§3.4 energie en vermogen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

§3.4 Energie en vermogen

Lesplanning

1. Opstart - vermogen
2. Digitaal practicum gemengde schakeling
3. Maken opgave 49 t/m 53

Donderdag
16 december 

CP H3

Lesdoel

Aan het einde van de les kan je

• uitleggen wat het vermogen met de felheid van een lampje te maken heeft;
• weet je hoe je het vermogen van een lampje kan berekenen.

Vermogen

De energie die per seconde
wordt geleverd of gebruikt,
uitgedrukt in Watt.

Vermogen

Het vermogen P in Watt (W)

P=U⋅I

P het vermogen in watt (W)

U de spanning in volt (V)

I de stroomsterkte in ampère (A)

   

   

   Droger
    P = U * I = 230 * 13 = 2990 W

    Gloeilamp
    P = U * I = 230 * 0,33 = 76 W 

De accu van je laptop levert een spanning van 11 V. Bij intensief gebruik heeft de laptop een vermogen van 4,7 W. Bereken de stroomsterkte vanuit de accu.

1. I = P / U = 4,7 / 11 = 0,43 A
2. I = U / P = 2,3 A
3. I = U * P = 52 W

P=U⋅I

I=​U​​P​​

U=​I​​P​​

8 = 2 * 4

4 = 8 / 2

2 = 8 / 4

Voorspelling:
Welk lampje geeft het meeste licht?

Lampje L1

Lampje L2

Lampje L3

Aan de slag

Digitaal practicum gemengde schakeling - zie classroom

Bespreken practicum

R_lampjes = 10 Ohm

• U_L1 = 9,0 V
• I_L1 = U /R = 9 / 10 = 0,9 A
• P_L1 = U * I = 9 * 0,9 = 8,1 W
  
  
• U_L2 = U_L3 = 4,5 V
• I_L2 = I_L3 = U / R = 4,5 / 10 = 0,45 A
• P_L2 = P_L3 = U * I = 4,5 * 0,45 = 2,0 W

Conclusie

Des te groter het vermogen, des te feller 

het lampje. 

Conclusie

Des te groter het vermogen, des te feller 

het lampje. 

Tenzij...

Aan de slag

Maken en nakijken

digitale boek - opgave 49 t/m 53 

Tot 10:24

Vragen?! Stel ze via de meet.

Klaar

Ga verder met de opgaven van §3.4

§3.4 Energie en vermogen

Lesplanning:

1. Uitleg rekenen met het vermogen
2. Maken opgaven §3.4
3. Bespreken eindopdracht §3.3

Donderdag 16 december 

CP H3

Lesdoelen

Aan het einde van de les
kan je ...

• uitleggen wat het vermogen van een apparaat met energieverbruik te maken heeft;
• het energieverbruik berekenen.

Vermogen

De energie die per seconde
wordt geleverd of gebruikt,
uitgedrukt in Watt.

Stel: ik speel per dag 3 uur games op mijn PS4.
Daarvoor staan mijn TV (500 W), PS4 (350 W) en soundbar (150W) gedurende die tijd aan.
Wat is het vermogen van deze opstelling?

1. 500 W
2. 1 kW
3. 230 V
4. 1 W

Stel: ik speel per dag 3 uur games op mijn PS4.
De opstelling heeft een vermogen van 1000 W

Hoeveel energie gebruik ik dan in een jaar?

1. 3x1000x365= ‭1.095.000‬ J
2. 3×60×60×1000×365 = ‭3.942.000.000‬ J
3. 3 × 1000 = 3000 J
4. 60×60×1000×365 = 1.314.000.000‬

E(J)=P(W)⋅t(s)

E=1000⋅3942000=3.942.000.000J

P = 1000 W
t = 3 *365 h = 1095 h = 65700 min = 3942000 s

Energieverbruik

Een rekening voor het gebruik van ‭3.942.000.000‬ J in een jaar!?

Tijd voor een nieuwe eenheid: kWh

Vermogen

E(J)=P(W)⋅t(s)

E(kWh)=P(kW)⋅t(h)

1 kWh = 3 600 000 J

Energieverbruik

Een rekening voor het gebruik van ‭3.942.000.000‬ J in een jaar!?

Tijd voor een nieuwe eenheid: kWh

E (kWh) = P(kW) * t (h)

Energie (kWh) = vermogen (kW) × tijd (h) 

Er geldt: 1 kWh = 3 600 000 J.

Wat kost dit?   (1 kwh = €0,24)

P = 1 kW

t = 3 uur per dag

Wat kost dit?   (1 kwh = €0,24)

• P = 1 kW
• t = 3h x 365 d = 1095 h
• E = ? kWh
• E = P × t
• E = 1 * 1095 = 1095 kWh
• 1095 × 0,24 = €262,8
• het kost €263

Een gloeilamp met een vermogen van 60 W brandt 10 uur. Wat is het energieverbruik?

1. 6 kWh
2. 600 kWh
3. 2.160.000 J
4. 36000 J

Vermogen

P = 60 W = 0,06 kW 

t = 10 h      

P = 60 W

t = 10 h = 600 min = 36000 s             

                                                      

E(kWh) = P (kW) * t (h)  

E = 0,06 * 10 = 0,6 kWh

E(J) = P (W) * t (s)  

E = 60 * 36000
E = 2.160.000 J

Apparaten in huis worden aangesloten op 230 V. Hoe komt het dat het ene apparaat een groter vermogen heeft (meer energie verbruikt) dan het andere apparaat?

U is spanning in volt (V)

I is stroom in ampere (A)

P is vermogen in watt (W)

P(W)=U(V)⋅I(A)

Deze waterkoker heeft een vermogen van 1800 W. Hoe groot is de stroomsterkte door de stekker?

1. 230 A
2. 1 800 A
3. 7,8 A
4. 414 000 A

Gegevens

P = 1800 W                 

U = 230 V                                  
                                  

P=U⋅I

1800=230⋅I

I=​230​​1800​​=7,8A

Aan de slag

§3.4 digitaal - alle opgaven in je leerroute

noteer de berekeningen in je schrift.

Lesdoelen

Aan het einde van de les
kan je ...

• uitleggen wat het vermogen van een apparaat met energieverbruik te maken heeft;
• het energieverbruik berekenen.

• 
  
  
• 
  
  
• 
  
  
• De spanning verdeelt zich
   evenredig met de weerstand. 
  

U​bron​​=U​1​​+U​2​​+U​3​​+...

I​bron​​=I​1​​=I​2​​=I​3​​=...

R​tot​​=R​1​​+R​2​​+R​3​​+...

• 
  
  
• 
  
  
• 
  
  
• De stroom verdeelt zich evenredig met de geleidbaarheid. 

U​bron​​=U​1​​=U​2​​=U​3​​=...

I​bron​​=I​1​​+I​2​​+I​3​​+...

Parallelschakelingen

G​tot​​=G​1​​+G​2​​+G​3​​+...

Welk lampje brandt het felst?

1. Lampje A in schakelin I
2. Lampje B in schakelin I
3. Lampje A in schakelin II
4. Lampje B in schakelin II

lampjes A: 2,0 Ω
lampjes B: 4,0 Ω.

A. Leg uit welk lampje het felst brandt. Bereken de spanning over en stroomsterkte door dit lampje. 

• Lampje A in
  schakeling II 
   
• U = 12 V
   
• I = U / R = 12 / 2 = 6A

Welk lampje brandt het minst fel?

1. Lampje A in schakelin I
2. Lampje B in schakelin I
3. Lampje A in schakelin II
4. Lampje B in schakelin II

lampjes A: 2,0 Ω
lampjes B: 4,0 Ω.

A. Leg uit welk lampje het minst fel brandt. Bereken de spanning over en stroomsterkte door dit lampje. 

• Lampje A in
  schakeling I
    
• Rtot = 6 Ohm
   
•  Itot = Utot / Rtot
            = 12/ 6 = 2A
• I = 2 A
   
• U = R * I = 2 * 2 = 4 V

Wat gebeurt er met de felheid van lampje B wanneer de schakelaar in de parallelschakeling wordt gesloten.

1. Lampje B gaat feller branden.
2. Niks.
3. Lampje B gaat minder fel branden.
4. Lampje B gaat uit.