paragraaf 3 vermogen en energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

wat is elektriciteit?

stoffen —> moleculen —> atomen —> elektronen

statische elektricitet / elektriciteit

P = U x I

E = P x t

P = E / t

1 W = J/s

1 kW = 1.000 W

1 h = 60 minuten = 3600 s

1 kWh = 1.000 Wh = 3.600.000 Ws = 3.600.000 J

x 3,6 x 10^6

     —-> 

kWh                 J

formule

P = U x I

U = spanning in volt (V)

I = stroomsterkte  in ampere (A)

P = vermogen in watt (W)

formule

E = P x t

E = energie in joule (J)

P = vermogen in watt (W)

t = tijd in seconde (s)

formule

E = P x t

E = energie in kilowattuur (kWh)

P = vermogen in kilowatt (kW)

t = tijd in uur (h)

formules samenvoegen

E = P x t                P = U x I

of

E = U x I x t

type plaatje

Op welke spanning moet de Kärcher worden aangesloten?

Hoe groot is het opgenomen vermogen van de Kärcher?

Waarom kan men het energieverbruik van de Kärcher niet op het type plaatje zetten?

Stroomsterkte meet je in....

1. Ampere
2. Volt
3. Watt
4. Kilowattuur

Vermogen meet je in....

1. Ampere
2. Volt
3. Watt
4. Kilowattuur

Juist/onjuist:
Apparaten met een klein vermogen zijn energiezuiniger dan apparaten met een groot vermogen.

1. Juist
2. Onjuist

Hoe groot is het vermogen van de zanussi? Alleen getal noteren, geen eenheid.

Hoe groot is de stroomsterkte door de zanussi in ampère? Tip: zoek de spanning en het vermogen op in het type plaatje. Gebruik een formule om de stroom uit te rekenen. Afronden op 1 decimaal. Geen eenheid noteren.

Een frituurpan werkt op een spanning van 230V. De stroom door de frituurpan is 4,6A. Bereken het vermogen van de frituurpan In watt. Alleen het antwoord invullen geen eenheid!

Een televisie staat het grootste deel van de dag (18 uur) op stand-by en verbruikt dan 0,2W. Bereken het energieverbruik in kWh van de TV per jaar voor alleen het stand-boy staan. Rond af op 1 decimaal. Alleen het getal noteren, geen eenheid!

Een oven heeft een vermogen van 1800W. De oven wordt 45 minuten gebruikt om een ovenschotel te maken. 1 kWh kost €0,58. Bereken de kosten voor het maken van de ovenschotel. Geef je antwoord in euro’s rond af op centen.

In nieuwe huizen zitten zekeringen van 16A op een groep. Femke zet de volgende apparaten tegelijk aan: 4 gloeilampen (40W per stuk), oven (1500W), frituurpan (900W) en wasmachine 760W). Alle apparaten werken op 230V. Kunnen deze apparaten aan staan en op dezelfde groep zijn aangesloten?

In het huis van Jim brandt een lampje tijdens zijn vakantie. Alle andere apparaten staan uit. Voordat Jim 2 weken op vakantie ging stond de kWh-meter op 56.875kWh. Bij terugkomst staat de meter op 56.880kWh. Bereken het vermogen van het lampje in watt. Alleen getal invullen, geen eenheid. Afronden op 1 decimaal.

energie omzetten

Energie vormen kunnen worden omgezet in andere vormen van energie, zo kan bijv. elektrische energie worden omgezet in stralingsenergie (licht) en warmte.

voorbeeld:

denk bijv. aan een gloeilampje, wanneer deze wordt aangelsoten op het elektriciteitsnet, dan geeft deze licht en wordt deze warm.

energie omzetten

Bij het omzetten van energie van de ene vorm in de andere gaat er nooit energie verloren, dat wil zeggen. De hoeveelheid energie voor de energie-omzetting is precies gelijk aan de hoeveelheid energie na de energie-omzetting, dit noemt men de wet van behoud van energie!

wet van behoud van energie:

Energie voor = energie na

Wet van behoud van energie

E​totaal⋅erin​​=E​totaal⋅uit​​

rendement

Wanneer men een energievorm wil omzetten in een andere vorm van energie, dan kan het zijn dat er ook energievormen vrij komen die niet gewenst zijn. Neem bijv. een gloeilamp. Men wil de elektrische energie omzetten in stralingsenergie (licht). Echter als een gloeilampje enige tijd aan staat, dan kun je voelen dat deze ook veel warmte produceert. De functie van een gloeilamp is licht geven, niet warmte produceren. De energievorm warmte is dus ongewenst in dit geval! sommige apparaten zetten de energie die ze krijgen bijna helemaal om in de gewenste vorm van energie, terwijl andere apparaten slechts een klein deel van de totale energie die ze krijgen om kunnen zetten in de gewenste vorm van energie. Het rendement van een apparaat zegt hoeveel procent van alle energie wordt omgezet in de gewenste vorm van energie. Als het rendement van een lampje dus 10% is, dan wordt slechts 10% van alle (elektrische)energie die de lamp krijgt omgezet in licht. De andere 90% gaat dan dus "verloren" aan warmte!

rendement

Hoe hoger het rendement van een apparaat is, des te meer energie gunstig wordt omgezet. men streeft dus altijd naar een zo hoog mogelijk rendement! Bekijk de voorbeelden hieronder en bedenk dat het gebruiken van LED lampjes dus veel energie zuiniger is dan het gebruik van gloeilampen.

Rendement

η=(E​nuttig​​:E​totaal​​)⋅100

η=(P​nuttig​​:P​totaal​​)⋅100

of

rendement in procenten

η=

E = energie in Joule

P = vermogen in Watt

Enuttig = de hoeveelheid energie die het doel van het apparaat dient (bijv. bij een lamp de hoeveelheid energie die ten goede komt aan licht, NIET warmte!)