Nova NaSk1 MAX 2021 deel A - Hoofdstuk 1 - Elektriciteit oefentoetsen & antwoorden

Je meet de stroomsterkte met een stroommeter (of Ampèremeter) en je sluit deze in serie aan.Bruine draad: fasedraadBlauwe draad: nuldraadZwarte draad: schakeldraad.Er ontstaat kortsluiting wanneer de fasedraad contact maakt met de nuldraad. De weerstand wordt dan heel laag, waardoor de stroomsterkte heel groot wordt. Het vermogen (P) in Watt bereken je door de spanning (U) in Volt te vermenigvuldigen met de stroomsterkte (I) in Ampère. Formule: $P = U \cdot I$.Een zekering schakelt uit wanneer er te veel apparaten zijn aangesloten op een groep en daardoor de stroomsterkte te hoog (= hoger dan 16A) is geworden.Een aardlekschakelaar schakelt uit wanneer er stroom ‘lekt’. De inkomende stroomsterkte wijkt af van de uitgaande stroomsterkte.  GrootheidSymboolEenheidSymboolStroomsterkteIAmpèreAVermogenPWatt (of kilowatt)W of kWSpanningUVoltVEnergieverbruikEKilowattuurkWhTijdtuuru 100 mA = 0,01 A5.000 mA = 5 A650 W = 0,65 kW0,07 kW = 70 W De stroommeter is nu parallel geschakeld. Peter moet de stroommeter in serie met het lampje schakelen om de stroom door het lampje te kunnen meten. Deze apparaten zijn parallel geschakeld.Als ze in serie geschakeld zouden zijn, dan zou alles uitvallen op het moment dat je één apparaat uit zou zetten. Gegeven lamp 1: Spanning (U) = 6,0 Volt en Stroomsterkte (I) = 0,5 AGevraagd: Vermogen (P) in WattFormule: $P = U x\cdot I$Berekening: $P = 6,0 \cdot 0,5 = 3,0 \ W$ Gegeven lamp 2: Spanning (U) = 6,0 Volt en Stroomsterkte (I) = 0,25 AGevraagd: Vermogen (P) in WattFormule: $P = U x\cdot I$Berekening: $P = 6,0 \cdot 0,25 = 1,5 \ W$Conclusie: lamp 1 heeft een vermogen van 3 W en lamp 2 heeft een vemogen van 1,5 W. Lamp 1 brandt waarschijnlijk het felst, want die heeft het grootste vermogen. Omdat er in de badkamer vaak vocht aanwezig is, en dit je huid vochtig maakt. Hierdoor wordt de contactweerstand lager en kan er een grotere stroom door je lichaam lopen. De wasmachine en de droger moeten geaard zijn, omdat deze een metalen buitenkant hebben. Om ervoor te zorgen dat de buitenkant niet onder stroom kan komen te staan, moet de stekker geaard zijn.  Dit is een parallelschakeling, want de schakeling heeft twee ‘takken’ onder elkaar. De stroommeter zit zo in de schakeling dat deze alleen de stroomsterkte over het tweede lampje meet. Dat betekent dat je maar de helft van de totale stroomsterkte meet, dus 0,3 A.Toelichting: Bij een parallelschakeling is de totale stroomsterkte gelijk aan de optelsom van de afzonderlijke stroomsterktes, oftewel $I_{tot} = I_1 + I_2$. Omdat gegeven is dat het twee dezelfde lampjes zijn, loopt dus over elk van de twee de helft, zodat je uitkomt op $I_{tot} = 0,3 + 0,3 = 0,6 \ A$. Bedenk dat je bij een parallelschakeling alle stroomsterktes bij elkaar moet optellen om de totale stroomsterkte te krijgen.In formulevorm: $I_{tot} = I_1 + I_2 + I_3 + I_4$Invullen geeft: $I_{tot} = 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 = 2$ Ampère.Gegeven: Spanning: $U = 1,5$ VoltStroomsterkte: $I_{tot}= 2$ AmpèreGevraagd: Elektrische vermogen ($P$) in WattFormule: $P = U \cdot I$Berekening: $P = U \cdot I = 1,5 \cdot 2 = 3$ Watt.Conclusie: Het vermogen is 3 Watt. Gegeven: Vermogen: $P$ = 3 Watt = 0,003 kWTijd: $t = 3,5$ uurGevraagd: Elektrische energie $E$Formule: $E = P \cdot t$Berekening: $E = P \cdot t = 0,003 \cdot 3,5 = 0,0105$ kWhConclusie: De verbruikte elektrische energie is 0,0105 kWh. De maximale stroomsterkte is 16 A en dat is omdat wanneer de stroomsterkte hoger wordt, het materiaal dat de stroom geleidt (vaak koperdraad) te warm wordt en er brandgevaar ontstaat.  Gegeven: De maximale stroomsterkte (I) per groep is 16 A en de maximale spanning (U) is 230 Volt. Gevraagd: Het vermogen (P).Formule: $P = U \cdot I$ Berekening: $P = 230 \cdot 16 = 3 680$ WConclusie: Dat betekent dat het maximale vermogen 3 680 Watt kan zijn. Gegeven: P = 2800 kWh en E = 1.245.000 kWGevraagd: tijd in dagenFormule: E=P⋅tE = P \cdot tE=P⋅t, dus t=EPt = \frac{E}{P}t=PE​Berekenen: ttt (in uren) = EP=1.245.0002800=444,64\frac{E}{P} = \frac{1.245.000}{2800} = 444,64PE​=28001.245.000​=444,64 uren. Deel door 24 uur om het aantal dagen te krijgen: 44,46 / 24 = 18,5 dag.Conclusie: 18,5 dag. Werkwijze: We moeten eerst berekenen wat het vermogen van de lamp is. Daarmee berekenen we hoeveel energie ze verbruikt. Vervolgens kunnen we dan de kosten berekenen.Gegeven: $I = 0,13 \ A$ $t = 3 \ u$ per dag = $3 \cdot 365 = 1095 \ u$ per jaar1 kWh =  € 0,23(En $U = 230 \ V$, van het lichtnet).Gevraagd: kosten in euro per jaarFormules: $P = U \cdot I$$E = P \cdot t$Berekenen: Bereken het vermogen van de lamp: $P = U \cdot I = 230 \cdot 0,13 = 29,9 \ W$Om het energieverbruik te berekenen in kWh rekenen we het vermogen om naar kW. Dat geeft P = 0,0299 kWNu het energieverbruik: $E = P \cdot t = 0,0299 \cdot 1095 = 32,7405 \ kWh$De kosten zijn dan $32,7405 \cdot 0,23 = 7,53$ euroConclusie: Ze moet dan € 7,53 betalen. De stroom valt uit, want die wordt door de aardlekschakelaar automatisch uitgeschakeld. De drie draden die naar een geaard stopcontact lopen zijn de fasedraad, de nuldraad en de aarddraad. Alleen op de fasedraad staat spanning, dus deze heeft de elektricien als derde geraakt. Over de volgorde van de nuldraad en aarddraad is hier niet te zeggen. Aangezien de stroom door de elektricien naar de aarde loopt, is er een lekstroom. In dit geval zal dus de aardlekschakelaar de spanning uitschakelen. Dit gebeurt bij een lekstroom van 30mA, zodat de schok niet dodelijk is.