Oefentoets

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Elektriciteit oefentoets en herhaling

Pak een rekenmachine, schrift en een pen op tafel.

Maar eerst

• Denk aan formules, berekeningen en eenheden op te schrijven.
• Niet overleggen 
• Schrijf deze formules over voordat we gaan beginnen:

Verband tussen aantal windingen en de spanningEnergie en vermogen

• aantal windingen primair →
  
• aantal windingen secundair →
  
• primaire spanning (V) →
  
• secundaire spanning (V) →         *

n​p​​

n​s​​

U​p​​

U​s​​

​U​s​​​​U​p​​​​=​n​s​​​​n​p​​​​

Paragraaf 1

Opdracht 1: Over een primaire spoel met 195 windingen van een transformator loopt een spanning van 240V. Over de secundaire spoel loopt een spanning van  16V. Wat is het aantal windingen op de secundaire spoel?

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Opdracht 1: Over een primaire spoel met 195 windingen van een transformator loopt een spanning van 240V. Over de secundaire spoel loopt een spanning van  16V. Wat is het aantal windingen op de secundaire spoel?

Gegevens

Np = 195

Up = 240V

Us = 16 V 

Gevraagd

  Ns = ?

Oplossing

Up/Us = Np/Ns

240/16 = 195/Ns

Ns = 13

Conclusie:

De secundaire spoel heeft 13 windingen 

Joule en Kilowattuur

• De Kilowattuur (kWh) is eigenlijk overbodig.
• Toch nog veel gebruik bij bijvoorbeeld bedrijven en thuis.
• 1kWh staat gelijk aan 3,6 MJ
• 1 MJ staat gelijk aan 1 miljoen J *

                                                           x 3,6

                                                            : 3,6

kWh

MJ

Paragraaf 2

Opdracht 2: Reken om

a. 1000 MJ = .... kWh

b. 0,15 kWh = .... J

c. 3600 mJ  = ... kWh

Opdracht 2: Reken om

a. 1000 MJ = 1000/3,6 = 278  kWh

b. 0,15 kWh = 0,54 MJ = 540000 J = 54 * 10⁴ J

c. 3600 mJ  = 3,6 J = 3,6 * 10^-6 MJ = 3,6 * 10^-6 / 3,6 = 1 * 10 ^-6 kWh

Energie en vermogen

• Formule van elektrisch vermogen wordt vaak samen gebruikt met de formule van elektrische energie.
• elektrische energie (J) = vermogen (W) x tijd (s) 
• In de volgende oefening zullen we beiden combineren. *

P=U⋅I

E=P⋅t

Paragraaf 2

Opdracht 3: Een accu in een telefoon bevat 1,8 Wh aan elektrische energie. De spanning van de accu is 1,5 V. De accu levert een stroomsterkte 0,125 mA. Hoeveel uur kan de telefoon aanstaan voordat de accu leeg is.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Opdracht 3: Een accu in een telefoon bevat 1,8 Wh aan elektrische energie. De spanning van de accu is 1,5 V. De accu levert een stroomsterkte 0,125 mA. Hoeveel uur kan de telefoon aanstaan voordat de accu leeg is.

Gegevens

E = 1,8 Wh 

U = 1,5 V

I = 0,125 A

Gevraagd

t = ? uur

Oplossing

E = P *t

t = E/P

P = U*I = 1,5 *0,125 = 0,1875 W

t = E/P = 1,8 / 0,1875 = 9,6 uur

Conclusie:

De telefoon kan 9,6 uur aan staan 

Overbelasting

• Als de stroomsterkte in een leiding te groot wordt kan deze te warm worden en brandgevaar als gevolg hebben. 
• In woningen is de maximale stroomsterkte op een groep meestal 16A.
  
  
  
• Als het vermogen op een groep dus meer dan 3,7 kW is dan heb je overbelasting.*

Ptot=U⋅Itot=230⋅16=3680W=3,7kW

Paragraaf 3

Opdracht 4: In de woonkamer staan een aantal apparaten. Een tv van 1500W, een radio van 1100W, een lamp van 450W en een Playstation 5 van 800W. Wat is de maximale stroomsterkte op de groep? Is er overbelasting?

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Opdracht 4: In de woonkamer staan een aantal apparaten. Een tv van 1500W, een radio van 1100W, een lamp van 450W en een Playstation 5 van 800W. Wat is de maximale stroomsterkte op de groep? Is er overbelasting?

Gegevens

P1 = 1500W

P2=1100W

P3=450W

P4=800W

Gevraagd

I = ? 

Oplossing

Ptot = 3850

I = P/U = 3850/230 = 16,7A

Conclusie:
Ja er is overbelasting want de stroomsterkte is groter dan 16A

Lekstroom

• Als de stroomsterkte over de fasedraad en nuldraad verschilt dan ontsnapt er ergens stroom. Dit wordt de lekstroom genoemd.
•  
• Als het verschil tussen
   de fasedraad en nuldraad

     boven de 30 mA komt
     wordt de stroom
     uitgeschakelt door de
     aardlekschakelaar.

Ilek=Ifasedraad−Inuldraad

Paragraaf 4

Opdracht 5: Bij het maken van een tosti krijg je een schok van het tosti-ijzer. Over de fasedraad loopt een stroom van 4,321A en op de nuldraad loopt een stroom van 4,286A. Hoe groot is de lekstroom? Zal de aarlekschakelaar de stroom uitschakelen? 

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Opdracht 5: Bij het maken van een tosti krijg je een schok van het tosti-ijzer. Over de fasedraad loopt een stroom van 4,321A en op de nuldraad loopt een stroom van 4,286A. Hoe groot is de lekstroom? Zal de aarlekschakelaar de stroom uitschakelen? 

Gegevens

I fase = 4,321A

I nul = 4,286 A 

Gevraagd

Lekstroom

Oplossing
Lekstroom = 4,321 - 4,286 = 0,035 A = 35 mA 

Conclusie:

Ja de aardlekschakelaar zal uit gaan, want de lekstroom is groter dan 30mA

Voorvoegsels 

Leer de voorvoegsles in 3 minuten uit je hoofd

Vaardigheden

Opdracht 6: Schrijf in 2 significante cijfers, gebruik waar nodig wetenschappelijk notatie

1236,87 km   = ............ m

0,25 MJ            = …......... J 

0,00034 g       = ............. mg

500 µA             =  ...... .....A

340,8 kV              = ..............V

Opdracht 6: Schrijf in 2 significante cijfers, gebruik waar nodig wetenschappelijk notatie

1236,87 km   =  1236870 m = 1,3 * 10⁶ m = 1,3 Mm

0,35 MJ            = 0,35 * 10⁶ J  OF = 3,5  * 10⁵ J

0,00034 g       =  0,34 mg

500 µA             =  .......A

340,8 kV              = ..............V