Lj4 Elektriciteit samenvatting Kader en Gemengd

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Overzicht van de leerstof

Vermogen

Elektriciteit is het stromen van elektronen. De energie van de stroom van elektronen kun je gebruiken om apparaten te laten werken net zoals je een waterrad kunt laten werken op de stroming van de rivier. Wat het water van de rivier kan, hangt af van de hoeveelheid water en het hoogteverschil in de rivier. Wat je met elektriciteit kan, hangt af van de stroomsterkte en de spanning. Deze bepalen het vermogen van de elektriciteit.

Omzetten energie

Elektrische energie kun je omzetten in licht, warmte of beweging en omgekeerd.

Vermogen

Hoeveel elektrische energie een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen. De afkorting voor vermogen is de hoofdletter P van het Engelse woord voor vermogen, power. Een eenheid van vermogen is joule per seconde (J/s). Een andere eenheid is de watt

(W). Hierbij geldt dat 1 W evenveel is als 1 J/s. 

Vermogen - typeplaatje

Een typeplaatje vind je vaak achterop of onderop een elektrisch apparaat.Op het typeplaatje vind je het vermogen van een apparaat.

Het vermogen geeft ook aan wat een apparaat kan. Met een boormachine van 300 watt zal je niet zo makkelijk een gat boren als met een boormachine van 800 watt. Apparaten met een hoger vermogen kunnen meer maar gebruiken ook meer elektrische energie. Hoe groter het vermogen van een apparaat, hoe meer het apparaat kost om het te gebruiken.

Het vermogen van een apparaat staat altijd op het typeplaatje.

Vermogen berekenen

Elektrische energie meten

Energieverbruik  =   vermogen x tijd

E     =   P x t

P in kW (of in W)

t in uren (of in S)

E in KWh (of in Joule)

Filmpje elektrisch vermogen

Filmpje

Elektrisch vermogen

Rendement

n= E nuttig / E toegevoerd x 100%

Bereken het rendement van een lamp met een elektrisch vermogen van 11W, die 5W lichtenergie uitstraalt.

n= 5J / 11J x 100% = 45%

Het rendement is 45 % , dat wil zeggen dat 45% van de energie nuttig wordt omgezet naar lichtenergie. 

Weerstand berekenen

Weerstand kun je berekenen. 

R= Weerstand in ohm

U = spanning in volt

I = stroomsterkte in ampere

Weerstand

De SI eenheid voor elektrische weerstand is Ohm. 

Het symbool hiervoor is: Ω

We zeggen dus bijvoorbeeld: 

Een weerstandje kan een weerstand hebben van 20 ohm. 

Geleiders

Sommige materialen laten elektriciteit door. Zo'n materiaal noemen we een geleider.  De elektronen kunnen makkelijk door de stof bewegen. Alle metalen zijn goede geleiders. Veel gebruikte geleiders zijn koper, ijzer, tin en staal. Maar ook andere metalen zoals aluminium, zilver, goud en kwik geleiden elektriciteit goed. De grijze vulling van je potlood is van grafiet gemaakt. Grafiet geleidt elektriciteit ook erg goed.

Geleiders laten elektriciteit goed door

Isolatoren

Bijna alle andere materialen laten elektriciteit niet makkelijk door. Zo'n materiaal noemen we een isolator. In een isolator kunnen de elektronen niet vrij bewegen. Hierdoor kan een spanningsbron de elektronen niet door de stof duwen. Voorbeelden van isolatoren zijn hout, plastic, rubber, glas, keramiek, steen en vooral lucht.

Isolatoren laten geen elektriciteit door

Weerstand

Allerlei stoffen zoals in de afbeelding hiernaast remmen de elektronen maar een beetje af. Ze bieden een beetje weerstand tegen de beweging van de elektronen. Deze stoffen worden weerstanden genoemd.

Hoeveel de elektronen worden tegenhouden noemen we elektrische weerstand.

Weerstand is hoe makkelijk of hoe moeilijk de elektronen door een materiaal heen bewegen.

Wet van Ohm

De elektrische stroomsterkte hangt af van twee dingen, de spanning en de weerstand. Spanning kun je vergelijken met de kracht waarmee

de elektrische deeltjes vooruit geduwd worden. Hoe hoger de spanning, hoe groter de stroomsterkte. Het hangt ook af van de weerstand die de elektronen ondervinden. Hoe groter de weerstand, hoe lager de stroomsterkte. Dit verband wordt beschreven in de formule die we de wet van Ohm noemen. 

Wet van Ohm

Sommen oplossen

Gegevens: Hier schrijf je alle gegevens uit de vraag.

Gevraagd: Hier schrijf je wat er gevraagd wordt.

Formule: Hier schrijf je de formule uit Binas. Bouw de formule om 

Oplossing: Hier schrijf je de berekening en het antwoord.

Voltmeter

Ampèremeter

Opdracht 5

Uitwerking opdracht 5

Opdracht 6

Uitwerking opdracht 6

Filmpje

Filmpje

Spanning en stroomsterkte meten

Spanning en stroomsterkte meten

Serieschakeling

Filmpje vervangingsweerstand Serie 

Vervangingsweerstand

Serieschakeling

De begrippen totale weerstand en vervangingsweerstand worden door elkaar heen gebruikt, maar betekenen hetzelfde.

Totale weerstand serieschakeling

Opdracht 2

Uitwerking opdracht 2

Parallelschakeling

Vervangingsweerstand parallelschakeling

Opdracht 4

Uitwerking opdracht 4

Vervangingsweerstand parallelschakeling

Opdracht 3

Uitwerking opdracht 3

Opdracht 4

Uitwerking opdracht 4

Test je zelf

Maak de opdrachten/taken in de PULSAR omgeving.

Schrijf de uitwerkingen in je schrift

Controleer de antwoorden

Heb je een antwoord goed: PRIMA

Heb je een antwoord fout: zoek de theorie en een voorbeeldopgave op. Probeer opnieuw.

Lukt het niet: ga naar je docent met je schrift en uitwerkingen