5. Vermogen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 2

5. Vermogen

Ga rustig zitten op je plek.

Pak je laptop op tafel in LessonUp, boek en pen op tafel.

Startvraag: wat is het verschil tussen een serieschakeling en een parallelschakeling?

Dit is een...

1. Serieschakeling
2. Parallelschakeling

Serieschakeling: alle apparaten op dezelfde weg.

Stroomsterkte is overal even groot (overal rijdt hetzelfde aantal auto's langs).

Spanning wordt verdeeld (elk apparaat krijgt een paar van de broodjes).

Waar is de stroomsterkte het grootst?

1. Punt 1
2. Punt 2
3. Punt 3

Langs punt 1 komen álle auto's, voordat ze zich opsplitsen over de wegen. Daar meet je dus de totale stroomsterkte.

Welk van de drie lantaarnpalen zal in deze situatie het felst branden?

Dit gaan we leren:

Je kan uitleggen wat het vermogen van een apparaat is.

Je kan het vermogen van een apparaat berekenen.

Je kan uitleggen waarom een apparaat met veel vermogen meer energie gebruikt.

Vermogen in de economie betekent: hoeveel geld je waard bent (en uitgeeft).

Vermogen in natuurkunde betekent: hoeveel energie je waard bent (en verbruikt). Hoe meer vermogen iets heeft, hoe meer energie het per seconde gebruikt.

Als een kabouter meer broodjes krijgt (ofwel omdat er meer in de auto zitten, ofwel omdat er meer auto's langsrijden), kan hij harder werken om zijn lantaarnpaal te laten branden.

Zijn vermogen groeit dan.

Vermogen hangt dus af van:

1. De spanning waarop het apparaat werkt (in Volt).

2. De stroomsterkte die door het apparaat gaat (in Ampère).

Vermogen (in Watt) = spanning x stroomsterkte

Wat is het vermogen van de kabouter/zijn lantaarnpaal?

1. 1 Watt
2. 2 Watt
3. 4 Watt
4. 8 Watt

P = U x I

P = vermogen             in watt (W)

U = spanning              in volt (V)

I = stroomsterkte      in ampère (A)

Opgave:

Op een lader van een telefoon

staat 5 V en 2 A. 

Hoe groot is het het vermogen van dit lampje?

antwoord

Gegevens    U = 6V

                         I   = 2A

Gevraagd     Wat is het vermogen in W?

Formule        P  =   U  x I 

Uitwerking   P  =   6  x 2 =12

 Antwoord    Het vermogen is 12 W

Stroomsterkte = 1 A

Spanning = 4 V

Vermogen = stroomsterkte x spanning

P = U x I 

Vermogen = 1 A x 4 V = 4 W

Oefenen

De batterijen leveren in totaal 6 V aan spanning. De stroomsterkte in de schakeling is 1,5 A.

Wat is het vermogen van één lampje?

Gegevens:

Stroomsterkte = 1,5 A

Spanning álle lampjes = 6 V

Spanning 1 lampje = 2 V

Gevraagd: vermogen 1 lampje

Formule: vermogen = stroomsterkte x spanning

Invullen en rekenen:

Vermogen = 1,5 x 2 = 3

Eenheid: 3 Watt (of 3 W)

1. Gegevens noteren

2. Formule noteren

3. Invullen gegevens

4. Rekenen (en checken of de uitkomst logisch is)

5. Eenheid noteren

Alle 20 lampen in een klaslokaal werken op een spanning van 230 V. Als alle lampen aanstaan, is de totale stroomsterkte 4,0 A.

a. Hoe groot is het vermogen van alle lampen bij elkaar?

b. Hoe groot is het vermogen van één lamp?

c. Hoe groot is de stroomsterkte door één lamp?

1. Gegevens noteren

2. Formule noteren

3. Invullen gegevens

4. Rekenen (en checken of de uitkomst logisch is)

5. Eenheid noteren

Klaar?

Begin aan de opdrachten

van paragraaf 4.4.

Alle 20 lampen in een klaslokaal werken op een spanning van 230 V. Als alle lampen aanstaan, is de totale stroomsterkte 4,0 A.

a. Hoe groot is het vermogen van alle lampen bij elkaar?

Spanning = 230 V

Stroomsterkte = 4,0 A

Aantal lampen = 20

Gevraagd: vermogen van alle lampen.

1. Gegevens noteren

2. Formule noteren

3. Invullen gegevens

4. Rekenen (en checken of de uitkomst logisch is)

5. Eenheid noteren

Energieverbruik

1

2

3

Energieverbruik 

• Apparaten verbruiken energie. We rekenen af  per kWh.

• 1 kiloWatt is 1.000 Watt.                                                                                                        Kilo-Watt-uur (kWh) is de maatstaf voor elektrische energie-inhoud. 

• Het is het gemiddeld vermogen dat verbruikt wordt gedurende één uur.              Een elektrische kachel met een maximaal vermogen van 2 kW verbruikt per uur 2 kWh       als hij maximaal aanstaat.

• Een kWh (kilo-Watt-uur) kost ongeveer 23 cent => Maar hoe rekenen we hiermee?

E = P x t

E = energieverbruik in kilowattuur (kWh)

P = vermogen in kilowatt (kW)

t = tijd in uur (h)

Een lamp met een vermogen van 15W 

brandt de hele avond (18:00 - 23:00)

Bereken hoeveel energie de lamp verbruikt.

Antwoord

Gegevens :    P = 15 W = 0,015 kW ; t = 23:00-18:00 = 5 uur

Gevraagd:      Hoeveel energie verbruikt de lamp  in kWh

Formule:         E = P x t

Uitwerking:    E = 0,015 x 5 = 0,075 kWh

Antwoord:       De energieverbruik van de lamp is 0,075 kWh

a. Hoe groot is het vermogen van alle lampen bij elkaar?

Formule: vermogen = stroomsterkte x spanning.

Invullen en rekenen:

Vermogen = 4 x 230 = 920

Eenheid: 920 W

1. Gegevens noteren

2. Formule noteren

3. Invullen gegevens

4. Rekenen (en checken of de uitkomst logisch is)

5. Eenheid noteren

c. Hoe groot is de stroomsterkte door één lamp?

Gegevens:

Vermogen 1 lamp: 920/20 = 46 W

Spanning: 230 V

Gevraagd: stroomsterkte.

Formule:

Vermogen = stroomsterkte x spanning >>

1. Gegevens noteren

2. Formule noteren

3. Invullen gegevens

4. Rekenen (en checken of de uitkomst logisch is)

5. Eenheid noteren

Stroomsterkte = vermogen / spanning

c. Hoe groot is de stroomsterkte door één lamp?

Invullen en rekenen:

Stroomsterkte = 46 / 230 = 0,2

Eenheid: 0,2 Watt

1. Gegevens noteren

2. Formule noteren

3. Invullen gegevens

4. Rekenen (en checken of de uitkomst logisch is)

5. Eenheid noteren

Dit hebben we geleerd:

Wat het vermogen van een apparaat is.

Hoe je het vermogen van een apparaat berekent.

Dat een apparaat met groot vermogen veel energie per seconde verbruikt.

Aan de slag!

Maken: paragraaf 4.4, opdracht 1 t/m 4 én:

Als het rekenen makkelijk ging:

8 t/m 10

Hoe: in je boek, gebruik de tekst van de theorie.

Met wie: je mag rustig overleggen met je buur.

Klaar? Werk verder aan je practicumboekje.

Als het rekenen lastig is:

7 en 12