LMC Voortgezet Onderwijs

H12 Elektriciteit

Elektriciteit

Hoofdstuk 12

1 / 48

Slide 1: Slide

Natuurkunde / ScheikundeMiddelbare schoolvmbo k, g, tLeerjaar 4

This lesson contains 48 slides, with text slides.

Lesson duration is: 45 min

Items in this lesson

Elektriciteit

Hoofdstuk 12

Slide 1 - Slide

Stroom en spanning

§1

Slide 2 - Slide

Leerdoelen 4K

Slide 3 - Slide

Leerdoelen 4GT

Slide 4 - Slide

Gesloten stroomkring

In een stroomkring zitten altijd een bron, geleiders en een verbruiker.
Wanneer een toestel in werking is, is de stroomkring gesloten.*
Een schakelaar kan een stroomkring makkelijk in- een uitschakelen.

Slide 5 - Slide

Een schakelaar

Slide 6 - Slide

Gewone schakelaar

Drukschakelaar

Slide 7 - Slide

De stroomrichting

Een accu van een auto heeft 6 cellen die elk 2V leveren. Totaal 12V.
Een accu heeft een vaste + en een - → gelijkspanning.
Stroom loopt van + → -
+ pool → hier komt de stroom vandaan.
- pool → daar loopt de stroom naartoe. *
Opletten hoe je bepaalde onderdelen aansluit.

Slide 8 - Slide

Diode en LED

Een diode is een schakelonderdeel.
Deze laat de stroom maar in 1 richting door.
Doorlaatrichting → weerstand klein.
Sperrichting → weerstand groot. *
LED is een diode die licht geeft.

Slide 9 - Slide

Capaciteit

= de tijd die een accu een bepaalde hoeveelheid energie kan leveren.
Uitgedrukt in Ampère uur (Ah) of milliampère uur (mAh).
60Ah → gedurende 1h kan deze accu 60A aan stroom leveren. *
capaciteit = stroomsterkte x tijd

C = I \cdot t

De formule moet je ook kunnen omvormen!

Slide 10 - Slide

Een leeslampje kan 20 uur werken op één batterij van 1600 mAh.

Bereken de stroomsterkte door het lampje.

Gegevens

Gevraagd

Oplossing

Conclusie:

Slide 11 - Slide

Elektrisch vermogen

= de hoeveelheid elektrische energie die een toestel per seconde opneemt.
Recht evenredig met spanning en stroomsterkte.
Eenheid = Watt.
vermogen (W) = spanning (V) x stroomsterkte (A)

P = U \cdot I

De formule moet je ook kunnen omvormen!

Slide 12 - Slide

Paspoort: Vermogen

Grootheid: Vermogen.
Symbool: P
Eenheid: Watt
Afkorting van de eenheid: W
Vermogen van 250 Watt
P=250 W

Slide 13 - Slide

Energie en vermogen

Formule van elektrisch vermogen wordt vaak samen gebruikt met de formule van elektrische energie.
elektrische energie (J) = vermogen (W) x tijd (s) *
In de volgende oefening zullen we beiden combineren.

P = U \cdot I

E = P \cdot t

Slide 14 - Slide

Liam heeft een proef uitgevoerd met een ventilator uit een computer. Als de ventilator op de juiste spanning (4,3 V) werkt, geeft de stroommeter een stroomsterkte aan van 48 mA.

Bereken hoeveel elektrische energie de ventilator in één minuut verbruikt.

Gegevens

Gevraagd

Oplossing

Conclusie:

Slide 15 - Slide

Leerdoelen check 4K

Slide 16 - Slide

Leerdoelen check 4GT

Slide 17 - Slide

Lezen en maken met potlood

4K → blz 10 - 20
4GT → 206 - 216

Slide 18 - Slide

Spanning transformeren

§2

Slide 19 - Slide

Leerdoelen 4K

Slide 20 - Slide

Leerdoelen 4GT

Slide 21 - Slide

Het elektriciteitsnet → probleemstelling

Slide 22 - Slide

Het elektriciteitsnet

De generatoren van de elektriciteitscentrale leveren wisselspanning.
Deze spanning kan je makkelijk verhogen of verlagen → transformeren.
Bij een centrale wordt de spanning tot 400kV omhoog getransformeerd.
In het dorp en in de wijk wordt deze omlaag getransformeerd tot 230V. *
Dit is de netspanning.

f = 50 H z

Slide 23 - Slide

Effectieve netspanning van 230V

Slide 24 - Slide

Een adapter zet wisselspanning om naar gelijkspanning. Symbolen kennen!

Slide 25 - Slide

Een adapter

Zet hoge spanning om naar lage (en veilige) spanning. *
Bevat een gelijkrichter en zet wisselspanning om naar gelijkspanning.

Slide 26 - Slide

Wisselspanning

Gelijkspanning

Slide 27 - Slide

De transformator

Bestaat uit 2 spoelen en een week-ijzeren kern.
Tekening transformator.

Slide 28 - Slide

Omhoog transformeren

spoel met laag aantal windingen

60 windingen

spoel met hoog aantal windingen

600 windingen

10x meer windingen

120V → 1200V

Slide 29 - Slide

Omlaag transformeren

spoel met hoog aantal windingen

600 windingen

spoel met laag aantal windingen

6 windingen

100x minder windingen

120V → 1,2V

Slide 30 - Slide

Verband tussen aantal windingen en de spanning

aantal windingen primair →
aantal windingen secundair →
primaire spanning (V) →
secundaire spanning (V) →

\frac{​ n ^{​ p ​ ​} ​ ​}{​ n ^{​ s ​ ​} ​} = \frac{​ U ^{​ p ​ ​} ​ ​}{​ U ^{​ s ​ ​} ​}

n^{​ p ​ ​}

n^{​ s ​ ​}

U^{​ p ​ ​}

U^{​ s ​ ​}

Slide 31 - Slide

De transformator heeft een primaire spoel met 600 windingen en een secundaire spoel met 12.000 windingen. De primaire spoel is aangesloten op het lichtnet (230 V).

Bereken de secundaire spanning.

Gegevens

Gevraagd

Oplossing

Conclusie:

\frac{​ n ^{​ p ​ ​} ​ ​}{​ n ^{​ s ​ ​} ​} = \frac{​ U ^{​ p ​ ​} ​ ​}{​ U ^{​ s ​ ​} ​}

Slide 32 - Slide

Het rendement van een transformator

Rendement %.
Verlies aan warmte en aan trillingen.
Voor de berekeningen gaan we uit van 100%. *
Daarom is het primaire vermogen = secundaire vermogen.

\approx 99

P^{​ p ​ ​} = P^{​ s ​ ​}

U^{​ p ​ ​} \cdot I^{​ p ​ ​} = U^{​ s ​ ​} \cdot I^{​ s ​ ​}

Slide 33 - Slide

Een pizzabezorger drukt op de deurbel van een bezorgadres. Door de bel loopt dan een stroom van 1,5 A bij een spanning van 9,2 V. De spanning van 9,2 V wordt geleverd door een transformator die aan de primaire kant is aangesloten op het lichtnet (230 V).

Bereken de stroomsterkte door de primaire spoel. Ga ervan uit dat de transformator ideaal is.

Gegevens

Gevraagd

Oplossing

Conclusie:

Slide 34 - Slide

Leerdoelen check 4K

Slide 35 - Slide

Leerdoelen check 4GT

Slide 36 - Slide

Lezen en maken met potlood

4K → blz 21 - 35
4GT → blz 217 - 231

Slide 37 - Slide

Serie- en parallelschakeling

§3

Slide 38 - Slide

Leerdoelen 4K

Slide 39 - Slide

Leerdoelen 4GT

Slide 40 - Slide

Serie en parallel?

Serieschakeling → 1 stroomkring.
Parallelschakeling → meerdere stroomkringen.
Voordelen parallelschakeling: alle onderdelen krijgen dezelfde spanning, onderdelen apart in- en uitschakelen. *
Schakelaars staan steeds in serie → stroomkring onderbreken.

Slide 41 - Slide

Serieschakeling

Parallelschakeling

Slide 42 - Slide

Serieschakeling

Spanning wordt verdeelt over de componenten →
Stroomsterkte overal even groot → *
De weerstanden van de componenten moeten opgeteld worden. Deze kan je vervangen door 1 weerstand → vervanginsweerstand.

R^{​ v ​ ​} = R^{​ 1 ​ ​} + R^{​ 2 ​ ​} + R^{​ 3 ​ ​}

I

U^{​ 1 ​ ​}

U^{​ 2 ​ ​}

Slide 43 - Slide

Slide 44 - Slide

Twee weerstanden, de een van 5 Ω, de ander van 10 Ω, zijn in serie geschakeld. De bronspanning is 12 V. Bereken hoe groot de spanning is over beide weerstanden.

Gegevens

Gevraagd

Oplossing

Conclusie:

Slide 45 - Slide

Parallelschakeling

Spanning is overal even groot →
Stroomsterkte kan anders zijn in iedere kring →
Vervangingsweerstand →

U

I^{​ 1 ​ ​}

I^{​ 2 ​ ​}

\frac{​ 1 ​ ​}{​ R ^{​ v ​ ​} ​} = \frac{​ 1 ​ ​}{​ R ^{​ 1 ​ ​} ​} + \frac{​ 1 ​ ​}{​ R ^{​ 2 ​ ​} ​} + \frac{​ 1 ​ ​}{​ R ^{​ 3 ​ ​} ​}

Slide 46 - Slide

Slide 47 - Slide

Bereken

R^{​ v ​ ​}

H12 Elektriciteit

Items in this lesson

Slide 1 - Slide

Slide 2 - Slide

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Slide

Slide 5 - Slide

Slide 6 - Slide

Slide 7 - Slide

Slide 8 - Slide

Slide 9 - Slide

Slide 10 - Slide

Slide 11 - Slide

Slide 12 - Slide

Slide 13 - Slide

Slide 14 - Slide

Slide 15 - Slide

Slide 16 - Slide

Slide 17 - Slide

Slide 18 - Slide

Slide 19 - Slide

Slide 20 - Slide

Slide 21 - Slide

Slide 22 - Slide

Slide 23 - Slide

Slide 24 - Slide

Slide 25 - Slide

Slide 26 - Slide

Slide 27 - Slide

Slide 28 - Slide

Slide 29 - Slide

Slide 30 - Slide

Slide 31 - Slide

Slide 32 - Slide

Slide 33 - Slide

Slide 34 - Slide

Slide 35 - Slide

Slide 36 - Slide

Slide 37 - Slide

Slide 38 - Slide

Slide 39 - Slide

Slide 40 - Slide

Slide 41 - Slide

Slide 42 - Slide

Slide 43 - Slide

Slide 44 - Slide

Slide 45 - Slide

Slide 46 - Slide

Slide 47 - Slide

Slide 48 - Slide