EXTRA BLOK 1 ELEKTRA JPT 2015-16 Co BTn.

Presentatie over: "EXTRA BLOK 1 ELEKTRA JPT 2015-16 Co BTn."— Transcript van de presentatie:

1 EXTRA BLOK 1 ELEKTRA JPT Co BTn

2 SPIEKBRIEFJE Spanning = afgegeven energie per lading
Stroom = passerende lading per sec Weerstand = stroomstopper Vermogen = afgegeven energie per sec Draadweerstand Serie stroom spanning weerstand GROTER Parallel stroom weerstand KLEINER

3 1 DE WEERSTAND VAN EEN LAMP
Hiernaast zie je de U,I-grafiek van een lamp. De lamp wordt parallel met een weerstand van 10  aangesloten op een batterij van 3,0 V. C Teken de (U,I)-grafiek van de 10-Ohms weerstand in deze figuur in . D Leg met behulp van die figuur uit hoeveel stroom de batterij bij parallelschakeling levert. Even later wordt de lamp in serie met de weer- stand van 10  aangesloten op dezelfde batterij van 3,0 V. E Teken in de 2e fig. de (U,I)-karakteristiek van de weerstand in en bepaal de stroom die de batterij levert.

4 FIETSLAMP I Het fietslampje (6V; 50mA) in de schakeling hiernaast brandt goed. A Laat zien dat R2 = 40 Ω. B Bereken R1. Upar = = 8 (V) U2 = = 2 (V) Itot =Iboven+Ionder=0,050+ 0,025= 0,075 (A)

5 FIETSLAMP II Een lampje (6,0 V; 3,2 A) is met 3 weerstanden in de combinatieschakeling van hiernaast geschakeld. R1 = 10 , R2 = 40  en R3 = 60 . De lamp brandt normaal (dat is dus 6,0 V) A Bereken de weerstand van de lamp bij 6 V. B Bereken de vervangingsweerstand van de schakeling. C Bepaal de stroomsterkte in R2 en bereken daaruit de spanning over R2. D Bereken hoeveel elektronen er per seconde door de lamp gaan als I=3,2 A.

6 e IV TEMPERATUURSENSOR
Een fietslamp zonder glas wordt als temperatuursensor gebruikt, de weerstand van het gloeidraadje verandert namelijk als de tem- peratuur verandert. Bij een temperatuur van 20oC is deze weer- stand 10 Ω. A Leg uit of de weerstand van de gloeidraad groter of kleiner wordt als de temperatuur stijgt van het draadje stijgt. B Bereken de spanning Uuit bij de temperatuur van 20oC, gebruik hierbij de gegevens uit nevenstaande figuur. Bij een temperatuur van 4500 oC is de spanning Uuit gelijk aan 6,5 V. Haal de rest van de gegevens uit het plaatje. C Bereken de weerstand van de gloeidraad bij deze temperatuur. D Geef aan voor welke toepassing deze temperatuursensor geschikt zou zijn. e Temperatuur hoger  kernen trillen harder  stroom lager  R hoger Super hete dingen  temperatuur vlammen meten

7 A ELEKTRICITEIT OP EEN PLANK
Op een houten plank worden vier spijkers in een vierkant geplaatst en er wordt een draad omheen geslagen. De zijden zijn 13,8 cm lang, ze hebben een weerstand van 2,0 Ω en de draaddoorsnede is 3,1x10-2 mm2. A Toon met een berekening aan dat de draad van constantaan is gemaakt. e Rawin sluit op de spijkers A & B een spanningsbron van 1,2 V aan en hij plaatst een ampèremeter vlak voor de spanningbron. Hiernaast zie je het schema. B Bereken de stroom die de meter aanwijst.

8 VERVOLG ELEKTRICITEIT OP EEN PLANK
Rawin sluit een voltmeter aan tussen A en C. C Bereken de spanning die de meter aanwijst. Rboven=6Ω en Ronder=2Ω  Ionder = 3x Iboven Itot =0,80 (A) e Iboven= ¼ Itot=0,25x0,8 = 0,20(A) UAC=IxRAC= 0,20x4,0 = 0,80(V)) Rawin sluit nu een stroommeter aan tussen A&C. D Bereken de stroom die de meter aanwijst. De ampèremeter heeft weerstand 0 , dus alle stoom loopt door de meter (niks langs ADC) Nu is Rtot = 1,0 Ω, want 2 x 2 Ω parallel Er loopt door A2 0,6 A (1,2V/2Ω), en door A1 1,2 A (beide stromen van 0,6 A tellen op).

9 B FRITUURPAN A Invullen in regel over vermogen: B
In schak. 1 is alles parallel aangesloten. Over de lamp staat dan 230 V. Dit is niet juist. In schak. 2 is alles in serie aangesloten. Het verwarmingselement krijgt minder dan 230 V . Hierdoor zal de stroomsterkte door het verwarmingselement te laag zijn. C Voor de weerstand van een draad geldt: D De stroom door elke draad is vlgs tabel 1 7,3 A. Beide draden hebben ‘n weerstand van 0,41 Ω. De spanning over beide draden is dan: Dit is ongeveer het verschil tussen de spanning over de frituurpan wanneer deze ingeschakeld en uitgeschakeld is. De veronderstelling van Twan is dus juist. E De weerstand van de nichroomdraad neemt toe. Aangezien de spanning gelijk blijft zal vlgs Ohm I = U/R de stroomsterkte I kleiner worden. Als dat zo is, en de spanning gelijk blijft zal het vermogen P = U.I ook kleiner worden:

10 C BRITNED A Oneens, in een kring gaat er geen stroomsterkte verloren (stroom gaat nooit verloren) B De spanning die verloren gaat in de kabels is 450, ,6 = 3,4 kV. De stroomsterkte die de bron levert is: De geleidbaarheid van de koperen kabel is dan: C Je moet rekenen met de soortelijke weerstand. De weerstand is gelijk aan: De doorsnede van de gebruikte kabel is dus: De diameter van de draad volgt dan uit:

11 VERVOLG BRITNED D Massa uit dichtheid: E
De toegevoegde warmte is gelijk aan: De temperatuurstijging is dan: F Geleidingscoëfficiënt c: H G

12 d D SCHAKELINGENVAN GMr EN BTn
Gerard heeft 2 lampjes, een voorlicht V ( 12 V;6W) en een achterlicht A (6V; 0,3 W). A Hoeveel stroom trekken de lampjes als ze voluit branden? B Bereken de grootte van beide weerstanden. Hij heeft een accu van 18 Volt waarop beide lampjes voluit moeten braden. Hij probeert of dat lukt met nevenstaande schakeling, waarin beide lampjes parallel geschakeld zijn, elk met eigen voorschakelweerstanden X en Y om het teveel aan spanning van de accu op te vangen. C Bereken de grootte van X en Y. D Bereken de totale weerstand. d V Y A X 18 V HINT: serieschakeling: stromen gelijk, spanningen tellen op!

13 ACCU (vervolg) E Bereken de stroom die de bron levert op twee verschillende manieren: Bram zegt dat er een veel slimmere schakeling mogelijk is: je kan de lampjes in serie schakelen, als je maar een weer- stand U parallel schakelt die precies de goede stroom trekt. F Teken die schakeling. G Bereken de benodigde weerstand U. H Check via de totale weerstand dat er de goede stroom wordt getrokken n V: 0,50A A: 0,05 A U 18 V

14 E FARADAYMOTOR A Soortelijke weerstand formule invullen:
De lengte van de koperdraad is 3 keer zo lang. Dat geeft een 3 keer zo grote weerstand. De diameter van de koperdraad is 5 keer zo klein, dat geeft een 52 keer zo grote weerstand. De totale weerstand van de koperdraad is dus 3 * 25 = 75 keer zo groot als de weerstand van het koperstaafje. B Er ontstaat een serieschakeling met de batterij als spanningsbron, met daarop aangesloten de koperdraden, het koperstaafje en het zoute water. De totale weerstand is dan: De stroomsterkte is:

15 E FARADAYMOTOR C De richting van het magneetveld is aangegeven in nevenstaande tekening. Aangezien de bovenkant van het koperstaafje met de pluspool van de batterij verbonden is, is de stroomrichting naar beneden gericht. De linkerhandregel geeft dan aan dat de lorentzkracht het papier uit gericht is. Van bovenaf gezien draait het staafje met de klok mee. D Als het staafje dichter bij koperplaatje K is, zal de totale weerstand kleiner zijn. De stroom legt dan namelijk minder afstand af in het zoute water. Als de totale weerstand kleiner is, zal de totale stroomsterkte groter zijn. Hierdoor zal de lorentzkracht ook groter zijn. Aangezien de lorentzkracht niet constant is tijdens de baan, zal de baan niet cirkel-vormig zijn.

16 F SCHRIKDRAAD A - De kring: de hoogspanningsbron, de schrikdraad, het dier, de grond en de metalen pen. - Als er geen contact is met de draad is er geen gesloten kring en loopt er geen stroom. Daardoor zal er geen elektrische energie verbruikt worden. B De doorsnede van de draad is: De soortelijke weerstand van roestvrij staal staat in Binas en is Voor de weerstand geldt dan: C Het vermogen moet voor beide weerstand bepaald worden. Voor het vermogen geldt: Voor beide weerstanden kan de spanning afgelezen worden worden, dit geeft: Dit komt dus voor beide weerstanden overeen met de maximale waarde uit de figuur.

17 F SCHRIKDRAAD D 1. De maximale spanning is nergens hoger dan 8 kV. Aan deze norm wordt voldaan. 2. Een piek duurt 0,3 ms, ruim korter dan de 10 ms die in norm 2 voorgeschreven staat. Aan deze norm wordt ook voldaan. 3. Voor de stroomsterkte geldt: Voor de stroomsterkte door de 100 Ω wordt dus niet voldaan aan de norm! 4. De energie in één puls is de oppervlakte onder de grafiek. Elk hokje komt overeen met 0,025 ms en 5 kW. Dat is een energie van: Het aantal hokjes is ongeveer 36. De totale energie van 1 puls is dan 36x0,125 = 4,5 J. Er wordt aan deze norm voldaan.

18 EINDE Toen de natuurkunde begon - bij de Grieken, bij de middeleeuwers en ook nog enigszins bij Galileo en bij Descartes - ging Natuurkunde over de Natuur: over de regenboog, over donder en bliksem enz. enz.. Na Newton en vooral na de 19e eeuw is dit niet meer zo: Natuurkunde gaat over een gestileerde werkelijk-heid, die je niet in de natuur maar in de techniek tegen komt. Dat geldt vooral voor de elektriciteitsleer. Sinds de elektrificatie van de wereld aan het eind van de 19e eeuw gaat de natuurkunde over die technische wereld die we hebben gecreëerd en niet over de verklaring van elektrische fenomenen in de Natuur. Die verklaringen hebben we wel, maar ze zijn heel erg ingewikkeld. Het is ‘n bizarre uithoek voor liefhebbers geworden, de Natuurkunde van ‘t vrije Veld (Minnaert).