NaSk Mavo
NaSk

Elektriciteit

Inleiding

Bekijk Breaking News:



Bij elektrische stroom stromen de elektronen door een draad. De spanningsbron duwt de elektronen door de draad. De elektronen stromen van de min-kant van de spanningsbron naar de plus-kant van de spanningsbron. Er is afgesproken dat de elektrische stroom van plus naar min stroomt. Net andersom dus. De hoeveelheid elektronen die door een stroomkring stromen, noemen we stroomsterkte.

Elektronen worden door een apparaat een beetje tegengehouden. Ze moeten 'moeite' doen om door een elektrisch apparaat te stromen. Met 'weerstand' geven we aan hoe sterk de elektronen worden tegengehouden.

Als elektrische stroom door een lamp gaat, wordt de elektrische energie omgezet in andere soorten energie. Bij een lamp wordt elektrische energie omgezet in warmte (thermische energie) en in licht (stralingsenergie).
Vermogen is de hoeveelheid energie die in 1 seconde omgezet wordt in een ander soort energie.

Spanning:de 'kracht' waarmee de elektronen door een geleider geduwd worden.
Stroomsterkte:de hoeveelheid elektronen die door een geleider stromen.
Weerstand:de 'kracht' waarmee de elektronen worden tegengehouden.
Vermogen:de hoeveelheid energie die per seconde wordt omgezet.
Energie:de mogelijkheid om arbeid te verrichten.


Bekijk de volgende film vanaf 7:40



Bij het tekenen van een elektrische schakeling gebruiken we symbolen:

Symbool voor een spanningsbron
Symbool voor een lampje
Symbolen voor een open en een gesloten schakelaar
Symbolische weergave van een gesloten stroomkring

Serie en parallel

Een schakeling met twee weerstanden kun je op twee manieren maken: serie en parallel.

Bij een serieschakeling moeten de elektronen door beide weerstanden. Elektronen worden dus twee keer een beetje tegengehouden.

Bij een parallelschakeling kunnen de elektronen 'kiezen' door welke weerstand ze gaan. Als weerstand nummer 1 de elektronen minder sterk tegen houdt dan weerstand 2, zullen er meer elektronen door weerstand 1 gaan. Als beide weerstanden even sterk zijn, wordt de elektrische stroom netjes verdeeld; de helft door weerstand 1 en de andere helft door weerstand 2.

Serieschakeling. Twee weerstanden in serie.
Parallelschakeling. Twee weerstanden parallel.


serieschakelingparallelschakeling
De elektrische stroom gaat door beide weerstanden. De stroomsterkte door de weerstanden is gelijk.De elektrische stroom wordt over de weerstanden verdeeld.
De spanning wordt over weerstanden verdeeld Elke weerstand 'voelt' de spanning van de spanningsbron. De spanning over de weerstanden is gelijk.
Als 1 weerstand stuk is, stopt de stroom. Bij lampjes gaan dan alle lampjes uit.Als 1 weerstand stuk is, gaat de stroom nog wel door de andere weerstand.
De totale weerstand (vervangingsweerstand, Rv) bereken je met Rv=R1+R2 De totale weerstand (vervangingsweerstand, Rv) bereken je met 1/Rv=1/R1+1/R2

Isolator en geleider

De elektrische stroom kan niet door elke stof. Stoffen die de elektrische stroom sterk tegenhouden, noemen we isolatoren. Voorbeelden van isolatoren zijn hout en de meeste kunststoffen.
Stoffen waar de elektrische stroom wel goed doorheen kan, noemen we geleiders. Voorbeelden van geleiders zijn oplossingen van zouten, zuren en basen en alle metalen.

Grootheden, eenheden en formules

grootheidafkortingeenheidafkorting
spanningUvoltV
stroomsterkteIampereA
weerstandRohmΩ
vermogenPwattW
energieEjouleJ
tijdtsecondes


spanning = stroomsterkte x weerstandU = I * R
vermogen = spanning x stroomsterkteP = U * I
energie = vermogen x tijdE = P * t

Rekenen met elektriciteit

Met de bovenstaande formules moet je kunnen werken. De spanning die het lichtnet (stopcontact) levert, is 230 volt.

Voorbeeld 1:
Een stofzuiger heeft een weerstand van 46 ohm. Als de stofzuiger aan staat, gaat er een stroom van 5 ampere door het apparaat.
Bereken de spanning waarop de stofzuiger is aangesloten.
gegeven:R = 46 Ω       I = 5 A
gevraagd:U
formule:U = I * R
berekening:U = 5 * 46
antwoord:U = 230 V


Voorbeeld 2:
Bereken het vermogen van de stofzuiger uit voorbeeld 1.
gegeven:R = 46 Ω       I = 5 A       U = 230 V
gevraagd:P
formule:P = U * I
berekening:P = 230 * 5
antwoord:P = 1150 W


Voorbeeld 3:
De stofzuiger wordt 20 minuten gebruikt.
Bereken de energie die in die tijd is gebruikt.
gegeven:R = 46 Ω       I = 5 A       P = 1150 W       t = 20 minuten
gevraagd:E
formule:E = P * t
berekening:De tijd moet in seconden, dus eerst berekenen hoeveel seconden er in 20 minuten zitten:
20 minuten = 20 * 60 seconden. Dus t = 1200 s
E = 1150 * 1200
antwoord:E = 1 380 000 J


Voorbeeld 4:
Een koffiezetter heeft een vermogen van 800 W.
Bereken de stroomsterkte door de koffiezetter als die aan staat.
gegeven:P = 800 W       U = 230 V (want de stekker zit in een stopcontact)
gevraagd:I
formule:P = U * I       I = P / U
berekening:I = 800 / 230
antwoord:I = 3,48 A


Voorbeeld 5:
Bereken de weerstand van de koffiezetter.
gegeven:I = 3,48 A      U = 230 V
gevraagd:R
formule:U = I * R       R = U / I
berekening:R = 230 / 3,48
antwoord:R = 66 Ω


Voorbeeld 6:
De koffiezetter heeft na een bepaalde tijd 144 000 J gebruikt.
Hoeveel minuten heeft de koffiezetter dan gewerkt?
gegeven:E = 144 000 J       P = 800 W
gevraagd:
formule:E = P * t       t = E / P
berekening:t = 144 000 / 800
antwoord:t = 180 s
Dat is 180 / 60 = 3 minuten.


Voorbeeld 7:
Een lamp met een weerstand van 30 Ω en een lamp met een weerstand van 40 Ω zijn in serie geschakeld.
Bereken de vervangingsweerstand.
gegeven:R1 = 30 Ω       R2 = 40 Ω (serie)
gevraagd:Rv
formule:Rv = R1 + R2
berekening:Rv = 30 Ω + 40 Ω
antwoord:Rv = 70 Ω


Voorbeeld 8:
Een lamp met een weerstand van 30 Ω en een lamp met een weerstand van 40 Ω zijn parallel geschakeld.
Bereken de vervangingsweerstand.
gegeven:R1 = 30 Ω       R2 = 40 Ω (parallel)
gevraagd:Rv
formule:1/Rv = 1/R1 + 1/R2
berekening:1/Rv = 1/30 + 1/40
1/Rv = 4/120 + 3/120
1/Rv = 7/120
Rv = 120/7
antwoord:Rv=17,14 Ω


Elektrische energie en kosten

De standaardeenheid van energie is de joule (J). 1 joule is maar een heel klein beetje energie. Daarom wordt vaak een grotere eenheid van energie gebruikt: de kilowattuur (kWh).

Je gebruikt de formule voor energie: E = P * t

Voor vermogen (P) vul je nu de kilowatt in. 1 kilowatt = 1000 watt
Voor tijd (t) gebruik je nu het uur (h).

Voorbeeld 9:
Een elektrische kookplaat heeft een vermogen van 2500 W. De kookplaat wordt op een dag 90 minuten gebruikt. Bereken hoeveel kWh er wordt gebruikt.
Bereken de energiekosten. 1 kWh kost 22 cent.
gegeven:P = 2500 W       t = 90 minuten
gevraagd:E
formule:E = P * t
berekening:P = 2500 W = 2,5 kW t = 90 minuten = 1,5 h
E = 2,5 * 1,5
antwoord:E = 3,75 kWh
Voor elk kWh moet je aan het elektriciteitsbedrijf 22 cent betalen. Wat kost het gebruik van deze kookplaat?
antwoord:Je moet dan 3,75 * 22 cent = 82,5 cent betalen.

Magneten

Bestudeer hoofdstuk 2.5. en bekijk de volgende video:





basiskennis geluid en elektriciteit - invulblad

basiskennis geluid en elektriciteit - invulblad met antwoorden

Toets elektriciteit - oefenversie

Toets elektriciteit - oefenversie met uitwerkingen



---