Paragraaf 4.1 - Batterijen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 2

4.1 - Batterijen

Leerdoelen

4.1.1 Je kunt apparaten noemen die werken op batterijen.

4.1.2 Je kunt de plus en de min van een batterij aanwijzen.

4.1.3 Je kunt de spanning van een staafbatterij benoemen.

4.1.4 Je kunt de spanning van een penlite-batterij benoemen.

4.1.5 Je kunt de spanning berekenen als je batterijen in serie schakelt.

4.1.6 Je kunt uitleggen hoe een platte batterij is opgebouwd.

4.1.7 Je kunt uitleggen waarom batterijen schadelijk zijn voor het milieu.

4.1.8 Je kunt beschrijven hoe oplaadbare batterijen werken.

4.1.9 Je kunt uitleggen waarom sommige apparaten niet goed werken met oplaadbare batterijen.

Introductie

In een zaklamp zit een batterij. Ook in een telefoon zit een batterij. Deze batterijen kun je niet omwisselen, want ze hebben een andere vorm en spanning.

Elektriciteit

Veel apparaten werken op batterijen, zoals een rekenmachine, een laptop en een zaklamp. Batterijen geven elektriciteit. Er zijn verschillende soorten batterijen (afbeelding 1).

De staafbatterij

Een eenvoudige batterij is de staafbatterij (afbeelding 2). Een staafbatterij heeft een ronde vorm, met aan één kant een dopje. Bij dit dopje staat een +. Dit is de plus van de batterij. De + staat altijd op de batterij. De andere kant van de batterij is plat. Dat is de min (−) van de batterij.

Op de staafbatterij staat: 1,5 V. Dit is de spanning van de batterij. Een staafbatterij geeft een spanning van 1,5 volt. De letter V is de afkorting van volt.

De woorden 'stroom' en 'stroomkring' maken duidelijk dat er 'iets' beweegt door de snoeren en het lampje. Natuurkundigen hebben dat 'iets' de naam lading gegeven. Een elektrische stroom bestaat uit bewegende lading. Als je een stroomkring onderbreekt, valt die beweging stil. De lading is er nog wel, maar die kan niet meer door de stroomkring heen bewegen.

Je kunt bewegen van de lading vergelijken met het stromen van lucht. In beide gevallen is de beweging zelf niet te zien. Wat je wel kunt zien, is de uitwerking van die beweging:

• Als het buiten waait, zie je windmolens draaien
• Als je de stroomkring sluit, ziet je het lampje aangaan.

De penlite-batterij

Het achterlicht van een fiets werkt vaak op batterijen (afbeelding 3). In het achterlicht op de foto zitten twee penlite-batterijen.

Penlite-batterijen zijn kleine staafbatterijen (afbeelding 4). Het dopje is de plus. De spanning van een penlite-batterij is 1,5 volt.

Batterijen in serie schakelen

Het achterlicht van een fiets heeft 3,0 volt nodig om met genoeg licht te branden. Dat is twee keer 1,5 volt. Als je twee penlite-batterijen op de juiste manier achter elkaar legt, dan krijg je 3,0 volt (afbeelding 6). Door batterijen achter elkaar te leggen, kun je de spanning vergroten. Dat noem je: batterijen in serie schakelen.

Spanning berekenen

Je wilt batterijen in serie schakelen. Dan leg je de plus van batterij 2 tegen de min van batterij 1. De spanning die je nu krijgt, kun je uitrekenen. Je moet de spanning van de batterijen optellen. Als je drie batterijen in serie schakelt, dan is de spanning: 1,5 + 1,5 + 1,5 volt = 4,5 volt. Je kunt ook berekenen: 3 × 1,5 volt = 4,5 volt.

 

De platte batterij

In afbeelding 7a zie je een platte batterij. De buitenkant is opengemaakt, zodat je in de batterij kunt kijken. Je ziet dat een platte batterij bestaat uit drie staafbatterijen.

In de platte batterij zijn de drie batterijen in serie geschakeld. Er gaat een draad van de min van de batterij naar de plus van de batterij ernaast. Dit zie je in afbeelding 7b.

Batterijen en het milieu

In batterijen zitten chemische stoffen die nodig zijn om elektriciteit te maken. Als die stoffen zijn uitgewerkt, dan is de batterij leeg. De chemische stoffen in een batterij zijn schadelijk voor het milieu. Lege batterijen horen daarom bij het klein chemisch afval.

De oplaadbare batterij

Veel batterijen kun je weer ‘vullen’ als ze leeg zijn. Dat zijn oplaadbare batterijen. Een oplaadbare batterij kun je opladen en opnieuw gebruiken. Telkens als de batterijen leeg zijn, stop je ze in een oplaadapparaat (afbeelding 14). Met elektriciteit uit het stopcontact worden de batterijen weer opgeladen.

Je kunt deze batterijen heel vaak opnieuw gebruiken. Maar op het laatst doen ze het niet meer. De lege batterijen horen dan bij het klein chemisch afval.

De spanning van een oplaadbare batterij is 1,2 volt. Dat is 0,3 volt minder dan een penlite-batterij. Sommige apparaten werken daarom niet goed met oplaadbare batterijen. Dat komt doordat de spanning te laag is.

Onthoud

Batterijen geven elektriciteit.

Een batterij heeft een plus (+) en een min (–).

De spanning geef je aan in volt (V).

Een staafbatterij heeft een spanning van 1,5 volt.

Een penlite-batterij heeft een spanning van 1,5 volt.

Een oplaadbare batterij heeft een spanning van 1,2 volt.

Batterijen kun je in serie schakelen. Je legt ze dan met de plus tegen de min.

De spanning van batterijen in serie is de spanning van alle batterijen bij elkaar opgeteld.

Een platte batterij bestaat uit drie staafbatterijen in serie.

Een platte batterij heeft een spanning van 4,5 volt.

In een batterij zitten stoffen die slecht zijn voor het milieu.

Lege batterijen horen bij het klein chemisch afval.

Oplaadbare batterijen kun je opladen en opnieuw gebruiken.

Opdrachten maken

Wat: lees paragraaf 4.1    

Hoe: helemaal stil! muziek mag in!     

Hulp: Geen     

Tijd:  ???? minuten lang     

Huiswerk: Opdrachten 1 t/m 12 van paragraaf 4.1 & Test jezelf    

Klaar?: ga bezig met een ander vak!