VWO H1.1: Elektrische energie opwekken / Vermogen en energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Elektriciteit VWO - berekeningen

1.1 Elektrische energie opwekken blz. 13 - 15 (theorie)

- Elektrisch vermogen

- Het energieverbruik berekenen

- Energie meten in Joule

Lesdoelen:

• Leg uit wat vermogen is.
• Bereken het vermogen, spanning of stroom met

• Bereken energie, vermogen of tijd met

P=U⋅I

E=P⋅t

Vermogen

• is verbruikte elektrische energie per seconde (in Watt [W])
  
• op een apparaat wordt altijd het maximale vermogen vermeld ook als deze verschillende standen heeft.
  
• spanning en stroomsterkte bepalen het vermogen. (P = U x I)
  

Elektrisch vermogen (blz. 13-14)

De hoeveelheid verbruikte energie per seconde.

U is spanning in Volt [V]

 I  is stroom in Ampère [A]

P is vermogen in Watt [W]

P=U⋅I

Bereken het vermogen bij proef 1

Bereken het vermogen bij proef 1

1. U = 6 V ; I = 1,0 A

2. P = ? W

3. P = U x I

4. P = 6 V x 1,0 A 

   P = 6,0 W

5. Het vermogen in proef 1 is 6,0 watt.

Bereken het vermogen bij proef 2

Bereken het vermogen bij proef 2

1. U = 12V ; I = 1,0A 

2. P = ? W 

3. P = U x I 

4. P = 12 V x 1,0 A 

   P = 12,0 W 

5. Het vermogen in proef 2 is 12,0 watt.

Bereken het vermogen bij proef 3

1. U = 6 V ; I = 2,0A 

2. P = ?  

3. P = U x I 

4. P = 6 V x 2,0 A 

   P = 12,0 W 

5. Het vermogen in proef 3 is 12,0 watt.

Zoek op internet een filmpje over: Uitleg energieverbruik van Meneer Wietsema.

Ga daarna verder met de LessonUp!

Elektrische energie / Het energieverbruik berekenen (blz. 14)

P is vermogen in watt (W)

t is tijd in seconden (s)

E is energieverbruik in joule (J)

E=P⋅t

De J(oule) als eenheid

1 Joule [J] is een kleine hoeveelheid energie.

Daarom gebruik je meestal:

kJ   = 1000 J    =    10³ J

MJ  = 1.000.000 J    =    10⁶ J

Elektrische energie verbruik wordt niet in Joule gemeten maar om praktische redenen in kWh.

Voorbeeld opdracht 1

Een ledlamp blijft 4,0 minuten branden als de sensor in de lamp een beweging heeft gesignaleerd.

Bereken het energieverbruik van de lamp (in kJ).

Een ledlamp van 10 W, blijft 4,0 minuten branden als de sensor in de lamp een beweging heeft gesignaleerd. 

Bereken het energieverbruik van de lamp (in kJ).

1. Vermogen (P) = 10 W; t = 4,0 min = 240 s

2. Energieverbruik (E) = ? kJ

3. E = P x t 

4. E = 10 W x 240 s = 2400 J = 2,4 kJ

5. Het energieverbruik van de lamp is 2,4 kJ

J(oule) of kWh, that's the question ...

Als P in  [W]  en tijd in [s]   => E = P x t   =>  [J]           (natuurkundig)

Als P in [kW] en tijd in [h]  =>  E = kW x u   =>  [kWh]       (praktisch)

1 kWh = 1000(w).3600(s) = 3.600.000 J = 3,6 x 10⁶ J = 3,6 MJ

De kWh is een praktische maat voor de energie leverancier.

Voorbeeld opdracht 2

De Enecogen-centrale (870MW) werkt in de week van 14-21 oktober gemiddeld op 70 procent van zijn maximale vermogen.

Bereken hoeveel elektrische energie deze centrale in die week (7,0 d) produceerde.

De Enecogen-centrale (870MW) werkt in de week van 14-21 oktober gemiddeld op 70 procent van zijn maximale vermogen. 

Bereken hoeveel elektrische energie deze centrale in die week (7,0 d) produceerde.

1. P = 70% van 870MW = 609 MW = 6,09 *10⁸ W

   t = 7 dagen = 7 x 24 x 60 x 60 = 604800 s

2. E = ? J

3. E = P x t

4. E = 6,09 *108 x 604800  = 3,7 * 10¹⁴J

Maken: opgave 8 (blz. 19)

Uitwerking opgave 8, blz. 19

Het verhitten van water:

E = P x t = 1.200 W X 30 S = 36.000J = 36 kJ

Het water door de koffie persen:

E = P x t = 200 W X 20 S = 4.000J = 4,0 kJ

E,totaal = 36 + 4,0 = 40 kJ (ong. 0,011 kWh)

Het vermogen is:

1. secondes in energie gemeten
2. energie per seconde gemeten

De grootheid van vermogen is ….. en de eenheid is …… of …….

1. Watt, P, kP
2. P, Watt, kWatt

De formule om het vermogen te berekenen is:

1. P x U = I
2. P = U x I
3. E = P x t
4. t = E : p

De grootheid van elektrische energie wordt aangegeven met:

1. E
2. e
3. J
4. j

De eenheid van elektrische energie is:

1. E
2. e
3. J
4. j