M7 Elektriciteit E=Pxt en P=UxI

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

Oriënteren H7 Elektriciteit

Elektriciteit

Leerdoelen 

• Je weet wat kortsluiting en wat overbelasting is;
• Je kunt uitleggen wat het vermogen van een apparaat te maken heeft met het energieverbruik;
• Je kunt rekenen met energie = vermogen x tijd;
  
• Je kunt berekenen hoeveel je moet betalen als je het energieverbruik kent.

Het zenuwstelsel bestaat uit het centrale zenuwstelsel en uit perifere zenuwstelsel.

1. 1 = juist
2. 2 = onjuist

Wanneer word je je bewust van een waarneming?

1. Als er een prikkel in je zintuig komt.
2. Als de impuls in de hersenen is verwerkt.
3. Als de prikkel omgezet wordt in een impuls.
4. Als je met je ogen knippert.

1

2

3

4

5

6

Fatih merkt dat hij pijn heeft.

Fatih raakt een hete pan aan.

In zijn huid wordt de prikkel omgezet naar een impuls..

Fatih trekt zijn hand weg.

Zijn hersenen sturen een impuls naar zijn spieren..

Het "bericht" gaat naar zijn hersenen.

Prikkel

Reactie

Zet de onderstaande woorden in de juiste volgorde. Welke weg gaat de prikkel tot bewustwording en reactie.

Zintuig

Bewustwording

Impuls terug via schakelzenuwcel

Gevoelszenuwcel

Bewegingszenuwcel

Spier/klier

Impuls

Schakelzenuwcel

Hoe verloopt deze reflexboog?

1. Blauw - Geel - Groen
2. Groen - Geel - Blauw
3. Kan beide kanten op

zenuwcellen geleiden ......

1. prikkels
2. impulsen

Welke zenuwcel is de sensorische zenuwcel (gevoelszenuwcel)?

1. Type 1
2. Type 2
3. Type 3

Wat voor type zenuwcel is zenuwcel 1?

1. Bewegingszenuwcel
2. Schakelcel
3. Gevoelszenuwcel

Bij kortsluiting ...

1. staan er te veel apparaten aan
2. loopt de stroom direct terug naar de spanningsbron
3. beschermt de aardlekschakelaar
4. gaat de stroom via randaarde weg

Een gevaar van kortsluiting en overbelasting is dat er...

1. Brand kan ontstaan
2. Lampjes doorbranden
3. De expert boos wordt
4. Je apparaat stuk kan gaan

Hoeveel ampère mag er door 1 groep en hoe heet het als het daar overheen gaat?

1. 14 A en overbelasting
2. 14 A en kortsluiting
3. 16 A en overbelasting
4. 16 A en kortsluiting

Bij kortsluiting wordt de stroom afgesloten door

1. door de energie maatschappij
2. zekering
3. aardlekschakelaar
4. aarderail

Een aardlekschakelaar....

1. meet de uitgaande stroom
2. meet de ingaande stroom
3. vergelijkt de ingaande met de uitgaande stroom
4. controleert of de draden overbelast worden

wat is dit?

1. randaarde
2. zekering
3. dubbele isolatie
4. aardlekschakelaar

Wat doet een aardlekschakelaar

1. Schakelaar die iets uit of aan zet.
2. Schakelt de stroom uit van een groep zodra er ergens stoom lekt.
3. Daarmee kan je meten hoeveel stroom er in de aarde zit.
4. Alle antwoorden zijn goed.

De aardlekschakelaar reageert op een lekstroom. Wat is een lekstroom?

1. Stroom die blijft lopen als een schakelaar uit staat.
2. Stroom die vanuit de installatie naar de aarde stroomt
3. Stroom die van de pluspool naar de minpool stroomt

Energieverbruik van elektrische apparaten

De hoeveelheid energie die een apparaat per tijdseenheid verbruikt, 

noem je het vermogen van dat apparaat. 

Het symbool voor vermogen is P.

De eenheid van vermogen is watt (W).

Zaklamp A heeft een vermogen van 5 W en zaklamp B heeft een vermogen van 10 W.

Welke zaklamp heeft het grootste vermogen?

1. zaklamp A
2. zaklamp B
3. Dit hangt af van de spanning
4. Dit hangt af van de stroom

Een apparaat met een klein vermogen gebruikt per 

tijdseenheid weinig
energie. 

Maar een apparaat met een GROOT vermogen 

gebruikt per tijdseenheid veel
energie. 

Energieverbruik van elektrische apparaten

Op het typeplaatje van een apparaat staat het vermogen vermeld van het apparaat.

Energiegebruik van elektrische apparaten

Energie druk je uit in watt (W)

Vermogen

Vermogen

P = het vermogen in watt (W)

U = de spanning in volt (V)

I = de stroomsterkte in ampère (A)

P=U⋅I

Tijdens het starten van een auto levert 

de accu van 12 V een stroom van 50 A.

Bereken het vermogen.

• P = U x I = 12 x 50 = 600 W

Energieverbruik

Het Energieverbruik van een apparaat hangt af van het vermogen en de tijd dat het apparaat aanstaat.

Tijd voor een nieuwe eenheid: kWh

P × t = E

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

Het rekenen in Watt geeft erg hoge getallen.

De energiemeter in huis rekent in kiloWattuur.

Formules

Vermogen

Verbruik

P=U⋅I

E=P⋅t

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

t is tijdsduur in uur (h)

P=​t​​E​​

t=​P​​E​​

Wat kost meer Energie?
10 minuten stofzuigen of 8 uur tv kijken?

1. 10 minuten stofzuigen
2. 8 uur tv kijken
3. beide evenveel
4. kun je niet zeggen

Rekenen in kilowattuur

Voorbeeld: Een stofzuiger met een vermogen van 1400 W wordt 1,5 uur gebruikt.

Bereken de Energie in kWh.

Gegeven: P = 1400 W = 1,4 kW, t = 1,5 h

Gevraagd: E = ? kWh

Formule: E = P x t

Berekening: E = 1,4 x 1,5 = 2,1

Antwoord: Het energiegebruik van de stofzuiger is 2,1 kWh

Energiekosten berekenen

energiekosten = energiegverbruik x prijs van 1 kWh

Denk aan een frikandelbroodje kopen

Prijs = Aantal broodjes x prijs van 1 broodje

x

=

€1,9

Energiekosten berekenen

De Energiekosten vind je door de energie te vermenigvuldigen met de prijs van 1 kWh.

Energiekosten berekenen

Wat zijn de Energiekosten van de stofzuiger uit het voorbeeld?

Het energiegebruik van de stofzuiger is 2,1 kWh

Momenteel betreft de stroomprijs gemiddeld €0,32 per kWh.

Energiekosten = energie x prijs van één kWh

Energiekosten = 2,1 x €0,32 = €0,67

Even oefenen!

De lampen van het ADO stadion hebben een vermogen van 112 kW en staan gedurende 2,5 uur aan.

Bereken de Energiekosten.

1kWh = €0,32

Even oefenen!

Gegeven: P = 112 kW,      t = 2,5 h

Gevraagd: Energiekosten in €

Formule:  E = P x t

Berekening: E = 112 x 2,5 = 280 kWh

Energiekosten = E x prijs van één kWh

Energiekosten = 280 x €0,32 = €89,60

Antwoord: De energiekosten van de verlichting is €89,60

Wat weet je al???

Hoeveel kW is 430 W?

1. 0,43
2. 4,3
3. 43000
4. 430000

Het symbool voor de eenheid van Energie

1. P
2. E
3. W
4. kWh

Op een spaarlamp staat: 230 V/23 W/50 Hz.

Hoe groot is de spanning over de lamp als hij brandt op maximaal vermogen?

1. 230 V
2. 23 W
3. 50 Hz
4. 0,1 A

Het symbool voor de grootheid Energie

1. P
2. E
3. W
4. kWh

Een gloeilamp heeft een vermogen van 60 W. De lamp brandt 10 uur.

Wat is het energieverbruik?

1. 0,6 kWh
2. 0,6 Wh
3. 600 kW
4. 0,06 kWh

Het energieverbruik van een gloeilamp is 0,6 kWh.
1kWh kost €0,32

Bereken de energiekosten.

1. € 0,0192
2. € 0,192
3. € 1,92
4. € 19,2

Om Energie te berekenen moet je
het vermogen P in ..... zetten?

1. W
2. kW
3. kWh
4. h

Om de kosten van Energie te berekenen moet je
het vermogen P in ..... zetten?

1. W
2. kW
3. J
4. h

Je kunt nu .....

• uitleggen wat het vermogen van een apparaat te maken heeft met het energieverbruik.
  
• rekenen met energie = vermogen x tijd;
• berekenen hoeveel je moet betalen als je het energieverbruik kent.

Ja, dat kan ik!

😒🙁😐🙂😃

• Maken opdracht 3, 4 en 9 (Oefenopgaven M7 It's  Learning) Dit is tevens huiswerk voor 20/3
• Klaar? Ga dan verder met de poster van het zenuwstelsel

Kosten energiegebruik berekenen

Je kunt de energiekosten van een apparaat bereken, wanneer je de kWh-prijs weet.
Als eerste bereken je het energiegebruik. E=Pxt
Vervolgens vermenigvuldig je de uitkomst in kWh met de kWh-prijs.
Voorbeeld:

• Vermogen lamp = 50W en tijd hoe lang de lamp brandt= 8h > 50W is 0,05 kW
• E=0,05x8. Dus het energieverbruik is 0,4 kWh
• De kWh-prijs is € 0,22.
• Energieverbruik x kWh- prijs. Dus 0,4 kWh x € 0,22 = € 0,09
• De kosten voor 8 uur een lamp te laten branden van 50W zijn € 0,09

Er volgen nu een aantal oefeningen

Evert staat zijn huis te stofzuigen. De stofzuiger heeft een vermogen van 1200W. 1kWk kost €0,23. Na een half uur is hij klaar. Bereken de energiekosten van een half uur stofzuigen.

Een wasmachine heeft een vermogen van 2200 W. Één wasprogramma duurt 80 minuten. Je draait elke dag één was. De kWh-prijs is €0,25. Hoeveel kost een jaar wassen?

Energiegebruik berekenen

Gegeven: P = 80 W,      t = 40 min = 40 : 60 =  0.67

Gevraagd: E = ? kWh

Formule:  E = P x t

Berekening: E = 80 x 0,67 = 153,3 kWh

Antwoord: Het energiegebruik van de stofzuiger is 153,3 kWh

De volgende dia is herhaling 

De dia bevat een extra uitleg over de verdeling van de stroom in een serie- en in een parallelschakeling.

Een wasmachine heeft een vermogen van 2200 W. Één wasprogramma duurt 80 minuten. Je draait elke dag één was. De kWh-prijs is €0,25. Hoeveel kost een jaar wassen?

Energieomzettingen

Vermogen

Het vermogen wordt meestal opgegeven in watt (W) of in kilowatt (kW). 

Als het vermogen kan verschillen, wordt de maximale waarde opgegeven. 

Dat is bijvoorbeeld het geval bij een stofzuiger met regelbare zuigkracht.