1.2 Vermogen en energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Elektriciteitsnet

Hoofdstuk 1

Elektriciteit

Par. 1.2 Vermogen en energie

Leerdoelen

1. Je kunt berekeningen maken met het verband tussen vermogen, spanning en stroomsterkte.
2.  Je kunt berekeningen maken met het verband tussen energie, vermogen en tijd.
3.  Je kunt de eenheden joule en kilowattuur naar elkaar omrekenen.

Opdracht

Lees de tekst van par. 1.2

Omschrijf de betekenis van de volgende grootheden:

•      Spanning
•      Stroomsterkte
•      Vermogen
•      Energie

Spanning in Volt

Het verschil in lading tussen de +pool en de -pool.

U

Stroom in Ampère

De lading (elektronen) die door een stroomdraad beweegt

I

Energie in Joule

De energie die door de bewegende lading wordt vervoerd naar de lamp

E

Vermogen in Watt (of kiloWatt)

De hoeveelheid energie die elke seconde door de lamp wordt omgezet.

P

min-pool

Bij de min-pool is er een overschot aan elektronen.

plus-pool

Bij de plus-pool is er een tekort aan elektronen.

Batterij

Bevat een "voorraad" energie.

Zorgt ervoor dat elektronen in beweging komen.

Stroom in Ampère

De lading (elektronen) die door een stroomdraad beweegt

I

Hier betaal je voor!

kWh-meter

De energie die je thuis gebruikt, moet je betalen.

1 kWh kost ongeveer €0,32

eenheden voor energie 

Er zijn twee eenheden voor energie: 

• Joule (J)

1 kJ   = 1000 J         = 10³

1 MJ  = 1 miljoen J = 10⁶

1 GJ   = 1 miljard J  = 10⁹

Met 1 joule elektrische energie kun je niet
veel doen. Je kunt met deze hoeveelheid energie
bijvoorbeeld:

• een lampje van 1 watt 1 seconde lang
             laten branden;

• een voorwerp van 100 gram
              ongeveer 1 meter omhooghijsen;

• de temperatuur van 1 gram water
                0,24 °C laten stijgen.

eenheden voor energie 

Er zijn twee eenheden voor energie: 

• Joule (J)
• Kilowattuur (kWh) <-  voor elektrische energie

hier vind je extra uitleg,

staat ook in Teams

: 3 600 000

x 3 600 000

Hoeveel energie er elke seconde wordt gebruikt hangt af van het vermogen.

Er brandt één lampje.
Om dit lampje elke seconde genoeg energie te geven is een spanning van 6 Volt en een stroom van 1 Ampère nodig.

Er branden twee lampjes.
Om deze twee lampjes elke seconde genoeg energie te geven is een spanning van 12 Volt en een stroom van
1 Ampère nodig.

Er branden twee lampjes.
Om deze twee lampjes elke seconde genoeg energie te geven is een spanning van 6 Volt en een stroom van
2 Ampère nodig.

Conclusie

Als de vraag naar energie per seconde wordt verdubbeld

(twee lampjes in plaats van 1 lampje)

is er twee keer zoveel spanning

of twee keer zoveel stroom nodig.

Vermogen

Vermogen = Spanning x Stroomsterkte

P = U x I

        

P

U

I

Watt of kiloWatt

Volt

Ampère

W of kW

V

A

Vermogen

Spanning

Stroomsterkte 

Energie

Energie = Vermogen x Tijd

E = P x t

        

E

P

t

Joule of kiloWattuur

Watt of kiloWatt

Seconde of uur

J of kWh

W of kW

s of h

Energie

Vermogen

Tijd
 

Energie

E = P x t

        

Energie in Joule? Dan:

-vermogen in Watt

-tijd in seconde

Energie in kiloWattuur? Dan:

-vermogen in kiloWatt

-tijd in uur

Even op een rijtje

Spanning                    U         Volt              V

Stroom(-sterkte)      I          Ampère     A

Energie                         E         Joule          J     of    kiloWattuur     kWh

Vermogen                   P         Watt            W   of    kiloWatt

1 Watt                      =      1 Joule per seconde                     P = U x I

1 kiloWattuur       =       3.600.000 Joule                             E = P x t

Instructie maken rekenopgaven

Opgave

Tijdens het starten van een auto levert de accu van 12 V een stroom van 50 A.

Bereken het vermogen van de startmotor.

gegeven

gevraagd

formule

berekening

goed lezen en noteren als "grootheid = getal x eenheid"

Noteer het symbool van de gevraagde grootheid met het symbool van de bijbehorende eenheid.

Noteer de formule die je gaat gebruiken. Hier nog geen getallen.

x^2

Noteer de gehele berekening. Noteer het antwoord als 'grootheid = getal x eenheid'

Opdracht (1)

• Maak vraag 1 t/m 6 van het blad "
  "Oefenopgaven vermogen en energie"
• Gebruik het oplosschema bij elke vraag.
• Kijk de opgaven zelf na met het antwoordblad.
• Noteer wat je niet begrijpt in je schrift.

(Huiswerk-)opdracht

Maak de opgaven 1 /tm 6 van par. 1.2 in je schrift. 

Je krijgt instructie over de manier van werken bij het maken van rekenopgaven.