Pulsar Nask1 3e ed FLEX - Hoofdstuk 9 - Werken met elektriciteit oefentoetsen & antwoorden

De sterkte van een elektromagneet hangt af van:Het aantal windingen van de spoelDe stroomsterkte door de spoelDe ijzeren kern in de spoelEen prototype is het eerste voorbeeld wat je van een ontwerp maakt.In een transformator zit een primaire spoel (aangesloten op de wisselspanning en wordt een elektromagneet) en een secundaire spoel (wekt een wisselspanning op door het magnetisch veld).De drie aansluitpunten van een transistor zijn:De basisDe collectorDe emitterEen LDR (Light Dependent Resistor) is een lichtgevoelige weerstand. De weerstand daalt als er meer licht op valt. Er gaat dan meer stroom door de schakeling. Niet waar, een relais is een schakelaar die door een elektromagneet wordt bediend.Waar.Niet waar. Om te voorkomen dat de draden van de hoogspanningskabels warm worden, moet de spanning hoog zijn en de stroomsterkte laag. Daardoor wordt het energieverlies beperkt.Waar.Niet waar. Hoe groter de stroomsterkte, des te kleiner is de weerstand, zie ook de formule $R = \frac{U}{I}$. (Vul eventueel getallen in en kijk wat het doet met de berekening.) De twee verschillen tussen een permanente magneet en een elektromagneet zijn:Een permanente magneet is altijd magnetisch; een elektromagneet kan je aan- en uitzetten.Een permanente magneet heeft een vaste noordpool en zuidpool; bij een elektromagneet wisselen de noordpool en zuidpool zich om als je de stroomrichting omdraait.De juiste antwoorden zijn:Deze magneten zullen elkaar aantrekken. Een noordpool en een zuidpool trekken elkaar aan.Deze magneten zullen elkaar afstoten. Een zuidpool en een zuidpool stoten elkaar af. Deze magneten zullen elkaar aantrekken. Een noordpool en een zuidpool trekken elkaar aan.Deze magneten zullen elkaar afstoten. Een noordpool en een noordpool stoten elkaar af.Permanente magneetElektromagneetEen autosloopbedrijfXIets ophangen op een whiteboardXScheiden van huisvuilXEen kompasXIJzeren spijkers en koperen schroeven van elkaar scheidenX De juiste plekken zijn:ConusSpoelMagneetD – E – C – A – B – F Gegeven:$n_p = 4200\ windingen$$U_p = 50\ V$$U_s = 3,7\ V$ Gevraagd:$n_s = ?\ windingen$ Formule:$\frac{U_p}{U_s} = \frac{n_p}{n_s}$Berekening:$\frac{50}{3,7} = \frac{4200}{n_s}$$\frac{4200}{n_s} = \frac{50}{3,7}$$n_s = \frac{4200 \times 3,7}{50} = 310,8\ windingen$Conclusie:De secundaire spoel heeft 311 windingen.Gegeven:$n_p = 4200\ windingen$$U_p = 50\ V$$n_s = 200\ windingen$ Gevraagd:$U_s = ?\ windingen$ Formule:$\frac{U_p}{U_s} = \frac{n_p}{n_s}$Berekening:$\frac{50}{U_s} = \frac{4200}{200}$$U_s = \frac{50 \times 200}{4200} = 2,38\ V$Conclusie:De spanning in de secundaire spoel is 2,4 V. Schakelschema A is een voorbeeld van een parallelschakeling; schakelschema B is een voorbeeld van een serieschakeling.In een serieschakeling zijn de lampjes achter elkaar geschakeld. De stroom moet dus door twee lampjes.In een parallelschakeling verdeelt de stroom zich over twee lampjes. De lampjes zijn niet achter elkaar geschakeld.Gegeven:R1=5 ΩR_1 = 5\ \OmegaR1​=5 ΩR2=3 ΩR_2 = 3\ \OmegaR2​=3 Ω Gevraagd:Rv=? ΩR_v = ?\ \OmegaRv​=? Ω Formule:In een parallelschakeling geldt 1Rv=1R1+1R2\frac{1}{R_v} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}Rv​1​=R1​1​+R2​1​Berekening:1Rv=15+13\frac{1}{R_v} = \frac{1}{5} + \frac{1}{3}Rv​1​=51​+31​1Rv=0,2+0,33\frac{1}{R_v} = 0,2 + 0,33Rv​1​=0,2+0,331Rv=0,53\frac{1}{R_v} = 0,53Rv​1​=0,53Rv=10,53=1,89 ΩR_v = \frac{1}{0,53} = 1,89\ \OmegaRv​=0,531​=1,89 ΩConclusie:De vervangingsweerstand in de parallelschakeling is 1,9 Ω.Gegeven:R1=5 ΩR_1 = 5\ \OmegaR1​=5 ΩR2=3 ΩR_2 = 3\ \OmegaR2​=3 Ω Gevraagd:Rv=? ΩR_v = ?\ \OmegaRv​=? Ω Formule:In een serieschakeling geldt Rv=R1+R2R_v = R_1 + R_2Rv​=R1​+R2​Berekening:$R_v = 5 + 3 = 8\ \Omega$Conclusie:De vervangingsweerstand in de serieschakeling is 8 Ω.Gegeven:Rv,parallel=1,9 OmegaR_{v,parallel} = 1,9\ OmegaRv,parallel​=1,9  ΩRv,serie=8 ΩR_{v,serie} = 8\ \OmegaRv,serie​=8 ΩU=9 VU = 9\ VU=9 V Gevraagd:Iparallel=? AI_{parallel} = ?\ AIparallel​=? AIserie=? AI_{serie} = ?\ AIserie​=? A Formule:R=UIR = \frac{U}{I}R=IU​Berekening:Voor de parallelschakeling geldt:1,9=9Iparallel1,9 = \frac{9}{I_{parallel}}1,9=Iparallel​9​: 1,9      : 1,9Iparallel=9:1,9=4,74 AI_{parallel} = 9 : 1,9 = 4,74\ AIparallel​=9:1,9=4,74 AVoor de serieschakeling geldt:8=9Iserie8 = \frac{9}{I_{serie}}8=Iserie​9​: 8      : 8Iserie=9:8=1,13AI_{serie} = 9 : 8 = 1,13 AIserie​=9:8=1,13AConclusie:De stroomsterkte in de parallelschakeling is 5 A.De stroomsterkte in de serieschakeling is 1 A. Het is belangrijk dat de pot niet gemaakt is van metaal, omdat anders de pot de stroom gaat geleiden in plaats van de tuinaarde. De naald blijft in deze stand staan, omdat de naald de stand inneemt volgens het aardmagnetische veld (een kompasnaald wijst altijd naar het noorden).Antwoord C.Toelichting:Water heeft een geleidende werking en is dus een goede geleider.De weerstand wordt dus kleiner.En de stroomsterkte wordt dan groter (gebruik de formule R=UIR = \frac{U}{I}R=IU​. Vul eventueel getallen in en kijk wat het doet met de berekening.)Rond de spoel ontstaat een magnetisch veld. De kompasnaald richt zich in de stand van het magnetische veld. 1. Uiteinde 2 van de kern is een noordpool/zuidpool.2. Uiteinde 3 van de kern is een noordpool/zuidpool.Toelichting:Het uiteinde van de kompasnaald is een noordpool. Een noordpool en zuidpool trekken elkaar aan, dus uiteinde 2 is een zuidpool.Uiteinde 3 is dus weer een noordpool (een zuidpool en een zuidpool zullen elkaar afstoten). Voorbeelden van een juist antwoord zijn:De weerstand verlaagt de stroomsterkte door/de spanning over de leds.De weerstand verlengt de levensduur van de leds.De weerstand verlaagt de kans dat de leds doorbranden.De weerstand voorkomt dat de leds kapot gaan.1. De batterijen zijn in serie/parallel geschakeld.2. De spanning van één batterij is 1,5 V/4,5 V.3. De stroomsterkte door de weerstand is even groot als/groter dan/kleiner dan de stroomsterkte door één led.4. Als een van de leds kapot is, doen de andere leds het ook niet/wel.Toelichting:De batterijen zijn achter elkaar geschakeld, dus zijn ze in serie met elkaar.Er zijn drie batterijen, en omdat ze in serie geschakeld zijn mag je ze bij elkaar optellen. 4,5 : 3 = 1,5 V per batterij.De weerstand verlaagt de stroomsterkte, dus moet de stroomsterkte door de weerstand groter zijn dan de stroomsterkte door één led.De leds zijn parallel geschakeld, dus als een van de leds kapot is, doen de andere leds het wel.Antwoord B.Toelichting:De vervangingsweerstand in een parallelschakeling wordt berekend met de formule $\frac{1}{R_v} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$. De vervangingsweerstand is altijd kleiner dan de kleinste weerstand in de schakeling, dus de kleinste weerstand is groter dan 50 Ω.Gegeven:$U_{totaal} = 4,5\ V$$R_v = 50\ \Omega$ Gevraagd:$I = ?\ A$ Formule:$R = \frac{U}{I}$Berekening:$50 = \frac{4,5}{I}$: 50     : 50$4,5 : 50 = 0,09\ A$$0,09 \times 1000 = 90\ mA$Conclusie:De stroomsterkte in de schakeling is 90 mA. Antwoord B.Toelichting:Antwoord A is niet juist, omdat met een ijzeren kern in de spoel het magnetische veld nog sterker wordt.Antwoord B is juist, want een elektromagneet werkt op gelijkspanning (en er wordt een wisselspanning opgewekt in een spoel).Antwoord C is niet juist, omdat een spoel geen permanent magnetisch veld heeft (een permanente magneet wel).Gegeven:$n_s = 18\ windingen$$U_p = 230\ V$$U_s = 1,2\ V$ Gevraagd:$n_p = ?\ windingen$ Formule:$\frac{U_p}{U_s} = \frac{n_p}{n_s}$Berekening:$\frac{230}{1,2} = \frac{n_p}{18}$$\frac{n_p}{18} = \frac{230}{1,2}$$n_p = \frac{18 \times 230}{1,2} = 3450\ windingen$Conclusie:De primaire spoel heeft 3450 windingen. De twee onderdelen in een dynamo die nodig zijn om elektrische energie op te wekken zijn:Een spoelEen magneetToelichting:Het symbool van een lampje mag je in dit geval niet gebruiken; je moet het symbool van een LED tekenen. De leds zijn parallel geschakeld. Antwoord B. Gegeven:$U_{batterij} = 9\ V$$U_{zoemer} = 3,6\ V$$I = 15\ mA$ Gevraagd:$R = ?\ \Omega$ Formule:$R = \frac{U}{I}$Berekening:$I = 15 : 1000 = 0,015\ A$$U_{weerstand} = 9 – 3,6 = 5,4\ V$ (de weerstand moet de spanning dus met 5,4 V verlagen)$R = \frac{5,4}{0,015} = 360\ \Omega$Conclusie:De weerstand is 360 Ω.1. Als iemand op de deurmat staat, loopt er een stroom door de basis/collector/emitter.2. Daardoor gaat er een stroom lopen van de collector naar basis/basis naar collector/collector naar emitter/emitter naar collector.Toelichting:De stroom loopt door de basis van de transistor.Doordat er een stroom door de basis loopt, schakelt de stroom de verbinding tussen de collector en de emitter open.De condensator zorgt ervoor dat het geluid langer hoorbaar is.De condensator kan voor een korte tijd elektrische lading opslaan. Als iemand niet meer op de mat staat, dan is de condensator een spanningsbron voor de zoemer en is de zoemer dus langer te horen (ook al staat die persoon niet meer op de mat).