Toets Natuurkunde

Nova Natuurkunde 4e ed - Hoofdstuk 6 - Schakelingen oefentoetsen & antwoorden

4e editie

Klas 3|Vwo/gymnasium

Deze toets behandelt de volgende onderwerpen: Lading, Elektronen, Stroomsterkte, Spanning, Spanningsbronnen, Weerstand, De Wet van Ohm, Weerstand en temperatuur, Soortelijke weerstand, Bijzondere componenten, Rekenen aan serie- en parallelschakelingen, Gemengde Schakelingen, Geautomatiseerde schakelingen, Invoer, Verwerking, Uitvoer, Soorten systemen.   


Nova Natuurkunde 4e ed
Toets Natuurkunde
Nova Natuurkunde 4e ed
Online maken
Toets afdrukken
  • a) Door een ladingsverschil tussen deze twee objecten aan te brengen.
  • b) Formule: U = I * R, eenheden: Spanning in Volt (V), Stroomsterkte in Ampère (A) en de Weerstand in Ohm (Ω).
  • c) De weerstand van een gloeilampje is temperatuurgevoelig. Wanneer je de spanning verdubbeld, betekent het in dit geval niet dat de stroomsterkte dus ook verdubbeld. 
  • Toelichting: Dit komt doordat de stroom door de draad van het gloeilampje de temperatuur van het materiaal laat stijgen. Doordat de temperatuur van het materiaal stijgt, stijgt de weerstand van het materiaal ook en geldt de Wet van Ohm niet meer.
  • d) Bij een PTC stijgt de weerstand wanneer de temperatuur stijgt. Dus de weerstand wordt kleiner wanneer de temperatuur daalt.
  • e) In een parallelschakeling kan de stroom op meerdere manieren door de schakeling bewegen. Dit betekent dat de stroomsterkte zich verdeelt in een parallelschakeling.
  • f)
    • Sensor: Invoer
    • Comparator: Verwerking:
    • Actuator: Uitvoer
  • g) Een relais.
 
  • a) Gegeven:
    • Lading één elektron: 1,6 * 10$^{-19}$ C
  • Gevraagd: Aantal elektronen voor 9 Coulomb
  • Formule: Lading = Aantal elektronen * 1,6 * 10$^{-19}$  C → Omgebouwd:                         
  • Aantal elektronen = Lading / (1,6 * 10$^{-19}$  C)
  • Invullen:
    • Aantal elektronen = Lading / (1,6 * 10$^{-19}$ C) = 
    • 9 C / (1,6 * 10$^{-19}$ C) = 5,625 * 10$^{19}$
  • Antwoord: Voor een lading van 9 C zijn 5,625 * 10$^{19}$ elektronen nodig.
  • b) Dit lijkt het meest op een elektrostatische bron. Een elektrostatische bron kunnen namelijk een zeer kort durende stroom leveren.
 
  • a) Belangrijke kenmerken kloppend diagram:
    • U op de x-as
    • I op de y-as 
    • Grafiek gaat door de oorsprong
  • Diagram:

  • b) Het gaat hier om een Ohmse weerstand. Het U,I-diagram toont een recht evenredig verband. Dit is kenmerkend voor een Ohmse weerstand.
  • c) De Wet van Ohm geldt bij een Ohmse weerstand. Dit betekent dat hierbij de weerstand van het materiaal niet afhangt van de temperatuur.
 
  • a) Gegeven:
    • Ut (bronspanning) = 18 V
    • U1 (spanning over R1) = 5 V
    • U3 (spanning over R3) = 5 V
    • I1 (stroomsterkte door R1) = 2,0 A
  • Gevraagd: De weerstand van R2
  • Formules:
    • Spanning in serie: Ut = U1 + U2 + U3
    • Stroomsterkte in serie: It = I1 = I2 = I3
    • U = I * R, omgebouwd: R = U/I
  • Invullen:
    • De stroom door R1 van 2,0 A gaat dus ook door R2 (want It = I1 = I2 = I3)
    • De spanning verdeelt zich in serieschakelingen. Om de spanning te berekenen in een serieschakeling geldt er: Ut = U1 + U2 + U3. Ingevuld is dit 18V = 5V + U2 + 5V. Dus U2 = 18 - 5 - 5 = 8 V. De spanning over weerstand R2 is 8V.
    • R = U/I invullen geeft R = 8/2 = 4Ω
  • Antwoord: De weerstand van R2 is 4Ω.
  • b) Gegeven:
    • Ut = 18 V
    • It (stroomsterkte door de bron) = 2,0 A
  • Gevraagd: De totale weerstand van de schakeling
  • Formules:
    • R = U/I
  • Invullen: R = U/I = 18V / 2A = 9 Ω
  • Antwoord: De totale weerstand van de schakeling is 9 Ω.
 
  • Gegeven:
    • U1 = 5 V
    • I3 = 0,08 A
    • R3 = 50 Ω
  • Gevraagd: De weerstand van R4
  • Formules:
    • U = I * R, omgebouwd: R = U/I
    • Spanning in parallel: Ut = U1 = U2 = U3 = U4
    • Spanning in serie: Ut = U1 + U2 + U3 + U4
    • Stroomsterkte in serie: It = I1 = I2 = I3
  • Oplossen: 
    • De spanning over R1 is 5,0 V. Dit betekent dat de spanning over R3 en R4 samen ook 5,0 V moet zijn want R3 en R4 zijn in serie geschakeld (er geldt dus in deze schakeling Ut = U1 = U2 = U3 + U4).
    • De stroom door R4 is gelijk aan de stroom door R3. I3 is 0,08 A, dus door R4 gaat dezelfde stroomsterkte van 0,08 A.
    • Door te bereken wat de spanning over R3 is, kan er uiteindelijk berekend worden wat de weerstand van R4 is.
  • Invullen:
  • Spanning over R3
    • U = I * R
    • U3 = I3 * R3 = 0,08 * 50 = 4 V.
  • Spanning over R4
    • Dit betekent dat de spanning over R4 dus 5 V - 4 V = 1 V bedraagt. Dit invullen geeft:
    • R4 = U4/I4  = 1V/0,08A = 12,5 Ω
  • Antwoord: De weerstand van R4 bedraagt 12,5Ω.
 
  • b) Beredeneren: In deze parallelschakeling geldt Ut = U1 = U2 = U3 + U4 , dit betekent dat de spanning die over R1 staat, ook over R2 staat. De spanning over R2 is dus 5,0 Volt.
  • Of berekenen met de volgende gegevens: De weerstand van R2 is 20 Ω en de stroomsterkte hierdoor is 0,25 A. U = I * R invullen geeft U = I * R = 20 * 0,25 = 5 V. Klopt dus.
 
  • c) Gegeven:
    • U1 = U2 = U3+4 = 5 V
    • I3 = I4 = 0,08 A
    • R3+4 = 50 + 12,5 = 62,5Ω
    • R1 = R2 = 20 Ω
  • Gevraagd: De totale stroomsterkte It
  • Formules:
    • U = I * R, omgebouwd: I = U/R
    • Weerstand in parallel: 1/Rt = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3+4)
    • Spanning in serie: Ut = U1 + U2 + U3 + U4
  • Invullen: 
    • 1/Rt = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3+4) invullen:
    • 1/Rt = (1/20) + (1/20) + (1/62,5) = 0,116
    • 1/Rt = 0,116 → Rt = 1/0,116 = 8,62068966 Ω
    • Ut = 5,0 V en Rt = 8,62068966 Ω invullen in I = U/R = 5/8,62068966 = 0,58 A.
  • Antwoord: De totale stroomsterkte It door de bron bedraagt 0,58 A.
  • Opmerking: Dit zou je ook kunnen berekenen door te berekenen wat de stroomsterkte bedraagt door iedere tak van de parallelschakeling.
 
  • a) Dit is een regelsysteem.
  • b) 
    • Invoer: Versnellingssensor
    • Verwerking: Comparator (vergelijken input van versnellingssensor met waarde van 12 m/s²)
    • Uitvoer: Airbag
  • c) Er wordt een signaal ingesteld dat digitaal gezien (dus als een spanning) overeen zou komen met een vertraging van 12 m/s². Deze referentiespanning wordt continu vergeleken met het signaal van de versnellingssensor. Wanneer de spanning van de versnellingssensor boven de referentiespanning komt, is de uitgang van de comparator hoog en zal daardoor de airbag in werking treden.
 
  • Bol B zal hierna positief geladen zijn. Wanneer de positief geladen staaf in de buurt komt van de twee bollen, zullen alle negatieve deeltjes op bol A gaan zitten. Want positieve en negatieve lading trekken elkaar aan. Wanneer de twee bollen uit elkaar gehaald worden, is er hierdoor op bol A een overschot aan negatieve lading en op bol B een overschot aan positieve lading. Dit komt doordat de negatieve lading die eerst op bol B zat (en waardoor deze eerst neutraal was geladen) naar bol A is toegegaan. Hierdoor is er nu meer positieve dan negatieve lading op bol B te vinden en is deze dus netto positief geladen.
 
  • a) Gegeven:
    • U3 = 7,5 V
    • I1 = I2 = 0,3 A
    • R3 = 25Ω
    • I4 = 0,2 A
  • Gevraagd: De totale stroomsterkte It
  • Formules:
    • U = I * R, omgebouwd: I = U/R
    • Stroomsterkte in parallel: It = I1 + I2 + I3 + I4
  • Invullen: 
    • De totale som van de stroomsterkte in deze schakeling is It = I1 + I3 + I4, omdat R1 en R2 in serie geschakeld staan en daardoor dus dezelfde stroom loopt.
    • Enkel de stroom door R3 is nog onbekend. I = U/R invullen hiervoor geeft: 
    • I3 = Ut/R3 = 7,5/25 = 0,3 A.
    • It = I1 + I3 + I4 invullen geeft It = 0,3 + 0,3 + 0,2 = 0,8 A.
  • Antwoord: De totale stroomsterkte It door de bron bedraagt 0,8 A.
 
  • b) Gegeven:
    • R4 = 35 Ω
    • I4 = 0,2 A
  • Gevraagd: Spanning over R4
  • Formules:
    • U = I * R
  • Invullen: 
    • U = I * R = 0,2 * 35 =  7,0 V
  • Antwoord: De spanning over R4 bedraagt 7,0 V.
 
  • c) Gegeven:
    • U3 = Ut = 7,5 V
    • U4 = 7,0 V
    • I4 = 0,2 A
  • Gevraagd: Weerstand van de koperdraad
  • Formules:
    • U = I * R, omgebouwd: R = U/I
    • Spanning in serie: Ut = U1 + U2 + U3 + U4
  • Invullen: 
    • De totale som van de spanning in één vertakking van de parallelschakeling staat gelijk aan de bronspanning. Er geldt dus:
    • Ut = U4 + Ukoperdraad en dus ook Ukoperdraad = Ut - U4
    • Dit invullen geeft Ukoperdraad = Ut - U4 = 7,5 - 7,0 = 0,5 V. Er staat dus een spanning van 0,5 V over het koperdraad.
    • De stroomsterkte door R4 is dezelfde stroomsterkte door het koperdraad en dit is dus ook 0,2 A.
    • Rkoperdraad = Ukoperdraad/I4 = 0,5/0,2 = 2,5 Ω.
  • Antwoord: De weerstand van het koperdraad is 2,5 Ω.
 
  • d) Gegeven:
    • R = 2,5 Ω
    • A (draaddoorsnede) = 0,02 mm²
    • 𝜌 = 0,017 Ω*mm²/m
  • Gevraagd: l = ?
  • Formule: R = (𝜌 * l) / A, omgebouwd is dit: l = (R * A) / 𝜌
  • Invullen: 
    • l = R * A / 𝜌 = (2,5 * 0,02) / 0,017 = 2,94117647 ≈ 2,94 m
  • Antwoord: Het koperdraad is 2,94 meter lang.
 
  • a) Een LDR. Een LDR is namelijk lichtgevoelig. De weerstand hiervan daalt wanneer er meer licht opvalt.
  • b) De volgende twee poorten van de verwerking zijn in ieder geval nodig:
    • Een comparator om het inkomende signaal te vergelijken met een referentiespanning.
    • Een invertor: Het signaal van de LDR neemt namelijk af wanneer het donker wordt (de weerstand hiervan wordt dan groter). Het digitale signaal moet daarom omgedraaid worden om de schakeling kloppend te laten functioneren. Dus een 0 wordt door de invertor te gebruiken een 1.
  • c) De stroomsterkte van de verwerker is te klein om een lamp te kunnen laten branden. Door het relais in de uitvoer op te nemen, kan er een grotere stroom gebruikt worden.

Deze toets bestellen?

Voordeligst
Lidmaatschap ToetsMij
€ 12,99/mnd
  • Snel nog even wat toetsen oefenen? Kies dan onze meest flexibele optie.
  • Je kunt maandelijks opzeggen.
  • Toegang tot alle vakken bij ToetsMij.
Kies dit abonnement

Wat krijg je bij een abonnement?

  • Toegang tot alle vakken
  • 20 kwalitatieve oefentoetsen per maand
  • Antwoorden, uitwerkingen en toelichtingen
  • Geen stress voor het maken van toetsen
Eenvoudig en veilig betalen met iDEAL of creditcard
3 maanden ToetsMij
€ 12,99
€ 10,99/mnd
  • Voordelig en flexibel. Ideaal als je maar een paar maanden toetsen hoeft te gebruiken.
  • Betaal per kwartaal en bespaar hiermee 2 euro per maand.
  • Toegang tot alle vakken bij ToetsMij.
Kies dit abonnement

Wat krijg je bij een abonnement?

  • Toegang tot alle vakken
  • 20 kwalitatieve oefentoetsen per maand
  • Antwoorden, uitwerkingen en toelichtingen
  • Geen stress voor het maken van toetsen
Eenvoudig en veilig betalen met iDEAL of creditcard
1 jaar ToetsMij
€ 12,99
€ 7,50/mnd
  • Favoriete keuze van meer dan 70% van de gebruikers.
  • Betaal slechts 90 euro per jaar en bespaar hiermee 65 euro.
  • Geniet van een volledig jaar toegang tot alle vakken bij ToetsMij.
Kies dit abonnement

Wat krijg je bij een abonnement?

  • Toegang tot alle vakken
  • 20 kwalitatieve oefentoetsen per maand
  • Antwoorden, uitwerkingen en toelichtingen
  • Geen stress voor het maken van toetsen
Eenvoudig en veilig betalen met iDEAL of creditcard

Dit zeggen leerlingen en ouders

10

Cijfers omhoog

Onze zoon had in februari zeker 12 minpunten. Hij is gestart met oefenen via Toets mij en heeft een geweldige eindsprint getrokken en afgelopen week bijna het onmogelijke waargemaakt. Er zijn nog maar 2 minpunten over en nog niet alle toetsen zijn terug. Het heeft onze zoon enorm geholpen, omdat er breed getoetst wordt en de vraagstelling, zoals van hem begrepen, overeenkomt met de toets. Als je de oefentoetsen goed kunt maken, beheers je de stof echt goed!

AP
9.0

Fijn dat leerlingen alvast een keer een toets kunnen oefenen die eruit ziet zoals op school.

Wij hebben sinds kort Toetsmij, omdat onze dochter het erg lastig heeft met Wiskunde. Op deze manier kan ze het hoofdstuk oefenen met een toets die qua vraagstelling overeenkomt met de toetsen op school. Nu kan ze dit dus eerst oefenen voordat ze de echte toets moet doen. Als docent Engels die werkt met Of Course en All Right kan ik bevestigen dat de toetsen grotendeels overeenkomen met de vraagwijze van de methode zelf. Dat is dus heel fijn voor leerlingen om te oefenen. We hadden heel even een dingetje met het nakijken, want de uitwerkingen werden niet goed weergegeven. Even een mailtje en binnen een dag reactie en ICT ging meteen aan de slag met het herstellen van de uitwerkingen. Super contact, goede dienstverlening! Aanrader!

Lelani van den Berg
10

Zéér tevreden!!

Lid geworden voor mijn zoon in leerjaar 1 van (toen 13) inmiddels 15. Hij zit nu in leerjaar 3 HAVO. Elk boek is makkelijk te vinden en alsmede mailt met een probleem omdat hij Duits krijgt uit een boek van leerjaar 2 word dit zelfs op zondag binnen een half uur opgelost en toegevoegd aan ons account! Zo’n toffe service zie je niet vaak meer! Dus wij zijn zéér tevreden. Sinds we het nu weer gebruiken (tijdje niet gebruikt) scoort hij weer voldoendes en zelf voor wiskunde een 8.8!

Linda Ockers
Bekijk alle reviews

Zoek in meer dan 10.000 toetsen

Echte toetsvragen, precies aansluitend op jouw lesmethode en leerjaar. Voor klas 1 t/m 6 van vmbo-t t/m gymnasium.

Ik zit in het
en doe
ik wil beter worden in