2-3 Elektrische energie vervormen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Elektrische energie 

vervormen (blz. 72)

Benodigheden

- Boek, schrift, iPad

- Pen, potlood, geo

- Rekenmachine

Tassen in

de tassenkast

Telefoons in de telefoontas

Bluetooth 

- AAN

- VPN uit

    SPOORBOEKJE:

- Lesdoelen (5 min)

- Uitleg (20 min)

- Zelf proberen (10 min)

- Afsluiten (5 min)

Lesdoelen:

• Bereken de energie dat verloren gaat als elektricitiet vervoerd wordt met de formule:
• Leg uit wat de spanning in het elektriciteitsnet is.
• Leg uit hoe een transformator werkt.
• Gerbruik de formule

      om de spanning of aantal windingen
      in een spoel te berekenen

P=I​2​​⋅R

​U​s​​​​U​p​​​​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​

Transportverliezen

Kabels worden warm - En dan is er energie verlies door weerstand. 

P = Vermogen (W) energieverlies per seconde

I = Stroom (A)

R = Weerstand (      )

Berperk verlies door I zo klein mogelijk te maken.

P=I​2​​⋅R

Ω

Hoe maak je de stroom kleiner?

Door de spanning te vergroten.

Volgens de formule

Als de spanning groter wordt, dan wordt de stroom kleiner.

• Toch kan stroom oplopen tot 90 graden in hoogspanningskabels.
  

P=U⋅I

Elektriciteitsnet:

• Als stroom door een kabel gaat, wordt de kabel warm.

          Energieverlies: minder elektrische engergie over voor 

                                           eindgebruikers

• Om zo weinig mogelijk energie te verliezen moet de stroom over een zo hoog mogelijke spanning vervoerd worden (minder warmte).

Elektriciteitcentrale

Transformators

380kV

10kV

230 V

20kV

Soorten spanning

• Het lichtnet heeft geen gelijkspanning (zoals in batterijen en accu's) maar wisselspanning (wat voortdurend op en neer gaat/ 50 keer per seconde, frequentie is 50 Hz)

Waarom wordt de spanning verhoogd als het over lange afstanden vervoerd wordt?

1. Voor veiligheid
2. Om energieverlies te voorkomen
3. Om een frequentie van 50 hz te krijgen
4. Dat is wat apparaten nodig hebben

Wat is de spanning van de elektriciteit in onze huizen?

1. 20 kV
2. 380 kV
3. 10 kV
4. 230 V

Werking van een transformator

Transformator bestaat uit twee spoelen van geisoleerd koperdraad om een weekijzeren kern.

• Primaire spoel wordt verbonden met het 

       lichtnet, secundaire spoel met het apparaat.

• Wisselstroom gaat door de primaire spoel, 

       die wordt een elektromagneet.

• Weekijzere kern wordt hierdoor gemagnetiseerd.

Werking van een transformator (2)

• Gevolg - er ontstaat in de 

secundaire spoel een 

veranderend magneetveld, 

wat een lagere wisselspanning 

opwekt.

Hoe zijn de spoelen aan elkaar gekoppeld?

1. Magnetisch
2. Elektrisch

Formule

​U​s​​​​U​p​​​​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​

      = spanning primaire spoel

      = spanning secundaire spoel

      = aantal windingen

          primaire spoel

      = aantal windingen

          secundaire spoel

U​p​​

U​s​​

N​p​​

N​s​​

Probeer opgaven 17 (blz. 77)

             MAAK DE VOLGENDE OPGAVE

           16 (blz. 77)

ALS JE KLAAR BENT: 

REGELS:

• Als je het niet af krijgt is het huiswerk

Voor extra oefening maak opgaven 24 (blz. 79)

Samenvatting:

Het verlies aan energie kan berekend worden met de formule:

En berekeningen met transformators kan je maken met de formule:

P=I​2​​⋅R

​U​s​​​​U​p​​​​​​​=​N​s​​​​N​p​​​​