1.1 elektrische energie opwekken

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

1.1 Elektrische energie opwekken

Leerdoelen:

• Hoe wordt elektrische energie opgewekt
• inductiespanning
• dynamo
• Vermogen
• Energieverbruik berekenen

Inductie

• Generator wekt stroom op door Inductie
• Spoel & magneet
• Magneet beweegt  → spanning verandert →
• = wisselspanning, ook wel inductiespanning

https:

Dynamo 

magneet & spoel

fietswiel draait → magnetisch veld veranderd in spoel → stroom opgewekt → lamp brandt

Net als generator!

Dynamo 

• 1 omwenteling van de dynamo 
• (magneetveld richting verandert 2x)
• =  1 periode van de spanning-tijd grafiek

Vermogen (P)

• Vermogen: hoeveelheid elektrische energie die per seconde wordt verbruikt/opgewekt
• Eenheid [J/s] = watt [W]
• 1 W = 1 J/s

Energieverbruik 

P = vermogen in watt [W]

t = tijd in seconden [s]

E = energieverbruik in joule [J]

E=P⋅t

De joule als eenheid

Met 1 joule kun je niet veel doen.

Daarom gebruik je meestal kJ (kilojoule) = 1.000 J = 1*10³ J 

 of MJ (megajoule) = 1.000.000 J = 1*10⁶ J

In een huis wordt energie verbruik niet in joule gemeten maar in kWh. (kWh meter)

Kilowattuur

P = vermogen in kilowatt [kW]

t = tijd in uren [h]

E = energieverbruik [kWh]

E=P⋅t

Kilowattuur

P = vermogen in kilowatt [kW]

t = tijd in uren [h]

E = energieverbruik [kWh]

1 kWh =  3,6 MJ

E=P⋅t

Sommetje

Ik speel 1,5 uur elektrische piano,

Wat is het energieverbruik 

na dit 1,5 uur In Joule en kWh?

E=P⋅t

Gegevens

t = 1,5 h * 60 * 60 = 5400 s
P = 18 W
Gevraagd 
Energieverbuik E in [J] & [kWh]
Formule

Uitwerking

• E = P * t = 18 * 5400 = 97.200 J =  97 kJ                                 
• E = P * t = 0,018 kW * 1,5h = 0,027 kWh                                   of                                                      E = 97.200 / (3,6*10⁶) =            = 0,027 kWh

E=P⋅t

Samenvatting

• Elektriciteitscentrale: door stoom -> turbine rond gedraaid & de as van de generator -> stroom opgewekt in de generator (= grote dynamo)
• Een wisselend magneetveld in een spoel wekt een inductiespanning op
• vermogen, P = hoeveelheid energie per sec
• energieverbruik, E = P * t 

Nu

boek A: blz 10 - 15

Hw: