Elektrische energie (Natuurkunde havo), les 3: Terugblik quiz

• newEditor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introductie

Terugblik quiz met 12 vragen over vermogen, kWh, rendement, opwekkingsvormen, energiedichtheid, capaciteit en transport, voor havo natuurkunde.

Windturbines, Kopenhagen, 2022 (foto: Kritzolina, CC BY-SA 4.0)

EXAMENSTOF · G1 · ELEKTRICITEIT

Quiz

Terugblik: Elektrische energie

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Kritzolina / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

Een lamp van 25 W werkt op 12 V. Bereken de stroomsterkte.

A

0,48 A

B

2,1 A

C

3,0·10² A

D

37 A

I = P/U = 25/12 = 2,08 A, dus 2,1 A. Afleiders: U/P (0,48), P·U (3,0·10²) en P + U (37). Controle: 12 × 2,1 = 25. Syllabus G1.3.

Een telefoonlader gebruikt 0,25 kWh. Hoeveel energie in J?

A

9,0·10² J

B

6,9·10⁻⁸ J

C

9,0·10⁵ J

D

2,5·10² J

E = 0,25 × 3,6·10⁶ = 9,0·10⁵ J. Afleiders: Wh in plaats van kWh (9,0·10²), delen in plaats van vermenigvuldigen (6,9·10⁻⁸) en 1000 gebruikt in plaats van 3,6·10⁶ (2,5·10²). Controle: 9,0·10⁵/3,6·10⁶ = 0,25. Syllabus G1.3.

Een elektromotor drijft een ventilator aan. Wat is de nuttige energie?

A

De kinetische energie van de beweging

B

De warmte in de motor zelf

C

De elektrische energie die erin gaat

D

De stralingsenergie van de motor

De motor moet de ventilator laten draaien: de kinetische energie is nuttig, de warmte in de motor niet. Afleiders: warmte, de energie die erin gaat en stralingsenergie. Syllabus G1.3.

Gloeilamp (η = 0,05) en LED-lamp (η = 0,25) geven evenveel licht. Vergelijk Pin.

A

De LED-lamp neemt 5 keer zoveel op

B

De gloeilamp neemt 5 keer zoveel op

C

De gloeilamp neemt 0,20 keer zoveel op

D

Beide nemen evenveel vermogen op

Pin = Pnuttig/η, dus Pin is omgekeerd evenredig met η. De LED heeft 0,25/0,05 = 5 keer zo'n groot rendement, dus de gloeilamp neemt 5 keer zoveel op. Afleiders: omgekeerd, de inverse factor (0,20) en gelijk. Syllabus G1.3.

Vul in

Een zonnecel zet stralingsenergie direct om in elektrische energie, een brandstofcel gebruikt waterstof.

zonnecel

stralingsenergie

brandstofcel

generator

windturbine

Syllabus G1.4: zonnecel en brandstofcel.

Welke opwekkingsvorm gebruikt geen generator?

A

Windturbine

B

Kerncentrale

C

Waterkrachtcentrale

D

Zonnecel

De zonnecel zet stralingsenergie direct om in elektrische energie. De andere drie laten een turbine draaien die een generator aandrijft. Syllabus G1.4.

Waterstof heeft een energiedichtheid van 1,2·10⁸ J/kg. Bereken de energie in 2,5 kg.

A

3,0·10⁸ J

B

4,8·10⁷ J

C

1,2·10⁸ J

D

3,0·10¹¹ J

E = 1,2·10⁸ × 2,5 = 3,0·10⁸ J. Afleiders: delen (4,8·10⁷), de massa vergeten (1,2·10⁸) en kg als g gebruikt (3,0·10¹¹). Controle: 3,0·10⁸/2,5 = 1,2·10⁸. Syllabus G1.5, energiedichtheid.

Een telefoonaccu: 3,7 V en 2,0·10³ mAh. Hoeveel energie kan hij opslaan?

A

7,4 J

B

2,7·10⁷ J

C

2,7·10⁴ J

D

7,4·10³ J

I·t = 2,0 Ah, E = U·I·t = 3,7 × 2,0 × 3600 = 2,66·10⁴ J, dus 2,7·10⁴ J. Afleiders: U·I zonder tijd in A·h (7,4), mAh als Ah gebruikt (2,7·10⁷) en U·I met mA zonder tijd (7,4·10³). Controle: 3,7 × 2,0 = 7,4 Wh; 7,4 × 3600 = 2,66·10⁴ J. Syllabus G1.5, capaciteit.

Zet op volgorde, van wind via waterstof naar stroom

1

Kinetische energie van de wind

2

Chemische energie in waterstof na elektrolyse

3

Elektrische energie uit de generator

4

Elektrische energie uit de brandstofcel

Wind (kinetisch), generator (elektrisch), elektrolyse (chemisch in waterstof), brandstofcel (elektrisch). Syllabus G1.4 en G1.5.

Noem één nadeel van fossiele centrales.

Bijvoorbeeld: de brandstof raakt op of er komt koolstofdioxide vrij. Syllabus G1.4: vergelijken op duurzaamheid.

Een hoogspanningskabel wordt warm. Wat gebeurt er met de energie?

A

Er ontstaat extra energie in de kabel

B

De kabel zet warmte om in stroom

C

Een deel van de energie wordt warmte

D

Een deel van de energie verdwijnt

De kabel heeft weerstand, dus een deel van de elektrische energie wordt onderweg warmte (energiebehoud). Syllabus G1.5: transport via elektriciteitskabels.

Een apparaat van 230 V neemt 4,3 A op en staat 2,0 h aan. Bereken E in kWh.

A

2,0 kWh

B

2,0·10³ kWh

C

0,99 kWh

D

7,1·10⁶ kWh

P = U·I = 230 × 4,3 = 989 W = 0,989 kW. E = P·t = 0,989 × 2,0 = 1,98 kWh, dus 2,0 kWh. Afleiders: W niet omgerekend naar kW (2,0·10³), tijd vergeten (0,99) en de uitkomst in J met kWh als eenheid (7,1·10⁶). Controle: 989 × 7200 = 7,1·10⁶ J, en 7,1·10⁶/3,6·10⁶ = 1,98. Syllabus G1.3.

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF · G1 · ELEKTRICITEIT

Goed gedaan!

Je kunt nu rekenen aan elektrisch vermogen en energie in J en kWh, rendementen vergelijken, opwekkingsvormen vergelijken en opslag en transport van elektriciteit beschrijven. Bekijk de vragen die je fout had nog eens in les 1.