§4.1 LEERDOELEN Uitleggen van de begrippen: stroomkring, stroommeter/-sterkte, geleiders, spanningsbron, spanningsmeter, weerstand, wet van Ohm, elektrisch vermogen, energieverbruik Pel = U • I E = P • t Eel = U • I • t Werking van een dynamo Wisselspanning en gelijkspanning Werking en rendement van een transformator

§4.1 KLEINSTE BOUWSTENEN

§4.1 KLEINSTE BOUWSTENEN

§4.1 ATOMEN

GROOTHEDEN / EENHEDEN Grootheid: Eenheid: Stroomsterkte (I) Ampère (A) §4.1 GROOTHEDEN / EENHEDEN Grootheid: Eenheid: Stroomsterkte (I) Ampère (A) Het aantal ladingen dat per seconde door een onderdeel van de schakeling stroomt. Spanning (U) Volt (V) De energie waarmee één lading door een onderdeel van de schakeling wordt getrokken. Weerstand (R) Ohm (Ώ) De moeilijkheid waarmee een materiaal de ladingen doorlaat

§4.1 GROOTHEDEN / EENHEDEN

GROOTHEDEN / EENHEDEN Spanning: §4.1 GROOTHEDEN / EENHEDEN Spanning: meer druk op het water = meer druk bij de kraan. Stroom: hoe meer open de kraan geopend, des te meer stroming. Weerstand: kraan weinig open = hoge weerstand. Kraan ver open = lagere weerstand. De weerstand heeft geen invloed op de spanning.

§4.1 STROOMKRING Stroomkring: een aantal onderdelen die er samen voor zorgen dat er elektrische stroom kan rondstromen.

VOLT-METER / AMPERE-METER §4.1 VOLT-METER / AMPERE-METER

§4.1 REKEN UIT …

Hoeveel tijd kan een batterij stroom leveren? §4.1 CAPACITEIT Hoeveel tijd kan een batterij stroom leveren? C = I • t C = capaciteit (Ah of mAh) I = stroomsterkte (A of mA) t = tijd in uur (h).

C I • t CAPACITEIT Voorbeeld §4.1 CAPACITEIT Voorbeeld Een oplaadbare batterij met een capaciteit van 2700 mAh levert een stroom van 0,20 A. Bereken na hoeveel uur de batterij leeg is. 1 C = 2700 mAh C I • t 2 I = 0,20 A 3 C = 2700 mAh = 2,7 Ah 4 C = I ⋅ t 5 2,7 = 0,20 × t 6 t = 2,7 / 0,20 = 13,5 h

BEGRIPPEN 1/4 Elektriciteit: een stroom van elektronen. §4.1 BEGRIPPEN 1/4 Elektriciteit: een stroom van elektronen. Elektronen: onzichtbaar kleine deeltjes met een elektrische lading. Elektronen kunnen alleen stromen, als een stroomkring gesloten is. Stroomkring: een stroomkring bestaat uit een aantal onderdelen die er samen voor zorgen dat er elektrische stroom kan rondstromen (bijvoorbeeld een batterij, een lampje en twee stroomdraadjes.

§4.1 BEGRIPPEN 2/4 Schakeling: schematische tekening van een stroomkring met symbolen. Batterij: levert elektrische stroom. Spanningsverschil (U): het verschil tussen de negatieve lading bij de minpool en de positieve lading bij de pluspool. De grootte van dit spanningsverschil geef je aan met volt (V).

§4.1 BEGRIPPEN 3/4 Stroomsterkte (I): de hoeveelheid elektronen die door een stroomkring stromen. Deze hoeveelheid geef je aan met ampère (A). Geleider: een materiaal waar elektrische stroom heel goed doorheen kan stromen. Bijvoorbeeld metaal zoals koper. Isolator: een materiaal waar elektrische stroom niet doorheen kan stromen. Bijvoorbeeld kunststof.

§4.1 BEGRIPPEN 4/4 Kortsluiting: de elektronen stromen veel te snel van de minpool naar de pluspool. Er is niets wat de elektronen afremt. Door kortsluiting kan brand ontstaan. Weerstand: een onderdeel van de stroomkring dat ervoor zorgt dat de elektrische stroom niet te snel van de minpool naar de pluspool kan stromen. Een weerstand voorkomt kortsluiting.

§4.1 OPDRACHTEN 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

§4.1 1 – 2 – 7 – 8 - 9

SAMENVATTING Grootheid: Eenheid: Stroomsterkte (I) Ampère (A) §4.1 SAMENVATTING Grootheid: Eenheid: Stroomsterkte (I) Ampère (A) Spanning (U) Volt (V) Weerstand (R) Ohm (Ώ)

Energie per seconde = elektrisch vermogen §4.2 ELEKTRISCHE ENERGIE Energie per seconde = elektrisch vermogen E = P • t Pel = U • I Eel = U • I • t

ELEKTRISCHE ENERGIE Grootheid: Symbool Eenheid Stroomsterkte I Ampère §4.2 ELEKTRISCHE ENERGIE Grootheid: Symbool Eenheid Stroomsterkte I Ampère A Spanning U Volt V Vermogen P Watt W Energie E Joule

ELEKTRISCHE ENERGIE Voorbeeld 1: §4.2 ELEKTRISCHE ENERGIE Voorbeeld 1: Een lamp brandt 10 seconde. De lamp zet totaal 500 joule aan elektrische energie om. Bereken het vermogen van de lamp: P = E / t = 500J / 10s = 50 J/s = 50 W Watt = J/s

VERMOGEN BEREKEN Voorbeeld 2: §4.2 VERMOGEN BEREKEN Voorbeeld 2: Over een lampje staat een spanning van 10 V. Door het lampje gaat een stroomsterkte van 0,8A. Het lampje brandt 2 s. Bereken: a. het vermogen (in W) van de lamp.. a: P = U • I = 10 V • 0,8A P = 8W

ENERGIE BEREKENEN Voorbeeld 2: §4.2 ENERGIE BEREKENEN Voorbeeld 2: Over een lampje staat een spanning van 10 V. Door het lampje gaat een stroomsterkte van 0,8A. Het lampje brandt 2 s. Bereken: b. hoeveel energie (in J) hierbij wordt omgezet. a: E = P • t = 8W • 2s E = 16J

RENDEMENT EN VERMOGEN Voorbeeld 3: §4.2 RENDEMENT EN VERMOGEN Voorbeeld 3: Een zonnepaneel levert 366 Watt = een rendement van 12%. Bereken het ontvangen vermogen. η = Paf Pop • 100% Paf = 366 Watt η = 12% 12% = 366 Pop • 100% 12 x Pop = 36.600W Pop = 36.600 : 12 = 3050W

§4.2 OPDRACHTEN 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

§4.2 12 – 18 – 20 - 22

Energie per seconde = elektrisch vermogen §4.2 SAMENVATTING Grootheid: Symbool Eenheid Stroomsterkte I Ampère A Spanning U Volt V Vermogen P Watt W Energie E Joule Energie per seconde = elektrisch vermogen E = P • t Pel = U • I Eel = U • I • t

SAMENVATTING Joule en kWh: eenheden van energie. §4.2 SAMENVATTING Joule en kWh: eenheden van energie. Eenheid van vermogen = energie per tijdseenheid 1 watt = 1 joule per seconde (J/s) 1 wattuur is dus 3600 J kWh: k betekent kilo = 1000 x 1 kWh = 1000 x 3600  = 3 600 000 J 3 600 000 J is 3 600 kJ.

§4.3 ELEKTRISCHE SPANNING

ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN §4.3 ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN

ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN §4.3 ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN

ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN §4.3 ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN

WISSELSPANNING / GELIJKSPANNING §4.3 WISSELSPANNING / GELIJKSPANNING

§4.3 ELEKTRICITEIT AUTO

§4.3 OPDRACHTEN

ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN §4.3 ELEKTRISCHE ENERGIE OPWEKKEN

§4.3 ELEKTRICITEIT AUTO De stator, het stilstaande gedeelte van gietstaal waarin het magneetveld wordt gevormd. Het anker (of rotor) met commutator: het draaiende gedeelte met de ankerspoelen waarin de spanning wordt opgewekt. De borstelbrug met de koolborstels, die op de commutator rusten. Hiermee wordt de stroom van het draaiende anker afgenomen.

§4.3 OPDRACHTEN 24 – 25 – 30 - 31

HERHALING Joule en kWh: eenheden van energie. §4.3 HERHALING Joule en kWh: eenheden van energie. Eenheid van vermogen = energie per tijdseenheid 1 watt = 1 joule per seconde (J/s)

ELEKTRISCHE ENERGIE VERVOEREN §4.4 ELEKTRISCHE ENERGIE VERVOEREN Iwijk = P/U → 6•106/200 = 30.000A (Icentrale = 30.000A) Udraad = I x R → = 3•104 • 0,1 = 3.000V (verlies) Ucentrale = 3.000 + 200 = 3.200V Pcentrale = U • I = 3.200 • 30.000= 96MW Ƞ = Puit/Pin • 100% = 6/96 • 100% = 6,3%

§4.4 TRANSFORMATOREN

§4.4 WINDINGEN

§4.4 TRANSFORMATOR Zet een lage spanning om naar een hoge spanning, of andersom. Bestaat uit twee spoelen en een kern. Np = aantal windingen over de spoel Ns = aantal windingen over de spoel

§4.4 TRANSFORMATOR Bij een transformator in werking geldt: - Np aangesloten op wisselspanning. - In Ns ontstaat een wisselend magnetisch veld. - wisselend magnetisch in de kern veld naar Ns. - In Ns ontstaat wisselspanning.

§4.4 TRANSFORMATOR Voor een transformator geldt: Np = aantal windingen over primaire spoel Ns = aantal windingen over secundaire spoel Up = spanning over primaire spoel in volt (V) Us = spanning over secundaire spoel in volt (V)

TRANSFORMATOR Bij een ideale transformator geldt: §4.4 TRANSFORMATOR Bij een ideale transformator geldt: opgenomen vermogen (Pp) = afgegeven vermogen Ps)

BEHOUD VAN ENERGIE Up → P = I • U → 2000 = 1000 x 2 §4.4 BEHOUD VAN ENERGIE Up → P = I • U → 2000 = 1000 x 2 Us → P = I • U → 2000 = 200 x 10

TRANSFORMATOR: OPGAVE §4.4 TRANSFORMATOR: OPGAVE Een transformator brengt de spanning van het lichtnet omlaag naar 12 V. De primaire spoel heeft 115 windingen. Bereken het aantal windingen van de secundaire spoel. Gegevens: Up = 230V Np = 115 Us = 12 Gevraagd: Aantal windingen Ns Berekening: Up / Us = Np / Ns → 230 / 12 = 115 / Ns 230 x Ns = 12 x 115 Ns = 1380 / 230 = 6 windingen

§4.4 OPDRACHTEN 34 – 35 – 39 – 40 - 41

§4.4 SAMENVATTING 6% of 99%

§4.5 ELEKTRICHE ENERGIE

ELEKTRICHE ENERGIE GEBRUIKEN §4.5 ELEKTRICHE ENERGIE GEBRUIKEN E = P • t kW = P • h kWh W = P • s J/s 1 kWh = 3.600.000 J/s

ELEKTRICHE ENERGIE fasedraad: aanvoerdraad stroom §4.5 ELEKTRICHE ENERGIE fasedraad: aanvoerdraad stroom nuldraad: afvoerdraad stroom schakeldraad: stroom van apparaat aarddraad: ontlading / afvoer spanning

§4.5 ELEKTRICHE ENERGIE 230V / 25 - 35 A (0-15MW / 15-25MW)

§4.5 VERBRUIK Wat is het jaarverbruik van een elektrische wekker van 3W die 24 uur per dag aan staat. Wat zijn de kosten bij € 0,20/kWh? Gegevens: P = 3W = 0,003 kW t = 365 x 24 = 8760 h Gevraagd: jaarverbruik kWh (E) Berekening: E = P • t kosten = E • prijs E = 0,003 • 1460 kosten = 110 • 0,22 E = 110 kWh kosten = € 24,00

§4.5 ELEKTRICHE ENERGIE GEBRUIKEN 45 – 47 - 48c – 49 - 55d