5.4 vermogen en energie

Elektriciteit is een vorm van energie
1
Heel veel van onze apparaten werken op elektriciteit
2
Al deze elektrische energie moet worden opgewekt
3
Voor het opwekken van elektrische energie is altijd een andere energiebron nodig
4
1 / 13
volgende
Slide 1: Tekstslide
Natuurkunde / ScheikundeMiddelbare schoolvmbo b, g, tLeerjaar 3

In deze les zitten 13 slides, met tekstslides.

time-iconLesduur is: 120 min

Onderdelen in deze les

Elektriciteit is een vorm van energie
1
Heel veel van onze apparaten werken op elektriciteit
2
Al deze elektrische energie moet worden opgewekt
3
Voor het opwekken van elektrische energie is altijd een andere energiebron nodig
4

Slide 1 - Tekstslide

Elektriciteitverbruik
  • Elektrische apparaten verbruiken elektrische energie
  • Elektrische apparaten leveren andere energiesoorten
  • Elektrische apparaten zetten energie om
    bv.
  • Een mixer zet elektrische energie om in beweging
  • Een waterkoker zet elektrische energie om in warmte
  • Een lamp zet elektrische energie om in licht
  • Een luidspreker zet elektrische energie om in geluid
  • etc.

  • Bij iedere energieomzetting gaat er energie "verloren"
  • Meestal in de vorm van warmte
  • energieomzettingen
  • veerenergie

Slide 2 - Tekstslide

Rekenen met vermogen, spanning en stroom
  • Stroom (I) brengt de spanging naar de verbruikers. Dit meten we in ampere (A),
  • Spanning(U) zorgt ervoor dat een verbruiker werkt. Dit wordt gemeten in Volt(V)
  • Vermogen(P) is de hoeveelheid energie die omgezet kan worden per seconden. Dit meten we in Watt(w).

Slide 3 - Tekstslide

Vermogen en energie
  • De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde opneemt noemen we vermogen
  • De hoeveelheid energie drukken we uit in Joule
  • Het vermogen drukken we uit in Watt
  • 1 Watt = 1 joule per seconde

  • Een rekenvoorbeeld:
    Een magnetron heeft een vermogen van 600 W
    De magnetron staat 30 seconde aan om een klontje boter te laten smelten.
  • Hoeveel energie wordt er verbruikt?

  • Energie = vermogen x tijd
  • dus
    Energie = 600 W x 30 s
  • dus
    Energie = 1800 Ws = 1800 J
energie
vermogen
tijd

Slide 4 - Tekstslide

Meer vermogen en energie
  • Nog een rekenvoorbeeld
  • Een koelkast heeft een vermogen van 50W
    de koelkast slaat gemiddeld per dag 12 uur aan
    Hoeveel energie verbruikt de koelkast per jaar?

  • Energie = vermogen x tijd
  • de tijd is 365 dagen x 12 uur x 3600s = 15.768.000s
  • dus
    Energie = 50W x 15.768.000 = 788.400.000 Joule
  • da's best veel en een onhandig getal:
  • Daarom doen we dit anders
  • E = P x t
  • dus
    E = 0,05 kW en t = 365 x 12 = 4380 uur

    E = 0,05 kW x 4380 h = 219 kWh

  • animatie

Slide 5 - Tekstslide

Nog meer vermogen en energie
  • In de natuurkunde zijn de S.I. eenheden voor
    energie, vermogen en tijd:
    Joule (J), Watt (W) en seconde (s)
  • In het dagelijks leven zijn andere eenheden "handiger":
    kilowattuur (kWh) kilowatt (kW) en uur (h)

  • 1 uur = 3600 seconden
  • 1 kilowatt = 1000 Watt
  • 1 kilowattuur = 3.600.000 Joule

Slide 6 - Tekstslide

De kosten van Elektrische energie
  • De prijs van een kWh is op dit moment ongeveer € 0,45

  • Terug naar ons rekenvoorbeeld?
  • Een koelkast heeft een vermogen van 50W
    de koelkast slaat gemiddeld per dag 12 uur aan
    Hoeveel energie verbruikt de koelkast per jaar?
  • E = P x t
    dus
    E = 0,2 kW en t = 365 x 12 = 4380 uur
    E = 0,05 kW x 4380 h = 219 kWh
  • Totale kosten zijn dan:
    219 x € 0,45 = € 98.55
.... en dat is alleen nog maar de koelkast.

Slide 7 - Tekstslide

Rendement
  • Energie is dus duur en het is daarom belangrijk het zo efficiënt mogelijk te gebruiken.
  • Hoe goed een apparaat dat doet geven we aan met het rendement
  • Ieder apparaat kan slecht een deel van de energie die erin gaat omzetten in de vorm die je wilt hebben
  • Ouderwetse gloeilampen zetten maar 5% van de energie die erin gaat om in licht
  • Gloeilampen zijn daarom tegenwoordig verboden.
    Ook halogeenlampen zijn per
    1 september 2018 verboden

Slide 8 - Tekstslide

Rekenen met rendement
het rendement is de verhouding tussen de energie die je ergens instopt en de nuttige energie die je daarvoor terug krijgt
  • Een auto met een verbrandingsmotor rijdt op benzine
  • de benzine bevat chemische energie
  • deze wordt in de motor omgezet in beweging en warmte
  • om de warmte heb je niet gevraagd, dat is dus geen nuttige energie
  • Stel:
    er gaat 100.000 joule chemische energie in
    je krijgt daarvoor 30.000 joule bewegingsenergie terug.
    Wat is het rendement? 
het rendement is de verhouding tussen de energie die je ergens instopt en de nuttige energie die je daarvoor terug krijgt
  • Ein,totaal = 100.000 joule
  • Euit,nuttig = 30.000 joule

  • rendement = (30.000 : 100.000)  x 100%
  • rendement = 30%

Slide 9 - Tekstslide

Meters aansluiten

Slide 10 - Tekstslide

Schakelschema's
teken met potlood de basis.
een mooie rechthoek
1
teken de batterij
2
teken het lampje
3
teken de schakelaar
4
nu alleen nog de aansluitdraden
5
Teken een batterij, een lamp en een schakelaar in serie

Slide 11 - Tekstslide

Elektriciteit handig ..
... maar
  • Een AA-batterijtje is niet gevaarlijk.
  • De spanning en het vermogen zijn gering
  • Anders wordt het met zwaardere batterijen en accu's

Slide 12 - Tekstslide

Oppassen dus ... en
veiligheidsmaatregelen nemen
Zorg ervoor dat de ontwikkelde warmte weg kan.
Als er teveel warmte wordt ontwikkeld of de warmte niet weg kan
Zorg ervoor dat de stroom niet te groot kan worden
Zorg ervoor dat de stroom niet te groot kan worden.
Verdeel daarvoor de stroom over meerdere groepen.
Aardlekschakelaar

Slide 13 - Tekstslide