet waarop wij wonen. Die wordt dan per definitie op nul Volt gesteld, en (ook) "aarde" genoemd. Dat is mogelijk, doordat de aarde zelf een redelijk goede elektrische geleider is, de potentiaal van de aarde is daardoor altijd en overal min of meer gelijk.

Door voorwerpen met een elektrische geleider, bijvoorbeeld een aardelektrode, aan de aarde te verbinden, worden deze 'geaard': hun elektrische potentiaal wordt gelijk gemaakt aan die van de aarde.

Droge lucht is een zeer slechte elektrische geleider. Daarom zullen objecten in de lucht en geïsoleerd van de grond elektrostatisch, geladen kunnen worden en daardoor een hoge elektrische potentiaal kunnen verkrijgen. Door aarding wordt die de statische elektriciteit afgevoerd. De geaarde objecten krijgen dan de spanning nul Volt: aarde(elektriciteit).

Bij wolken in de lucht kan deze elektrostatisch oplading leiden tot zeer grote elektrische veldsterkte in de lucht tussen de wolk zelf en de aarde(elektrisch). Deze veldsterkte ioniseert de lucht die daardoor geleidend wordt. Door die geleider kan dan een stroom lopen: de bliksem. Aangezien de stroom de weg van de minste weerstand neemt, dus zo kort mogelijk, slaat de bliksem in het hoogste punt met het aardpotentiaal: dus niet op de aarde als planeet zelf! Een bliksemafleider die goed geaard is, brengt de aardpotentiaal van de planeet aarde tot boven een gebouw. De (ongeveer kegelvormige) ruimte onder het hoogste punt van de bliksemafleider heeft dan de aardpotentiaal, aarde(elektriciteit) en alles daaronder is beveiligd tegen blikseminslag. Op vergelijkbare wijze wordt bij het elektriciteitsnet op het hoogste niveau een geleider met aardpotentiaal tussen de elektriciteitsmasten opgehangen om de stroomvoerende geleiders daaronder tegen de bliksem te beschermen. Je kan ervan uit gaan dat de hoek 45 graden is van beveiliging: een soort tent dus waaronder het veilig is tegen inslag. Bij onweer het is nuttig die elektrische aarde als ruimtelijke veilige sfeer voor te stellen en daarin te gaan staan: maar ook niet te dicht bij aardende delen zoals de bliksemafleider zelf of de stam van een boom. Aangezien de stroom zich vanaf de blikseminslag in alle richtingen door de aarde verspreidt ontstaan concentrische ringen van gelijke potentiaal. Het verdient daarom aanbeveling om de voeten vlak bij elkaar te houden, weinig hoogte in te nemen en binnen de kegel onder een hoog punt te zijn. Viervoeters zijn in het nadeel. Van welke kant de stoom ook komt: er zijn altijd wel twee poten die niet gelijke spanning hebben.


Incorrect gebruik van de term 'aarde'[bewerken]

Soms wordt bij voorwerpen die helemaal niet elektrisch verbonden zijn met de aarde, zoals auto's, vliegtuigen of draadloze toestellen, toch het begrip 'aarde' gebruikt. Hiermee wordt net als bij de echte aarde, een gemeenschappelijke referentiepotentiaal bedoeld voor alle elektrische systemen die zich op of in dat voorwerp bevinden. Meestal is dit de potentiaal van de behuizing of een ander groot elektrisch geleidend deel zoals het chassis. Dit is strikt gezien geen correcte benaming, en iedereen die bij het verlaten van een auto wel eens een elektrische schok heeft gekregen, weet dat de potentiaal van de 'aarde' van de auto soms sterk kan verschillen van de potentiaal van de planeet aarde. Daarom wordt ook wel de term "massa" gebruikt, in plaats van "aarde".

Zie ook[bewerken]