Paragraaf 3.2 - Spanningsbronnen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 2

3.2 - Spanningsbronnen

Leerdoelen van paragraaf 3.2

• Je kunt uitleggen wat spanning is en hoe je spanning meet. 
• Je kunt het verschil tussen stroomsterkte en spanning uitleggen. 
• Je kunt de spanning berekenen als je batterijen in serie schakelt. 
• Je weet voor welke spanning de meeste huishoudelijke apparaten zijn ontworpen. 
• Je kunt de werking van een dynamo uitleggen.

Introductie

In iedere stroomkring zit een apparaat dat elektrische energie levert. Batterijen, accu’s en dynamo’s zijn hier voorbeelden van. Ze leveren elektrische energie voor apparaten en lampen die je niet op een stopcontact kunt aansluiten.

Spanning

Om een stroomkring te maken, heb je een spanningsbron nodig die elektrische energie levert. Veelgebruikte spanningsbronnen zijn batterijen, accu’s en dynamo’s. Op batterijen staat altijd de spanning vermeld. De grootte van de spanning wordt gemeten in volt (V). In het volgende figuur  zie je verschillende batterijen. De spanningen verschillen per batterij: 1,2 volt, 1,5 volt, 4,5 volt, 6 volt, 9 volt en 12 volt.

Wat was de spanningsbron?

1. De stroomdraad
2. De lamp
3. De batterij

Welke van de onderstaande onderdelen is geen spanningsbron?

1. Accu
2. powerbank
3. Batterij
4. schakelaar

Spanning meten

Je kunt de spanning die op de batterij staat, controleren met een spanningsmeter. Je meet dan de spanning tussen de pluspool en de minpool van de batterij. Een spanningsmeter wordt ook wel een voltmeter genoemd. 

 

Je ziet een spanningsmeter. De spanningsmeter heeft drie meetbereiken, 0-3 volt, 0-15 volt en 0-30 volt. De spanningsmeter staat ingesteld op een bereik van 0-15 volt.
Hoe groot is de spanning?

1. 0,9 V
2. 4,5 V
3. 9V

Spanning kun je meten met een spanningsmeter.
Vul het juiste woord in.
Een andere naam voor een spanningsmeter is een

Hoogspanningsmast 

Een kleine batterij haalt ongeveer 1,5 volt, het stopcontact levert 230 volt, een (Nederlandse) elektrische trein rijdt op 1500 volt en op de hoogspanningsleidingen die de elektriciteit van de energiecentrale naar je huis transporteren staat wel 50 000 volt (zie figuur ). 

Spanning is een grootheid.
Geef de eenheid en de afkorting van de eenheid van spanning. (vul in)
De eenheid van spanning is………………
.De afkorting van de eenheid van spanning is…………………

Hoe groot is de spanning over de stopcontacten in huis?

1. 120 V
2. 200 V
3. 230 V
4. 320 V

De meeste huishoudelijke apparaten zijn ontworpen voor een spanning van:

1. 200 V
2. 230 V
3. 320 V
4. 320 V

Vervoeren van elektrische energie 

Elektrische stroom vervoert elektrische energie. Hoeveel elektrische energie er wordt vervoerd, hangt af van de stroomsterkte én van de spanning.

De juiste spanning gebruiken

Een ouderwets fietslampje is ontworpen voor een spanning van 6 volt. Op die spanning brandt het lampje goed. Als je het lampje op 1,5 volt aansluit, brandt het heel zwak. En als je het op 12 volt aansluit, brandt het door. Het lampje gaat dan kapot. 

 

Vaak heb je meer dan één batterij nodig om aan de juiste spanning te komen. 

Voor de afstandsbediening in figuur 3 heb je bijvoorbeeld twee staafbatterijen van 1,5 volt nodig. Je moet die batterijen in serie schakelen. Dat doe je door de pluspool van de ene batterij tegen de minpool van de andere batterij te leggen. Ze hebben dan samen een spanning van 3,0 volt.

Spanningen optellen

Je ziet: Als je batterijen in serie schakelt, mag je hun spanningen bij elkaar optellen. 

 

De meeste huishoudelijke apparaten zijn ontworpen voor een spanning van 230 volt. 230 volt is de spanning van de stopcontacten in huis.

6 Volt nodig, maar heb die batterij niet... Wat moet ik doen?

1. Gebruik een batterij van meer dan 6 V
2. Gebruiken een batterij van minder dan 6 V
3. Gebruik vier 1,5 V batterijen
4. Stop het lampje in het stopcontact

Wat gebeurt er met de spanning als je meerdere batterijen of spanningsbronnen acher elkaar plaatst?

1. niets
2. meneer Satink heeft dat niet verteld
3. ik moet ze bij elkaar optellen
4. je moet ze met elkaar vermenigvuldigen

Je hebt drie batterijen, twee van 3,0 V en één van 9,0 V.
Welke spanning leveren de batterijen samen als je deze in serie schakelt?
De batterijen leveren samen een spanning van V.

Onderdelen van een dynamo

Naast batterijen en accu’s worden ook dynamo’s veel gebruikt als spanningsbron. De belangrijkste onderdelen van een dynamo zijn een magneet en een spoel van koperdraad. Een spoel is een draad die een aantal keren ergens omheen is gedraaid 

De dynamo

In de tekening is de koperdraad om een staaf gedraaid. In een dynamo is de koperdraad om een magneet gedraaid (figuur 5). De spoel zit dus om de magneet, maar de spoel en magneet raken elkaar niet. Als de magneet draait wordt in de spoel spanning opgewekt. Daar kun je een fietslampje mee laten branden.

Vul het juiste woord in.
De twee belangrijkste onderdelen van een dynamo zijn de magneet en de ……………………………….

Wanneer wordt er in een dynamo spanning opgewekt?

1. als de magneet en de spoel ten opzichte van elkaar draaien
2. als de magneet en de spoel elkaar aanraken
3. als de spoel om de koperdraad heen draait

Vul het juiste woord in.
De twee belangrijkste onderdelen van een dynamo zijn de spoel en de ……………………………….

Je hebt een magneet en een koperen draad.
Hoe gebruik je deze twee onderdelen om een werkende dynamo te maken?

1. je wikkelt de koperdraad strak om de magneet heen
2. je wikkelt de koperdraad los om de magneet heen zodat ze elkaar niet aanraken
3. je rolt de magneet om de koperdraad

Opdrachten maken

Wat: lees paragraaf 3.2 en maak de online opdrachten    

Hoe: helemaal stil! muziek mag in!    

Hulp: Geen    

Tijd:  ???? minuten lang    

Huiswerk: opdrachten 1 tm 14 van paragraaf 3.2 & Test jezelf   

Klaar?: ga bezig met een ander vak!