uitleg les 7 capaciteit en vervoeren van elektrische energie

• nask
• Middelbare school
• mavo, havo, vwo
• Leerjaar 2-4

mavo 4 natuurkunde

les capaciteit en vervoeren van elektrische energie

Goedendag, fijn dat jullie er zijn

• Telefoon in de telefoontas
• Boek, schrift, pen, rekenmachine, geodriehoek op tafel
• Zitten volgens de opstelling

Starter for ten, maak de vraag in je schrift

Bekijk de situatie.

Dit is het stroomgebruik van een speelgoedtreintje. Het speelgoedtreintje wordt aangesloten op een gelijkspanning element als spanningsbron.

• maak het schakelschema
• bereken de elektrische energie die gebruikt wordt als Jantje twee en een half uur met het treintje speelt.

Berekening

Vraag: E = ?

Gegevens:

U = 2 V

I = 0,025 A

t = 2,5 uur = 2,5 x 3600 = 9000 s

E=P⋅t

Berekening

	Vraag: E = ? Gegevens: U = 2,0 V I = 0,025 A t = 2,5 uur = 2,5 x 3600 = 9000 s
	P = 0,050 W E = 450 J

E=P⋅t

P=U⋅I

P=2,0⋅0,025

E=0,050⋅9000

Doelen, wat gaan we doen.

• Uitleg wat de capaciteit is en rekenen met de capaciteit.
• Uitleg hoe de elektrische stroom wordt vervoerd.
• Uitleg hoe een transformator werkt.

Weerstand berekenen

Bereken de weerstand van een elektrische kachel.

De elektrische kachel werkt op het lichtnet en heeft een vermogen van 2,5 kW

(je moet in twee stappen het antwoord berekenen)

Berekening

Vraag: R = ?

Gegevens:

U = 230 V

I = ??? A

P = 2,5 kW = 25 hW = 250 daW = 2500 W

R=​I​​U​​

Berekening

	Vraag: R = ? Gegevens: U = 230 V I = ??? A P = 2,5 kW = 25 hW = 250 daW = 2500 W
	I = 10,9 A R = 21,1

P=U⋅I

2500=230⋅I

R=​I​​U​​

I=​230​​2500​​

R=​10,9​​230​​

Ω

De capaciteit

In een batterij zit de elektrische energie opgeslagen als chemische energie. Als de batterij wordt gebruikt dan vindt er in de batterij een chemische reactie plaats. Als de chemische stoffen op zijn is de batterij "leeg".

Bij een oplaadbare batterij wordt de chemische reactie tijdens het opladen omgedraaid zodat er weer meer chemische stoffen komen die met elkaar kunnen reageren.

De hoeveelheid energie die in een volle batterij zit noemen we de capaciteit. 

De capaciteit geven we aan met de hoofdletter C

De capaciteit

Om de waarde van de capaciteit te bepalen laten we de batterij in een uur leeglopen en kijken we wat dan de geleverde stroomsterkte is.

De capaciteit

Voorbeeld: 

Een batterij met een capaciteit van 1800 mAh kan 1 uur werken als hij 1800 mA geeft.

gebruikt het apparaat maar 600 mAh Hoe lang kan de batterij dan mee?

De capaciteit kun je berekenen met de formule:

C = capaciteit in Ah of mAh

I = stroomsterkte in A of mA

t = tijd in h

je kunt dan 3 x 600 mAh gebruiken dus 3 uur

C=I⋅t

Bereken de capaciteit

In een schakeling zit een lampje dat op 1,5 V werkt.

Het lampje heeft een vermogen van van 0,12 W

Het lampje krijgt de energie van een batterij die een capaciteit heeft van 2700 mAh

Bereken de tijd die het lampje kan branden met deze batterij.

Oplossing ==> noteer de vraag

vraag: t = ?

In een schakeling zit een lampje dat op 1,5 V werkt.

Het lampje heeft een vermogen van van 0,12 W

Het lampje krijgt de energie van een batterij die een capaciteit heeft van 2700 mAh

Bereken de tijd die het lampje kan branden met deze batterij.

Oplossing ==> noteer de mogelijke formule

C = I . t

E = P . t

vraag: t = ?

In een schakeling zit een lampje dat op 1,5 V werkt.

Het lampje heeft een vermogen van van 0,12 W

Het lampje krijgt de energie van een batterij die een capaciteit heeft van 2700 mAh

Bereken de tijd die het lampje kan branden met deze batterij.

Oplossing ==> noteer de gegevens

C = I . t

E = P . t

vraag: t = ?

U = 1,5 V

P = 0,12 W

C = 2700 mAh

In een schakeling zit een lampje dat op 1,5 V werkt.

Het lampje heeft een vermogen van van 0,12 W

Het lampje krijgt de energie van een batterij die een capaciteit heeft van 2700 mAh

Bereken de tijd die het lampje kan branden met deze batterij.

Oplossing => Energie niet uit te rekenen

                    Voor capaciteit is de I nodig, is wel mogelijk

C = I . t

E = P . t

P = U . I  (dus               ) 

vraag: t = ?

U = 1,5 V

P = 0,12 W

C = 2700 mAh

In een schakeling zit een lampje dat op 1,5 V werkt.

Het lampje heeft een vermogen van van 0,12 W

Het lampje krijgt de energie van een batterij die een capaciteit heeft van 2700 mAh

Bereken de tijd die het lampje kan branden met deze batterij.

I=​U​​P​​

Oplossing => Eerst bereken van I, daarna van de tijd

C = I . t (dus ) E = P . t P = U . I (dus )	vraag: t = ? U = 1,5 V P = 0,12 W C = 2700 mAh
	I = 0,08 A = 0,8 dA = 8 cA = 80 mA t = 35 h

In een schakeling zit een lampje dat op 1,5 V werkt.

Het lampje heeft een vermogen van van 0,12 W

Het lampje krijgt de energie van een batterij die een capaciteit heeft van 2700 mAh

Bereken de tijd die het lampje kan branden met deze batterij.

I=​U​​P​​

t=​I​​C​​

I=​1,5​​0,12​​

t=​80​​2800​​

Vervoeren van elektrische energie

Vervoer van elektrische energie

Om zo min mogelijk energie te verliezen tijdens het vervoer van de elektrische energie moeten we er voor zorgen dat er zo min mogelijk warmte ontstaat in de kabel (dankzij de weerstand) maar wel met zoveel mogelijk energie.

Voor de energie kijken we naar de energie per seconde.

Hoe noemen we de energie die in een seconde wordt gebruikt?

vermogen (P)

Vervoer van elektrische energie

Met welke formule berekenen we het vermogen?

P = U . I

Vervoer van elektrische energie

Wanneer denk je dat een stroomdraad warmer wordt?

Als er veel elektronen per seconde door de stroomdraad gaan of als er weinig elektronen per seconde door de stroomdraad gaat.

Welke grootheid geeft het aantal elektronen per seconde aan?

Met welke letter geven we het aantal elektronen per seconde aan?

Veel elektronen per seconde = veel botsingen = veel warmte

De stroomsterkte met de letter I

Vervoer van elektrische energie

Wanneer denk je dat een stroomdraad warmer wordt?

Als er een elektron heel langzaam door de stroomdraad gaat en dus lang in de stroomdraad aanwezig is, of als en een elektron heel snel door de stroomdraad gaat en dus kort in de stroomdraad aanwezig is.

Welke grootheid geeft de snelheid van de elektronen aan?

Met welke letter geven we de snelheid van de elektronen aan?

De snelle elektronen geven iets meer warmte, maar doordat  de warmte over een groot gebied wordt verspreid valt het minder op

De spanning met de letter U

Vervoer van elektrische energie

Het vermogen moet hetzelfde blijven en de warmte zo min mogelijk. Waar zou jij voor kiezen:

1. Grote stroomsterkte en een kleine spanning
2. Grote spanning en een kleine stroomsterkte

Ik zou voor 2 kiezen (en de andere wetenschappers ook)

Vervoer van elektrische energie

De oplossing is Hoogspanning (meer dan 10 000 V).

Dus moeten we de spanning hoger maken, dit noemen we transformeren (veranderen) en hiervoor is een transformator nodig.

Volgende les gaan we hier mee verder.

Ga nu verder werken aan: leren voor het tentamen