Havo 3 December 2013

Grootheid Afkorting Eenheid Afkorting

Spanning U Volt V

Stroom I Ampére A

Vermogen P Watt/kilowatt W / kW

Energie E Kilowattuur/ Joule kWh / J

Tijd t Uren / seconden h / s

(2) Bereken de spanning over een lamp als de stroomsterkte door deze lamp 4,0 A is en het vermogen van de lamp 20 W bedraagt.

U = P / I

U= 20 / 4 = 5 V

(3) Een straalkachel is aangesloten op 230 V. De stroomsterkte door de straalkachel is 8,0 A. De straalkachel staat 3 h aan. Bereken hoeveel energie (in kWh) hierbij wordt omgezet.P = U ∙ I = 230 ∙ 8 = 1840 W1840 W = 1,840 kWE= P ∙ t = 1,840 ∙ 3 = 5.52 kWh

(4) Azra speelt elke dag spelletjes op de computer. Per week betaalt ze hier € 0,42 voor. Het vermogen van haar computer is 125 Watt . Elke kWh kost € 0,21. Bereken hoeveel uur per dag Azra op de computer speelt.

0,42/0,21 = 2 kWh per week

125 W = 0,125 kWt = E/P = 2 / 0,125 = 16 uur per week

16/ 7 = 2,29 uur per dag

(3) Spongebob geeft een concert bij Octo thuis. De microfoon waar hij in zingt heeft een vermogen van 150 W. De gitaar van Spongebob en Sandy hebben elk een vermogen van 500 W. Gerrit doet de lichteffecten en gebruikt hierbij 10 lampen van 150 Watt. Al deze instrumenten zijn aangesloten op de netspanning. Octo’s zekering schakelt bij 16 A de stroom uit. Leg met een berekening uit of de stroom wel of niet uitgeschakeld wordt.

Ptot = 150+500+500+10 ∙ 150 = 2650 W

I = P/U = 2650/230 = 11,52 A

De stroom wordt dus niet uitgeschakeld

Of

Ptot = 150+500+500+10 ∙ 150 = 2650 W

Pmax = U ∙ I =230 ∙16 = 3680 W

Ptot < Pmax , dus de stroom wordt niet uitgeschakeld

(4) Roy wil een lamp van 6 V, 15 W aansluiten op een spanningsbron van 24 V (zie figuur). Om de lamp goed te laten werken sluit Roy een extra weerstand aan in serie op het lampje. Bereken de grootte van de weerstand.

Ur= Ut - Ul = 24 – 6 = 18 V

Il= Pl / Ul = 15/6 =2,5 A

Il = IwRw= Uw/ Iw = 15 / 2,5 = 6 Ω

De meeste auto’s hebben een achterruitverwarming zoals in de figuur hiernaast schematisch is getekend. Dertien parallel geschakelde dunne draden in de

achterruit zijn verbonden met de accu. Deze accu levert een spanning van 12,8 V.

Het vermogen van de achterruitverwarming van een bepaalde auto is 180 W. Op de achterruit heeft zich een laagje ijs gevormd. Voor het smelten van dit ijs is 72 kJ nodig.

a) (3) Bereken veel seconden het minimaal duurt om dit ijs te laten smelten.

t = E/P t =72 000 / 180 = 400 seconden

b) Het rendement van de achterruitverwarming is 80%. Bereken de totale energie die is toegevoerd in kJ.

Met behulp van onderstaande kruistabel, volgt dat de totale energie gelijk is aan 90 kJ 100 % 80%

90 kJ 72 kJ

c) (2) Bereken de weerstand van de achterruitverwarming.

I = P / U = 180 / 12,8= 14,06 A

R = U/ I = 12,8 / 14,06 = 0,91 Ω

d) (2) Een van de dertien verwarmingsdraden is doorgebrand.

Leg uit of de stroom die de accu dan aan de achterruitverwarming levert kleiner, groter of even groot is dan ervoor als de spanning gelijk blijft.

De stroom wordt kleiner. De weerstand neemt namelijk toe en de spanning blijft gelijk. Daarbij weten we dat : I = U / R ,hieruit volgt dan dat de stroom kleiner moet worden, omdat de weerstand groter wordt.

a) (2) Roos bouwt tijdens een practicum de volgende schakeling. De gemeten waardes staan in de schakeling erbij gegeven.

U1= I1 ∙ R1 = 15 ∙ 0,4 = 6 V

b) (3) Bereken R4

I4 = It = 0,70 A

R4 = U4/I4 = 5 /0,70 = 7,14 Ω

c) (5) Bereken R3(inzichtsvraag)

I3 = It – I1 = 0,70 -0, 4 = 0,3 A

U3= U1 + U2= 6 + 9 = 15 V

R3= U3/ I3 = 15/ 0,3 = 50 Ω

d) (2) Bereken Rt

Ubron = U3 + U4 = 15 + 5 = 20 V

Rt = Ut / It = 20/ 0,70 = 28.57 Ω

Puntentelling : (aantal punten/42) ∙9+1=je punt !