Nova Nask MAX 2021 deel A - Hoofdstuk 4 - Elektriciteit oefentoetsen & antwoorden

Een geleider is een stof waar een elektrische stroom gemakkelijk doorheen kan lopen; een isolator is een stof die een elektrische stroom niet of heel slecht doorlaat.Een condensator kan elektrische lading opslaan. Ze worden veel gebruikt om onderdelen te beschermen tegen snelle spanningsveranderingen.De drie voordelen van een parallelschakeling zijn:Je kan elk apparaat met een eigen schakelaar aan- en uitdoen.Als één apparaat kapot gaat, kunnen de andere blijven werken.Elk apparaat krijgt de volledige spanning van de spanningsbron.Het vermogen van een apparaat hangt af van:De spanning waarop het apparaat werkt.De stroomsterkte die door het apparaat loopt. Waar. Niet waar, de netspanning in Nederland is 230 V.Niet waar, het symbool staat voor een ampèremeter (stroommeter).Waar. Om een elektrische stroom te laten lopen is het belangrijk dat de stroomkring gesloten is. (Dat kan bijvoorbeeld met een schakelaar.)Om een lampje te laten branden, heeft Thyara het volgende nodig:Een spanningsbron, zoals een batterij.Stroomdraden, zodat het een gesloten stroomkring is.Een ampèremeter (ook wel stroommeter genoemd) mag je overal in de stroomkring opnemen. In onderstaande schakelschema’s zie je twee manieren om de stroomsterkte te meten. Het verschil tussen ‘gewone’ batterijen en herbruikbare batterijen is dat je ‘gewone’ batterijen na gebruik moet weggooien. Herbruikbare batterijen kan je opladen na gebruik.Als een batterij (bijna) leeg is, dan kan het niet meer genoeg lading produceren om de spanning op peil te houden. (De lading in de batterij wordt geproduceerd door stoffen in de batterij, die bij gebruik langzaam opraken.)Als de batterijen in serie worden geschakeld, mag je de spanningen bij elkaar optellen. De totale spanning is dus $1,5 + 1,5 + 1,5 = 4,5\ V$. Let wel op dat alle batterijen in dezelfde richting zitten, anders haal je de spanning van deze batterij er juist vanaf.Een transformator zorgt er voor dat de netspanning wordt omgezet in een lage spanning, bijvoorbeeld voor het opladen van de mobiele telefoon. Het is belangrijk om schakelschema’s te kunnen tekenen, omdat:Schakelschema’s vertellen welke onderdelen je nodig hebt.Schakelschema’s je kunnen vertellen hoe je de onderdelen met elkaar verbindt. Zie onderstaande afbeeldingen.Toelichting:Bij een serieschakeling (links) staan de drie lampjes achter elkaar geschakeld.In een parallelschakeling (rechts) heeft ieder lampje zijn eigen stroomkring.De kerstverlichting is een serieschakeling. Als er één lampje stuk gaat, zullen de andere lampjes ook niet branden.De stroom kan niet door het kapotte lampje stromen, dus zullen de andere lampjes ook niet branden omdat het geen gesloten stroomkring meer is. Zie onderstaande tabel.GrootheidSymboolEenheidSymboolSpanningUVoltVStroomsterkteIAmpèreAVermogenPWattWZie onderstaande tabel.420 mA= 0,420 A0,028 A= 28 mA34500 mA= 34,5 A0,300 A= 300 mA8342 mA= 8,342 AToelichting:1 A = 1000 mA, dus als je van ampère naar milli-ampère wilt rekenen, dan vermenigvuldig je het met 1000. Bijvoorbeeld $0,028 \times 1000 = 28\ mA$.0,001 A = 1 mA, dus als je van milli-ampère naar ampère wilt rekenen, dan deel je door 1000. Bijvoorbeeld $420 : 1000 = 0,420\ A$.Gegeven:$I = 11\ A$$P = 2400\ W$$U = 230\ V$Gevraagd:Komt het berekende vermogen overeen met het vermogen dat op het typeplaatje staat?Formule:$P = U \times I$ of in woorden: $vermogen = spanning \times stroomsterkte$Berekening:$P = 230 \times 11 = 2530\ W$Conclusie:Het berekende vermogen van 2530 W komt niet overeen met het vermogen dat op het typeplaatje staat (2400 W).(Dit komt door de “vermogensfactor”: de hoeveelheid elektrische energie die aan de motor wordt geleverd is niet hetzelfde als de hoeveelheid elektrische energie die de motor daadwerkelijk gebruikt. Vaak gaat er ook energie verloren aan bijvoorbeeld warmte.) Zie onderstaande tabel.MateriaalIsolatorGeleiderGoudXIJzerXRubberXHoutXKoperXToelichting:Een isolator is een materiaal dat de elektrische stroom niet geleidt. Deze materialen worden vaak gebruikt om mensen tegen de gevaren van elektriciteit te beschermen.Een geleider is een materiaal dat de elektrische stroom gemakkelijk doorlaat. Geleiders worden vaak gebruikt om elektriciteit te vervoeren.Koper is een metaal en geleidt de elektriciteit goed. Het plastic heeft daarentegen een isolerende werking en zal er voor zorgen dat je geen stroomschok krijgt bij het aanraken van de elektriciteitsdraad. Men raadt het af om te gaan zwemmen in open water, omdat water een goede geleider is en je dus een levensgevaarlijke stroomschok zou kunnen krijgen.Als de bliksem inslaat in het water, verspreidt de elektrische stroom snel door het water. (Dit komt doordat water uit opgeloste zouten bestaat, en daardoor een goede geleider is.)Het is veilig om in een auto, vrachtwagen of bus te zitten als het onweert, omdat de voertuigen van metaal zijn gemaakt. Het metaal zal de elektriciteit naar de grond geleiden, mocht er bliksem inslaan.Metaal is een goede geleider van elektrische stroom. De vogel maakt geen contact met de aarde, en vormt daardoor geen gesloten stroomkring. (Ook raakt de vogel maar één kabel aan, waardoor er geen spanningsverschil is tussen beide poten. Er loopt dus geen stroom door zijn lichaam.)Als de vogel zowel de kabel als de mast aanraakt, vormt zijn lichaam een gesloten stroomkring tussen een hoge spanning (de kabel) en een lagere spanning (de mast/aarde). Er zal een stroom door zijn lichaam lopen: de vogel wordt geëlektrocuteerd.De medewerkers dragen kleding en handschoenen van isolerend materiaal, zodat de elektrische stroom niet door hun lichaam kan lopen. Een condensator is geen geschikte spanningsbron, omdat een condensator geen constante spanning levert. Als Lisa de motor of het lampje zal aansluiten, dan geeft het lampje al snel minder licht (of gaat uit) en zal de motor het niet goed doen.De totale spanning zal zijn $9 + 9 + 9 = 27\ V$. De spanningen van batterijen die in serie zijn geschakeld mag je bij elkaar optellen.Het grote nadeel van een zonnecel als spanningsbron is dat de zonnecel alleen spanning zal leveren als de zon schijnt. Zie onderstaande schakelschema’s.In het linkerschakelschema is er sprake van een serieschakeling (de lampen zijn achter elkaar geschakeld en gaan aan en uit met een schakelaar); in het rechterschema staat een parallelschakeling (de lampen zijn parallel geschakeld). Gegeven:$I = 2,0\ A$$U = 5,0\ V$ Gevraagd:$P = ?\ W$ Formule:$P = U \times I$Berekening:$P = 5,0 \times 2,0 = 10\ W$Conclusie:Het vermogen van de oplader is 10 W.Gegeven:$P = 65\ W$$U = 20\ V$ Gevraagd:$I = ?\ A$ Formule:$P = U \times I$Berekening:$65 = 20 \times I$$65 : 20 = 3,25\ A$Conclusie:De stroomsterkte is 3,25 A.