3HA SKO FORMATIEVE TOETS H1 elektriciteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

§H1.1: Elektrische energie vervoeren

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

§H1.2: Vermogen en energie

Theorievraag #1

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

P=U×I

Stroom door en spanning over apparaat

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

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.

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

§1.3: Elektriciteit in huis

Theorievraag #1

Wat zijn de verschillen tussen een fasedraad, een nuldraad en een schakeldraad?

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

Bereken het totale vermogen van onderstaande apparaten:

Een rekenmachine werkt op een batterij van 1,5V; de stroomsterkte is 0,075mA

Een stofzuiger is op het lichtnet (230V) aangesloten; de stroomsterkte is 7,8A.

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

Up/Us = 0.52

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

Theorievraag #2

Welk instrument meet hoeveel elektrische energie er in huis wordt verbruikt?

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 #2

Jelmer heeft een schakeling gemaakt met een batterij, drie verschillende lampjes en een stroommeter. De lampjes zijn parallel geschakeld. De batterij geeft een spanning van 9,0V. Op lampje 1 staat 9V/1,5W. Op lampje 2 staat 9V/2,1W. De stroommeter geeft een stroomsterkte van 0,95A aan.

1.  
   Maak een tekening en zet de gegevens erbij.  
2. Bereken het vermogen van lampje 3. Schrijf de hele berekening op.

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

Up/Us = 0.52

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

Rekenvraag #3

In de heteluchtoven van de pizzeria zit een verwarmingsele-ment dat de lucht verhit (1450W), een ventilator voor het verspreiden van de hete lucht (80W) en een grill (1300W).

Bereken de maximale stroom door de heteluchtoven.

Geef een voordeel en een nadeel van het aanleggen van een eigen groep voor de heteluchtoven.

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

Up/Us = 0.52

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

§1.4: Elektriciteit en veiligheid

Theorievraag #1

Apparaten met een metalen buitenkant zoals een wasmachine of een koelkast zijn altijd geaard.

 Leg uit langs welke route de lekstroom (verliesstroom) dan wordt afgevoerd.

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
  

Theorievraag #2

In de heteluchtoven van de pizzeria zit een verwarmingsele-ment dat de lucht verhit , een ventilator voor het verspreiden van de hete lucht en een grill .
Opeens valt de elektriciteit uit.

1. Noteer twee mogelijke oorzaken voor het uitvallen van de elektriciteit. 
2. De televisie in de verkoopruimte staat nog aan. Hoe komt het dat deze niet is uitgevallen?

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

Up/Us = 0.52

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

Theorievraag #3

Als je een draad beetpakt waar een spanning van 230V op staat, krijg je een stevige schok. Van schrik kunnen je handen dan nat worden van het zweet.

Hoe verandert de contactweerstand van je lichaam door het zweet?

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

Als Jasmin haar elektrische oven aanraakt, krijgt zij een schok. Op dat moment loopt er een stroom van 8,25A door de fasedraad en een stroom van 8,21A door de nuldraad.

Bereken de grootte van de lekstroom.

Leg uit of de aardlekschakelaar de stroom zal uitschakelen.

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

Up/Us = 0.52

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