Les 50.1 - Energie en vermogen deel 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

§3.4 Energie en vermogen

Lesplanning:

1. Uitleg rekenen aan energie en vermogen
2. Afronden opgaven §3.4
3. Vragen over het huiswerk
4. Quiz schakelingen

Volgende week CP H3

Vermogen is...

Vermogen

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

Stel: ik speel per dag 3 uur games op mijn PS5.
Daarvoor staan mijn TV (500 W), PS5 (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 PS5.
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

Wat kost dit?   (1 kwh = €0,27)

P = 1 kW

t = 3 uur per dag

Wat kost dit?   (1 kwh = €0,27)

• P = 1 kW
• t = 3h x 365 d = 1095 h
• E = ... kWh
• E = P × t
• E = 1 * 1095 = 1095 kWh
• 1095 × 0,27 = €295,65
• het kost €296

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

1. 0,6 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)

Een 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 opgave 53 t/m 58

 in je schrift

Vragen over het huiswerk

Meerkeuzevragen

herhaling schakelingen

Over het eerste lampje staat een spanning van 10 V. Wat is de spanning van de spanningsbron?

1. 2 V
2. 10 V
3. 40 V
4. 50 V

Hoe groot is de spanning van spanningsbron U?

1. 3 V
2. 6 V
3. 9 V
4. 12 V

De stroomsterkte in het linker lampje is 36mA
Wat is de stroomsterkte door het rechter lampje ?

1. 36 mA
2. 12 mA
3. 9 mA
4. 4 mA

Bereken de de stroomsterkte door de spanningsbron.

1. 3,6A
2. 2,5A
3. 22,5A
4. 9,0A

Hoe groot is de stroomsterkte in deze schakeling?

1. 2 A
2. 3A
3. 5 A
4. 1,2 A

De stroomsterkte
door de bovenste
weerstand is:

1. 0,6 A
2. 1,7 A
3. 2 A
4. 0,7 A

De lampjes zijn identiek.
De totale stroomsterkte is 4,0 A.
Wat is dan de stroomsterkte door lampje A?

1. 8,0 A
2. 4,0 A
3. 2,0 A
4. 6,0 A

De lampjes in de schakeling zijn gelijk. Welke schakeling geeft meer licht?

1. Schakeling I
2. Schakeling II
3. Ze geven geen licht
4. Schakeling I en II

Kees wilt drie lampjes parallel schakelen. Hierbij wilt hij dat ieder lampje apart aan of uit te zetten is door een schakelaar. Welk schakelschema moet Kees gebruiken?

1. 
2. 
3. 
4. 

Wat is de totale spanning?

1. 0V
2. 6V
3. 18V
4. 36V

Je ziet hier een serieschakeling van twee weerstanden en een spanningsbron. De spanning van de spanningsbron is 30 V. De weerstand R1 = 100 Ω en
weerstand R2 = 200 Ω.
Bereken de spanning over de weerstanden R1.

1. 0,1 V
2. 10 V
3. 20 V
4. 0,001 V

De batterij heeft een spanning van 12 V. Over de weerstand staat een spanning van 8 V. Hoeveel spanning zal er over het in serie geschakelde lampje staan?

1. 12 V
2. 8V
3. 4V

De totale stroomsterkte is ...

1. 0,6 A
2. 0,3 A
3. 0,2 A
4. 0,15 A

De batterij levert een stroomsterkte van 450 mA
wat is de stroomsterkte door de lampjes (lampjes zijn gelijk)?

1. 450 mA
2. 150 mA
3. 300 mA
4. 1350 mA

De stroomsterkte bij het vraagteken is?

1. 0 A
2. 0.2 A
3. 0.3 A
4. 0.4 A

De stroomsterkte door de batterij is?

1. 0.1 A
2. 0.2 A
3. 0.3 A
4. 0.6 A

Opgave 53a

U = 6 MV = 6 000 000 V

I = 30 kA = 30 000 A

E = 2,5 kWh

1 kWh = 3 600 000 J 

2,5 kWh = 9 000 000 J

Opgave 53b

U = 6 MV = 6 000 000 V

I = 30 kA = 30 000 A

E = 2,5 kWh

E = 9 000 000 J

• E (J) = P(W) * t (s)
• 9 000 000 = P (W) * t (s)

•       P = U * I 
•      P = 6 000 000 * 30 000
•       P = 1,8 *10¹¹ W
  
  
• 9 000 000 = 1,8*10¹¹ * t
• t = 9 000 000 / 1,8*10¹¹ 
• t = 0,00005 s = 0,05 ms