H1.3 "vermogen en energie"

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t, mavo
• Leerjaar 3

hst 1.3 "vermogen en energie"

Leerdoelen

• Wat is het vermogen van een apparaat.

• Rekenen met spanning, stroomsterkte en vermogen.

• Berekenen van energieverbruik van elektrische apparaten in kWh.

• Berekenen hoeveel je voor de verbruikte elektrische energie moet betalen.

Vandaag

Korte herhaling H1.1 en H1.2

Vermogen

Uitleg formule  P = U x I

Opdracht 

Uitleg formule E = P x t

opdracht

Zelfstandig werken

Huiswerk controle

serie? parallel? zie volgende dia's

Waarom zijn alle apparaten in huis parallel aangesloten?

Fasedraad

Nuldraad

Schakeldraad

Vermogen

Hoeveel elektrische energie een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen. 

Afkorting: P

De eenheid van vermogen is:

Watt (W) 

Formule:

P = U x I

Vermogen berekenen

P = U x I

P = vermogen             in watt (W)

U = spanning              in volt (V)

I = stroomsterkte      in ampère (A)

Opgave:

Op een lader van een telefoon

staat 5 V en 2 A. 

Hoe groot is het het vermogen van dit lampje?

antwoord

Gegevens    U = 6V

                         I   = 2A

Gevraagd     Wat is het vermogen in W?

Formule        P  =   U  x I 

Uitwerking   P  =   6  x 2 =12

 Antwoord    Het vermogen is 12 W

Energieverbruik 

• Apparaten verbruiken energie. We rekenen af  per kWh.

• 1 kiloWatt is 1.000 Watt.                                                                                                        Kilo-Watt-uur (kWh) is de maatstaf voor elektrische energie-inhoud. 

• Het is het gemiddeld vermogen dat verbruikt wordt gedurende één uur.              Een elektrische kachel met een maximaal vermogen van 2 kW verbruikt per uur 2 kWh       als hij maximaal aanstaat.

• Een kWh (kilo-Watt-uur) kost ongeveer 23 cent => Maar hoe rekenen we hiermee?

Energieverbruik

1

2

3

E = P x t

E = energieverbruik in kilowattuur (kWh)

P = vermogen in kilowatt (kW)

t = tijd in uur (h)

Een lamp met een vermogen van 15W 

brandt de hele avond (18:00 - 23:00)

Bereken hoeveel energie de lamp verbruikt.

Antwoord

Gegevens :    P = 15 W = 0,015 kW ; t = 23:00-18:00 = 5 uur

Gevraagd:      Hoeveel energie verbruikt de lamp  in kWh

Formule:         E = P x t

Uitwerking:    E = 0,015 x 5 = 0,075 kWh

Antwoord:       De energieverbruik van de lamp is 0,075 kWh

Samenvatting

Vermogen is hoeveelheid elektrische energie die een apparaat per seconde verbruikt!

P = U x I   (vermogen in Watt)

Energieverbruik is het gemiddelde vermogen dat verbruikt wordt gedurende één uur

E = P x t   (vermogen in kiloWatt)

Zelfstandig werken 

Lees H1.3 p.32-35

Maak H1.3 opgave 1 t/m 7

Nakijken H1.1 en H1.2

H1.1 Opg 15

Charlotte heeft een schakeling gemaakt met vijf gelijke lampjes.

a)Welke lampjes zullen het felst branden

• lampje 1 + 2

b) Door lampje 1 loopt een stroom van 0,6 A. Bereken de totale stroomsterkte die de batterij levert.

• I₁ = 0,6 A => I₂ = 0,6 A => I_totaal= I₁ + I₂ = 0,6+0,6= 1,2 A

c) Hoe groot is de stroomsterkte door lampje 5?

• Itotaal = I3+I4+I5 => 
• I5 = Itotaal : 3 = 1,2 : 3 = 0,4 A

H1.2-7) hier is een spanningzoeker getekend. En kun je testen of er spanning op een draad staat. Als dat zo is, gaat het neonlampje branden. Er loopt dan een kleine, ongevaarlijke stroom door je lichaam.

a) Teken hoe de stroom door de                         spanningzoeker en je lichaam loopt.

De spanningzoeker is gedeeltelijk van een isolerend (niet-geleidend) materiaal gemaakt.

b) Kleur de delen die de stroom niet                  geleiden, blauw.

c) Moet een spanningzoeker een grote of juist een kleine weerstand hebben? Licht toe

• Een spanningszoeker met een grote weerstand hebben, zodat er maar weinig stroom door de spanningzoeker en je in serie geschakelde lichaam kan lopen.

H1.2-8) Herman wil een ouderwetse lamp die in de huiskamer aan het plafond hangt vervangen door een moderne. Daarvoor moet hij de draden van de lamp losmaken van de installatiedraden in het lichtpunt.

1) Welke kleur hebben de installatiedraden in het lichtpunt?

2) Op welke draad staat normaal gesproken spanning als de lamp uit is?

3) Op welke draad staat normaal gesproken spanning als de lamp aan is?

4) Leg uit of er spanning op die draad staat als de lamp tijdens het branden plotseling kapotgaat.

5) Welke veiligheidsmaatregelen moet Herman treffen voordat hij aan het werk gaat?

1. Zwart en blauw
2. Geen van beide
   
3. Op de zwarte draad
   
4. Ja, dan staat er nog steeds spanning op, omdat de schakelaar nog in de aan-stand staat
5. Hij moet de groepsschakelaar in de meterkast omzetten, zodat er geen spanning meer op het lichtpunt staat.

Leg uit hoe kortsluiting kan ontstaan

Hoe kan overbelasting ontstaan?

Waarom zijn er in huis meerdere groepen

Op een fietslampje staat 0,3 A en 15 V
Bereken het vermogen van dat lampje.

Een telefoon moet om op te laden 3 uur aan de lader. De lader heeft een vermogen van 10 W. Hoeveel energie gaat er in die tijd in de telefoon?

Op een zaklamp staat: 50 V en 2 A. De zaklamp staat 10 uren aan. Bereken de energie die deze zaklamp verbruikt in die tijd.