elektrische energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

Elektrische energie

mavo 3 proefwerk 2

Beginnen

Neem je spullen voor je:

1. boek
2. schrift
3. pen/potlood
4. rekenmachine
5. geodriehoek

een gokje

• wie zijn aanwezig
• wie heeft alles bij zich 

Elektrische energie

Dit is de energie die nodig is om elektrische apparaten te laten werken, of die opgewekt wordt door een windmolen, zonnecel, elektriciteitscentrale, ...

Het symbool is Eel

De eenheid is Joule (J)

Elektrische energie

De elektrische energie hangt af van twee gegevens.

1. vermogen (symbool = P,  de eenheid is Watt)
2. tijd (symbool = t, de eenheid is seconde)

De formule voor de elektrische energie is:

E​el​​=P⋅t

Energie

Je hebt nu drie soorten energie die je kunt omzetten (omrekenen) naar elkaar. Dit zijn:

1. Potentiële energie (zwaarte energie)
2. Kinetische energie (bewegingsenergie)
3. Elektrische energie 

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

Wat kun je er mee doen?

Een auto rijdt op elektrische energie. Hoelang moet de accu opladen om de auto (1250 kg) een snelheid te geven van 54 km/h.

Het vermogen van de oplader is 1,4 kW

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

Twee soorten energie:

1. elektrische energie
2. bewegingsenergie

je weet de massa (m = 1250 kg), de snelheid (v = 54 km/h : 3,6 = 15 m/s), het vermogen (P = 1,4 kW = 1400 W)

gevraagd de tijd (t = ?)

Een auto rijdt op elektrische energie. Hoelang moet de accu opladen om de auto (1250 kg) een snelheid te geven van 54 km/h.

Het vermogen van de oplader is 1,4 kW

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

Met de gegevens kan ik de kinetische energie uitrekenen.

Deze kinetische energie ga je invullen als elektrische energie in de andere formule

Een auto rijdt op elektrische energie. Hoelang moet de accu opladen om de auto (1250 kg) een snelheid te geven van 54 km/h.

Het vermogen van de oplader is 1,4 kW

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

	E kin = ? m = 1250 kg v = 15 m/s dus v 2 = 15 2 = 225
E kin = 0,5 x 1250 x 225 =	Ekin = 140 625 J

Met de gegevens kan ik de tijd uitrekenen.

Een auto rijdt op elektrische energie. Hoelang moet de accu opladen om de auto (1250 kg) een snelheid te geven van 54 km/h.

Het vermogen van de oplader is 1,4 kW

E​el​​=P⋅t

	t = ? E el = 140 625 J P = 1400 W
140 625 = 1400 x t dus t = 140 625 : 1400	t =100, 4 s

Wat kun je er mee doen?

Een schansspringer (85 kg) springt van de schans en heeft onder aan de schans een snelheid van 126 km/h. 

Bereken de hoogte van de schans.

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 85 kg

v = 126 m/s

Ik weet de snelheid en de massa, dus kan de kinetische energie uitrekenen.

de kinetische energie (beneden) is gelijk aan de potentiële energie (boven)

dan kan ik de hoogte uitrekenen.

Wat kun je er mee doen?

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 85 kg

v = 126 m/s

Ik weet de snelheid en de massa, dus kan de kinetische energie uitrekenen.

de kinetische energie (beneden) is gelijk aan de potentiële energie (boven)

dan kan ik de hoogte uitrekenen.

	E kin = ? m = 85 kg v = 126 km/h : 3,6 = 35 m/s dus v 2 = 35 2 = 1225
Ekin = 0,5 x 85 x 1225	E kin = 52 062,5 J

Wat kun je er mee doen?

De Kin Energie kun je invullen als pot Energie

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 85 kg

v = 126 m/s

Ik weet de snelheid en de massa, dus kan de kinetische energie uitrekenen.

de kinetische energie (beneden) is gelijk aan de potentiële energie (boven)

dan kan ik de hoogte uitrekenen.

	h = ? E pot = 52 062,5 J m = 85 kg g = 10 m/s 2 (aarde)
52 062,5 = 85 x 10 x h 52 062,5 = 850 x h h = 52 062,5 : 850	h = 61,25 m

Wat kun je er mee doen?

Pot energie berekenen:

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 20 kg

h = 60m

ik weet de hoogte en de massa (en g want het is op aarde) dus ik kan de pot Energie uitrekenen.

Ik moet de snelheid uitrekenen dus heb de kin. Energie nodig.

De Pot Energie (boven) = gelijk aan de Kin Energie (beneden)

	E pot = ? m = 20 kg g = 10 m/s 2 h = 60 m
Epot = 20 x 10 x 60	Epot = 12 000 J

Wat kun je er mee doen?

De Pot Energie invullen als Kin Energie (hoeveelheid is gelijk)

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 20 kg

h = 60m

ik weet de hoogte en de massa (en g want het is op aarde) dus ik kan de pot Energie uitrekenen.

Ik moet de snelheid uitrekenen dus heb de kin. Energie nodig.

De Pot Energie (boven) = gelijk aan de Kin Energie (beneden)

	Ekin = 12 000 J m = 20 kg v = ?
12 000 = 0,5 x 20 x v 2 12 000 = 10 x v 2 v 2 = 12 000 : 10 (= 1200) v =	v= 34,6 m/s

√​1200​​​

Wat kun je er mee doen?

Pot energie berekenen maar nu met 40 kg:

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 40 kg

h = 60m

ik weet de hoogte en de massa (en g want het is op aarde) dus ik kan de pot Energie uitrekenen.

Ik moet de snelheid uitrekenen dus heb de kin. Energie nodig.

De Pot Energie (boven) = gelijk aan de Kin Energie (beneden)

	E pot = ? m = 40 kg g = 10 m/s 2 h = 60 m
Epot = 40 x 10 x 60	Epot = 24 000 J

Wat kun je er mee doen?

De Pot Energie invullen als Kin Energie (hoeveelheid is gelijk)

E​el​​=P⋅t

E​kin​​=​2​​1​​⋅m⋅v​2​​

E​pot​​=m⋅g⋅h

de gegevens zijn:

m = 20 kg

h = 60m

ik weet de hoogte en de massa (en g want het is op aarde) dus ik kan de pot Energie uitrekenen.

Ik moet de snelheid uitrekenen dus heb de kin. Energie nodig.

De Pot Energie (boven) = gelijk aan de Kin Energie (beneden)

	Ekin = 24 000 J m = 40 kg v = ?
24 000 = 0,5 x 40 x v 2 24 000 = 20 x v 2 v 2 = 24 000 : 20 (= 1200) v =	v= 34,6 m/s

√​1200​​​

Wat valt op!

De massa heeft geen invloed op de snelheid bij het vallen.

(dit is theorie)

In werkelijkheid heeft de massa wel invloed op zwaartekracht en die moet werken tegen de luchtweerstand.

De luchtweerstand is dan de remmende factor