H 5.4

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t, mavo
• Leerjaar 3

hst 5.4 "vermogen en energie"

Leerdoelen

• Wat is het vermogen van een apparaat.

• Rekenen met spanning, stroomsterkte en vermogen.

• Berekenen van energieverbruik van elektrische apparaten in kWh.

• Berekenen hoeveel je voor de verbruikte elektrische energie moet betalen.

Vandaag

Korte herhaling 5.3

Vermogen

Uitleg formule  P = U x I

Opdracht 

Uitleg formule E = P x t

opdracht

een spanningsbron levert energie

1. juist
2. onjuist

een apparaat werkt op zijn eigen spanning

1. waar
2. niet waar

in de verenigde staten is de spanning van een stopcontact 110 V, een Nederlandse toerist heeft zijn elektrische tandenborstel bij. Wat gebeurt er met het apparaat wanneer hij dit in de USA gebruikt?

1. Niets
2. Het gaat kapot
3. het gaat sneller werken
4. het werkt niet of niet goed

Waarom zijn alle apparaten in huis parallel aangesloten?

Fasedraad

Nuldraad

Schakeldraad

Vermogen

Hoeveel elektrische energie een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen. 

Afkorting: P

De eenheid van vermogen is:

Watt (W) 

Formule:

P = U x I

Vermogen berekenen

P = U x I

P = vermogen             in watt (W)

U = spanning              in volt (V)

I = stroomsterkte      in ampère (A)

Opgave:

Op een lader van een telefoon

staat 5 V en 2 A. 

Hoe groot is het het vermogen van dit lampje?

antwoord

Gegevens    U = 6V

                         I   = 2A

Gevraagd     Wat is het vermogen in W?

Formule        P  =   U  x I 

Uitwerking   P  =   6  x 2 =12

 Antwoord    Het vermogen is 12 W

Energieverbruik 

• Apparaten verbruiken energie. We rekenen af  per kWh.

• 1 kiloWatt is 1.000 Watt.                                                                                                        Kilo-Watt-uur (kWh) is de maatstaf voor elektrische energie-inhoud. 

• Het is het gemiddeld vermogen dat verbruikt wordt gedurende één uur.              Een elektrische kachel met een maximaal vermogen van 2 kW verbruikt per uur 2 kWh       als hij maximaal aanstaat.

• Een kWh (kilo-Watt-uur) kost ongeveer 23 cent => Maar hoe rekenen we hiermee?

Energieverbruik

1

2

3

E = P x t

E = energieverbruik in kilowattuur (kWh)

P = vermogen in kilowatt (kW)

t = tijd in uur (h)

Een lamp met een vermogen van 15W 

brandt de hele avond (18:00 - 23:00)

Bereken hoeveel energie de lamp verbruikt.

Antwoord

Gegevens :    P = 15 W = 0,015 kW ; t = 23:00-18:00 = 5 uur

Gevraagd:      Hoeveel energie verbruikt de lamp  in kWh

Formule:         E = P x t

Uitwerking:    E = 0,015 x 5 = 0,075 kWh

Antwoord:       De energieverbruik van de lamp is 0,075 kWh

Samenvatting

Vermogen is hoeveelheid elektrische energie (J) die een apparaat per seconde verbruikt!

P = U x I   (vermogen in Watt)

Energieverbruik is het gemiddelde vermogen dat verbruikt wordt door een apparaat gedurende één uur

E = P x t   (vermogen in kiloWatt) E = dan in kWh 1 kWh is 3600000 J

hoeveel je moet betalen voor het energieverbruik reken je uit met de formule:

Kosten = energieverbruik x de kosten van één kWh

huiswerk

76, 78, 82, 83, 84, 87

Leg uit hoe kortsluiting kan ontstaan

Hoe kan overbelasting ontstaan?

Waarom zijn er in huis meerdere groepen

Op een fietslampje staat 0,3 A en 15 V
Bereken het vermogen van dat lampje.

Een telefoon moet om op te laden 3 uur aan de lader. De lader heeft een vermogen van 10 W. Hoeveel energie gaat er in die tijd in de telefoon?

Op een zaklamp staat: 50 V en 2 A. De zaklamp staat 10 uren aan. Bereken de energie die deze zaklamp verbruikt in die tijd.