Les 3 - Energie en vermogen

Herhaling energie



  1. Klassikaal herhaling §3.4
  2. Oefenopgave 'bovenleiding'
  3. Klassikaal herhaling §5.1 & §5.2
  4.  Vragenrondje/ wensen laatste les
1 / 36
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 3

This lesson contains 36 slides, with interactive quizzes and text slides.

time-iconLesson duration is: 50 min

Items in this lesson

Herhaling energie



  1. Klassikaal herhaling §3.4
  2. Oefenopgave 'bovenleiding'
  3. Klassikaal herhaling §5.1 & §5.2
  4.  Vragenrondje/ wensen laatste les

Slide 1 - Slide

Lesdoelen



  • Uitleggen wat het vermogen van een apparaat te maken heeft met het energieverbruikt;
  • de formule E = P * t  en P = U * I gebruiken;
  • joule omrekenen naar kWh en andersom;
  • zwaarte-energie uitrekenen;
  • rendement van een energieomzetting uitrekenen;
  • energieomzettingen in een energiestroomdiagram weergeven;
  • uitrekenen hoeveel het gebruik van een apparaat per jaar kost.

Slide 2 - Slide

Het vermogen P
De energie die per seconde
wordt geleverd of gebruikt,
uitgedrukt in Watt.



Slide 3 - Slide





U is spanning in volt (V)
I is stroom in ampere (A)
P is vermogen in watt (W)
P(W)=U(V)I(A)

Slide 4 - Slide

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.

Slide 5 - Open question

Gegevens

P = 50 W = 0,05 kW
t = 2 h = 7200 s
rendement = 7,0%
Enut = ?

E = P * t = 0,05 * 2 = 0,1 kWh

of
 
E = P * t = 50 * 7200 
    E = 360 000 J
η=EtotaalEnuttig100

Slide 6 - Slide

Gegevens

P = 50 W = 0,05 kW
t = 2 h = 7200 s
rendement = 7,0%
Enut = ?
Etot = 360 000 J
η=EtotaalEnuttig100
7=360000Enuttig100
0,07=360000Enuttig
Enuttig=0,07360000
Enuttig=3104J

Slide 7 - Slide

Gegevens

P = 50 W = 0,05 kW
t = 2 h = 7200 s
rendement = 7,0%
Enut = ?
Etot = 0,1 kWh
η=EtotaalEnuttig100
7=0,1Enuttig100
0,07=0,1Enuttig
Enuttig=0,070,1
Enuttig=0,07kWh

Slide 8 - Slide

Grootheid
Symbool grootheid
Eenheid
Symbool eenheid
kilowatt
kW
kilowattuur
kWh
Spanning
Weerstand
Ohm
Ω
U
R
P
V
E
Energie
Vermogen

Slide 9 - Drag question

Vermogen


Wet van Ohm
Energieverbruik
P=UI
E=Pt
R=IU
E(kWh)=P(kW)t(h)
1 kWh = 3 600 000 J
E(J)=P(W)t(s)
Formules

Slide 10 - Slide

Voorbeeld
Een radio met een interne weerstand van 500 Ohm heeft 
8 kWh verbruikt. De radio is aangesloten op een spanning van 230 V.
Bereken hoeveel uur de radio aan heeft gestaan.
Oplossing
  • E = P* t 
  •       P = U * I 
  •                    I = U / R 
                         I = 230 / 500 = 0,435 A
  •        P = 230 * 0,435 = 100 W
  • E = P * t
      8 = 0,1 * t 
  • t = 8/0,1 = 80 h 

Slide 11 - Slide

Vera maakt een schakeling. Ze meet een stroomsterkte 220 mA en de spanning 9,0 V. Hoe groot is het vermogen
A
1980 W
B
24,4 W
C
1,98 W
D
1980000 W

Slide 12 - Quiz



Vera maakt een schakeling.
Ze meet een stroomsterkte 220 mA en de spanning 9,0 V. Hoe groot is het vermogen
Oplossing

I = 220 mA = 0,22 A

P = U * I = 9 * 0,22 = 1,98 W

Slide 13 - Slide

Tijdens het opkloppen van slagroom loopt er een stroom van 0,76 A door de mixer. Na 3,0 minuten is de slagroom klaar. Bereken het energieverbruik van de mixer.
A
525 kJ
B
31 kJ
C
31500 kJ
D
8,75 kJ

Slide 14 - Quiz


Tijdens het opkloppen van slagroom loopt er een stroom van 0,76 A door de mixer. Na 3,0 minuten is de slagroom klaar. Bereken het energieverbruik van de mixer.
Oplossing

U = 230 V
t = 3,0 min = 180 s

E = P * t

       P = U * I = 230 * 0,76 =174,8 W

E = P * t = 174,8 * 180 = 31464 J = 31 kJ

Slide 15 - Slide

Bereken het vermogen van de schakeling.

Slide 16 - Slide

Bereken het vermogen van de schakeling.



  • Itotaal = 1,2 A
  • Ptot = Utot * Itot
              = 12 * 1,2 = 14,4 W 
              = 14 W
Ilamp=RlampUlamp=2012=0,6A

Slide 17 - Slide

Aan de slag
  • Classroom - oefenopgaven energie
  • Opgave bovenleiding
  • 2 niveau's
timer
10:00

Slide 18 - Slide

Vermogen van de motor
  • P = U * I 

  • Bovenleiding
      I = 4000 A
      U = 0,136 * 4000 = 544 V

  • Motor
     U = 1500 - 544 = 956 V
    P = U * I = 956 * 4000 = 3,8 * 10⁶  W

Slide 19 - Slide

Bereken hoeveel energie er elke seconde verloren gaat in de bovenleiding.
  • P = U * I 

  • Bovenleiding
      I = 4000 A
      U = 0,136 * 4000 = 544 V
     P = U * I = 544 * 4000 = 2,2 * 10⁶  W

Slide 20 - Slide

Wet van behoud van energie


  • Energie kan niet verdwijnen of gemaakt worden.
  • Energie kan wel worden omgezet.

Slide 21 - Slide

Rendement
Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

Slide 22 - Slide

Rendement berekenen
η=EtotaalEnuttig100
η=PtotaalPnuttig100
%
%

Slide 23 - Slide

η = 
η = 
8%
18%
20%
26%
74%
80%

Slide 24 - Drag question

η=EtotaalEnuttig100
η=8,01035,9103100=74
η=408100=20

Slide 25 - Slide

Een mixer heeft een vermogen van 400 W en staat 10 seconden aan. Er wordt 1000 J omgezet in bewegingsenergie. Hoe groot is het rendement van de mixer?

Slide 26 - Open question

Rendement 
η=EtotaalEnuttig100
%
η=40001000100=25
P = 400 w 
t = 10 s
E = P * t = 4000 W

Slide 27 - Slide

Zwaarte-energie
%
Ez=mgh
Ez(J)=m(kg)9,81h(m)

Slide 28 - Slide

Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden
9 meter omhoog. Bereken de nuttige energie die de motor van de lift levert.
A
Enut = 8 * 9 = 72 J
B
Enut = 400 * 9,81 * 9 * 0,28 = 9,9 kJ
C
Enut = 400 * 9 * 0,28 = 1,0 kJ
D
Enut = 400*9,81*9 = 35 kJ

Slide 29 - Quiz

Vraag
Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden 
9 meter omhoog. Bereken de nuttige energie die de motor van de lift levert. 
Oplossing

  • Enut = Ez
  • Ez = m * g * h
  • Ez = 400 * 9,81 * 9 
  • Ez = 35316 J
  • Ez = 35 kJ 

Slide 30 - Slide

Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden 9 meter omhoog.
Bereken het vermogen van de lift.
Tip: Ez = 35316 J dus Pnuttig = 35316 / 8 = 4414,5 W

Slide 31 - Open question

Gegevens
Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden 9 meter omhoog. 
Bereken het vermogen van de lift.
Tip: Ez = 35316 J dus
Pnuttig = 35316 / 8 = 4414,5 W
Oplossing 2

  • Nuttig vermogen:
      P= E / t = 35316/ 8 = 4414,5 W 



  • 28 = 4414,5 / Ptot * 100%
  • 0,28 = 4414,5 / Ptot
  • Ptot = 4414,5 / 0,28 = 15766 W
  • P = 16 kW


η=PtotaalPnuttig100

Slide 32 - Slide

Aan de slag 
  • Oefentoets (p.176 van je boek)
  • Maak vraag 7, 8, 19 en 20
  • Kijk de opgaven na (uitwerkingen in classroom)

Slide 33 - Slide

Voorbereiden op de toets
  • Oefenen! 
     oefentoets H3 en H5 in je boek, oefentoets in classroom,
     opgaven nogmaals maken, formatieve toets H3 
  • Nakijken en vragen stellen.
  • Gebruik de formulekaart tijdens het leren.

Slide 34 - Slide

Vragen/wensen laatste les.

Slide 35 - Open question

R=IU
U = ... V
I = ... A
R = ... Ohm
0,67 
3
4,5
7,2

Slide 36 - Drag question