leerling deels herhaling deels nieuw

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

Uitleg vermogen

Zie ook planner voor deze en meer filmpjes

Vragen

In deze schakeling zitten 3 exact dezelfde lampjes.

1. Wat is de spanning op punt 1, 2 en 3

2. Wat is de stroomsterkte op punt 1, 2 en 3

1

2

3

Vragen

In deze schakeling zitten 3 exact dezelfde lampjes.

 Serieschakeling, spanning verdeeld zich, stroomsterkte overal even groot.

1. Wat is de spanning over het lampje 1, 2 en 3: Spanning verdeeld zich dus voor alle punten: 6/3= 2 V

2. Wat is de stroomsterkte op punt 1, 2 en 3.

Allemaal even groot: 2,4 A

1

2

3

1

2

3

Aan de slag

1. Een huis is verdeeld in groepen. Iedere groep heeft een eigen stroomkring met een maximale stroomsterkte. De meeste groepen zijn gezekerd met een zekering van 10 Ampère; sommige hebben een zekering van 16 Ampère

Ik koop een nieuwe wasmachine. Tijdens het centrifugeren heeft deze een vermogen van 2500 Watt.

a. Leg uit op welk type groep ik deze wasmachine kan aansluiten. Bewijs dit met een berekening.

b. Bereken het maximale vermogen van een apparaat dat ik naast de wasmachine op deze groep aansluit mag hebben.

Formule

Getallen

Antwoord met eenheid

Een manier

Manier 1:

Gegeven: U = 230V

   I = 10A of 16A

Gevraagd bereken P

Formule P=U*I

Invullen P = 230*10; P = 230*16

Berekenen P = 2300 W (bij 10A)

   P = 3680 W (bij 16A)

Conclusie 2300 Watt is te weinig, dus 10 Ampere kan niet; 16 Ampere is nodig.

Aanpak: vermogen (P) berekenen

Een andere manier

Manier 2:

Gegeven: U = 230V

   P = 2500 W

Gevraagd bereken I

Formule P=U*I ; I = P/U

Invullen I = 2500 / 230

Berekenen I = 10,9Ampere (let op; er is afgerond!)

Conclusie 10,9 Ampere is nodig. Dus 10 is te weinig. 16 Ampere is nodig.

Aanpak: stroomsterkte (I) berekenen

Nog één

Een zekering brandt door bij 10 Ampère.

De zekering ‘beveiligt’ een groep waarop zijn aangesloten:

• Wasmachine: 2000 Watt

• Magnetron: 800 Watt

• Frituurpan: 1500 Watt

Leg uit wat er met de zekering gebeurt als je alle apparaten tegelijkertijd aanzet.

Formule

Getallen

Antwoord met eenheid

Manier 1: Een stroom van 10A levert een vermogen van:

Formule P = U * I

Invullen P = 230 * 10

Antwoord met eenheden P = 2300 Watt

Vergelijken 2000 + 800 + 1500 = 4300 Watt > 2300 Watt

De zekering brandt door omdat er meer dan 2300 Watt aan vermogen op aangesloten is.

Aanpak: vermogen (P) berekenen

Andere aanpak

Manier 2:

Wasmachine: 8,7A (zie hieronder)

Formule P = U * I of I = P/U

Invullen 2000 = 230 * I of I = 2000/230

Antwoord met eenheden I = 8,70 A

Magnetron: 3,5A (berekening 800/230= 3,48 A)

Frituurpan: 6,5A (berekening 1500/230= 6,52 A)

Opgeteld levert dat een stroomsterkte op van: 8,7 + 3,48 + 6,52 = 18,7 Ampère. 

De zekering zal dus doorbranden en geen stroom meer geven aan deze groep.

Aanpak: stroomsterkte (I) berekenen

Kortsluiting

• Kortsluiting ontstaat meestal door een storing, oude bedrading, een kapot apparaat of elektrische draden die contact met elkaar maken. Bij kortsluiting loopt de stroom niet meer veilig door je elektrische apparaten en kan er brand ontstaan.

Kortsluiting

• Kortsluiting ontstaat meestal door een storing, oude bedrading, een kapot apparaat of elektrische draden die contact met elkaar maken. Bij kortsluiting loopt de stroom niet meer veilig door je elektrische apparaten en kan er brand ontstaan.

Waarom zijn alle apparaten in huis parallel aangesloten?

Vermogen

Een apparaat met een klein vermogen gebruikt per seconde weinig
energie. 

Maar een apparaat met een GROOT vermogen  gebruikt per seconde veel
energie. 

Vermogen

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

Afkorting: P

De eenheid van vermogen is:

Watt (W) 

P=U*I

Het vermogen (P) hangt af van: De spanning (U)

• Hoe meer volt (V), des te groter het vermogen in Watt (W)

Het vermogen (P) hangt ook af van: De stroomsterkte (I)

• Hoe meer Ampere (A), des te groter het vermogen in Watt (W)

De formule is dan dus: 

P=U⋅I

Rekenen

Rekenen met het vermogen:

Beter:

Uit je hoofd leren

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 = 5V

                         I   = 2A

Gevraagd     Wat is het vermogen in W?

Formule        P  =   U  x I 

Uitwerking   P  =   5  x 2 =10

 Antwoord    Het vermogen is 10 W

Energie

Zoals we al zagen is het vermogen (P) de hoeveelheid energie (E) die per seconde (s) gebruikt wordt. of te wel:

Als we dan de hoeveelheid energie willen uitrekenen is dat dus:

vermogen=​tijd​​energie​​

Energie=vermogen⋅tijd

Energie

Belangrijk: als we het vermogen (P) invullen in W(att) en de tijd (t) in seconden (s) krijg je het energieverbruik (E) in Ws en noemen we altijd J(oule)

als we het vermogen (P) invullen in KiloWatt (kW) en de tijd (t) in uur (h) krijg je het energieverbruik (E) in Kilowattuur (kWh)

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

Wat is de eenheid van Vermogen?

Samenvatting

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

P = U x I   (vermogen in Watt)

Energieverbruik is het gemiddelde vermogen dat verbruikt wordt gedurende één uur kWh

E = P x t   (vermogen P in kiloWatt)

Een apparaatje van 10 W is aangesloten op het batterij van 10 V. Hoe groot is de stroomsterkte door het apparaat?

Een beamerlamp heeft een vermogen van 200 W. De beamer kan ongeveer 4000 uur branden. Hoeveel energie kost het om de lamp helemaal op de branden?