Waardoor werd het in Waanrode zo'n wanorde?

Jan Beuving. Beeld Maartje Geels

Daan van Eijk en Jan Beuving vormden samen het (wetenschaps)cabaretduo Jan & Daan. Jan is wiskundige en theatermaker. Daan is natuurkundige aan de University of Wisconsin in Madison, VS. Om de week stellen zij elkaar hier een vraag.

Ha Daan,

Een schitterend bericht in het nieuws vorige week: in het Vlaamse dorp Waanrode liep het leven van sommige mensen plotseling uit de pas. Ene Lydia bijvoorbeeld wist dat er iets mis was toen ze twee dagen achter elkaar om 5:30 uur al aangekleed in de woonkamer zat om naar haar werk te gaan. Haar man lag nog op één oor.

Het verschil tussen de twee? Zij had een digitale wekker, en hij een analoge. Dat deed een belletje rinkelen: het moest iets met de stroom te maken hebben. En dat bleek: de netbeheerder was bezig met het vervangen van een transformatorhuisje, en had daarbij een hele buurt op noodstroom van een generator aangesloten. Maar: die zond de stroom uit op een andere frequentie: 51 in plaats van 50 hertz. Dit vooral omdat zonnecollectoren bij die frequentie worden uitgeschakeld, waardoor ze geen stroom terug kunnen geven aan het netwerk. Dat laatste is natuurlijk gevaarlijk als je aan dat netwerk aan het sleutelen bent, in een transformatorhuisje. Wel lullig voor de zonnecelbezitters dat het juist in die week mooi weer was in Waanrode.

De broodjeszaak verderop had trouwens ook problemen: de voorgeprogrammeerde oven begon de broodjes veel te vroeg te bakken. Anderen hadden een inductiekookplaat die ermee ophield.

Dit zijn nog onschuldige zaken. Maar blijkbaar kan een kwaadwillend iemand, als hij de systemen van een elektriciteitscentrale hackt, door het veranderen van de frequentie de samenleving al een aardig duwtje geven. Zijn we niet veel te afhankelijk van elektriciteit? Zoals ik ook denk dat we veel te afhankelijk zijn van onze internetverbindingen. We gaan het nog meemaken dat een terroristische organisatie het hele internet lamlegt. Dan zijn we pas echt ontwricht.

Maar terug naar Waanrode. Kun jij mij uitleggen wat er nu eigenlijk gebeurde daar? Waarom zit er een frequentie in stroom? Het zijn toch gewoon elektronen die van a naar b lopen? Worden die dan in groepjes, 50 keer per minuut, vrijgegeven? Of heb ik weer niet op zitten letten bij natuurkunde vroeger? Wat ís stroom, en waardoor werd het in Waanrode zo'n wanorde?

Tekst gaat verder onder de afbeelding

Beeld Maartje Geels

Dag Jan,

Je hebt weer niet opgelet bij natuurkunde! Maar ik neem het je niet kwalijk, want dat beeld van die elektronen die van a naar b lopen in een stroomkring is soms heel onhandig.

Bij gelijkspanning valt het nog wel mee: neem een batterij en sluit die aan op een gloeilamp. Er is nu een gesloten kring en er loopt stroom van de ene pool van de batterij door de lamp naar de andere pool van de batterij. De stroom die loopt heet gelijkstroom omdat de richting van de stroom gelijk blijft. En daarbij past prachtig een beeld van elektronen die 'rondrijden als een treintje' in de stroomkring.

Maar dan wisselspanning en de resulterende wisselstroom. De elektronen worden niet met de frequentie van 50 hertz (dus 50 keer per seconde) heen en weer 'geschoten' tussen de ene pool van het stopcontact, de lamp en de andere pool van het stopcontact. Stel je voor, dan zou een langere kabel betekenen dat de elektronen opeens sneller moeten gaan om dezelfde frequentie van heen en weer schieten te bereiken? Onzin!

We moeten eerst kijken naar de definitie van stroom: stroom is de hoeveelheid lading die door een bepaald oppervlak gaat per tijdseenheid. Het maakt niet uit of die lading steeds dezelfde richting op door het oppervlak gaat zoals bij gelijkstroom of dat het erdoor heen-en-weer gaat zoals bij wisselstroom. Bij wisselstroom blijft de lading (de elektronen dus, als die vergelijking echt moet) gemiddeld gezien op hun plaats, maar schommelt rond die vaste plaats met de bekende frequentie van 50 hertz. De stroom beweegt zich ondertussen wel degelijk voort. Net zoals een watergolf zich voortplant terwijl de losse waterdeeltjes alleen maar op en neer gaan.

Dat brengt ons bij de wanorde van Waanrode: elektrische klokken tellen simpelweg het aantal heen-en-weer bewegingen van de lading. Doordat de klok ervan uitgaat dat er 50 in een seconde zitten, kunnen ze de tijd bepalen. Maar als er opeens 51 in een seconde zitten, lijkt je klok sneller te lopen! En dat effect wordt steeds erger hoe langer die situatie aanhoudt. Dus waarom zat Lydia twee dagen achter elkaar om 5:30 klaar om naar haar werk te gaan? Bij haar is er meer aan de hand: volgens mij kan Lydia niet klokkijken.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden