Elektriciteit

Samenvatting NewtonH2(elektr.)

H1 Experimenteel onderzoek

Werkwijzesignificante cijfers

Onderzoek naar het wiskundig verband tussen 2 natuurkundige grootheden

werkwijze

• Doen metingen--> in tabel• grafisch verwerken• adhv grafiek verband “inschatten”• verband berekenen/controleren• conclusie rekening houden met

nauwkeurigheid

Significante cijfers• Vuistregel: Aantal wordt bepaald door het

kleinste aantal in de gebruikte gegevens.• Machten van 10 tellen niet mee (dus nullen

vóór eerste getal tellen niet mee)• dus 0,0123 =1,23. 10-2 heeft 3 sign.cijfers• 1,0000000 heeft 8 sign. Cijfers• Bij bewerkingen (optellen delen etc.) wint

het kleinste aantal sign. cijfers

Domein B: Elektriciteit en magnetisme

Subdomein: Elektrische stroom

De kandidaat kan

1 schakelingen ontwerpen om lampen, elektromotoren, verwarmingselementen en sensoren op de juiste spanning te laten werken:

spanningsbron; weerstanden in serie; weerstanden parallel; kortsluiting, smeltveiligheid; aardlekschakelaar;

vervangingsweerstand

2 spanning, stroom en weerstand bepalen aan de hand van gegeven grafieken, tabellen en formules:

ohmse weerstanden; LDR, NTC; soortelijke weerstand.

3 het vermogen en het rendement van energieomzettingen in een elektrische kring berekenen:

elektrische energie; warmteontwikkeling; kWh-meter.

4 proeven doen met elektrische schakelingen. onderzoek naar de invloed van licht en van temperatuur op componenten; meting van stroom, spanning en weerstand; toepassing van eenvoudige schakelingen bij alarmsystemen en bij bewaking van het milieu.

waarin ρ = soortelijke weerstand in m , l=lengte in m en A= oppervlakte van de doorsnede in m2

Statische elektriciteit

• Er bestaan twee soorten lading: positieve en negatieve.

• Een lichaam dat neutraal is heeft evenveel positieve als negatieve lading.

• Negatieve lading kan zich verplaatsen, positieve niet.

• Gelijksoortige ladingen stoten elkaar af.• Je hebt isolatoren en geleiders

Stromende elektriciteit• Elektrische stromen lopen van plus naar min• Idealiter zijn spanning en stroomsterkte

rechtevenredig (Wet van Ohm) U=I.R(in een stroomkring is de deling van spanning en stroomsterkte constant(deze constante is de weerstand R)

• Deze constante(R) hangt bij een draad af van: de lengte, opp.doorsnede, soort materiaal en de temperatuur: R=ρ.l/A

• Daar waar een stroom door een draad loopt is sprake van warmteontwikkeling: Q=I2Rt

Twee soorten schakelingen

• Serie-schakeling: “achter elkaar”, de spanning wordt over de weerstanden verdeeld; een grotere weerstand heeft een grotere spanning; de stroomsterkte is in alle in serie geschakelde weerstanden gelijk.

• Parallel-schakeling:”naast elkaar”, de spanning is over elke weerstand gelijk aan de totale spanning; stroomsterkte vertakt!!

Serieschakeling

Parallelschakeling

P=U∙I=I 2∙RU=I∙R

1

1

1 1

1

1

1 2

1

2 2

:

12 12 0,3315 21 360,33 15 5,0

0,33 5,0 1,65

: 0,33 15 1,65

R

R

R R

R

U I R eerst I berekenen

UI AR R

U I R V

P U I W

Of P I R W

Voorbeeld:

Voorbeeldopgave: FietslampjeVan een fietslampje is het (I,U)-diagram getekend.

a. Leg met behulp van de figuur uit of de weerstand van het lampje toeneemt dan wel afneemt als de spanning over het lampje groter wordt.

Een constantaandraad is op een klos gewikkeld. De draad heeft een doorsnede van 0,20 mm². In de volgende figuur is het (I ,U)-diagram van de draad getekend.

b. Bepaal de lengte van de constantaandraad.

Het fietslampje en de constantaandraad worden nu in serie aangesloten op een spanningsbron. De stroom door het lampje is dan 0,15 A.

Daarna worden lampje en draad parallel aangesloten op de spanningsbron, die nog steeds dezelfde spanning levert.

c. Bepaal de stroomsterkte die de bron levert als het lampje en de draad parallel aangesloten zijn op de bron.

Zo nauwkeurig mogelijk--> zo ver mogelijk-> U=6,0V--> I=0,255A --> R=23,5Ohm

6

6

23,5 0,20 10 10,30,45 10

l R AR R A l lA

l m

Lees af uit grafiek:

I=0,15A-> lampje U= 1,5V

draad U=3,5V--> U=5,0V

Lees af uit grafiek:

U=5,0V--> lampje I=0,30A

U=5,0V--> draad I=0,21A

Dus totale I=0,51A