6. Veiligheid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

6. Veiligheid

Ga rustig zitten op je plek

Pak je boek en een pen voor je

Je jas en telefoon zijn aan de kapstok en in de kluis

Startvraag: wat gebeurt er bij kortsluiting?

Deze les:

Korte herhaling paragraaf 1.3 (rekenen met vermogen en energie)

Paragraaf 1.4 over veiligheid met elektriciteit.

Je kan antwoord geven op de vragen:

- Wat is dubbele isolatie?

- Wat is een zekering?

- Waarvoor worden een aardlekschakelaar en randaarde gebruikt?

Welke letter is het symbool voor de grootheid 'stroomsterkte'?

1. P
2. A
3. I
4. U

De grootheden spanning, stroomsterkte, vermogen en energieverbruik laten we in formules zien met letters:

Spanning = U

Stroomsterkte = I

Vermogen = P

Energieverbruik = E

Met welke formule bereken je het vermogen van een apparaat?

Vermogen = spanning x stroomsterkte

In letters:

P = U x I

Het vermogen meet je in Watt (W)

Welke eenheid gebruiken we voor energieverbruik?

1. Watt
2. Kilowattuur
3. Ampère
4. Omega

Grootheden met symbool en eenheid

Grootheid	Symbool	Eenheid
Spanning	U	Volt
Stroomsterkte	I (hoofdletter i)	Ampère
Vermogen	P	Watt
Verbruik	E	Kilowattuur (kWh)

Een lamp met een spanning van 2,5 V heeft een vermogen van 15 W. Hoe groot is de stroomsterkte die bij deze lamp hoort?

We kennen de formule:

P = U x I

Wil je I berekenen met P en U, dan doe je dus:

I = P / U

Veiligheid

Waarom gevaar?

Een menselijk lichaam geleidt stroom erg goed - het biedt weinig weerstand aan de stroom.

Weerstand betekent: hoe makkelijk of moeilijk stroom ergens doorheen gaat.

Daarom hebben apparaten goede isolatie. Soms dubbele isolatie: dan zijn de draden geïsoleerd én de buitenkant van het apparaat zelf ook.

Dubbele isolatie herken je aan dit symbool:

Geleerd in paragraaf 2:

De maximale stroomsterkte op een groep in huis, is 16 Ampère.

Als die stroomsterkte groter wordt, zorgt de zekering van de groep dat de boel wordt uitgeschakeld.

Meer herhaling:

Verschillende kleuren draden in huis.

Fasedraad = spanning

Nuldraad = geen spanning

Schakeldraad = aan/uit

Als er tussen de fase- en nuldraad verschil is in stroom (lekstroom), schakelt aardlekschakelaar het uit.

Als een apparaat met geleidende buitenkant (van metaal) onder stroom komt te staan, zorgt de aarddraad dat er via de randaarde een flinke lekstroom gaat lopen - de stroom in de groep wordt dan uitgeschakeld.

Samengevat

- Dubbele isolatie is zowel de draden zelf, als het omhulsel isoleren

- Een zekering checkt of er teveel stroom door een groep gaat, en schakelt uit wanneer dat zo is

- De aardlekschakelaar 'ziet' wanneer er een lekstroom is, en schakelt de stroom dan uit

- Een metalen apparaat moet randaarde hebben voor het geval dat er spanning op de buitenkant komt te staan

Aan de slag

Maak: paragraaf 1.4, opdrachten 1 t/m 5, 7, 8 en 10.

Hoe: in je boek. Gebruik de tekst van de theorie.

Met wie: je mag rustig overleggen met je buur.

Tot: 15 minuten voor einde les.

Klaar? Maken herhalingsvragen bij deze link (Google Forms).

Vrijdag: oefening practicum

Wat gaan we doen?

- Een serieschakeling en een parallelschakeling bouwen.

- Een stroommeter op de juiste plek in de schakeling zetten.

- Een weerstandje in de schakeling zetten en kijken wat er gebeurt met de stroomsterkte.

Een stroommeter gebruiken

Bij stroomsterkte tel

je het aantal auto's 

dat voorbij komt op

een weg in je 

schakeling.

Je zet de meter dus

op de weg die je meet,

in serie met je lampjes.

Wat gaan we doen?

Bij het practicum gaan we echte schakelingen bouwen. We gaan de stroomsterkte meten en kennismaken met weerstandjes.

Ter voorbereiding:

Bekijk het document dat als lesstof bij vrijdag staat in SOM.

Bouw de schakelingen die in de opdracht staan in deze app.

Probeer alvast het antwoord te vinden op de vragen die erbij staan.

Herhaling

Ga rustig zitten op je plek.

Pak je boek, pen en iPad op tafel.

Startvraag: wat is de stroomsterkte bij het vraagteken?

Bij parallelschakeling tel je de stroomsterkte in de losse wegen op tot de totale stroomsterkte.

Op het stuk weg waar alle stroom langskomt wordt 90mA gemeten, in de eerste tak 70mA. In het onderste deel moet de stroomsterkte dus 20mA zijn.

Planning

Klassikaal: maken rekenvraag

Degenen die het nodig hebben: samen rekenen

Degenen die het onder de knie hebben: verder werken

Zelfstandig: maken herhalingsopgaven, zelf nakijken, passende opdrachten online boek maken.

Oefenvraag

In een keuken staan een waterkoker en een airfryer aan. Hun totale vermogen is 150 Watt. De stroomsterkte van de airfryer is 0,3 A.

a. Bereken het vermogen van de airfryer.

b. Bereken het vermogen van de waterkoker.

c. Bereken de stroomsterkte door de waterkoker.

Hint: de spanningsbron van beide apparaten is een stopcontact.

Oefenvraag

a. 69 Watt

b. 81 Watt

c. 0,35 Ampère

Heb ik goed uitgewerkt rekenwerk van je gezien?

Dan maken herhalingsvragen in Forms (link in Teams).

Niet? Dan meedoen met de uitwerking.

Herhaling

Maken: herhalingsvragen in Forms.

Na inleveren kan je zelf nakijken.

Fouten bij opgaven:

1 t/m 4 => maken 'Test jezelf' paragraaf 1

5 en 6 => maken 'Test jezelf' paragraaf 2

7 t/m 12 => maken 'Test jezelf' paragraaf 3

Opgave 11

Verhaalsom met veel informatie en gegevens in verschillende eenheden.

1. Noteren van de gegevens.

Je weet dat er 3 lampen van 230 V en 0,5 A zijn, een PC van 150 W, dat de tijd 2 uur is, en dat het totale energieverbruik wordt gevraagd in kWh.

2. Welke formules zijn nodig?

Je wil weten: energieverbruik. Daarbij hoort:

E = P x t

Je moet daarvoor óók weten: het vermogen van de lampen. Daarbij hoort:

P = U x I

3. Invullen van de formules

Eerst: vermogen van de lampen.

Voor 1 lamp:

P = 230 x 0,5 = 115 W

Voor 3 lampen: 115 x 3 = 345 W

3. Invullen van de formules

Dan: berekenen van totale vermogen in de juiste eenheid. Dat is kilowatt.

Vermogen lampen + vermogen PC = 345 + 150 = 495 Watt.

Dat is 0,495 kW.

3. Invullen van de formules

Tot slot: invullen formule energieverbruik.

E = P x t

E = 0,495 kW x 2 uur = 0,99 kWh

Ga naar deze link.

Bouw dit schakelschema na. >>

Beantwoord de vragen:

1. Wat is de spanning van de batterij?

2. Hoeveel spanning staat er op lampje 2?

3. Wat is het vermogen van lampje 2?

De spanningsmeter is parallel geschakeld. Hij meet alleen de spanning (het aantal volkorenbroodjes) van dat lampje.

De stroommeter is in serie geschakeld. Hij meet de stroomsterkte (het aantal auto's) in de 'straat' waar het lampje staat.

Hoe groot is het vermogen?

Gegeven:

U = 4,50 V

I = 0,45 A

Gevraagd: P in Watt

Formule: P = U x I

Invullen: P = 4,50 V x 0,45 A = 2,0 W