Elektriciteit - werken met een simulatie - zelfstandig

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2,3

Elektriciteit - werken met een simulatie

Elektriciteit kun je niet zien. Daarom is het ook moeilijk te begrijpen.

Met deze app kun je wel zien hoe elektriciteit zich gedraagt.

Starten met de applet

Open de applet in een aparte pagina

Werk de vragen door

5-6 goed: alléén de blauwe vragen

0-3 goed: alle vragen (blauw én paars)

Opdracht 1: Een lamp laten branden 

Zet de instelling ‘toon stroom’ uit.

Bouw de volgende 3 opstellingen bij elkaar op één scherm

Bij welke opstelling gaat de lamp branden?

1. 1
2. 2
3. 3

Zet de instelling 'toon stroom' weer aan. De blauwe bolletjes zijn in het echt...

1. ionen
2. moleculen
3. elektronen
4. protonen

Welke van de volgende uitspraken is waar?

1. De elektronen in een stroomkring halen elkaar in
2. De elektronen bewegen in een file achter elkaar aan

Je ziet hier een foto van een batterij. In welke richting stromen de elektronen?

1. Van + naar -
2. Van - naar +

Verander de instelling ‘toon stroom’ van ‘elektronen’ naar ‘conventioneel’. Hoe loopt de stroom nu?

1. Van + naar -
2. Van - naar +

Richting van stroom

De stroomrichting is een afspraak binnen de elektriciteit, 

maar klopt dus niet met de werkelijkheid.

Maak één van de hoekpunten van de opstelling open, zoals op de foto’s.

Maak één van de hoekpunten van de opstelling open, zoals op de foto’s.

Wat gebeurt er met de lamp en de stroom?

1. De lamp blijft aan, maar de stroom stopt
2. De lamp blijft aan en de stroom blijft lopen
3. De lamp gaat uit en de stroom stopt
4. De lamp gaat uit, maar de stroom blijft lopen

Om een stroom te laten lopen is ......... stroomkring nodig

1. wel een
2. geen

Opdracht 2: de stroomkring

Maak het scherm leeg met de oranje pijl.

De instelling ‘toon stroom’ staat nu weer op ‘elektronen’.

Bouw de volgende stroomkring: 

Zet de schakelaar dicht.
Wat gebeurt er met de elektronen?
En met de lamp?

Draai de batterij nu om met deze knop:
Wat gebeurt er met de elektronen?
Wat gebeurt er met de lamp?

Verwijder de lamp en trek de draad door.
Wat zie je gebeuren?

Kortsluiting

Dit noem je kortsluiting. Bij kortsluiting wordt de + pool van de batterij direct verbonden met de – pool. Er zit dan geen apparaat meer in de stroomkring.

Een echte batterij wordt dan warm en loopt snel leeg. In huis kan zo brand ontstaan.

Opdracht 3: Stroomsterkte meten

De stroomsterkte is de snelheid waarmee de elektronen in de stroomkring rond gaan. De stroomsterkte meet je met een stroommeter = ampèremeter in Ampère (A). Een stroommeter sluit je zo aan dat alle stroom door de meter gaat. Je zet hem dus in de stroomkring.

De applet kent 2 type stroommeters, ééntje die je in de schakeling dient in te bouwen (zoals dat in het echt ook gaat) en ééntje die je niet in hoeft te bouwen. Bij die laatste kan je het ‘zoekertje’ slepen naar de plaats waar je de stroom wil meten.  

Gebruik de stroomkring uit opdracht 2 en sluit de schakelaar. Selecteer de stroommeter met het ‘zoekertje’.

Achter het lampje...

zijn er ............ elektronen als er voor

stromen de elektronen ............ even snel als er voor

vervoeren de elektronen ............ even veel energie als er voor 

WEL

WEL

WEL

NIET

NIET

NIET

Maakt het uit waar je bij deze serieschakeling de stroommeter plaatst? Leg uit.

Schuif met de onderdelen zodat de stroomsnoeren erg lang worden. Lees nu opnieuw de stroommeter af en kies het juiste antwoord.

1. De stroomsnoeren hebben WEL invloed op de stroomsterkte
2. De stroomsnoeren hebben GEEN invloed op de stroomsterkte

Bouw de volgende stroomkringen na en lees de stroommeter telkens af. Gebruik dit keer de stroommeter die je in de schakeling moet inbouwen. 

Meet de stroomsterktes. Maak een screenshot van je scherm en (knopje 'prt sc') plaats deze hier.

Wat valt op? Er zijn 2 antwoorden juist

1. Meer lampjes, GROTERE stroomsterkte
2. Meer lampjes, KLEINERE stroomsterkte
3. Meer lampjes, SNELLER bewegende elektronen
4. Meer lampjes, LANGZAMER bewegende elektronen

Hoe groot de stroomsterkte in een stroomkring is wordt bepaald door
de .......

1. aangesloten apparaten
2. stroomdraden
3. spanningsbron

Opdracht 4: Spanning meten

De spanning zegt iets over de hoeveelheid energie die één elektron vervoerd; het is de kracht van de elektriciteit. Spanning is eigenlijk spanningsverschil. Het is het verschil in spanning dat er is tussen het begin en het eind van een onderdeel in een stroomkring (zoals een batterij of een lampje).

Opdracht 4: spanning meten

De spanning meet je met een spanningsmeter = Voltmeter in Volt (V).

Een spanningsmeter sluit je met de ene kant voor en met de andere kant achter het onderdeel aan. De meter staat dan buiten de stroomkring, dus er gaat dan (bijna) geen stroom door de meter.

Bouw de volgende stroomkring en meet de spanning over de batterij op 2 manieren.

Welke waardes heb je gemeten bij A en B?

Bouw de volgende stroomkring en meet de spanning over de lamp op 2 manieren.

Welke waardes heb je gemeten bij C en D?

Als je één lampje aansluit op een batterij komt ......... spanning van de batterij over het lampje te staan.

1. DE HELE
2. EEN GEDEELTE VAN

Meet de spanning op de plaatsen zoals op het plaatje.

Op het stroomsnoer staat ....... spanning

1. WEL
2. GEEN

Leg uit waarom de spanningsmeter in de 2e situatie een andere waarde aangeeft dan in de 1e situatie.

Bouw de volgende stroomkring en meet de spanning over de batterij.

Hoe groot de spanning in een stroomkring is wordt bepaald door de

1. aangesloten apparaten
2. spanningsbron
3. stroomdraden

Bouw de volgende stroomkring en meet de spanning over één en over beide batterijen.

Als je spanningsbronnen achter elkaar zet, mag je de spanningen bij elkaar optellen.

1. WEL
2. NIET

Bouw de volgende stroomkringen in één scherm.

Maak de spanning van de batterij in de 2e stroomkring 18 V. Dat doe je door op de batterij te klikken.

Als je de spanning verhoogt gaat de lamp feller branden. Hoe komt dat?
Gebruik in je antwoord het begrip ‘stroomsterkte’

Goed gewerkt! Je weet nu: 

- hoe je eenvoudige stroomkringen kunt maken met de applet

- hoe je digitaal stroom en spanning kunt meten

- de basis van het gedrag van stroom

Nog niet allemaal even helder? Hierna volgt nog wat basis uit de tweede klas.

Stroom en spanning

• Elektrische stroom zijn kleine deeltjes (elektronen) die door een geleidende stof bewegen.
  
• Elektrische spanning is de elektrische energie die ieder deeltje met zich meeneemt.
  
• Ofwel: hoe hoger de spanning hoe meer energie er vervoerd kan worden
  

Grootheden en eenheden