H11 Energie Samenvatting

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 4

H11 Energie

11.1 Fossiele brandstoffen        

11.2 Zonne-energie                   

11.3 Windenergie

11.4 Waterkracht

11.5 Energie besparen 

Samenvatting met tussendoor 5 rekenopdrachten 

H11 Energie:
wat weet je nog van Energie

Energiecentrale

Fossiele brandstof

broeikaseffect

fossiele brandstof =>

• koolstofdioxide + waterdamp.

Gevolgen?

Zure regen en Smog

Wat veroorzaakt zure regen en smog?

• Stikstofoxiden (NO_x) en zwaveloxiden (NH₃)

De elektromotor van een e-bike werkt op een accu. 

Die laadt op als hij is aangesloten op het lichtnet. 

Een deel van de elektrische energie wordt omgezet in warmte.

Als de e-bike op half vermogen rijdt is het rendement van de elektromotor 85%.

Maak het energie-stroomdiagram van de elektromotor compleet. 

Geef de pijlen naar verhouding de juiste hoogte. 

Noteer de soorten energie.

Welke vragen moet jij je eerst stellen!

1. Wat voor energie wordt er omgezet?

• Elektrische energie

2.Welke twee energie vormen worden er gevormd en hoeveel procent?

• Bewegings-energie (85%) en         warmte (15%)

Wet behoud van ENERGIE

Een wasmachine van 1000 W staat 30 minuten aan. 

Bereken het energieverbruik in MJ.

Gegevens:

• t = 30 min = 1800 s  ;  P = 1000 W

Gevraagd:

• E = ? MJ

Formule:

• E = P x t

Uitwerking:

• E = 1000 x 1800 = 1 800 000 J = 1,8 MJ

Antwoord:

• Het energieverbruik is 1,8 MJ

Energiebedrijven gebruiken eigen eenheid, let dus op welke eenheid!!!

Energie  in [kWh] of in [J] 

Vermogen in [kW] of in [W] = [J/s]

Zonnepanelen

• stralingsenergie 

=> 

• elektrische energie + warmte

Rendement

Omvormer?

Piekvermogen?

Het zonlicht dat op het zonnepaneel valt is 1000 W aan vermogen. Het vermogen dat het zonnepaneel produceerde is 304 W.

Bereken het rendement van het zonnepaneel.

Gegevens:

• Ptotaal = 1000 W ; Pnuttig = 304 W

Gevraagd:

• Rendement = ? %

Formule:

• Rendement = (P_nut : P_tot) x 100%

Uitwerking/Antwoord:

• Rendement = (304 : 1000) x 100%
• Rendement = 30,4%

Windturbine

..... => ..... 

Waterkrachtcentrale

zwaarte energie => ..... => .....

Zwaarte Energie

waarin:
           =  kinetische energie in      J
           =  massa in                               kg
           =  snelheid in                           m/s

Zwaarte Energie

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

E​kin​​

m

v

Kinetische energie / bewegingsenergie

Lieke schopt een voetbal recht omhoog. De bal reikt een hoogte van 18 meter. De bal heeft een massa van 240 gram.

Laat met een berekening zien dat de zwaarte-energie op het hoogste punt van de bal 43 Joule is?

(je mag de hoogte die de bal had op het moment van trappen verwaarlozen) 

Gegevens:

• m = 240 g = 0,24 kg ; h = 18 m ;                g = 10 N/kg

Gevraagd:

• Is Ez = 950 J?

Formule:

• Ez = m x g x h

Uitwerking:

• Ez = 0,24 x 10 x 18 = 43,2 J

  Antwoord:

• Het klopt dat op het hoogste punt de zwaarte-energie 43 J is.

Bereken de bewegingsenergie van een tennisbal met een massa van 58 gram en een snelheid van 50 m/s

Gegevens:

• m = 58 g = 0,058 g ; v = 50 m/s

Gevraagd;

• E_kin = ? J

Formule:

• E_kin = 1/2 x m x v² 

Uitwerking:

• E_kin = 0,5 x 0,058 x 50² = 72,5 J 

Antwoord:

De bewegings-energie van de tennisbal is 72,5 Joule

Wet behoudt van energie

Energie gaat nooit verloren

E_z =  E_k

    m x g x h = 0,5 x m x v²

g x h = 0,5 x v²

Energie verbruik

Voordelen besparen en hoe kun je besparen?

• Energierekening omlaag, Beter milieu, Bespaart grondstoffen/ruimte
• energiezuinige apparaten, thermostaat graadje lager, fiets ipv auto pakken, etc

Energiebedrijven gebruiken eigen eenheid, let dus op!!!

• Let op Energie is in kWh of in J
• En Vermogen is in kW of in W (J/s)
• En tijd is in h of in s

E = P x t

Dynamo 

• 1 omwenteling van de dynamo 
• magneetveld richting verandert 2x
• = dus 1 periode van de spanning-tijd grafiek

Dit was de samenvatting

Zijn er verder nog vragen?

Aan de slag met de opgaven:

begin met de rekenopdrachten.

Volgende week de Diagnostische toets maken en bespreken