Overal 3 havo 5.1 energieomzettingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Energie en duurzaamheid

5.1 Energieomzettingen

Deze zonneauto doet mee aan de Solar challenge .

Een race van 2300 km waarbij optimale energieomzettingen een rol spelen.

Waar haalt deze auto zijn energie vandaan om te rijden.

energievormen

Bij een energieomzetting zet je de ene energievorm over in een andere energievorm.

Voorbeelden van energievormen zijn.

Elektrische energie

Chemische energie

Stralingsenergie

Kernenergie

warmte

energiestroomdiagram

De energieomzetting van een elektromotor.

energiestroomdiagram

chemische energie

warmte

bewegings energie

Scooter

De energieomzetting van een rijdende scooter

Welke energieomzetting heb je in een zonnepaneel?

1. Elektrische energie in licht en warmte
2. Warmte in licht en elektrische energie
3. Licht in elektrische energie en warmte
4. Licht in chemische energie en elektrische energie

Energie en vermogen

Vermogen is de hoeveelheid energie die een apparaat in één seconde omzet .

Het energieverbruik bereken je uit het vermogen en

de tijdsduur.

Energieverbruik berekenen

E de energie in kilowattuur (kWh) of joule (J)

P het vermogen in kilowatt (kW)of joule per seconde (J/s)

t de tijd in uur (h) of seconde (s).

formule voor het berekenen van het energieverbruik:

E = P x t

omrekenen kWh naar J.

(3,6 x10⁶ J)

Omrekenen van kilowattuur (kWh)naar joule (J).

1J=​3600000​​1​​kWh

1kWh=3600000J

voorbeeldvraag

Tekst

Een elektrische auto met een massa van 1250 kg heeft een vermogen van 16 kW en rijd hiermee 15 minuten bergop.

a. bereken in J en kWh de hoeveelheid elektrische

     energie die de motor heeft omgezet.

voorbeeldvraag: antwoord

Gegeven: vermogen P = 16 kW

                 tijd 15 minuten = 15/60 = 0,25 uur

Een elektrische auto met een massa van 1250 kg heeft een vermogen van 16 kW en rijd hiermee 15 minuten bergop.

a. bereken in J en kWh de hoeveelheid elektrische

     energie die de motor heeft omgezet.

formule: E = P x t

Berekening: E = 16 x 0,25 = 4,0 kWh

                    E = 4 x 3.600.000 = 14.000.000J = 14.4 MJ

E is het symbool voor?

1. Hoeveelheid verbruikte energie
2. Spanning
3. Weerstand
4. Vermogen

P is het symbool voor?

1. Hoeveelheid verbruikte energie
2. Spanning
3. Weerstand
4. Vermogen

Zet de onderdelen van de formule op de juiste plek

E

P

t

. Een wasmachine van 1000W staat 1uur en 30min aan. Bereken het energieverbruik in kWh.

1. Energie = 1000 : 1.5 = 666.7 kWh
2. Energie = 1000 x 1.5 = 1500 kWh
3. Energie = 1 x 1.5 = 1.5 kWh
4. Energie = 1 x 1.30 = 1.3 kWh

Nadat je thuiskomt van school om 16:00 kijk je 2 uur tv. Je tv heeft een vermogen van 350 W. Hoeveel energie heb je verbruikt in deze tijd? Geef je antwoord in kWh.

Je telefoon heeft op een dag 14 uur aangestaan, in deze tijd heeft hij 756.000 J verbruikt. Wat is het gemiddelde vermogen van je telefoon deze dag? Geef je antwoord in W

Rendement

Rendement van verschillende lampen

Het rendement is dat deel van de energie dat wordt omgezet in nuttige energie.

Bij de gloeilamp wordt slechts 5% van de elektrische energie omgezet in licht, 95% wordt omgezet in niet-nuttige energie (warmte).

Berekenen van het rendement

ɳ het rendement in %

Enuttig de energie die nuttig wordt gebruikt in joule (J)

Etotaal de energie die in totaal wordt gebruikt in joule (J)

Pnuttig het vermogen dat nuttig wordt gebruikt in watt (W)

Ptotaal het totale vermogen dat wordt gebruikt in watt (W)

Wet van behoud van energie

Nuttige en niet nuttige energie samen is evenveel als de totaal gebruikte energie.

Energie kun je alleen van de ene in een andere vorm omzetten.

Energie gaat nooit verloren.

30%

70%

100 %

apparaat

voorbeeldvraag

Een gloeilamp heeft een vermogen van 50 W en staat 2 uur aan. Het rendement van de lamp is 7,0 %

Bereken hoeveel nuttige stralingsenergie ontstaat.

voorbeeldvraag

Gegeven:    vermogen P = 50W

                    tijd t = 2 uur (2 x 3600) = 7200 s

Een gloeilamp heeft een vermogen van 50 W en staat 2 uur aan. Het rendement van de lamp is 7,0 %

Bereken hoeveel nuttige stralingsenergie ontstaat.

Berekening van het energieverbruik in joule.

Formule :    E = P.t 

Berekening: E = 50 x 7,200 = 360.000 J 

voorbeeldvraag

Gegeven:    N = 7%         Etotaal = 360.000 J

Een gloeilamp heeft een vermogen van 50 W en staat 2 uur aan. Het rendement van de lamp is 7,0 %

Bereken hoeveel nuttige stralingsenergie ontstaat.

Berekening van het rendement

Formule :   N = Enuttig/Etotaal x 100%

Berekening: Enuttig = 7,0 x 360.000/100= 25200J

Wat wordt er bedoeld met het rendement van een energie-omzetting?

1. Hoeveel winst je ermee maakt
2. Hoe zuinig het apparaat is
3. Hoeveel verlies aan energie er optreedt
4. Hoeveel procent nuttige energie het oplevert

Energiestroomdiagram van een elektriciteitscentrale

E (gebruikt)

apparaat

niet-nuttige energie

nuttige energie

Wat is de nuttige energie van deze centrale?

1. chemische energie
2. elektrische energie
3. warmte
4. straling

Wat is de nuttige energie van dit apparaat?

1. chemische energie
2. stralingsenergie
3. bewegingsenergie
4. elektrische energie

Wat is de nuttige energie van dit apparaat?

1. warmte
2. lichtenergie
3. bewegingsenergie
4. chemische energie

In je kamer staat een lamp met daarin een gloeilamp. Deze gloeilamp zet van elke 150 J die aangevoerd wordt 10 J om naar licht, de rest wordt omgezet naar warmte. Wat is het rendement van de gloeilamp?

1. 15%
2. 6,67%
3. 3,33%
4. 0,667%

Wat is de opgenomen energie van deze windmolen? (energie die erin gaat)

1. warmte
2. elektrische energie
3. bewegingsenergie
4. chemische energie

3,8 J van 6,5 J energie wordt omgezet in licht door een gloeilamp. Wat is het rendement van de gloeilamp?

1. 171%
2. 58%
3. 37%
4. 15%

Een zonnepaneel vangt zonlicht op en produceert 300 Watt aan elektrisch vermogen. 900 Watt van het zonlicht wordt niet omgezet in elektrische energie. Wat is het rendement?

1. 25%
2. 33%
3. 300%
4. 10%

huiswerk

Lees paragraaf 5.1 digitaal

maak de vragen van 5.1 digitaal