6.3 Elektrisch vermogen (opg.14)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

6.3 Elektrisch vermogen

Vermogen kennen wel al

De eenheid kWh voor energie ook

Wat is het verband tussen vermogen P en energie E?

1. E = P
2. E = P . t
3. E = P / t
4. E / t = P

Wat is de eenheid van vermogen?

Je wil van twee apparaten weten aan welk apparaat je per maand meer geld kwijt bent. Hoe kom je daar achter?

kWh (kilo watt uur) is een

1. Energie grootheid
2. Energie eenheid
3. Vermogen grootheid
4. Vermogen eenheid

1 kWh =

1. 1 kJ
2. 3,6 kJ
3. 1 MJ
4. 3,6 MJ

kWh een 'menselijke' eenheid

• 1 kWh is het energiegebruik van een apparaat met een vermogen van 1 kW dat een uur aan staat.
• Je ziet dit ook in de meterkast.
• Herken je dat kWh energie aangeeft en geen vermogen?
• Wij moeten dit vaak omrekenen naar Joule:
• 1 kW . h = 1000 W . 3600 s
• 1 kWh = 3,6 MJ

Elektrisch vermogen

• Staat op apparaten, dan is er niets nieuws
• Kunnen we ook berekenen met spanning en stroom:
• P = U . I
• Meer spanning -> meer energie (per seconde)
• Meer stroom -> meer energie (per seconde)

Formules combineren

Nu kun je opgaven verwachten waarin je formules moet combineren:

U = I . R    (Wet van Ohm)

P = U . I    (Elektrisch vermogen)

E = P . t    (Definitie van vermogen)

Opgave 14. Bliksem is heftig

1. U_max = 100 MV      (in huis 0,000230 MV)
2. I_max = 60 kA           (0,0001 kA is dodelijk)
3. t_gem = 1 ms             (dat is kort)
4. E_gem = 100 kWh    (verbruik van 3 gezinnen per maand)
   
5. N_gem = 2,5e5      (250.000 ontladingen per jaar in Nederland)

0

14a Bereken max. vermogen

P = U . I

P = 100e6 . 60e3

P = 6,0e12 W

14b Bereken gem. vermogen 

P = E / t

P = 100 kWh / 1e-3 s

P = 100 . 3,6e6 J / 1e-3 s

P = 3,6e11 W

P = 4e11 W

14c. Bereken aantal gezinnen

Aantal berekenen: wat je hebt / wat één nodig heeft

Ejaar,bliksem = 2,5e5 . 100 kWh = 2,5e7 kWh

Aantal gezinnen Ngez = 2,5e7 / 4,0e3

Ngez = 6,3e3     (geen eenheid)

14e. Warmte in een draad

• Redeneer opgave
• Vermogen in draad geeft maat voor warmte per seconde
• P = U . I en U = I . R geeft:
• P = I2 . R
• Soortelijke weerstand van koper is lager (geleidt beter):
• Lagere R geeft lagere P
• (draden zijn even lang en even dik)

Huiswerk

Maak opgave 19