1.1 en 1.2 Apparaten (Les1 en Les 2)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t, mavo, havo
• Leerjaar 1

HF 1: Electriciteit en Magnetisme

Apparaten les 1

Les vandaag

Deeltaak start

Uitleg

Zelfstandig werken

JE GAAT LEREN OVER

• dat je elektriciteit om kunt zetten in warmte, licht en beweging;
  
• hoe verschillende soorten lampen werken;
  
• hoe de kleur van licht van de temperatuur van de lichtbron afhangt;
  
• Grootheid en Eenheid van electriciteit
• Wat het rendement en vermogen is.

Wat weet je er al van?

Kennistest

Er volgen nu vragen om de voorkennis van de leerling te testen.

Wat is de spanning van dit stopcontact?

1. 9 volt
2. 24 volt
3. 230 volt
4. 1000 volt

De spanning
van een stopcontact is:

1. Wel gevaarlijk
2. Niet gevaarlijk

Chemische energie

Elektrische energie

Een magneet heeft altijd een noordpool en een zuidpool

1. Waar
2. Niet waar

Wat is de overeenkosmt tussen deze voorwerpen?

Uitleg

Energie omzetten

Overzicht met voorbeelden van energie omzetting.

Omzetten van electrische energie

Elektrische energie kun je omzetten in licht, warmte of beweging.

Joule

Energie meet je in joule (J).

1 joule is heel klein, daarom rekenen we in kJ.

1 kJ = 1 000 J

Energie omzetten in licht

Lampen

Lampen bevatten verschillende kleuren licht

Gloeilamp: meer rood dan zonlicht

TL-buis: groen, paars, rood, etc.

Verschillende soorten licht

• gloeilamp
• neon 
• natrium (straat) lamp 
• tl-buis en spaarlamp (klein opgevouwen tl lamp)
• led-lamp
• lcd scherm
• plasma tv

Gloeilamp

Geeft licht door heel warm te worden

Licht en warmte zijn allebei soorten Energie

Gloeilampdraad: 2500 ^oC

- Deze draad wordt Wit gloeiend warm en geeft licht.

- We willen wel licht maar geen warmte van een lamp.

- De warmte is dus overbodige energie die niet gebruikt wordt.

(Neon of natrium (straat) lamp wordt niet zo warm)

Energie-

omzettingen

Energiestroomdiagram

TL-buis (tube lighting)

Wekt UV-straling op door een
elektrische lading door een gas te laten lopen

Wit poeder aan de binnenkant neemt
de UV-straling op en straalt wit licht uit
--> fluorescentie

Kleur hangt af van soort gas

LED licht

LED (light emitting diode) - werkt niet met gas maar met een halfgeleider.

- Metaalachtige kristallen in 

een stukje materiaal (diode).

De kleur hangt af van de 

gebruikte halfgeleider.

Wordt niet heel warm, dus weinig 

energieverlies!

Kleurtemperatuur

De kleurtemperatuur wordt meestal uitgedrukt in kelvin (K). Volgens de verschuivingswet van Wien neemt de golflengte van het uitgestraalde licht af met toenemende temperatuur en heeft blauwachtig licht (korte golflengte) een hogere kleurtemperatuur dan roodachtig licht. Dit is tegengesteld aan de indruk die het licht op de mens maakt. Licht met een lage kleurtemperatuur wordt als "warmer" ervaren dan licht met een hoge kleurtemperatuur.

Kleurtemperatuur

Lcd-beeldschermen

Lcd-schermen (liquid crystal display)

- Hebben kleine vloeibare kristallen. 

- De kristallen geven 

    zelf geen licht, maar 

    laat licht achter het 

    kristal door.

- Aparte kristallen voor rood, groen en blauw licht.

Plasma-tv

Puntjes die rood, groen of blauw licht geven.

Elk puntje is een heel klein tl-buisje.

Opdracht

Maak een strip

De docent deelt opdracht uit.

Zelf aan de slag

Ga naar Learnbeat

Ga naar de studieplanner, week 37.

Klik op blok "Huiswerk voor maandag"

Klik op het Lesmateriaal van de link, 1.1A Verkennen.

Lees de tekst en maak de 2 opdrachten. (5 minuten)

HF 3: Electriciteit en Magnetisme

Apparaten Les 2

Les vandaag

Deeltaak start

Uitleg

Zelfstandig werken

JE GAAT LEREN OVER

• dat je elektriciteit om kunt zetten in warmte, licht en beweging;
  
• hoe verschillende soorten lampen werken;
  
• hoe de kleur van licht van de temperatuur van de lichtbron afhangt;
  
• Grootheid en Eenheid van electriciteit
• Wat het rendement en vermogen is.

Leerdoel 2

Je kunt het energieverbruik van een apparaat berekenen.

Het energieverbruik: Het energieverbruik van een apparaat hangt af van het vermogen van het apparaat en hoelang iemand het apparaat gebruikt.

E=P⋅t

grootheid	symbool	eenheid	symbool
vermogen	P	kilowatt	kW
tijd	t	uur	h
Energie	E	Kilowattuur	kWh

Vermogen

Het vermogen meet je in Watt.

1 kW = 1 W

Vermogen berekenen

Hoeveel elektrische energie een apparaat elke seconde omzet, noem je het vermogen.

Vermogen = Spanning x Stroomsterkte

P = U x I

Voorbeeld

Een halogeenlamp van 1,5 kW brandt 3 uur.

Bereken hoeveel elektrische energie de lamp verbruikt.

• E = P x t
  
• E = 1,5kW x 3h
  
• E = 4,5 kWh
  

Een elektromotor van 3,5 kW draait 4 uur.
Bereken hoeveel elektrische energie de motor verbruikt.

Een lamp van 150 W brandt 5 uur.
Bereken hoeveel elektrische energie de lamp verbruikt.

Leerdoel 3

Je kunt het opgenomen vermogen van een apparaat berekenen.

Het opgenomen vermogen

P=U⋅I

grootheid	symbool	eenheid	symbool
vermogen	P	kilowatt	kW
spanning	U	Volt	V
stroom	I	Ampère	A

Op een fietslampje staan de volgende gegevens:
12 V / 0,2 A
Bereken het vermogen van het fietslampje

Rendement

Energie wordt niet altijd omgezet in een energiesoort die nuttig is. Bij een brandende lamp wordt de elektrische energie die uit het stopcontact omgezet in licht (=stralingsenergie) maar ook in warmte. Deze warmte-energie is eigenlijk 'verloren' energie, al gaat de energie natuurkundig gezien natuurlijk niet verloren. Hij wordt alleen omgezet in een energiesoort die niet nuttig is. Het percentage wat wel nuttig wordt omgezet wordt ook wel het rendement genoemd.

Rendement = Nuttige Energie : Totale Energie (in %)

Onderzoek doen

Practicum Onderzoek en Lampen.

De docent deelt handleiding uit.

Werk in tweetallen.

Werk veilig.

Weektaak

1.1 Starten + 1.2 Wat kun je doen met elektriciteit

LEERDOELEN

• dat je elektriciteit om kunt zetten in warmte, licht en beweging;
  
• hoe verschillende soorten lampen werken;
  
• hoe de kleur van licht van de temperatuur van de lichtbron afhangt;
  
• hoe een elektromotor werkt.

Wat is het vermogen?

1. 230 Volt
2. 0,3 Ampere
3. 9 Volt
4. 6 Watt

Het symbool voor vermogen is ......

1. t
2. U
3. P
4. I

Wat is het vermogen?

1. Hoeveel energie een apparaat per seconde verbruikt.
2. Het aantal uur een batterij meegaat
3. Hoeveel elektrische stroom een apparaat aan kan.
4. Hoeveel energie een apparaat nodig heeft.

Het vermogen heeft als symbool de letter P. Wat is de eenheid van het vermogen?

1. Watt (W)
2. Ampère (A)
3. Volt (V)
4. Joule (J)

Wat is het vermogen van deze waterkoker?

1. 220-240 V
2. 50/60 Hz
3. 2200 W
4. 1,5 LITERS

De spanning van een laptop is 19V. De stroomsterkte door de laptop is 4,74A.

Bereken het vermogen van deze laptop, schrijf je tussenstappen op.

(vermogen = spanning x stroomsterkte)

Reken het vermogen uit met behulp van de volgende gegevens:

	spanning	stroomsterkte
a	230 V	3 A
b	12 V	3 A
c	6 V	0,5 A
d	110 V	12 A