Vermogen en Energie

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

Vermogen en Energie

Je kent uit vorige lessen Stroom in Ampère (A), Spanning in Volt (V) en Weerstand in Ohm ( ). Je kunt daar ook mee rekenen, ook in elektrische schakelingen.

Vandaag komt er een begrip bij: Vermogen, uitgedrukt in Watt. (W)

En Elektrische energie, in Joule (J).

Vermogen (symbool: P)

Vermogen is de hoeveelheid energie die een apparaat per seconde gebruikt.

Voorbeeld: op blz. 61 (havo) of 65 (vwo) vind je een foto van een broodrooster. Daarop staat '750-875 Watt'. Dit apparaat gebruikt dus per seconde tussen de 750 en 875 Watt. 

Formule: P = U.I  750 = 230 . 3,26

Wat valt je op?

De spanning op het lichtnet staat vast: 230 Volt.

Het vermogen van een apparaat is gegeven (meestal een vast vermogen, soms variabel), te vinden op het apparaat.

Je kunt dan de stroomsterkte (I in Ampère) uitrekenen. 

Berekenen van de stroomsterkte

Om de stroomsterkte (I) in Ampère (A) te berekenen deel je het vermogen (P) in Watt (W) door de spanning in Volt (V)

I=​U​​P​​

Typeplaatje van een slijpmachine

Vermogen (P) =125 Watt (W)

Spanning (U) = 230 Volt (V)

(hij kan in het stopcontact, dus 230V)

Bereken de stroomsterkte:

I=P/U

I=125/230

I=0,54 A

Elektrische energie

Nu ga in met mijn slijpmachine 5 minuten slijpen.

Ik kan nu uitrekenen hoeveel elektrische energie hij verbruikt heeft.

Maar eerst een vraag, waar in huis vind je een meter die de elektrische energie meet?

Meterkast

Stoppen

Aardlekschakelaars

Energiemeter/kWh-meter

De energiemeter in de meterkast

Terug geleverde energie van de zonnepanelen

Elektrische energie

Als je een elektrisch apparaat (met een bepaald elektrisch vermogen) een poosje gebruikt, verbruikt het elektrische energie. Ik kan nu uitrekenen hoeveel elektrische energie hij verbruikt heeft met de formule:

E in Joule (J), P in Watt (W) en t in seconden (s)

E=P.t

Elektrische energie

Nu ga in met mijn slijpmachine 5 minuten slijpen.

Het vermogen is 125W

E=P.t

Elektrische energie

Gegevens:

P = 125W

tijd = 5x60 seconden = 300s

E = 125 x 300 = 37500 J

E=P.t

Elektrische energie

Je hebt in die 5 minuten dus 37500 J aan elektrische energie verbruikt.

Maar wat was de eenheid van energie die op de meter in de meterkast stond?

Maar wat was de eenheid van energie die op de meter in de meterkast stond?

1. KiloWattuur (kWh)
2. Joule (J)
3. Calorie (cal)
4. BTU (British thermal unit)

Omrekenen kWh <-->Joule

kWh (kiloWattuur) is net als Joule een maat voor energie.

In de natuurkunde gebruiken we Joule maar in het dagelijks leven gebruiken we vaak kWh.

We zullen dus moeten omrekenen.

Omrekenen kWh <-->Joule

E = P · t

E = 1 kW × 1 h

E = 1 kWh

Omrekenen kWh <-->Joule

E = P · t

E = 1000 W             × 3600 s

E = 3,6·106 J = 3,6 MJ

(W is hetzelfde als           )

(​s​​J​​)

(​s​​J​​)

Bereken van de door jou gevonden waarde van energie (in J) nu om naar kWh. Laat je berekening zien.

Omrekenen kWh <-->Joule

Gegeven:

37500J = ? kWh 

​3600000​​37500​​=0,0104kWh

Omrekenen kWh <-->Joule

Wil je omrekenen van kWh naar Joule?

Dan vermenigvuldigen met 3600000.

Bijvoorbeeld: een apparaat heeft 0,5kWh aan energie verbruikt, hoeveel Joule is dat?

0,5 x 3600000 = 1800000J (1,8 x 106 J)

Helaas...

Dit kan niet gemakkelijker. Je zult moeten kunnen omrekenen van Joule naar kWh (kilowattuur) en andersom.

Wil je omrekenen van kWh naar Joule?

Dan vermenigvuldigen met 3600000.

1 kWh = 3,6·10 tot de zesde J = 3,6 MJ (megaJoule)

1 Joule = 0,00000028 kWh

Opgaven

VWO:

A56, B58, B60, C64, D66

Havo:

A55, B58, B62, C66, D67 Evy, Jorieke, Roselina, Carlijne