H5 Elektriciteit in huis PTA 305

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo b
• Leerjaar 3

H5 Elektriciteit in huis PTA 305

Leerdoelen 5.2 Elektrische aparaten

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

  

• uitleggen wat elektrische energie is;
  
• beschrijven wat het vermogen van een apparaat betekent;
  
• energiekosten berekenen;
  
• het energiegebruik van een apparaat uitrekenen;
  
• het rendement van een apparaat berekenen.

ELEKTRISCHE ENERGIE

Een stopcontact levert elektrische energie. 

Een verwarmingsapparaat zoals een strijkijzer en een waterkoker verbruiken elektrische energie en leveren warmte.

Vermogen

Hoeveel elektrische energie een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen. 

Afkorting:

P (power)

De eenheid van vermogen is:

Watt of Kilowat

[W] of [kW]

Voorbeelden van vermogen

Is het vermogen groot, dan is het handiger om kilowatt (kW) te gebruiken in plaats van watt (W).

Omrekenen

Kan Het Dametje Met De Cm Meten.

Reken om.
1000 W =

1. 1000000 kW
2. 0,1 kW
3. 1 kW
4. 10 kW

Energieverbruik

1

2

Voorbeeld:  Een zonnepaneel levert 5 uur lang een vermogen van 400 watt. Bereken de geleverde energie in kWh.

gegevens:       

• P = 400 W = 0,4 kW     (vermogen)
• t = 5 uur                           (tijd)

gevraagd:      

• E = ? kWh

formule:         

• Energie = Vermogen x Tijd
• E = P x t

Uitwerking/Antwoord:

E = 0,4 x 5 = 2 kWh

Rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

Voorbeeld:  Een waterkoker gebruikt 144 000 J.  Er gaat 28 800 J verloren. Wat is de nuttige energie én bereken het rendement.

Gegevens:

• Energie totaal = 144 000 J
• Energie verlies = 28 800 J
• => Energie nuttig = 144 000 - 28 800 = 116 000 J

Gevraagd:

• Rendement = ? %

Formule:

• Rendement = (Enuttig : Etotaal) x 100%

Uitwerking/antwoord:

• Rendement = (116000 : 144 000) x 100% = 80,5 %

Leerdoelen H5.3 Spanning en stroomsterkte

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

  

• beschrijven wat een spanningsbron is;
  
• uitleggen wat een stroomkring is;
  
• een schakelschema tekenen;
  
• het vermogen van een apparaat uitrekenen.
  

Spanningsbronnen

Er zijn drie soorten spanningsbronnen:

1. chemische: batterijen en accu's
2. beweging: dynamo's en generatoren
3. licht: zonnecellen / zonnepanelen

 Spanningsbronnen

Stroomkring / schakelschema

De stroomkring / schakelschema

• Een tekening van een stroomkring, noem je een schakelschema. 
• Bij het tekenen van een schakelschema gebruik je symbolen. 
• Er zijn symbolen voor een batterij, een schakelaar en een lamp. 

symbolen voor schakelschema's

Serie- en parallelschakeling:

Serieschakeling:

• 1 stroomkring
• 1 lampje uit > alles uit
• Stroomsterkte is overal gelijk
• Spanning wordt verdeeld

Parallelschakeling:

• meerdere stroomkringen
• 1 lampje uit > rest blijft aan
• De totale stroomsterkte is de de stroom van alle sub-kringen bij elkaar opgeteld
• De spanning is gelijk bij elke sub-kring

Vermogen Berekenen

Hoeveel elektrische energie een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen. 

Vermogen = spanning x stroomsterkte

P = U x I

Voorbeeld: Een lampje is aangesloten op 12 V. Op de lamp staat dat deze een vermogen heeft van 60 W. 

Bereken de stroomsterkte door het lampje.

Gegevens:

• U = 12 V        (Spanning)
• P = 60 W       (Vermogen)

Gevraagd:

• I = ? A            (Stroomsterkte)

Formule:

• Vermogen = spanning x stroomsterkte
• P = U x I      =>     I = P : U 

Uitwerking/Antwoord:

• I = 60 : 12 = 6 A

Leerdoelen H5.4 Weerstanden

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

• uitleggen wat weerstand is;
  
• de wet van Ohm benoemen;
  
• de weerstand berekenen met de wet van Ohm.

Weerstand

Hoe meer weerstand, hoe moeilijker de stroom er doorheen gaat.

Een geleider heeft weinig weerstand.

Een isolator heeft veel weerstand.

Weerstand bereken je met wet van Ohm.

R=​I​​U​​

De wet van Ohm

Spanning = Stroomsterkte x Weerstand

U = I x R 

Hoe groter de weerstand, hoe lager de stroomsterkte. 

Spanning	U	Volt	V
Stroom	I	Ampere	A
Weerstand	R	Ohm	Ω

Voorbeeld:

Een klok werkt op een batterij van 1,5 volt. 

De stroomsterkte door de klok is 0,075 A.

Bereken de weerstand van de klok.

Gegevens:

• U = 1,5 V
  
• I = 0,075 A

Gevraagd:

• R = ? Ω

Formule:

• U = I x R  => R = U : I

Uitwerking:

• R = 1,5 : 0,075 = 20 Ω

Antwoord:

• Weerstand is 20 Ω

Ampèremeter

Voltmeter

Stroomsterkte en spanning meten!!!

Leerdoelen H5.5 Parallelschakelingen en H5.6 Serieschakelingen

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

•   beschrijven wat een serieschakeling én parallelschakeling is;
• benoemen wat de eigenschappen van een serieschakeling én parallelschakeling zijn;
• rekenen in een serieschakeling én parallelschakeling.

Serie- en parallelschakeling:

Serieschakeling:

• 1 stroomkring
• 1 lampje uit > alles uit
• Stroomsterkte is overal gelijk
• Spanning wordt verdeeld

Parallelschakeling:

• meerdere stroomkringen
• 1 lampje uit > rest blijft aan
• De totale stroomsterkte is de de stroom van alle sub-kringen bij elkaar opgeteld
• De spanning is gelijk bij elke sub-kring

vervangingsweerstand Serie 

De begrippen totale weerstand en vervangingsweerstand worden door elkaar heen gebruikt, maar betekenen hetzelfde.

• Rtotaal = R1 + R2

Vervanginsweerstand

Vervangingsweerstand = De TOTALE weerstand

In serie:

• Rv = R1 + R2 + R3 + ....

In Parallelschakeling:

• Bereken eerst stroomsterkte in elke weerstand
• Daarna totale stroomsterkte (Itotaal = I1 + I2 )
• spanning spanningsbron is overal gelijk
• Rtotaal = Utotaal x Itotaal

20 Ω

20 Ω

5 Ω

5 Ω

Voorbeeld:

Twee lampjes zijn parallel geschakeld op een spanningsbron van 6 volt. 

Door elk lampje gaat 0,25 A.

Wat is de vervangingsweerstand van deze schakeling

Gegevens / 

• U = 6 V
• I = 0,25 A

Gevraagd:

• Rv = Rtotaal = ? Ω

Formule:

1. Totale stroom uitrekenen: Itotaal = I1 + I2
2. Rv = U : I

Uitwerking:

1. Itotaal = 0,25 + 0,25 = 0,50 A
2. Rv = 6 : 0,50 = 12 Ω

Antwoord:

De vervangingsweerstand is 12 Ω

Overzicht formule's

E = P x t

P = U x I

U = I x R

Rv, serie = R1 + R2

Rv, parallel => 

1. eerst Itotaal berekenen
2. Vervangingsweerstand Rv      Rv = U : Itotaal

Grootheid      en      [Eenheid]

E = Energie              [kWh] 

P = Vermogen          [W] of [kW]

t = Tijd                      [uur] 

U = Spanning           [V]

R = Weerstand         [Ω]

Rv = vervangingsweerstand [Ω]

Ga vooral oefenen en kijk filmpjes

Spanning en stroom:

https://www.youtube.com/watch?v=37Cp7p8WSdk

Weerstand:

https://www.youtube.com/watch?v=IEdsWjGw59I

Serieschakeling:

https://www.youtube.com/watch?v=_-RpC04JqYA

Parallelschakeling:

https://www.youtube.com/watch?v=pVv-dhyIL0o