3M 5.4 energie en vermogen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

5.4 Vermogen & Energie

Een fabrikant van tablets wil dat zijn topmodel tablet 8 uur te gebruiken is op een volle accu. Door de tablet stroomt bij gebruik een stroom van 0,850 A. Bereken hoe groot de capaciteit van de accu is.

Doel

Aan het einde van deze les kun je: 

• uitleggen wat het vermogen van een apparaat met energiegebruik heeft te maken;
  
• rekenen met elektrisch vermogen.
  
• rekenen met energiegebruik; 

Wat(t) is vermogen?

Elektrisch vermogen (P) is de energie (J) die per seconde (s) wordt geleverd of gebruikt

De eenheid van elektrisch vermogen is Watt (W)

Watt (W) kun je ook uitdrukken als Joule per seconde (J/s)

Groot- en eenheden

Grootheid

Spanning

Stroomsterkte

Weerstand

Geleidbaarheid

Vermogen

tijd

Energie

Verbruik

Symbool

U

I

R

G

P

t

E

E

Eenheid

Volt

Ampère

Ohm

Siemens

Watt

seconde

Joule

Kilowattuur

Symbool

V

A

Ω

S

W

s

J

kWh

vermogen

Vermogen

P = het vermogen in watt (W)

U = de spanning in volt (V)

I = de stroomsterkte in ampère (A)

P=U⋅I

Apparaten

Elk huishoudelijk apparaat wordt thuis aangesloten op het lichtnet (230V).  

Toch gebruikt niet elk apparaat dezelfde hoeveelheid energie (gelukkig!)

Door het ene apparaat gaat een grotere stroomsterkte dan door het andere. Het vermogen (P = U × I ) is dan groter. 

m.a.w. : Er wordt per seconde meer energie omgezet 

vraag

Je hebt thuis de televisie (1,2A) aanstaan.

Bereken het vermogen van de televisie.

U= 230V

I = 1,2 A

P = U·I

P = 230 · 1,2 =276 W 

stel: ik speel per dag 3 uur games op mijn PS4.
Daarvoor staan mijn TV (500 W), PS4 (350 W) en
soundbar (150W) gedurende die tijd aan
Wat is het vermogen van deze opstelling?

Deze waterkoker heeft een vermogen van 1800 W. Hoe groot is de stroomsterkte door de stekker?

1. 230 A
2. 1 800 A
3. 7,8 A
4. 414 000 A

energieverbruik

E=P.t

E is energieverbruik in joule (J)

P is vermogen in watt (W)

t is tijdsduur in seconde (s)

P=​t​​E​​

t=​P​​E​​

Kilowattuur en Joule kun je omrekenen.

1kWh = 3.600.000 J.

stel: ik speel per dag 3 uur games op mijn PS4.
De opstelling heeft een vermogen van 1000 W

Hoeveel energie (J) gebruik ik dan in een jaar?

1. 3x1000x365= ‭1.095.000‬ J
2. 3×60×60×1000×365 = ‭3.942.000.000‬ J
3. 3 × 1000 = 3000 J
4. 60×60×1000×365 = 1.314.000.000 J‬

Energieverbruik

Een rekening voor het gebruik van ‭3.942.000.000‬ J in een jaar?

Tijd voor een nieuwe eenheid: kWh

P × t = E

vermogen (kW) × tijd (h) = verbruik (kWh)

Er geldt: 1 kWh = 3 600 000 J.

energieverbruik

E=P.t

E is energieverbruik in joule (J)

P is vermogen in watt (W)

t is tijdsduur in seconde (s)

E is energieverbruik in kilowattuur kWh)
P is vermogen in kilowatt (kW)     

t is tijdsduur in uur (h)

P=​t​​E​​

t=​P​​E​​

Kilowattuur en Joule kun je omrekenen.

1kWh = 3.600.000 J.

Wat kost dit?   

• P = 1000 W = 1 kW
• t = 3h x 365 d = 1095 h
• E = ? kWh
• E = P × t
• E = 1 * 1095 = 1095 kWh
• 1095 × 0,22 = €240,90
• het kost €240,90

stel: 

ik speel per dag 3 uur games op mijn PS4.

De opstelling heeft een vermogen van 1000 W

Hoeveel kost me dit per jaar?

1 kWh=€0,22

Ik heb een bureaulampje (35 W) de hele dag (24 h) aanlaten staan.
Wat kost dat?

Formules

Vermogen

Verbruik

P=U⋅I

E=P⋅t

Doel

Aan het einde van deze les kun je: 

• uitleggen wat het vermogen van een apparaat met energiegebruik heeft te maken;
  
• rekenen met elektrisch vermogen.
  
• rekenen met energiegebruik; 

huiswerk

Theorie 

§5.4 leren, blz 103 t/m 107

Maken 

§5.4: Opdr. 76 t/m 104

Huiswerk inleveren in classroom