Herhaling H2 elektriciteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

§2.1: Elektrische energie vervoeren

1. Ontwerp een (simpele) theorievraag over §2.1

2. Ontwerp een (moeilijke) rekenvraag over §2.1

1. Ontwerp een (simpele) theorievraag over §2.1

2. Ontwerp een (moeilijke) rekenvraag over §2.1

Theorievraag #1

Leg met behulp van de volgende vier onderdelen uit hoe een elektriciteitscentrale werkt:

branders, turbine, generator, condensor

branders verbranden brandstof (denk aan video van mega oven)

• warmte verhit ketel
• stoom onder zeer hoge druk tegen turbine aangeperst
• as gaat draaien, drijft generator (dynamo) aan
• afgekoelde stoom condenseert in condensor, wordt teruggepompt naar ketel
  

Rekenvraag #1

Een adapter transformeert de Amerikaanse lichtnetspanning van 120 V naar de Europese 230 V. De secundaire spoel van de transformator heeft 100 wikkelingen. Hoeveel keer zit de koperdraad om de primaire spoel gewikkeld?

Up = 120 V, Us = 230 V, Ns = 100

Up/Us = 0.52

Np/Ns = Np/100 = 0.52 --> Np = 52

Theorievraag #2

Waarom wordt elektrische energie bij een zo hoog mogelijke spanning vervoerd?

Om energieverlies te beperken, zodat meer voor burgers overblijft

Rekenvraag #2

Een transformator heeft een primaire spoel met 5 wikkelingen en een secundaire spoel met 500 wikkelingen.

Transformeert deze omhoog of omlaag?

Np = 5, Ns = 500

Np/Ns = 0,01

Dus Up/Us = 0.01, Us = 100×Up, dus omhoog

Theorievraag #3

Van welk materiaal wordt de kern van een transformator gemaakt, en waarom wordt dit gekozen?

Weekijzer, want dat kan gemagnetiseerd worden

Rekenvraag #3

Marijke sluit een ideale transformator op het lichtnet aan. Er loopt 2,3 A door de primaire spoel. Wat is het afgegeven vermogen van de secundaire spoel?

Pp = Up × Ip = 230 × 2,3 = 529 W

Pp = Ps

§2.2: Energie & vermogen

1. Ontwerp een (simpele) theorievraag over §2.2

2. Ontwerp een (moeilijke) rekenvraag over §2.2

1. Ontwerp een (simpele) theorievraag over §2.2

2. Ontwerp een (moeilijke) rekenvraag over §2.2

Theorievraag #1

We hebben het gehad over de volgende grootheden:

spanning, stroomsterkte, weerstand, vermogen & energie

Schrijf van elke grootheid het symbool, de bijbehorende eenheid en het symbool van die eenheid op.

spanning U in Volt V

stroomsterkte I in Ampère A

weerstand R in Ohm \Omega

vermogen P in Watt W

energie E in Joule J of kilowattuur kWh

Rekenvraag #1

Een waterkoker wordt op het lichtnet aangesloten. Er loopt een stroom van 5 A doorheen. Wat is het vermogen van de waterkoker?

P = U×I=230×5=1150 W

Theorievraag #2

Door welke twee factoren wordt het energieverbruik van een elektrisch apparaat bepaald?

P=U×I

Stroom door en spanning over apparaat

Rekenvraag #2

Een lamp met een vermogen van 23 W brandt 1250 uur per maand. Elektrische energie kost € 0,20 per kWh. Hoeveel kost de energie die de lamp in een jaar gebruikt?

P = 23 W

t = 1250 × 12 = 15000 h

E = P×t = 23*15000 = 345 kWh

Kosten = 0,20×345 = €69

Theorievraag #3

Hoe reken je een energie in J om naar een energie in kWh?

1 kWh = 3,6 MJ

P = 1 kW, t = 1 h

1 kWh = E = P×t = 1000 W × 3600 s = 3,6 MJ

Rekenvraag #3

Gekookte pasta heeft een energiewaarde van 450 kJ per 100 g.

Een wielrenner verbruikt gemiddeld 250 W. Ze maakt een rondje van een uur. Hoeveel pasta moet ze eten om alle verbruikte energie weer aan te vullen?

Everbruikt = P×t = 250×3600 = 900 kJ

900 / 450 = 2

2×100 g = 200 g pasta