2.5 Formule Lading + Elektronen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

 2.Stroom, spanning en lading

Herhaling statische elektriciteit - hoe geef je een voorwerp lading?

Wat moet je met twee voorwerpen (bijv. Een PVC-buis en een wollen doek) doen om deze elektrisch te laden?

Je kunt een voorwerp een elektrische lading geven (positief of negatief laden) door twee voorwerpen………

Juist/onjuist

Je kunt een voorwerp een positieve lading (+) geven door protonen (+) toe te voegen.

1. Juist
2. Onjuist

Opdracht 1 Lading

Wat gebeurt er met elektroscoop A en B wanneer je deze verbindt met een geleidende draad (bijvoorbeeld een koperdraad)? 

Benoem in je antwoord of er deeltjes zijn die zich verplaatsen, zo ja welke deeltjes zijn dit dan en welke kant bewegen deze deeltje dan op van A naar B of van B naar A? Noteer je antwoord in je schrift. (Paragraaf 2 lading opdracht 1)

Lever hier je antwoord van de opdracht in.

Uitwerking opdracht Lading

Elektronenstroom 

van A naar B

A en B ongelijke ladingen

A en B neutraal

De elektroscopen zijn niet 

(Geleidend) met elkaar verbonden

De elektroscopen worden nu

Geleidend met elkaar verbonden

De elektronen (-) hebben zich via de geleidende draad  kunnen verplaatsen van de plaats met een overschot aan elektronen (-) naar de plaats met een tekort aan elektronen (+)

Paragraaf 2 elektrische stroom

filmpje (klik op de ster)

https://youtu.be/1PEf540iv_A

LU 2 Elektrische stroom

U, I, Q en R

Spanning (U) - Volt (V) - Voltmeter

U

Stroomsterkte (I) - Ampère (A) - Ampèremeter

I

Lading (Q) - Coulomb (C) - Elektroscoop

Q

Weerstand (R) - Ohm (Ω) - Ohmmeter

R

Neem de afkortingen van de grootheden en eenheden over in je schrift.

00:11

Sleep van elke grootheid lading, stroom en spanning het juiste symbool, en de juiste eenheid (zowel symbool als naam).

Lading

Stroom

Spanning

I

A

U

V

Q

C

Ampère

Coulomb

Volt

00:55

HAVO: je mag blijven werken en rekenen met ladingen van +1 en - 1 (of 2, 3, 4).

VWO: je moet kunnen werken en rekenen met de werkelijke waarde van de lading van 1,6 10^-19 C

01:18

Hoe komt het dat we niet veel van alle lading in de dingen om ons heen merken?

02:28

Er stroomt 50 C lading door een draad in 20 s. Hoe groot is dan de stroomsterkte?

1. I = 50 / 20 = 2,5 A
2. I = 20 / 50 = 0,40 A
3. I = 20 X 50 = 1000 A
4. Het goede antwoord staat er niet bij.

https://youtu.be/opmm5lI5xi0

ALLEEN VWO

Lading en stroomsterkte

I = stroomsterkte in Ampère, A

t = tijd in seconde, s

Q = lading in Coulomb, C

Lading en stroomsterkte

ALLEEN VWO

1 A is gelijk aan 1 Coulomb per (1) seconde.

Eén elektron heeft een lading van 1,6 x 10^-19 C.

Om één Coulomb lading te maken heb je dus een heleboel elektronen nodig. Je kunt dit berekenen met een verhoudingstabel of kruistabel.

Begin altijd met 1 elektron en 1,6 x 10^-19 C.

Vul dan de volgende regel in, in dit geval de 1 C. 

Het onbekende aantal elektronen reken je nu uit door 1 x 1 / 1,6 10^-19 = 6,25 10¹⁸ elektronen.

x

Grootheid	Symbool grootheid	Eenheid	Symbool eenheid
Stroom(sterkte)	I	Ampère	A
Spanning	U	Volt	V
Weerstand	R	Ohm	Ω
Vermogen	P	Watt	W
Energie	E	kiloWattuur	kWh
Tijd	t	uur of seconde	h of s
Lading	Q	Coulomb	C

Stroomsterkte omrekenen

Opdracht 2 stroomsterkte omrekenen

Neem de opdracht over in je schrift (opdracht 2 stroomsterkte omrekenen) en noteer de antwoorden. Op de volgende dia kun je bekijken of je het goed hebt gedaan!

Type je antwoorden in of lever een foto in van je geschreven antwoord.

Uitwerking opdracht 2 stroomsterkte omrekenen

Kijk jouw antwoorden na.

                       En...? 

Goed gegaan? Mooi zo!  

Ging het niet zo goed? vraag om hulp!

Symbolen schakelschema

Neem de symbolen over in je aantekenschrift!

Leer deze zo snel mogelijk uit je hoofd!

Opdracht 3 schakeling tekenen

1

2

Je ziet links onder een afbeelding van een schakeling.

Je kunt deze schakeling eenvoudiger voorstellen door deze na te tekenen met symbolen, men noemt dit een schakelschema.

--> Probeer eerst zelf het juiste schakelschema te tekenen in je schrift. 

--> Teken eerst het juiste symbool voor de batterij en volg vanuit daar de snoeren naar de andere onderdelen. 

--> Verbind de onderdelen in een schakelschema altijd middels rechte lijnen!

Je kunt onder knop 1 de benodigde symbolen en onder knop 2 het juiste antwoord vinden.

Lever hier de foto van de vorige opdracht in.

01:20

Wat is juist bij een serieschakeling?

1. Zowel spanning als stroom verdelen zich.
2. Stroom verdeelt zich, spanning blijft gelijk.
3. Spanning verdeelt zich, stroom blijft gelijk.
4. Zowel stroom als spanning zijn overal gelijk.

01:31

We kijken nu naar een parallelschakeling.

05:18

Wat is juist voor een parallelschakeling?

1. Zowel de spanning als de stroom verdelen zich.
2. De spanning is overal gelijk, de stroom verdeelt zich.
3. De stroom is overal gelijk, de spanning verdeelt zich.
4. Zowel de spanning als de stroom is overal gelijk.

Serieschakeling en parallelschakeling - Stroom

In een parallelschakeling verdeelt de stroom zich.

In een serieschakeling is de stroom overal gelijk.

Voorbeeld stroom parallel

Stel de  bron geeft 8 A, en I₁=2 A en I₂ = 1 A. Je weet dan dat door I₃ = 5A want 8 = 2 + 1 + 5.

Voorbeeld stroom serie

Stel I₂ = 2,5 A. Je weet dan dat I₁ en I₃ en I_bron ook allemaal 2,5 A zijn.

Serieschakeling en parallelschakeling - spanning

In een parallelschakeling is de spanning in elke tak gelijk.

In een serieschakeling verdeelt de spanning zich.

Voorbeeld spanning in serie

Stel de  bron geeft 12 V, en U₁=3 V en U₂ = 4 V. Je weet dan dat de spanning over lampje 3 gelijk is aan 5 V, want 12 = 3 + 4 + 5.

Voorbeeld spanning parallel.

Stel U₃ = 4 A. Je weet dan dat U₁ en U₂ en U_bron ook allemaal 4 V zijn.

Parallelschakeling

1

2

Serieschakeling

1

2

Serie en parallel deel 1

Serie en parallel deel 2

Teken een schakelschema met de juiste symbolen waarin één batterij een één lampje is opgenomen, en een Voltmeter en een Ampèremeter, die de spanning over en de stroom door het lampje kunnen meten. Lever een foto van je resultaat in.

Mogelijk antwoord

Opdracht 4 stroomsterkte meten

Zoals je inmiddels weet verdeelt de stroomsterkte bij een parallelschakeling over de verschillende takken. Zet de letters A t/m D onder elkaar in je schrift. Bepaal hoe groot de stroom is bij iedere stroommeter en noteer achter iedere letter de juiste waarde voor de stroomsterkte. Op de volgende dia kun je kijken of jouw antwoorden juist zijn.

Stroommeter A meet ………A

Stroommeter B meet ………A

Stroommeter C meet ……….A

Stroommeter D meet ……….A

Uitwerking opdracht 4 stroomsterkte meten

Bij de splitsting van A en C komt er 1,0 A aan.

In de tak van C is de stroom overal gelijk (serie) dus de daar rechts aangegeven 0,6 A. In de tak van A gaat dus 'de rest' en wel 0,4 A. 

Deze stroom loopt in heel de tak (serie) dus ook bij B.

Bij D zijn de twee stromen weer bij elkaar in vind je de hoofdstroom van 1,0 A weer terug.

Opdracht 5 stroomsterkte bepalen

Zoals je inmiddels weet verdeelt de stroomsterkte bij een parallelschakeling over de verschillende takken. Elk lampje is hetzelfde.

A) Bepaal hoe groot de stroom is die door ieder lampje stroomt. De totale stroomsterkte die bij de batterij gemeten wordt is 1,2  A.

B) Welk lampje / welke lampjes branden het felst?

Uitwerking opdracht 5 stroomsterkte bepalen

Bij lampje 1 en 2 zijn er 2 (identieke) mogelijkheden voor de stroom, de 1,2 A wordt dus precies door de helft gesplitst in 0,6 A elk. 

In de draad tussen de twee groepen lampjes komt de stroom weer samen en is dus weer 1,2 A.

Bij lampje 3, 4 en 5 gaat het om 3 mogelijkheden, dus krijgt elk lampje 0,4 A. Omdat het om dezelfde lampjes gaat, zullen de lampjes met de meeste stroom, het felst branden. In dit geval lampje 1 en 2.

LET OP: stroom splitst niet altijd precies in 2-en of 3-en. Dit geldt alleen als elke tak / lampje precies hetzelfde is. Wanneer lampje 1 bijv. meer weerstand had gehad dan lampje 2, had de verdeling daar 0,4 A en 0,8 A kunnen zijn, zolang het totaal maar 1,2 A blijft.

Lever hier een foto van je aantekeningen / samenvatting van deze LessonUp in.

-Begrip 'elektrische stroom'

-Betekenis U, I, Q en R

-Stroomsterkte omrekenen

-Serie- en parallelschakelingen

-Volt- en Ampèremeters

Geef hieronder zo duidelijk mogelijk aan wat je nog niet goed snapt van deze les en / of waar je nog vragen over hebt.
Heb je nog tips of suggesties voor deze les?

a. Heb je alles van deze les begrepen?
b. Zijn er onderdelen van deze les die je nog niet zo
goed begrijpt of waar je meer uitleg voor nodig hebt?
c. Heb je nog tips of suggesties voor deze les?

Verwerkingsopgaven 2. Stroom, spanning en lading

Uitwerkingen

2.1 Spannend!

Elk voorwerp bevat zowel positieve als negatieve lading.

a. Wat kun je zeggen over de hoeveelheden positieve en negatieve lading als het voorwerp neutraal is?

b. Wat kun je zeggen over de hoeveelheden positieve en negatieve lading als het positief geladen is?

c. Kun je aan de uitslag van een elektroscoop zien of deze positief of negatief geladen is?

2.2 Serie en parallel

a. Wat weet je van de spanning bij een parallelschakeling? Verdeelt / blijft gelijk?

b. Wat weet je van de stroom bij een serieschakeling? Verdeelt / blijft gelijk?
c. Wat weet je van de spanning bij een serieschakeling? Verdeelt / blijft gelijk?

d. Wat weet je van de stroom bij een parallelschakeling? Verdeelt / blijft gelijk? 

Zie de schakeling hiernaast. Er zijn 3 apparaten (A, B en C) aan één batterij geschakeld. De spanning van de batterij is 12 V. Neem de figuur over. De spanning over apparaat B is 7 V. De stroom uit de batterij is 0,75 A. De stroom door apparaat C is 0,20 A. Ze deze waardes op de juiste plek in je tekening.

e. Bepaal / Bereken de ontbrekende spanning en stroom door elk van de apparaten A, B en C.

2.3 Reken om:

a. 15 mA = ... A                        c. 187 mA = ... A

b. 2,5 A = ... mA                       d. 0,0018 A = ... mA

2.4 Juist/Onjuist
Leg bij onjuist ook uit waarom dit zo is.

a. De elektrische stroom (I) beweegt volgens afspraak van de pluspool naar de minpool van de batterij.

b. Een elektronenstroom heeft dezelfde richting als de elektrische stroom (I).

2.5

a. Teken het schakelschema van de elektrische schakeling hiernaast. Gebruik daarbij de juiste symbolen. 

(Bedenk dat een spanningsbron, een schakelaar en een lampje slechts twee aansluitpunten hebben. Per aansluitpunt kan je meerdere draden aansluiten)

b. Welk(e) lampje(s) kun je met de schakelaar aan en uit doen?

c. Wat gebeurt er als je lampje 3 losdraait?

2.6

Teken het schakelschema van hiernaast over, maar neem daarin een Ampèremeter op die de stroom door lampje 3 meet en neem daarin een voltmeter op die de spanning over lampje 3 meet.

2.7

I = Q / t

a. Er loopt gedurende 20 ms een stroom van 48 A. Hoeveel lading heeft zich verplaatst?

(VWO) 1 electron heeft een lading van 1,6 10-19 C.

b. Hoeveel elektronen zijn dit?

2.8 *

Bekijk de schakeling van hiernaast. Alle lampjes zijn gelijk.

a. Welk(e)lampje(s)brandt/branden het felst en waarom?

b. Welk(e)lampje(s)brandt/branden het zwakst en waarom?

Je kunt hier je antwoorden van de verwerkingsopgaven inleveren.

Hieronder kun je je vragen en/of opmerkingen over de opgaven van LU2 kwijt.

Antwoorden paragraaf 2 stroomsterkte

1A.) Wanneer een voorwerp in zijn geheel neutraal is, dan is het aantal protonen (positief geladen deeltjes) is even groot als het aantal elektronen (negatief geladen deeltjes).

B.) Wanneer een voorwerp een positieve lading heeft, dan bevat het voorwerp minder elektronen (negatief geladen deeltjes) dan protonen (positief geladen deeltjes). Een positief geladen voorwerp telt dus meer + dan - deeltjes.

C.) nee, je kunt niet aan de uitslag van een elektroscoop zien of een voorwerp positief of negatief geladen is. Een elektroscoop slaat namelijk in beide gevallen uit. (Positieve lading: flapjes uit elkaar, negatieve lading: flapjes uit elkaar, neutrale lading: pootjes tegen elkaar aan).