4.2 Vermogen en weerstand

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

4.2: vermogen en weerstand

Pak je IPad, werkboek, schrift en etui.

Programma van deze les

1. Terugblik vorige les
2. Interactieve uitleg (denk je aan het IPad gebruik?)
3. Zelf aan de slag
4. Pauze
5. Bezig met je project! 

Koppel de juiste naam en de manier waarop je die aansluit, aan de symbolen.

spanningsmeter

stroommeter

Serie

Parallel

Des te meer lampjes je in serie aansluit op een spanningsbron des te                              branden de lampjes.

Wanneer je lampjes parallel aansluit gaan de lampjes                              branden. 

Om een lampje feller te laten branden moet je batterijen in                             aansluiten.

  

...

...

...

feller

even fel

zwakker

serie

parallel

Je ziet vier symbolen voor schakelschema's. 

Sleep de naam van het onderdeel onder het juiste symbool.

Spanningsbron

Schakelaar

Draad

Lampje

Voorbeeldopdracht

Teken een schakelschema van deze foto

Teken deze serieschakeling

Teken deze parallelschakeling

Wat weten we nog van schakelingen?

Vermogen

• Wat is vermogen?
• Vermogen in huis!
•  Vermogen van verschillende apparaten!
• Vermogen berekenen

Nieuw: Vermogen

Hoeveelheid energie die per seconde gebruikt wordt.

Grootheid: vermogen

Symbool: P (Power)

Eenheid: Watt   (Symbool: W)

Twee manieren om meer energie te leveren: 

1. Hogere stroomsterkte (I) (meer elektronen per seconde door het apparaat)

2. Grotere spanning (U) (elektronen krijgen een grotere energie)

<b style="color: rgb(17, 6, 96)">P = U x I&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</b>

Formule vermogen

Grootheid	Symbool	Eenheid	Symbool
Vermogen	P	Watt	W
Spanning	U	Volt	V
Stroomsterkte	I	Ampère	A

P=U⋅I

Vermogen  = Spanning x Stroomsterkte

P = U x I

Voorbeeldopdracht: 

Wat is het vermogen van een lamp die op 230 V aangesloten is en waar 2 Ampère door gaat?

Stap 1: gegevens uit de vraag

Stroomsterkte = 2 A&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;<div>Spanning = 230 V</div><div>Vermogen = ?</div>

Stap 3: antwoord berekenen

P = 230 V x 2 A
<div>Dus: P = 460 W&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;</div>

Stap 2: welke formule?

P = U x I&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;

Hoe groot is het vermogen?

1. 3.6 A
2. 50-60 Hz
3. 230 V
4. 780 W

Op de verpakking van een lampje staat: 12 V / 0,5 A.
Bereken het vermogen.

1. 24W
2. 12W
3. 6W
4. 60W

Formule omzetten

Wat als je juist de spanning of de stroomsterkte moet berekenen? 

De formule P = U x I kun je ook anders schrijven als U of I gevraagd wordt:

De formule voor U is:

                                                                           Wat is de formule van I? 

6=3⋅2

P=U⋅I

U=​I​​P​​

3=​2​​6​​

Bij een spanning van 6 volt en een weerstand van 12 ohm loopt er een stroom van:

1. 72 A
2. 2 A
3. 0,5 A
4. 18 A

Wat is de stroomsterkte bij een weerstand van 0,230 ohm en een spanning van 230 V?

1. 0,001A A
2. 0,1 A
3. 10A
4. 1000 A

Grootheid: weerstand

Deze bepaalt hoeveel stroom er door het apparaat loopt.

Symbool = R

Eenheid: Ohm (  Ω  ) . 

Lage weerstand                                                 Hoge weerstand

Weerstand van een draad

Weerstand berekenen

Weerstand = spanning / stroomsterkte  

Eenheid van weerstand is Ω (Ohm)

                                             Met welke formule kun je I berekenen?

Zo kun je ook U bepalen:

R=​I​​U​​

2=​3​​6​​

U=I⋅R

6=3⋅2

Weerstand = Spanning gedeeld door stroomsterkte

Voorbeeldopdracht: Bij een proef loopt bij een spanning van 6 V een stroom van 0,5 A door een lamp. Wat is de weerstand van de lamp?

Stap 1: gegevens uit de vraag

Spanning (U) = 6 V
<div>Stroomsterkte (I)= 0,5 A
</div><div>Weerstand (R) = ?&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;</div>

Stap 3: antwoord berekenen

<div>R = 6 V / 0,5 A</div><div>Dus: R = 12 Ω&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;</div>

Stap 2: welke formule?

R = U / I&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;

R=​I​​U​​

Voorbeeld berekening

Oplossing:

U = 6 V

I = 0,5 A

R = ?

R = 12 Ω 

R=​I​​U​​

R=​0,5​​6​​

Een weerstand is aangesloten op 10 Volt en neemt een stroom op van 3 ampère.
Wat is de waarde van de weerstand?

1. R = 33,33 Ω
2. R = 3.33 Ω
3. R = 0.33 Ω
4. R = 333 Ω

Door een weerstand van 8 Ω gaat een stroom van 4 A. Op welke spanning is de weerstand aangesloten?

1. U = 0,5 V
2. U = 12 V
3. U = 32 V
4. U = 2 V

Zekering (smeltveiligheid)

Een zekering zorgt ervoor dat de stroomkring bij kortsluiting of overbelasting wordt onderbroken.

Elektronische zekering

Smeltveiligheid

In de smeltveiligheid zit een draadje: de smeltdraad. Alle stroom van de groep gaat door dit draadje. Bij over-belasting of kortsluiting wordt het draadje zo warm dat het smelt. De stroomkring wordt onderbroken. De spanning op de groep is uitgeschakeld. 

Kortsluiting

Overbelasting

Op een stopcontact sluit je met een verlengsnoer een tv, broodrooster, wasmachine, stofzuiger en magnetron aan. Welk gevaar kan optreden?

1. kortsluiting
2. overbelasting
3. geen gevaar

Kortsluiting of overbelasting?

1. Overbelasting
2. Kortsluiting

Bij overbelasting worden de draden zo heet dat er brand kan ontstaan.

1. waar
2. niet waar

Bij kortsluiting worden de draden zo heet dat er brand kan ontstaan.

1. waar
2. niet waar

Zelf aan de slag met opdrachten

• Opdracht:2 t/m 15 (blz. 15 t/m 18)  
• Overleg mag, maar alleen fluisterend.
• Heb je een vraag? Steek je hand op.
• Klaar? Ga verder met Apprentice of oefen met serie- en parallelschakelingen in de simulator van Phet Colorado.

Stroomkring simulatie

<a href="https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_all.html?locale=nl">https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab/latest/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab_all.html?locale=nl</a>

Opdracht 5: schetsen

Vooraanzicht (VA) Zijaanzicht (ZA) Bovenaanzicht (BA)  3D schets

Opdracht 6: teken het schakelschema