Energie omzetten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

Energieomzetten

LEERDOELEN

• Je leert hoe je elektriciteit opwekt
• Je leert hoe je energie kunt gebruiken
• Je kunt uitleggen wat fossiele en duurzame brandstoffen zijn
• Je kunt energiesoorten herkennen en omzettingen benoemen
• Je leer wat Rendement is

Welke drie vormen van warmtetransport zijn er?

Warmtetransport zonder tussenstof is ...

1. geleiding
2. stroming
3. straling

Wat is GEEN vorm van warmtetransport

1. Geleiding
2. Isoleren
3. Straling
4. Stroming

Stroming

Straling

Geleiding

Energiecentrale

De energiecentrale zet chemische energie uit fossiele brandstoffen (vooral steenkool) om in warmte energie. 

Dit wordt gebruikt om water te verwarmen tot stoom, dit stoom wordt gebruikt om een schoepenrad in beweging te brengen (bewegingsenergie) zodat een generator gaat draaien en zo elektrische energie wordt gemaakt. 

Opwekken elektriciteit

- Brandstof wordt verbrand.

- Water wordt stoom en drijft rad (turbine) aan.

- Hier zit een dynamo (generator) aan vast die een spanning opwekt.

- De condensor maakt van de stoom weer water.

Welke energieomzettingen vinden er in een energiecentrale plaats?

1. Chemische energie -> bewegingsenergie -> warmte energie -> elektrische energie
2. Chemische energie -> warmte energie -> bewegingsenerige-> elektrische energie

Wat is Watt?

1. Grootheid
2. Anders....
3. Stroomkracht
4. Vermogen

Wat betekent de letter P?

1. Spanning
2. Stroomsterkte
3. Weerstand
4. Vermogen

De eenheid van vermogen is ......

1. V
2. A
3. W
4. h

Hoe berekenen we het vermogen

1. spanning x stroomsterkte
2. stroomsterkte : spanning
3. spanning : stroomsterkte
4. spanning x weerstand

Wat is de eenheid van vermogen in de formule E=P*t

1. W
2. kW
3. P
4. E

Op een lampje staat: 6V;100 mA, P = U x I
Hoe groot is het vermogen van het lampje?

1. P = 600 W
2. P = 0,6 W
3. P = 6 W
4. P = 60 W

Energiegebruik

Grootheid:      E    (Energiegebruik)

Eenheid:      kWh       (kilo Watt hour (uur))

Een wasmachine van 1000W staat 1uur en 30min aan. Bereken het energieverbruik in kWh.

1. Energie = 1000 : 1.5 = 666.7 kWh
2. Energie = 1000 x 1.5 = 1500 kWh
3. Energie = 1 x 1.5 = 1.5 kWh
4. Energie = 1 x 1.30 = 1.3 kWh

Wat is de eenheid van Energie

1. E
2. P
3. kWh
4. kW

Brandstoffen

E berekenen

E = P x t 

E = Energiegebruik in kWh

P = Energie (power) in Watt

t = tijd in uren

Energie berekenen

Energie = vermogen x tijd 
E = P x t
kWh = kW x h

Voorbeeld: Een radio heeft een vermogen van 3000W. De radio staat 5 uur aan. Hoeveel energie verbruikt de radio in die tijd?

1.  Gegeven: P = 3000W, t= 5h, E=?
2.  Gevraagd: P = 3000:1000 = 3kW
3. Formule: E = P x t
4.  Berekening: E = 3 x 5 = 15
5.  Antwoord: De verbruikte energie is dus 15 kWh

Elektrische energie berekenen

Een gloeilamp met een vermogen van 40 W staat 30 min aan.

Bereken de hoeveelheid elektrische energie in kWh.

Fossiele energiebronnen

• Gevormd door planten- en dierenresten 
• Ook wel genoemd: vuile energie of grijze stroom

Voordeel =>

• direct te gebruiken

Nadeel =>

• voorraad is uitputbaar/raakt op
• bij de verbranding komen broeikasgassen vrij

Fossiele energiebronnen zijn:

Steenkool

Aardolie

Aardgas

Broeikasgassen zijn bijv. ->

CO2, Methaan

Deze gassen houden de warmte vast in de dampkring

Kernenergie

• Energie door splitsing uranium-atomen

Voordelen =>

• Uranium is goekope grondstof
• Uranium is op veel plaatsen te vinden
• Er komen geen broeikasgassen vrij

Nadelen =>

• Radioactieve straling
• Radioactief afval -> halfwaardetijd
• Uranium is grondstof voor atoombommen
• Splitsing atomen erg gevaarlijk -> bij fout grote ramp

In Nederland zijn 3 kerncentrales:

- Borssele: hier wordt energie opgewekt

- Putten (niet voor energie)

- Delft (voor onderzoek)

Hakfwaardetijd => de tijd die radioactieve straling nodig heeft om helft van de waarde aan radioactiviteit te bereiken.

Duurzame energiebronnen

📌   Andere namen: hernieuwbare enegiebronnen, groene energie,

       schone energie.

Voordelen:

• raken nooit op
• geen broeikasgassen
  

Nadelen:

• productie is niet constant
• bij piekmomenten niet genoeg voorraad

• Windkracht
  
• Waterkracht
  
• Zonnewarmte
  
• Aardwarmte
  
• Biomassa
  

Windenergie

• Windmolenparken
• meestal op land, vooral aan de kust
• soms op zee = offshore windpark
• Bij Egmond aan Zee is een offshore windpark
• Bij Urk is een windmolenpark in het IJsselmeer

Nadeel windenergie -> 

• horizonvervuiling
• lawaai

Zonne-energie

• zonnepaneel vangt energie op
• zonnecollector verwarmt hiermee water

Nadeel =>

• geeft alleen energie als de zon schijnt

Waterkrachtenergie

• energie door stromend water
• energie door vallend water
• door een stuw of dam te bouwen
• energie door eb en vloed

Stuwdam 

Alleen bij genoeg reliëf zinvol

Stromend water levert ook energie op

In Nederland bij de plaatsen Lith, Linne en Maurik staan centrales om deze energie op te vangen

Energie door het bewegende water bij eb en vloed. Deze vorm van energie wordt in Frankrijk gebruikt bij St Malo. De energie wordt omgezet in een getijdencentrale

Biomassa

• belangrijkste energiebron in Nederland -> goedkoop
• de helft van de groene energie in NL komt van biomassa
• planten- en dierenresten
• bv hout, groente/tuinafval, mest
• er komt geen extra CO2 in de lucht

=> door verbranding in electriciteitscentrale wordt energie opgewekt 

=>  stadsverwarming

Een voorbeeld van een energieomzetting die niet door een apparaat gedaan wordt maar door een verschijnsel is vuur. Bij een kampvuur verbrand je hout. Hout bevat chemische energie. Dit hout verbrandt en hierdoor ontstaat licht (stralingsenergie) en warmte (thermische energie). 

Verlichten

Elektrische energie kun je gebruiken om te verlichten. 

Verwarmen

Elektrisch energie kan gebruikt worden om te verwarmen. 

Bewegen

Elektrische energie kan gebruikt worden om iets te laten bewegen. 

Magnetisme

Elektrisch energie kan gebruikt worden om elektromagneten aan te drijven. 

Opslaan

Elektriciteit kun je ook opslaan in batterijen en accu's. 

Aan de slag

Maken opgaven 2 t/m 21 van 5.4

Rendement

Niet alle energie wordt nuttig gebruikt. Door het percentage nuttige energie te berekenen, kun je het rendement vinden.