6.3 Elektrisch vermogen (opg.14)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H4natk5 

Goedemorgen!

Deze les:

Par. 6.3: Elektrische energie, vermogen en rendement

Ga naar lessonup.app en log in met de code linksonder.

Houd ook je boek en schrift erbij.

 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?

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.
• Hoe kun je aan de eenheid zien dat het over energie gaat en niet over   vermogen?
• In de natuurkunde moet je kWh vaak omrekenen naar Joule:
• 1 kW . h = 1000 W . 3600 s
• 1 kWh = 3,6 . 106 Ws = 3,6 MJ

Elektrisch vermogen

• Staat op apparaten (bijv. op mijn waterkoker: 1850 - 2200 W)
• 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 moet je de verschillende formules in dit hoofdstuk kunnen 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

U = 100 MV = 100 . 106 V = 100e6 V

I = 60 kA = 60 . 103 A = 60e3 A

P =100e6 . 60e3 W

P =6,0e12 W    (6,0 . 1012 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

Ejaar,gezin = 4,0e3 kWh

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

Ngez = 6,3e3    (geen eenheid, het gaat om een aantal)

14e. Warmte in een draad

• Redeneren aan de hand van de formule. Waar komt de formule vandaan?
• Vermogen in draad geeft maat voor warmte per seconde
• P = U . I en U = I . R geeft:
• P = I . R . I = I2 . R
• Q = P . t = I2 . R . t

14e. Warmte in een draad

• Q = P . t = I2 . R . t
• Soortelijke weerstand rho van koper is lager (koper geleidt beter)
• Lagere rho geeft lagere R (draden zijn even lang en even dik)
• Lagere R geeft lagere Q. Dus warmteontwikkeling in aluminium is groter.

Huiswerk

Aanstaande woensdag weer les

Dan over rendement (nog steeds par. 7.3)

Maken: opg. 15 & 18