H4 Elektriciteit samenvatting

• Natuurkunde / Scheikunde
• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 4

H4 Elektriciteit

H4.1 Stroomkringen

H4.2 Elektrische energie

H4.3 Elektrische energie opwekken

H4.4 Elektrische energie vervoeren

H4.5 Elektrische energie gebruiken

                             H4.1 Stroomkring 

Spanningsbron: Laat de stroom rondlopen

Ampèremeter: meet de stroom in (A)

• Altijd in serie aansluiten

Voltmeter: meet de spanning (V)

• Altijd in parallel aansluiten!!!

Serieschakeling:

• Itot = I1 = I2 = I3
  
• Utot = U1 + U2 + U3
  

Parallel schakeling:

• Itot = I1 + I2 + I3
• Itot = U1 = U2 = U3

Formule:

R=​A​​ρ⋅l​​

Formule's H4.1 en H4.2

P = U x I

U = I x R

E = P x t = U x I x t

C = I x t

R=​A​​ρ⋅l​​

Vermogen	P	Watt	W
spanning	U	Volt	V
weerstand	R	Ohm	Ω
Rho	p	Ohm-meter	Ωm
Energie	E	Joule	J
Tijd	t	Uur	h
Capaciteit	C	Ampere-uur	Ah

Samenvatting H4.3

Je kunt de opwekking en opslag van energie in een auto beschrijven. 

• Accu en Dynamo van de auto

Je kunt de onderdelen van een dynamo benoemen.

• permanente magneet en een Spoel

Je kunt de werking van de dynamo uitleggen. 

• Door magnetisch veld  langs de spoel te draaien wordt er wisselstroom opgewekt

Dynamo

• Doel: Wisselspanning opwekken
• Magneet maakt weekijzer tijdelijk magnetisch
• draaien van magneet zorgt voor wisselend magneetveld in spoel
  
• wisselspanning wordt opgewekt  tussen uiteindenspoel 

Dynamo auto

• levert tijdens rijden                             elektrische energie
• Laadt de accu op                                          tijdens rijden

Accu

• Accu bestaat uit 6 cellen die serie geschakeld zijn
  
• Elke cel heeft een spanning van 2V
  
• Onderdelen verbonden met metaal van auto: de massa
  
• massa auto verbonden met -pool
  

Accu Auto: 

• Laat motor starten
• levert energie als auto                                         stil staat 

H4.4 Elektrische energie vervoeren

Elektriciteitscentrale

Elektriciteitscentrale =>  generator (dynamo) => verschillende transformatoren  =>

van hoge naar lager spanning

Waarvoor gebruiken we een transformator?

• Een transformator verandert (transformeert) een  hoge spanning naar een lage spanning of andersom.

• Een transformator is een primaire spoel    (1e deel) en een secundaire spoel (2e deel) om een weekijzeren kern.
• Ideale transformator: Pp = Ps

Hoge spanning => weinig energieverlies

Lage spanning => Veiligheid

H4.5 Elektrische energie gebruiken

• Verschil kortsluiting en overbelasting
• Groepszekering: max > 16 ampere
• kWh-meter: houdt verbruik bij
• Aardlekschakelaar: controleert lekstroom
• Randaarde: voert lekstroom af
• Dubbele isolatie: zie symbool binas!
  

• Eel = P x t   (E in J of in kWh)

• Pel = U x I 

• 1 kWh = 3,6 MJ = 3,6 x 106 J 

Rekenvoorbeeld: Weerstand berekenen

Mayke leest op de spanningsmeter een spanning af van 0,45 V en op de stroommeter een stroomsterkte van 0,13 A.

Bereken met deze gegevens de weerstand van de ijzerdraad.

• Gevraagd:  R = ? Ω
• Gegevens:  U = 0,45 V  ;  I = 0,13 A
• Formule:     U = I x R => R = U : I
• Uitwerking:  R = 0,45 : 0,13 = 3,5 Ω
• Antwoord:    De weerstand is 3,5 Ω

Rekenvoorbeeld: Elektrische energie

Het (opgenomen) vermogen kun je berekenen met:

Voorbeeld:

Een CV ketel (24 kW) brandt 10 minuten op vol 

vermogen. Hoeveel energie wordt er geleverd?

Antwoord:

• E = P x t = 24 000 W x (10 x 60) s = 14 400 000 J = 14,4 MJ)

of

• E = P x t = 24 kW x (10 : 60) h = 4 kWh

Rekenvoorbeeld: Spanning transformator

Een deurbel sluit je aan op netspanning (230V), dit is de opgenomen spanning in de primaire stroomkring. Echter is de opgenomen spanning veel te hoog voor een deurbel om goed op te kunnen werken. Er wordt gebruik gemaakt van een transformator om de spanning omlaag te transformeren. de transformator heeft een primaire spoel met 350 wikkelingen. de secundaire spoel heeft 15 wikkelingen. Bereken de spanning waarop de deurbel werkt.

• Us = ? V
• Up = 230 V ; Np = 350  ; Ns = 15
• Us x Np = Up x Ns
• Us x 350 = 230 x 15 = 3450
• Us = 3450 : 350 = 9,9 V

Rekenvoorbeeld: transformator (2)

Een lasapparaat wordt aangesloten op een stopcontact (230V). De transformator in de adapter van het lasapparaat heeft een primaire spoel met 240 wikkelingen. De secundaire spoel heeft 50 wikkelingen.  De stroomsterkte in de secundaire stroomkring is 1,7A

• Up = 230 V  ;  Np = 240  ;  Ns = 50  ;  Is = 1,7 A

A.) Bereken de secundaire spanning

• Us x  Np  = Up x Ns   => 
• Us x 240 = 230 x 50 => Us = 11500 : 240 = 47,9 V 

B.) Bereken de primaire stroomsterkte.

• Pp = Ps  => Up x Ip = Us x Is 
• 230 x Ip = 47,9 x 1,7  => Ip = 81,458 : 230 = 0,35 A

Actie

"test jezelf" H4 maken

evt extra opgaven