Nova NaSk1 4e ed - Hoofdstuk 4 - Elektriciteit oefentoetsen & antwoorden

  Grootheid Symbool Eenheid  Symbool Spanning U Volt V Stroomsterkte I Ampère A Weerstand R Ohm Ω Vermogen P Watt W Elektrische energie E Joule J Capaciteit C Ampère uur Ah   In een stroomkring gebruik je geleiders, zoals koperdraad, omdat deze de stroom kunnen geleiden en je een gesloten stroomkring kan creëren. Bij gebruik van een isolator wordt de stroomkring onderbroken en gaat er niks werken.    Mogelijk antwoord voor een gelijkspanning is een batterij of een accu. Voor een wisselspanning is een mogelijk antwoord een dynamo.    Wanneer je met een hoge spanning de energie vervoerd, betekent dat automatisch een lage stroomsterkte. En hoe lager de stroomsterkte, hoe minder energieverlies (in de vorm van warmte).   Een transformator bestaat altijd uit een primaire spoel en een secundaire spoel die om een weekijzeren kern zijn bevestigd.   Een aardlekschakelaar controleert of er nergens in huis stroom weglekt. (Toelichting: Bijvoorbeeld omdat de isolatie ergens kapot gegaan is. Wanneer de aardlekschakelaar een verschil merkt tussen de ingekomen stroomsterkte en de uitgaande stroomsterkte (meer dan 30 mA) schakelt de aardlekschakelaar de stroom in het hele huis uit. Wanneer dat gebeurt moet je eerst kijken welk apparaat er stroom lekte, voordat je de aardlekschakelaar weer aan zet. ) Een zekering neemt een deel van het huis op zich en controleert of er in een bepaald gedeelte van een huis niet te veel stroom wordt verbruikt. (Toelichting: Over het algemeen zijn de zekeringen 16 A. Zodra er in een gedeelte van het huis meer dan 16 A wordt gebruikt, gaat de zekering stuk en valt in dat gedeelte van het huis de stroom weg. Een apparaat uitzetten kan al voldoende zijn om de zekering weer in te schakelen. )   Bij apparaten met een metalen buitenkant. (Toelichting:  Bijvoorbeeld een wasmachine.)  Dit is om te voorkomen dat er bij stroomlekkage spanning op de buitenkant van het apparaat komt te staan. (Toelichting: De gelekte stroom wordt dan weggeleid naar de aarde. Wanneer er meer dan 30 mA weglekt, slaat de aardlekschakelaar alle stroom af. Koop daarom nooit apparaten met een metalen buitenkant zonder randaarde.)   De weerstand reken je uit met de formule R = U/I (weerstand in Ohm = Spanning in Volt / Stroomsterkte in Ampère)    Het elektrische vermogen reken je uit met de formule P = U x I (Vermogen in Watt = Spanning in Volt x Stroomsterkte in Ampère)   De elektrische energie reken je uit met de formule E = P x t (Energie in Joule = Vermogen in Watt x tijd in seconde) of met E = U x I x t (Elektrische energie in Joule = Spanning in Volt x Stroomsterkte in Ampère x tijd in seconde)   De capaciteit (C)Reken je uit met de formule C = I x t (Capaciteit in Ah = Stroomsterkte in Ampère x tijd in uur)   Er wordt alleen maar stroom opgewekt wanneer het magnetische veld t.o.v. de spoel beweegt. Dus of de magneet moet bewegen of de spoel moet bewegen. Dat geeft de volgende antwoorden: a) Nee, want er is geen beweging ten opzichte van elkaar.  b) Ja, want er is beweging ten opzichte van elkaar.  c) Ja want er is beweging ten opzichte van elkaar.    Er geldt dat 1 kWh gelijk is aan 3.600.000 Joule of 3,6 MJ   Hieronder staat de grafiek. Let op dat je de spanning (U) op de x-as zet en de stroomsterkte (I) op de y-as. Vergeet de astitels niet en vermeld daarbij ook de eenheden! Belangrijk is ook dat het een duidelijke grafiek wordt, dus maak een grafiek van minimaal 5 cm bij 5 cm. Mag ook groter. Hoe groter, hoe beter je het uiteindelijk kunt aflezen.  Om de weerstand te berekenen gebruik je de formule R = U/I of je kijkt naar de steilheid van de lijn, dat is ook prima. Neem altijd de grootste getallen, zo heb je minste foutmarge. In dit geval neem je voor de spanning U=5 V en voor de stroomsterkte I = 3,5. Er volgt dan R=U/I = 5/3.5= 1,4 Ω Gegeven: Spanning (U) = 4*1,5 Volt = 6 VoltStroomsterkte (I) = 0,5 AmpèreGevraagd: Elektrische vermogen (P) in WattFormule: P = U x IBerekening: P = 6 x 0,5 = 3 Watt.Conclusie: Dat betekent dat deze batterijen elke seconde 3 Joule aan energie leveren.    Gegeven: Vermogen (P) = 3 WattTijd (t) = 3,5 uur = 3,5x60x60 = 12.600 secondeGevraagd: Elektrische energie (E) in Joule (J)Formule: E = P x tBerekening: E = 3 x 12.600 = 37.800 Joule = 37,8 kJConclusie: De verbruikte elektrische energie is 37,8 kJLet op: de gegevens die je in moet vullen, moeten wel in de juiste eenheden staan. Dus zorg dat je tijd omrekent in seconde en de elektrische energie moet (zie vraag) in kiloJoule worden gegeven.    Gegeven: Stroomsterkte (I) = 0,5 AmpèreTijd (t) = 4 uurGevraagd: Capaciteit in AhFormule: C = I x tBerekening: C = 0,5 x 4 = 2 AhConclusie: De capaciteit van de radio is 2 Ah   De verhouding tussen de spanningen (van primaire spoel en secundaire spoel) moet hetzelfde zijn als de verhouding tussen het aantal windingen (van de primaire en secundaire spoel. Gegeven: Up = 230 Volt (want stopcontact)Ip = 16 AmpèreUs = 45 VoltGevraagd: Stroomsterkte in de secundaire spoel (Is) in AmpèreFormule: Pp=Ps → Up x Ip = Us x IsBerekening: 230x16 = 45x …3680 = 45 x …..Is = 3680/45 = 81,8 AmpèreConclusie: De secundaire stroom kan maximaal 81,8 Ampère worden.   1 kWh = 3,6 MJ Dus om van Joule naar kWh te gaan, moet je delen door 3.600.000.  30.000.000/3.600.000 = 8,3 kWh.   In de vorige vraag had je al berekend dat het per dag neerkomt op 8,3 kWh per dag. Voor een jaar geldt dan 8,3 x 365 = 3.029,5 kWh. 1 kWh kost € 0,25 dus 3.029,5 kWh kost dan € 0,25 x 3029,5 = € 757,38