H2 paragraaf 3 "vermogen en energie"

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

H2.3 "vermogen en energie"

Vandaag

Huiswerk controle

Herhaling paragraaf 1 en 2

filmpje

Uitleg formule  P = U x I

Opdracht samen

opdracht alleen

Uitleg formule E = P x t

opdracht samen

opdracht alleen

Waarom zijn alle apparaten in huis parallel aangesloten?

Fasedraad

Nuldraad

Schakeldraad

Leg uit hoe kortsluiting kan ontstaan

Hoe kan overbelasting ontstaan?

Waarom zijn er in huis meerdere groepen

Leerdoelen

• 2.3.1 Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het vermogen van een apparaat.
• 2.3.2 Je kunt berekeningen uitvoeren met spanning, stroomsterkte en vermogen.
• 2.3.3 Je kunt uitleggen hoe het verbruik van elektrische energie in huis wordt gemeten.
• 2.3.4 Je kunt het energieverbruik van elektrische apparaten berekenen in kWh.
• 2..3.5 Je kunt berekenen hoeveel je voor de verbruikte elektrische energie moet betalen.

Hoe groot is het vermogen van deze ledlamp?

Het vermogen van een apparaat

P = vermogen             in watt (W)

U = spanning              in volt (V)

I = stroomsterkte      in ampère (A)

De hoeveelheid elektrische energie die een apparaat per seconde verbruikt

Een maat voor de hoeveelheid elektrische energie die de stroom met zich mee draagt. De eenheid van spanning is volt (V)

P = U x I

P = U x I

P = vermogen             in watt (W)

U = spanning              in volt (V)

I = stroomsterkte      in ampère (A)

Op een lader van een telefoon

staat 5 V en 2 A. Hoe groot is

Het het vermogen van dit lampje?

De hoeveelheid elektrische energie die een apparaat per seconde verbruikt

Een maat voor de hoeveelheid elektrische energie die de stroom met zich mee draagt. De eenheid van spanning is volt (V)

Samen de oplossing vinden

Gegeven

Gevraagd

Oplossing

antwoord

gegeven     U = 6V

                        I   = 2A

gevraagd    wat is het vermogen in W?

oplossing    P  =   U  x I 

                         P  =   6  x 2

                         P  =   12 W

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

Het energieverbruik meten

Elektrische energie is niet gratis. Je moet ervoor betalen. Daarom is in elk huis een meter geplaatst (figuur 3)

E = P x t

E = energieverbruik in kilowattuur (kWh)

P = vermogen in kilowatt (kW)

t = tijd in uur (h)

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.

Samen de oplossing vinden

Gegeven:

Gevraagd:

Formule:

Oplossing:

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.

Zelfstandig werken

• Wat: lees H2.3 op blz. 38 t/m 40 en maak opgaven 43 t/m 49 van H 2.3 op blz. 62 t/m 63. 
• Hoe: helemaal stil! muziek mag in! 
• Hulp: docent 
• Tijd: ???? minuten lang 
• Huiswerk: opdrachten 43 t/m 55 van paragraaf H2.3 op blz. 62 t/m 67.
  
• Klaar?: ga bezig met paragraaf H2.4.         
  
  
  
   

43 Vul in:
Het vermogen van een elektrisch apparaat wordt bepaald door twee dingen:
a de........... waarop het apparaat werkt;
b de ............ die door het apparaat loopt.

44 Een elektrisch apparaat heeft een bepaald vermogen. Hoe bereken je het vermogen?

1. door de energie en de stroomsterkte met elkaar te vermenigvuldigen
2. door de energie en de tijd met elkaar te vermenigvuldigen
3. door de spanning en de stroomsterkte met elkaar te vermenigvuldigen
4. door de spanning en de tijd met elkaar te vermenigvuldigen

45 Het energieverbruik kun je meten.
In welke eenheid meet je het energieverbruik?

1. ampère (A)
2. kilowattuur (kWh)
3. volt (V)
4. watt (W)

46 Je kunt het energieverbruik ook berekenen. Hoe bereken je het energieverbruik?

1. door de spanning in volt te vermenigvuldigen met de tijd in uren
2. door de spanning in volt te vermenigvuldigen met de stroomsterkte in ampères
3. door het vermogen in kilowatt te vermenigvuldigen met de tijd in uren
4. door het vermogen in kilowatt te vermenigvuldigen met de stroomsterkte in ampères

47 Op een fietslampje staat 6 V en 0,05 A.
Hoe groot is het vermogen van dit lampje als het op de juiste spanning wordt aangesloten?

1. 0,12 W
2. 0,3 W
3. C 120 W
4. D 300 W

48 In tabel 1 zie je een overzicht van alle grootheden en eenheden die in dit hoofdstuk worden gebruikt.
Noteer de ontbrekende woorden en symbolen in de tabel.

49 Bekijk de drie lampjes in figuur 15.

a Bereken het vermogen van elk lampje (als het op de juiste spanning brandt).

b Welk lampje geeft het meeste licht (als het op de juiste spanning brandt)?

50 Hakim doet een proef met een verwarmingselement. Dat is een stuk weerstandsdraad dat met plastic geïsoleerd is. Met zo’n element kun je het water in een bekerglas verwarmen.

In figuur 16 zie je Hakims proefopstelling. De spanningsmeter geeft 11,5 V aan, de stroommeter 1,9 A.

Bereken het vermogen van het verwarmingselement.

51 Hakim doet dezelfde proef nog een keer, maar nu met een ander verwarmingselement. Hij regelt de spanning weer precies op 11,5 V. De stroommeter wijst nu 1,0 A aan.
Bij welke proef:
a wordt het grootste vermogen geleverd?
b is de stroomsterkte het grootst?
c duurt het verwarmen het langst?

52 In het woonhuis van een gemiddeld gezin staan altijd wel elektrische apparaten aan. Het vermogen van al deze apparaten samen noem je het totale aangesloten vermogen. In de grafiek van figuur 17 zie je hoe dit vermogen in de loop van de dag verandert.

a Wanneer wordt in de winter het grootste vermogen afgenomen? Hoe groot is dat vermogen?

52 In het woonhuis van een gemiddeld gezin staan altijd wel elektrische apparaten aan. Het vermogen van al deze apparaten samen noem je het totale aangesloten vermogen. In de grafiek van figuur 17 zie je hoe dit vermogen in de loop van de dag verandert.

b Wanneer wordt in de zomer het grootste vermogen afgenomen? Hoe groot is dat vermogen?

52 In het woonhuis van een gemiddeld gezin staan altijd wel elektrische apparaten aan. Het vermogen van al deze apparaten samen noem je het totale aangesloten vermogen. In de grafiek van figuur 17 zie je hoe dit vermogen in de loop van de dag verandert. c In de zomer worden alle klokken een uur vooruit gezet. Daardoor lijkt het alsof het ’s avonds langer licht is. Dit wordt de zomertijd genoemd.

Door het invoeren van de zomertijd wordt er in Nederland minder elektrische energie verbruikt. Hoe komt dat?

Gebruik bij opgave 53 tot en met 55 het gegeven: 1 kWh kost € 0,25.

53 Erik heeft een bijbaantje in een eethuis dat op maandag gesloten is. Als hij begint met werken, zet hij de vieze borden in de vaatwasser.
De vaatwasser heeft een vermogen van 4,5 kW. Het wassen van de vieze borden duurt 30 minuten en dan gebruikt de vaatwasser 80% van dat vermogen. Het spoelen duurt 15 minuten en dan gebruikt de machine maar 20% van het vermogen.
Voor het drogen wordt de vaatwasser erg heet en dan gebruikt hij het volle vermogen, gedurende 36 minuten. a Hoeveel energie verbruikt de vaatwasser voor het wassen?

53 Erik heeft een bijbaantje in een eethuis dat op maandag gesloten is. Als hij begint met werken, zet hij de vieze borden in de vaatwasser.
De vaatwasser heeft een vermogen van 4,5 kW. Het wassen van de vieze borden duurt 30 minuten en dan gebruikt de vaatwasser 80% van dat vermogen. Het spoelen duurt 15 minuten en dan gebruikt de machine maar 20% van het vermogen.
Voor het drogen wordt de vaatwasser erg heet en dan gebruikt hij het volle vermogen, gedurende 36 minuten. b Hoeveel energie verbruikt de vaatwasser voor het spoelen?

53 Erik heeft een bijbaantje in een eethuis dat op maandag gesloten is. Als hij begint met werken, zet hij de vieze borden in de vaatwasser.
De vaatwasser heeft een vermogen van 4,5 kW. Het wassen van de vieze borden duurt 30 minuten en dan gebruikt de vaatwasser 80% van dat vermogen. Het spoelen duurt 15 minuten en dan gebruikt de machine maar 20% van het vermogen.
Voor het drogen wordt de vaatwasser erg heet en dan gebruikt hij het volle vermogen, gedurende 36 minuten. c Hoeveel energie verbruikt de vaatwasser voor het drogen?

53 Erik heeft een bijbaantje in een eethuis dat op maandag gesloten is. Als hij begint met werken, zet hij de vieze borden in de vaatwasser.
De vaatwasser heeft een vermogen van 4,5 kW. Het wassen van de vieze borden duurt 30 minuten en dan gebruikt de vaatwasser 80% van dat vermogen. Het spoelen duurt 15 minuten en dan gebruikt de machine maar 20% van het vermogen.
Voor het drogen wordt de vaatwasser erg heet en dan gebruikt hij het volle vermogen, gedurende 36 minuten. d Hoeveel energie gebruikt de vaatwasser per week?

53 Erik heeft een bijbaantje in een eethuis dat op maandag gesloten is. Als hij begint met werken, zet hij de vieze borden in de vaatwasser.
De vaatwasser heeft een vermogen van 4,5 kW. Het wassen van de vieze borden duurt 30 minuten en dan gebruikt de vaatwasser 80% van dat vermogen. Het spoelen duurt 15 minuten en dan gebruikt de machine maar 20% van het vermogen.
Voor het drogen wordt de vaatwasser erg heet en dan gebruikt hij het volle vermogen, gedurende 36 minuten. e Wat zijn de energiekosten van de vaatwasser per jaar als het restaurant 50 weken per jaar is geopend? Rond af op twee cijfers achter de komma

54 In figuur 18 zie je de verpakkingen van twee lampen.

a Welke lamp is het meest zuinig met elektrische energie? Waaraan zie je dat?

b Zouden er ook lampen te koop zijn die evenveel licht geven, maar nog zuiniger zijn? Waarom denk je dat?

54 In figuur 18 zie je de verpakkingen van twee lampen.

c Op de verpakking van lamp b staat: 15 watt = 3 watt. Leg uit wat daarmee wordt bedoeld.

54 In figuur 18 zie je de verpakkingen van twee lampen.

d Johan vervangt lamp a door lamp b.

Hoeveel kWh elektrische energie bespaart Johan daarmee per duizend branduren?

55 Een fabrikant heeft een led-lamp op de markt gebracht. De led-lamp gaat automatisch aan als het donker wordt. Bekijk de verpakking van de led-lamp (figuur 19).

Vergelijk het vermogen van de led-lamp met dat van een lamp van 30 W.

a Hoeveel keer zuiniger in het gebruik is deze lamp in vergelijking

met een lamp van 30 W?

55 Een fabrikant heeft een led-lamp op de markt gebracht. De led-lamp gaat automatisch aan als het donker wordt. Bekijk de verpakking van de led-lamp (figuur 19).

Vergelijk het vermogen van de led-lamp met dat van een lamp van 30 W.

b De led-lamp wordt in een buitenlamp in de tuin aangebracht en brandt 8 uur per nacht.

Bereken met de gegevens op de verpakking wat het energieverbruik is van deze lamp:

55 Een fabrikant heeft een led-lamp op de markt gebracht. De led-lamp gaat automatisch aan als het donker wordt. Bekijk de verpakking van de led-lamp (figuur 19).

Vergelijk het vermogen van de led-lamp met dat van een lamp van 30 W.

c Bereken wat de energiekosten van de tuinlamp per jaar zijn.

55 Een fabrikant heeft een led-lamp op de markt gebracht. De led-lamp gaat automatisch aan als het donker wordt. Bekijk de verpakking van de led-lamp (figuur 19).

Vergelijk het vermogen van de led-lamp met dat van een lamp van 30 W.

d Hoeveel euro bespaar je per jaar als eerst de lamp van 30 W werd gebruikt en nu deze led-lamp?

55 Een fabrikant heeft een led-lamp op de markt gebracht. De led-lamp gaat automatisch aan als het donker wordt. Bekijk de verpakking van de led-lamp (figuur 19).

Vergelijk het vermogen van de led-lamp met dat van een lamp van 30 W.

e Hoeveel bespaar je per jaar aan energiekosten als je de tuinlamp vervangt door de led-lamp?

55 Een fabrikant heeft een led-lamp op de markt gebracht. De led-lamp gaat automatisch aan als het donker wordt. Bekijk de verpakking van de led-lamp (figuur 19).

Vergelijk het vermogen van de led-lamp met dat van een lamp van 30 W.

f Led-lampen zijn een stuk duurder dan andere lampen. De tuinlamp van 30 W kostte € 0,98. De led-lamp kost € 12,99.

Na hoeveel jaar heeft de eigenaar van deze led-lamp de prijs terugverdiend?

Afsluiting

• 2.3.1 Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het vermogen van een apparaat.
  
• 2.3.2 Je kunt berekeningen uitvoeren met spanning, stroomsterkte en vermogen.
  
• 2.3.3 Je kunt uitleggen hoe het verbruik van elektrische energie in huis wordt gemeten.
  
• 2.3.4 Je kunt het energieverbruik van elektrische apparaten berekenen in kWh.
  
• 2..3.5 Je kunt berekenen hoeveel je voor de verbruikte elektrische energie moet betalen.