H3 natuurkunde Elektriciteit

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

H3 natuurkunde Elektriciteit

Maandag 6 januari

1. Voorkennis testen
2. Aan de bak:
   H2.1 Elektrische energie vervoeren
3. Zelfstandig werken

H2.1 Elektrische energie vervoeren

Elektriciteitscentrales

• Turbine
• Generator (dynamo)
• Wisselspanning

H2.1 Elektrische energie vervoeren

Verschil tussen gelijkspanning en wisselspanning?

H2.1 Elektrische energie vervoeren

• Hoge spanning (380 kV)
  = warmteontwikkeling in de
   kabels klein. 

• Na vervoer wordt de spanning
  in twee stappen verlaagd naar
  10 kV tot vervolgens 230 V.

H2.1 Elektrische energie vervoeren

• Transformator werkt alleen op wisselspanning
  

N=4 en U=10V

N=8 en U=...V

Zelf aan de slag

1. Lees H2.1
2. Begrippen + uitleg in je schrift
3. Maak opgave 1 t/m 4

--> Zorg dat dit donderdag af is!

Donderdag 9 januari

1. Spullen op tafel
2. Begrippenkennis testen
3. Transfomator
4. Zelfstandig werken

H2.1 Elektrische energie vervoeren

• netspanning
• generator
• wisselspanning
• elektromagneet
• energieverlies
• Magnetische koppeling
• transformator

Transformator

Transformator: Apparaat dat een wisselspanning kan omzetten in een hogere of lagere wisselspanning met behulp van twee spoelen om een weekijzeren kern. (opgave 5)

Ideale transformator: Een denkbeeldige transformator waarin geen elektrische energie verloren gaat: het opgenomen vermogen is gelijk aan het afgestane vermogen. (opgave 11)

Zelf aan de slag

1. Maak opgave 6 t/m 10

Maandag 13 januari

1. Spullen op tafel
2. Grootheden & Eenheden
3. Huiswerk bespreken
4. Uitleg: Vermogen
5. Zelfstandig werken

Grootheden en Eenheden

Een grootheid is iets wat je kunt meten, zoals lengte of massa, een eenheid is een afgesproken hoeveelheid, zoals meter, kilogram, seconde. 

Opdracht:

Zet de grootheden en eenheden op de juiste manier bij elkaar

Maandag 13 januari

1. Spullen op tafel
2. Grootheden & Eenheden
3. Huiswerk bespreken
4. Uitleg: Vermogen
5. Zelfstandig werken

H2.1 Elektrische energie produceren

H2.1 Elektrische energie produceren

Oefenen

• Klassikaal: H2.2 opgave 14
• Zelfstandig: H2.2 opgave 12-13-15
• Huiswerk: H2.2 opgave 15

Donderdag 16 januari

1. Spullen op tafel
2. Som van de dag
3. Huiswerk bespreken
4. Uitleg: Energieverbruik
5. Zelfstandig werken

Som van de Dag

Een transformator zet de netspanning om in 12V. 

Het aantal windingen om de secundaire spoel bedraagt: 200.

Hoeveel windingen heeft de primaire spoel van deze transformator?

Donderdag 16 januari

1. Spullen op tafel
2. Som van de dag
3. Huiswerk bespreken
4. Uitleg: Energieverbruik
5. Zelfstandig werken

Elektrische energie 

Elektrisch vermogen: P = U * I (in W)

Elektrische energie die een apparaat per seconde verbruikt

Elektrische energie: E = P * t (in Ws of kWh)

Elektrische energie die een apparaat gedurende een bepaalde tijd verbruikt

Elektrische energie 

Elektrische energie in Watt seconde (Ws) = Joule (J)
(universele eenheid van energie)

Let op voorvoegsels!

kilo KJ = 1.000 J

mega MJ = 1.000.000 J 

giga GJ = 1.000.000.000 J

Oefenen

• Klassikaal: H2.2 opgave 17
• Zelfstandig: H2.2 opgave 18-19-20
• Huiswerk: H2.2 opgave 20

Do 23 januari

1. Spullen op tafel
2. Som van de dag
3. Herhaling uitleg: Energieverbruik
4. Huiswerk bespreken
5. Zelfstandig werken

Som van de Dag

Demo: Transformator

Up =

Np =

Ns =

Bereken Us

Elektrische energie 

Elektrisch vermogen: P = U * I (in W)

Elektrische energie die een apparaat per seconde verbruikt

Elektrische energie: E = P * t (in Ws, J of kWh)

Elektrische energie die een apparaat gedurende een bepaalde tijd verbruikt

Elektrische energie 

Elektrische energie in Watt seconde (Ws) = Joule (J)
(universele eenheid van energie)

Let op voorvoegsels!

kilo KJ = 1.000 J

mega MJ = 1.000.000 J 

giga GJ = 1.000.000.000 J

Elektrische energie 

Elektrische energie in kWh
(afrekening van energiebedrijf)

1 kWh = ... MJ

1000 Wh =

3.600.000 Ws =

3.600.000 J =

3,6 MJ

Oefenen

• H2.2 opgave 17 (was huiswerk)
• Zelfstandig: H2.2 opgave 18-19-20

Maandag 27 januari

1. Spullen op tafel
2. Gegevens juist op het bord
3. Som van de dag
4. Huiswerk bespreken
5. Uitleg H2.3 deel 1
6. Zelfstandig werken

Som van de Dag

10 kWh = ...MJ ?

H2.3 Huisinstallatie

• Elektriciteit bij de energiemeter splitst zich in 4 tot 6 parallelle groepen.
• Een groep bestaat uit een aantal parallel geschakelde vertakkingen die elk naar één stopcontact of één lichtpunt leiden.
  De spanning is overal in de groep even groot: U = U1 = U2 = U3 = ... = 230 V
• Als een apparaat aanstaat, loopt er stroom door de vertakking waarop het apparaat is aangesloten.  Als je de stroomsterkten in alle takken bij elkaar optelt,
  vind je de totale stroomsterkte in de groep: Itot =I1 + I2 + I3 + ... (max. 16 A)

H2.3 Huisinstallatie

• De apparaten die op een groep zijn aangesloten, staan bijna nooit allemaal tegelijk aan.
  Je kunt het totale vermogen (van de apparaten die aanstaan) berekenen met de formule: Ptot = P1 + P2 + P3 + ...
• Als een apparaat van 15 W en een apparaat van 40 W tegelijk aanstaan, is het totale vermogen dus 55 W. Je nog een tweede formule voor Ptot afleiden:
  Ptot = P1 + P2 + P3 + ...= U ∙I1 + U ∙I2 + U ∙I3 + ...= U ∙ (I1 + I2 +I3 + ...) = U ∙I tot

Ptot = U ∙

tot

H2.3 Huisinstallatie

Samengevat per groep:

• U = U1 = U2 = U3 = ... = 230 V
• Itot =I1 + I2 + I3 + ... (max. 16 A)
• Ptot = P1 + P2 + P3 + ...
• Ptot = U ∙I tot
  
  

Maken (en huiswerk): H2.3 opgave 28 + 29

Donderdag 30 januari

1. Spullen op tafel
2. Som van de dag
3. Uitleg H2.3 deel 2
4. Zelfstandig werken

Som van de Dag

Door de primaire spoel van een ideale transformator gaat 230 V en 1,5 A.

a) Bereken het vermogen van de primaire spoel.

Bij een ideale transformator gaat er geen energie verloren tussen de primaire en secundaire spoel.

b) Wat is het vermogen van de secundaire spoel.

Op de secundaire spoel staat Us = 24 V.

c) Bereken de stroomsterkte van de secundaire spoel.

Yannick meet de stroomsterkte bij de secundaire spoel en leest af I = 10 A.

d) Bereken het verlies in vermogen bij deze transformator.

Ps = 24 * 10 = 240 W

P verlies = Pp – Ps = 345 -240 = 105 W

Donderdag 30 januari

1. Spullen op tafel
2. Som van de dag
3. Uitleg H2.3 deel 2
4. Zelfstandig werken
   H2.3 opgave 23-24-25-27-30