Capaciteit, vermogen en verbruik
Capaciteit, vermogen en verbruik
Onderdelen in deze les
Capaciteit, vermogen en verbruik
Deze slide heeft geen instructies
Leerdoel
Ik kan met c = i × t en p = u × i berekenen hoe lang een batterij meegaat en hoeveel vermogen een apparaat verbruikt.
Deze slide heeft geen instructies
Welke woorden koppel jij aan batterijverbruik?
Gebruik de reacties om voorkennis op te halen rond batterij, capaciteit, stroom, spanning, vermogen en gebruiksduur.
Capaciteit van een batterij
De capaciteit geeft aan hoeveel lading een batterij kan leveren
Vaak in ampère-uur (Ah) of milliampère-uur (mAh)
Hoe groter de capaciteit, hoe langer een apparaat kan werken
Capaciteit zegt niet direct hoeveel sterk een apparaat werkt
Daarvoor kijk je ook naar spanning en vermogen
Benadruk dat leerlingen capaciteit vaak verwarren met spanning. Een batterij met meer Ah gaat meestal langer mee, maar levert niet automatisch een hogere spanning.
De formule c = i × t
c = capaciteit
i = stroomsterkte
t = tijd
Eenheid: Ah = A × h
Handig om gebruiksduur of benodigde stroom te berekenen
Noem expliciet de betekenis van de letters. Laat zien dat de formule in drie richtingen bruikbaar is: c berekenen, i berekenen of t berekenen.
Rekenen met capaciteit
Voorbeeld:
Een batterij heeft een capaciteit van 6 Ah. Een apparaat trekt 2 A.
t = c / i = 6 / 2 = 3 h
De batterij kan het apparaat dus ongeveer 3 uur van stroom voorzien.
Leg uit dat dit een ideaal rekenmodel is. In de praktijk kunnen temperatuur, ouderdom van de batterij en schommelingen in stroomverbruik de werkelijke tijd beïnvloeden.
mAh en Ah omrekenen
1000 mAh = 1 Ah
2500 mAh = 2,5 Ah
Reken vaak eerst om naar dezelfde eenheid
Dat voorkomt fouten in berekeningen met c = i × t
Vooral bij kleine apparaten komt mAh veel voor
Veel fouten ontstaan doordat leerlingen meteen met 2500 mAh en 2 A gaan rekenen zonder om te zetten. Laat eventueel één snelle omzetting mondeling oefenen.
Wat betekent 2500 mAh?
0,25 Ah
2,5 Ah
25 Ah
250 Ah
Toetst de omzetting van mAh naar Ah. Veelgemaakte fout: komma of factor 10 verkeerd plaatsen.
Vul de begrippen in
De capaciteit van een batterij geef je vaak aan in Ah of mAh. Met de formule c = i × t kun je berekenen hoe lang een apparaat werkt. Als de stroomsterkte groter wordt, wordt de tijd meestal korter.
Alle drie de ingevulde woorden komen letterlijk uit het eerste lesblok: capaciteit, Ah en tijd.
Wat is vermogen?
Vermogen is hoeveel elektrische energie een apparaat per seconde gebruikt
Symbool: p
Eenheid: watt (W)
Een groter vermogen betekent meestal meer energieverbruik per seconde
Voor vermogen heb je spanning en stroomsterkte nodig
Verbind dit met alledaagse apparaten: een lamp, waterkoker of telefoonlader. Zo wordt duidelijk dat watt gaat over 'hoe snel' energie gebruikt wordt.
De formule p = u × i
p = vermogen
u = spanning in volt
i = stroomsterkte in ampère
Eenheid: W = V × A
Gebruik consequent de letter u voor spanning, zoals in veel Nederlandse lesmethodes natuurkunde. Benoem dat spanning en stroom samen bepalen hoeveel vermogen een apparaat opneemt.
Rekenen met vermogen
Voorbeeld:
Een apparaat werkt op 12 V en gebruikt 1,5 A.
p = u × i = 12 × 1,5 = 18 W
Het apparaat heeft dus een vermogen van 18 watt.
Laat zien dat vermogen toeneemt als spanning of stroomsterkte groter wordt. Houd het voorbeeld eenvoudig zodat de formule centraal blijft staan.
Vermogen en verbruik
Een apparaat met groter vermogen gebruikt sneller energie
Een batterij met dezelfde capaciteit raakt dan sneller leeg
Meer stroom → vaak meer vermogen
Daarom hangen verbruik en gebruiksduur met elkaar samen
Hier komt de koppeling tussen beide formules samen. De lesvraag is niet alleen rekenen, maar begrijpen waarom een apparaat met hoger vermogen een batterij sneller leeg trekt.
Capaciteit en vermogen samen
Als de stroomsterkte van een apparaat bekend is, kun je met c = i × t uitrekenen hoe lang een batterij meegaat.
Met p = u × i kun je eerst het vermogen bepalen.
Zo zie je: vermogen zegt iets over verbruik, capaciteit over hoe lang de batterij dat verbruik kan volhouden.
Dit is de kernslide van de les. Leg de rolverdeling scherp uit: vermogen gaat over gebruik per seconde, capaciteit over voorraad lading.
Een compleet voorbeeld
Gegeven:
batterij: 4 Ah
spanning: 8 V
stroomsterkte apparaat: 2 A
Berekeningen:
p = u × i = 8 × 2 = 16 W
t = c / i = 4 / 2 = 2 h
Het apparaat verbruikt 16 W en de batterij gaat ongeveer 2 uur mee.
Werk stap voor stap en laat leerlingen zien welke gegevens bij welke formule horen. Dit voorkomt dat ze spanning onterecht in de capaciteitsformule stoppen.
Welke grootheden heb je nodig voor p = u × i?
spanning en stroomsterkte
capaciteit en tijd
vermogen en tijd
spanning en capaciteit
De afleiders sluiten aan bij verwarring tussen de twee formules c = i × t en p = u × i.
Maak de samenvatting compleet
Met de formule p = u × i bereken je het vermogen van een apparaat. De uitkomst noteer je in watt. Met c = i × t bereken je hoe lang een batterij een apparaat van stroom kan voorzien.
Deze invuloefening koppelt de twee formules aan hun juiste betekenis en eenheid.
Waarom is een batterij sneller leeg bij groter vermogen?
Bespreek dat een hoger vermogen meestal samengaat met sneller energieverbruik. Bij gelijke batterijcapaciteit is de gebruiksduur dan korter. Verwachte elementen: meer verbruik per seconde, batterij sneller leeg, koppeling tussen vermogen en gebruiksduur.
Wat uit deze les ga jij het best onthouden?
Deze slide heeft geen instructies
Welk deel vond jij het lastigst: capaciteit of vermogen?
Deze slide heeft geen instructies
Belangrijke begrippen
capaciteit - hoeveelheid lading die een batterij kan leveren
stroomsterkte - hoeveelheid elektrische stroom per seconde
tijd - hoe lang een stroom loopt
spanning - elektrische druk die stroom aandrijft
vermogen - hoeveelheid elektrische energie die per seconde wordt gebruikt
ampère-uur (Ah) - eenheid van capaciteit
watt (W) - eenheid van vermogen
Deze slide heeft geen instructies
