elektrische energie produceren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Elektrische energie produceren

Waarom hangt de gondel hoog in de mast?

1. De wind is daar harder
2. de lucht is daar zuiverder
3. Dan heb je er minder last van op de grond
4. voor de vogels

Wat voor spanning wordt er opgewekt door de windmolen

1. wisselspanning
2. gelijkspanning

Waardoor wordt de spanning omhoog gebracht

1. een generator
2. de gondel
3. een turbine
4. een transformator

waarom wordt de spanning omhoog gebracht?

1. voor de veiligheid
2. voor het transport
3. omdat het wisselstroom is

Kennen en kunnen

• Hoe werkt de windmolen
• Hoe werkt de elektriciteitscentrale
• Wat is het verschil tussen kernenergie en klassieke termische centrales.
• Biobrandstof
• Elektrisch vermogen
• Elektrische energie

De dynamo

De meest simpele manier om stroom te maken gaat met een spoel en een magneet.

Het magnetischveld verandert in de spoel => de spoel maakt een elektrisch (tegen) stroompje.

wat doen twee dezelfde polen van een magneet?

1. ze stoten elkaar af
2. ze trekken elkaar aan

Wat zit er om een magneet

1. warmte
2. stroom
3. een magnetisch veld
4. ijzer

welke twee dingen zitten er in een dynamo

1. een wieltje en stroomdraden
2. stroomdraden en een spoel
3. een magneet en een wieltje
4. een spoel en een magneet

De generator

De generator werkt net als een dynamo, het is een grote dynamo.

Twee dingen in de generator zijn de spoel en een magneet.

De generator

De kunst is om de magneet in de spoel te laten draaien.

Als de magneet draait, dan wekt de spoel stroom op.

Draaien door : Wind (windmolen) stromend water (waterkracht centrale) of stoom (thermische centrale) 

phet.colorado.edu

https:

Wat zorgt er bij een windmolen voor het wisselende magnetische veld

1. de wind
2. de rotorbladen
3. de wind en de rotorbladen
4. water en de rotorbladen

Wat gebeurt er als het aantal windingen meer wordt?

1. de elektrische energie neemt toe
2. de elektrische energie neemt af

Wat gebeurt er als de windsnelheid meer wordt?

1. de elektrische energie neemt toe
2. de elektrische energie neemt af

wat gebeurt er met het magnetische veld als de magneet wordt omgedraaid

1. draait ook om
2. niets

Elektriciteit opwekken "De windmolen"

De generator gaat draaien omdat er wind tegen de rotorbladen gaat duwen.

Hierbij wordt bewegingsenergie omgezet in elektrische energie. 

Elektriciteit opwekken "De waterkracht centrale"

De generator gaat draaien omdat er water tegen de schoepen (soort rotorbladen) gaat duwen.

Het stromende water wordt verkregen door een dam (bij een stuwmeer) zodat er een kunstmatige waterval ontstaat, een stromende rivier (vanuit de bergen of door de getijde (eb en vloed). 

Elektriciteit opwekken "De thermische centrale"

De generator gaat draaien omdat er stoom tegen de rotorbladen gaat duwen.

De stoom wordt verkregen door water te verwarmen.  Op de klassieke manier wordt dit gedaan door het verbranden van fossiele brandstoffen.

Elektriciteit opwekken "De thermische centrale"

De generator gaat draaien omdat er stoom tegen de rotorbladen gaat duwen.

De stoom wordt verkregen door water te verwarmen.  Bij de biomassa centrale wordt dit gedaan door het verbranden van biomassa. Dit zijn brandstoffen van plantaardig materiaal die nu groeit (snoeihout, cacaobonenschillen, biodiesel, ...) 

Elektriciteit opwekken "De thermische centrale"

De generator gaat draaien omdat er stoom tegen de rotorbladen gaat duwen.

De stoom wordt verkregen door water te verwarmen.  Bij de kerncentrale wordt die warmte verkregen door een kernreactie.

Het elektrisch vermogen

De elektrische energie die in 1 seconde gebruikt wordt.

Het symbool is de letter P (Power).

De eenheid is de Watt (W) maar soms ook de kiloWatt (kW)

1 kW =

1000 W

Het elektrisch vermogen

Het elektrisch vermogen hangt af van twee dingen.

• de spanning (U), hoe groter de spanning, des te groter het vermogen.
• de stroomsterkte (I), hoe groter de stroomsterkte des te groter is het vermogen

Het vermogen kun je uitrekenen met de volgende formule:

P=U.I

Wat is de eenheid van de spanning?

1. Volt
2. Watt
3. Joule
4. Ampère

Wat is het symbool van de stroomsterkte?

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

Wat is de spanning in huis (Netspanning)

1. 12 V
2. 230 V
3. 220 V
4. 1,5 V

Bereken het vermogen als de spanning 230 V is en de stroomsterkte 10 A

1. 23 W
2. 23 kW
3. 2300 W
4. 0,043 kW

De elektrische energie

De totale energie die door een elektrisch apparaat wordt gebruikt

De eenheid is de Joule (Ws) maar soms ook de kiloWattuur (kWh)

1 kWh =

1 kiloWatt = 1000 W

1 uur = 3600 s

dus 1 kWh = 1000 x 3600 =

 3 600 000 J (3,6 MJ)

De elektrische energie

De elektrische energie hangt af van twee dingen.

• Het vermogen (P), hoe groter het vermogen, des te groter de energie.
• de tijd (t), hoe langer de tijd des te groter is de energie

Het vermogen kun je uitrekenen met de volgende formule:

E=P.t

Volledige berekening

Als je iets moet uitrekenen met een formule moet je een volledige berekening maken. De volledige berekening bestaat uit 5 stappen:

• De vraag
• De gegevens (in de juiste eenheid)
• De formule (op de juiste wijze omzetten)
• De ingevulde formule (soms ook al samengesteld)
• Het antwoord  met de eenheid.

Voorbeeld som.

Een straalkachel staat 10 uur per dag aan. De straalkachel werkt op het lichtnet en heeft een stroomsterkte van 12500 mA. Bereken hoeveel energie er wordt gebruikt.

Vraag = E

Voorbeeld som.

Gegevens:

De kachel werkt op netspaning. Hij staat 10 uur aan en heeft een stroomsterkte van 12500 mA

De spanning

Netspanning = 230 V

De tijd

de kachel staat 10 uur aan.

We moeten de tijd in seconde hebben

dus 10 x 3600 = 36000 s

de stroomsterkte

De stroomsterkte is 12500 mA

dit is 12,5 A

Voorbeeldsom

De formules:

• E = P x t
• P = U x I
• Vul U x I in in de formule van E
• conclusie E = U x I x t.

Voorbeeldsom

Ingevulde formule:

• E = U x I x t
• E = 230 x 12,5 x 36000

Antwoord

• E = 103 500 000 J
• E = 103 MJ

Noem de onderdelen van een elektriciteitscentrale

Wat is de eenheid van de spanning, de stroomsterkte, het vermogen en de energie?

Welke formules heb je gehad.

Kennen en kunnen (weet je het)

• Hoe werkt de windmolen
• Hoe werkt de elektriciteitscentrale
• Wat is het verschil tussen kernenergie en klassieke termische centrales.
• Biobrandstof
• Elektrisch vermogen
• Elektrische energie