hfst 12.1 stroom en spanning

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo
• Leerjaar 4

stroom en spanning

Gesloten stroomkring

• In een stroomkring zitten altijd een bron, geleiders en een verbruiker.
• Wanneer een toestel in werking is, is de stroomkring gesloten.*
• Een schakelaar kan een stroomkring makkelijk in- een uitschakelen.

Een schakelaar

Gewone schakelaar

Drukschakelaar

De stroomrichting

• Een accu van een auto heeft 6 cellen die elk 2V leveren.  Totaal 12V.
• Een accu heeft een vaste + en een - → gelijkspanning.
• Stroom loopt van + → -
• + pool → hier komt de stroom vandaan.
• - pool → daar loopt de stroom naartoe. *
• Opletten hoe je bepaalde onderdelen aansluit.

Diode en LED

Diode: 

• Schakelonderdeel dat één kant stroom doorlaat!

Diode en LED

Diode: 

• Schakelonderdeel dat één kant stroom doorlaat!

Led: 

• is een diode die licht uitzendt
• Light-Emitting Diode

Diode en LED

• Een diode is een schakelonderdeel.
• Deze laat de stroom maar in 1 richting door.
• Doorlaatrichting → weerstand klein.
• Sperrichting → weerstand groot. *
• LED is een diode die licht geeft.

Capaciteit

De capaciteit van een batterij geeft aan hoeveel energie er in opgeslagen kan worden. 

Een iPhone 13 batterij heeft een capaciteit van 3.722 mAh 

Capaciteit:

• De hoeveelheid elektrische lading die is opgeslagen in een batterij.
  
• Wordt opgegeven in Ah (Ampére-uur) 
  
• Batterijen hebben kleine capaciteit => mAh (milli-Ampére-uur)
• 2 000 mAh gaat twee keer zo lang mee als een batterij van 
  

       1 000 mAh

C=I⋅t

C = capaciteit [Ah]

I = Stroomsterkte [A]

t = tijd [h]

Capaciteit

• = de tijd die een accu een bepaalde hoeveelheid energie kan leveren.
• Uitgedrukt in Ampère uur (Ah) of milliampère uur (mAh).
• 60Ah → gedurende 1h kan deze accu 60A aan stroom leveren. *
• capaciteit = stroomsterkte x tijd

C=I⋅t

De formule moet je ook kunnen omvormen!

Capaciteit

 

Symbool: C

Eenheid: Ah (Ampère-uur) of mAh (milli Ampère-uur)

C=I⋅t

Capaciteit=stroomsterkte⋅tijd

Opg. 11 (p. 18)

Wietske doet twee oplaadbare AA-batterijen van elk 1800 mAh in haar zaklamp. 

a) Bereken de totale capaciteit van de twee batterijen in Wietskes zaklamp.

• C = 1800 + 1800 = 3600 mAh

b) Op deze twee batterijen kan de zaklamp 1,5 h blijven werken. 

Bereken hoe groot de stroomsterkte in ampère is, als Wietske de zaklamp gebruikt.

Opg. 11 (p. 18)

Wietske doet twee oplaadbare AA-batterijen van elk 1800 mAh in haar zaklamp. 

a) Bereken de totale capaciteit van de twee batterijen in Wietskes zaklamp.

• C = 1800 + 1800 = 3600 mAh

b) Op deze twee batterijen kan de zaklamp 1,5 h blijven werken. 

Bereken hoe groot de stroomsterkte in ampère is, als Wietske de zaklamp gebruikt.

Gegevens:

• C = 3600 mAh = 3,6 Ah
• t = 1,5 h

Gevraagd:

• I = ? A

Formule:

• C = I x t  =>  I = C : t

Uitwerking:

• I = 3,6 : 1,5 = 2,4 A

Antwoord:

• De stroomsterkte is 2,4 A

Een leeslampje kan 20 uur werken op één batterij van 1600 mAh.

Bereken de stroomsterkte door het lampje.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Elektrisch vermogen

• = de hoeveelheid elektrische energie die een toestel per seconde opneemt.
• Recht evenredig met spanning en stroomsterkte.
• Eenheid = Watt.
• vermogen (W) = spanning (V) x stroomsterkte (A)

P=U⋅I

De formule moet je ook kunnen omvormen!

Paspoort: Vermogen

• Grootheid: Vermogen.
• Symbool: P
• Eenheid: Watt
• Afkorting van de eenheid: W
• Vermogen van 250 Watt
• P=250 W

Energie en vermogen

• Formule van elektrisch vermogen wordt vaak samen gebruikt met de formule van elektrische energie.
• elektrische energie (J) = vermogen (W) x tijd (s) *
• In de volgende oefening zullen we beiden combineren.

P=U⋅I

E=P⋅t

Liam heeft een proef uitgevoerd met een ventilator uit een computer. Als de ventilator op de juiste spanning (4,3 V) werkt, geeft de stroommeter een stroomsterkte aan van 48 mA.

Bereken hoeveel elektrische energie de ventilator in één minuut verbruikt.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Stroomsterkte

Is het aantal elektronen die door de stoomkring lopen 

"I" is het symbool voor stroomsterkte

De eenheid is ampère (A)

Stroommeter (ampèremeter) meet je de hoeveelheid stroom 

(ALTIJD IN SERIE)

Kleine 

stroom

Grote

stroom

Spanning

De spanning van de spanningsbron bepaalt hoeveel energie de spanningsbron kan leveren. 

Het symbool voor spanning is U. 

De eenheid is volt (V).

Stopcontact heeft een spanning van 230 V

Spanning meet je met een voltmeter 

(ALTIJD in PARALLEL)

Hoge 

spanning

Lage

spanning

stroom en spannings

meter

De stroommeter, ook wel ampèremeter, wordt altijd in serie geschakeld

De spanningsmeter, of voltmeter altijd parallel

Gelijkspanning/wisselspanning

Gelijkspanning (DC): 

• de spanningsbron heeft een + en - pool. 
• De stroom loopt van + naar -. 

Wisselspanning (AC): 

• de spanningsbron heeft geen specifieke polen. 
• De polen wisselen 50 maal per seconde, dus 50 Hz. 

Vera wilt het vermogen bepalen dat een

batterij aan een lampje levert. In afbeelding 13 is haar schakeling gedeeltelijk weergegeven.

a) Teken de schakelschema die Vera moet maken.

b) Nadat Vera de schakeling heeft afgemaakt, kijkt ze op de beide meters (afbeelding 14).

Noteer hoe groot de spanning en de stroomsterkte zijn.

Vera wil het vermogen bepalen dat een

batterij aan een lampje levert. In afbeelding 13 is

haar schakeling gedeeltelijk weergegeven.

De meters geven aan:

• U = 9,0 V   I = 0,22 A

c) Bereken hoe groot het vermogen is dat de batterij aan het lampje levert.

Vera wil het vermogen bepalen dat een

batterij aan een lampje levert. In afbeelding 13 is

haar schakeling gedeeltelijk weergegeven.

De meters geven aan:

• U = 9,0 V   I = 0,22 A

c) Bereken hoe groot het vermogen is dat de batterij aan het lampje levert.

Gegevens:

• U = 9,0 V   ;   I = 0,22 A

Gevraagd:

• P = ? W

Formule:

• P = U x I

Uitwerking:

• P = 9 x 0,22 = 2,0 W

Antwoord:

• Het vermogen is 2,0 Watt

Samen de oplossing vinden

De Vraag:

De batterij heeft een spanning van 6 V en een stroomsterkte van 2 A. 

Hoe groot is het het vermogen van dit lampje?

Samen de oplossing vinden

Gegevens:

• U = 6 V   ;   I = 2 A

Gevraagd:

• P = ? W

Formule:

• P = U x I

Uitwerking/antwoord:

• P = 6 x 2 = 12 W    
• Het vermogen van het lampje is 12 W

De Vraag:

De batterij heeft een spanning van 6 V en een stroomsterkte van 2 A. 

Hoe groot is het het vermogen van dit lampje?

Formule's en begrippen:

Stroomsterkte

• Is het aantal elektronen die door de stoomkring lopen 

Spanning 

• Hoeveelheid energie dat de elektronen mee krijgen van de spanningsbron 

Vermogen

• De hoeveel energie per seconde dat een apparaat verbruikt 

Capaciteit

• De hoeveelheid elektrische lading die is opgeslagen in een batterij

C=I⋅t

P=U⋅I