6.5 Elektrische energie

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1,2

Leerdoelen deze les:

• Je kan uitleggen wat het vermogen van een apparaat te maken heeft met energiegebruik;
• Je kan rekenen met E = P × t;
• Je kan berekenen hoeveel je moet betalen voor je energiegebruik.

Voorkennis ophalen

Nieuwe lesstof

Vermogen

De hoeveelheid energie (J) die een apparaat per seconde  (s) gebruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W). 1 W= 1 J/s

Het symbool voor vermogen is P, dit komt van het Engelse woord power.

Grootheid vermogen (P) wordt gemeten in watt (W)

vermogen

Soms is het handiger om kilowatt (kW) te gebruiken in plaats van watt (W). 

1kW= 1000 W 

De stofzuiger heeft een vermogen van 1400 W; dit is dus 1,4 kW.

vermogen

Een apparaat met 500 Watt heeft dus per seconde 500 Joule  nodig om goed te werken.

vermogen P, energie E en tijd t

vermogen P (W)= energie E (J)/ tijd t (s)

dus energie E (J) = vermogen P (W) x tijd t (s)

E = P x t

energie E (J) = vermogen P (W) x tijd t (s)

Als je het vermogen weet van een apparaat en de tijd dat deze wordt gebruikt, kan je de verbruikte energie berekenen. 

energie E (J) = vermogen P (W) x tijd t (s)

Een televisie met een vermogen van 30 Watt staat 20 minuten aan. Hoeveel energie verbruikt de televisie?

Let op: hoe schrijf je een goed antwoord op een rekenvraag op!

Een televisie met een vermogen van 30 Watt staat 20 minuten aan. Hoeveel energie verbruikt de televisie?

Gegevens: 

P = 30 (W)

t = 20 (min) , dus t = 60x20=1200 (s)

Gevraagd E (J)

Formule:  E=P x t

Invullen: E= 30 (W) x 1200 (s) = 36.000 (J)

Antwoord: De televisie verbruikt 36.000 (J)

Let op eenheden!

Beantwoorden van rekenvraag noteer altijd:

Gegevens: 

Gevraagd 

Formule:  

Invullen: berekening

Antwoord: (een Nederlandse zin!)

Let op eenheden!

Berekening is dus geen antwoord!!

kWh= kiloWattuur

Een kilowattuur is de hoeveelheid energie die je gebruikt als een apparaat van 1000 W (= 1 kW) 1 uur lang aanstaat. 

Om de energie in kWh te berekenen, vul je in de formule voor de energie het vermogen in kilowatt in en de tijd in uur.

E (kWh) = P (kW) x t (h)

energie E (kWh) = vermogen P (kW) x tijd t (h)

Een televisie met een vermogen van 30 Watt staat 20 minuten aan. Hoeveel energie verbruikt de televisie in kWh?

Let op: hoe schrijf je een goed antwoord op een rekenvraag op!

Zelf doen (volgende slide: wat noteer je!)

Beantwoorden van rekenvraag noteer altijd:

Gegevens: 

Gevraagd 

Formule:  

Invullen: berekening

Antwoord: (een Nederlandse zin!)

Let op eenheden!

Berekening is dus geen antwoord!!

Een televisie met een vermogen van 30 Watt staat 20 minuten aan. Hoeveel kWh verbruikt de televisie?

Gegevens: 

P = 30 (W) = 0,03 (kW)

t = 20 (min) , dus t = 20/60 = 1/3 (h)

Gevraagd E (kWh)

Formule:  E=P x t

Invullen: E= 0,03 (kW) x  1/3 (h)  = 0,01 (kWh)

Antwoord: De televisie verbruikt 0,01 (kWh)

Let op eenheden!

kWh en J

Hoeveel energie verbruikt de televisie? 

Antwoord: De televisie verbruikt 36.000 (J)

Antwoord: De televisie verbruikt 0,01 (kWh)

Dus 0,01 kWh = 36.000 J

ofwel 1 kWh = 3.600.000 J  en 1/3.600.000 kWh =  J

hoeveel kost dit nou?

Op de energierekening staat hoeveel kWh je verbruikt. Daar hoort een prijs bij per 1 kWh. 

Bijv. prijs = 0,22 euro/ kWh

Als je 100 kWh verbruikt, dan betaal je dus 100x0,22= 22 euro.

hoeveel kost dit nou?

Energiekosten (euro) 

= energie (kWh) x prijs per 1 kWh (euro/kWh)

Vraag:

Hoeveel kost het bakken van een cake wanneer je deze in 30 minuten gaar bakt in een oven van 3500 W? 

Voor 1 kWh betaal je 0,22 euro. 

Bereken dit. Noteer dit goed. 

Beantwoorden van rekenvraag noteer altijd:

Gegevens: 

Gevraagd 

Formule:  

Invullen: berekening

Antwoord: (een Nederlandse zin!)

Let op eenheden!

Berekening is dus geen antwoord!!

Hoeveel kost het bakken van een cake wanneer je deze in 30 minuten gaar bakt in een oven van 3500 W? Voor 1 kWh betaal je 0,22 euro. 

Gegeven:  P= 3500 (W) = 3,5 (kW) 

                      t= 30 (min) = 1/2 (h)

Gevraagd: kosten (euro's)

Formules: E=P x t  

                      kosten = E x prijs per 1 kWh

Invullen: E = 3,5 x 1/2 = 1,75 (kWh)

                   kosten = 1,75 x 0,22 = 0,385 euro

Antwoord: Het bakken van de cake kost 0,39 euro. Let op: 2 decimalen euro's

In welke waterkoker kookt 1 liter water het snelst?

Waterkoker 

Gegeven: 

Vermogen waterkoker 1: P1= 2200 W

Vermogen waterkoker 2: P2 = 1800 W

Gevraagd: welke waterkoker kookt 1L water het snelst?

Formule: E = P x t       

Denken!

Waterkoker

Denken: Voor het laten koken van 1 Liter water is evenveel energie nodig bij waterkoker 1 als bij waterkoker 2.

Dus nodige elektrische energie E is voor beide waterkokers hetzelfde 

Formule E=P x t

Als E voor beide waterkokers hetzelfde is en P1 is groter is dan P2, dan heeft 1 minder tijd nodig dan 2. 

Voorbeeld stel de energie die nodig is, is 10000 J

E=P x

Joule (J)      kiloWattuur (kWh)

                                         Formule: E = P x t

                                                                      Als je kosten moet berekenen:

 Energie E  (J)                                            Energie E (kWh)

Vermogen P (W = J/s)                          vermogen P (kW)

tijd t (s)                                                        tijd t (h) 

1 formule: verschillende eenheden! schrijf dus je eenheden op.

Testvraag

Een elektrische auto met een vermogen van 110.000 Watt rijdt 40 minuten aan. De prijs van 1kWh is 0,22 euro.

Hoeveel euro kost dit?

Een elektrische auto met een vermogen van 110.000 Watt rijdt 40 minuten aan. Hoeveel kost dit?

Gegevens: 

P = 110.000 (W) = 110 (kW)

t = 40 (min) , dus t = 40/60 = 2/3 (h)

prijs = 0,22 euro/kWh

Gevraagd kosten

Formule:  E=P x t

                     kosten = E  (kWh) x prijs per 1kWh

Let op eenheden!

Invullen: E= 110 (kW) x 2/3 (h) = 73,333 (kWh) NIET AFRONDEN!

kosten = 73,333 x 0,22 = 16,133 euro

Antwoord: Dus de elektrische auto kost voor 40 minuten rijden 16,13 euro. 

Oefenen met de lesstof

maak opgave 54 t/m 67

Leer paragraaf 6.1 t/m 6.5

Leerdoelen deze les:

• Je kan uitleggen wat het vermogen van een apparaat te maken heeft met energiegebruik;
• Je kan rekenen met E = P × t;
• Je kan berekenen hoeveel je moet betalen voor je energiegebruik.

1 vinger= ik moet nog oefenen, 2 vingers= ik ben er bijna, 

3 vingers= ik kan het.