energieomzetting

energieomzetting / wet van Joule / vermogen
1.
Bereken de benodigde arbeid en het benodigde vermogen om 96000
C lading in één uur tijd tegen een potentiaalverschil van 50 V in te
verplaatsen.
BA
(4,8 MJ ;
1,33 kW)
2.
Hoeveel stroom vloeit er door een 60lamp als ze op 120 V
aangesloten is ?
BA
( 0,5 A)
3.
Een elektrische motor gebruikt 5 A uit een 220 V net. Bepaal het
opgenomen vermogen en de hoeveelheid energie (in J) die in 2 h aan
de motor geleverd wordt .
BA
(1,1 kW ;
7,92 MJ)
4.
Een strijkijzer met 20weerstand neemt 5 A stroom op. Bereken de
warmte die in 30 s wordt opgewekt.
BA
(15 kJ)
5.
Een elektrisch verwarmingstoestel met 8weerstand neemt 15 A op BA
uit het net. Hoe groot is het warmtevermogen in W ? Hoeveel kost
het om het toestel 4 h ingeschakeld te houden aan 5 BF/kWh.
6.
Een elektrisch verwarmingstoestel heeft als specificaties 1600 W /
220 V. Hoeveel stroom zal het opnemen uit het 220 V net ?
BA
(7,2 A)
7.
Een lamp is gestempeld 40W/220V. Hoe groot is de weerstand van
het filament bij aansluiten op 220 V ?
BA
(1210)
8.
Een flits van een 10 MV kunstmatige bliksemmachine heeft een
energie-afgifte van 0,125 MWs. Hoeveel Coulomb lading is er met
elke flits gemoeid ?
BA
(0,0125 C)
9.
In een geleider die op 100 V aangesloten is, vloeit er 1,5 A stroom.
Zoek:
a) de hoeveelheid lading die per minuut wordt verplaatst.
b) de arbeid nodig om deze lading te verplaatsen.
c) het vermogen dat in de geleider in warmteënergie wordt omgezet.
BA
(90 C ;
9000 J ;
150 W
10.
Een elektromotor neemt 15 A op bij 220 V. Bepaal:
a) de vermogensafname.
b) de kostprijs om de motor 8 h aan 5 BF/kWh te laten draaien.
BA
(3,3 kW)
(132 BF)
11.
In een draad met 0,15weerstand vloeit een stroom van 10 A.
Bereken het vermogen dat in warmte wordt omgezet
BA
.(15W)
12.
Een elektrische braadrooster ontwikkelt 1760 J/s als er een stroom
van 8 A doorvloeit. Bepaal de weerstand van de braadrooster.
BA
(27,5)
13.
Een 25 W / 220 V lamp heeft een 'koude' weerstand van 45en een
'warme' weerstand van 575. Als de lamp wordt aangestoken, welk
is dan de ogenblikkelijke stroom ? Wat wordt de stroom in normale
werkingstoestand ? Hoeveel vermogen neemt de lamp op in koude
BA
(4,88 A ;
0,383 A ;
1074 W)
(1,8 kW ;
36 BF)
toestand ?
14.
Bij een stroom van 400 A wordt een defecte schakelaar oververhit
door slecht contact. Bij meting met een milli-voltmeter blijkt er 100
mV spanning over de schakelaar te staan. Hoeveel vermogen wordt
er in de slechte contact-overgang ontwikkeld ?
BA
(40 W)
15.
Een elektrische verwarmer van 10 werkt op 220 V netspanning.
Zoek het vermogen in kW dat ontwikkeld wordt.
BA
(4,84 kW)
16.
Een spoel ontwikkelt 3330 W warmte als ze op 20 V wordt
aangesloten. Bereken haar weerstand.
BA
(0,12 )
17.
Een voedingslijn met in totaal 0,2weerstand levert 10 kW bij 250
V aan een kleine fabriek. Wat is het rendement (in %) van de
elektriciteitsaanvoer ?
BA
(97 %)
18.
De motor van een hijsmachine gevoed door 240 V netspanning neemt
12 A op om een ton gewicht op te hijsen aan een snelheid van 7,5
m/minuut. Zoek:
a) het vermogen opgenomen door de motor.
b) het vermogen geleverd door de motor.
c) het rendement van de hijskraan (in %).
BA
(2880 W)
(1225 W)
(42,5 %)
19.
Hoeveel kost het om 50 l water elektrisch te verwarmen van 40°C tot
100 °C aan een kostprijs van 5 BF/kWh. (De warmtecapaciteit van
water is 4200 J/kg°C)
BA
(17,5 BF)
20.
Een elektromotor met 95 % rendement neemt 20 A op bij 220 V.
a) hoeveel W levert deze motor ?
b) Hoeveel vermogen gaat er verloren in warmte ?
c) als de motor 3 h werkt, hoeveel energie is er dan gebruikt ?
BA
(4180 W)
(220 W)
(47,5 MJ)
21.
Hoe groot moet de weerstand van een verwarmingselement zijn om
de temperatuur van 500 g water in 2 min van 28°C tot aan het
kookpunt te brengen ? De boiler werkt op 220 V netspanning.
BA
(38,6)
22.
Bereken de kostprijs per uur om een kamer elektrisch te verwarmen
als er daartoe normaal 1 kg/h anthracietkool voor nodig is met een
verbrandingswarmte 33,5 MJ/kg ? De elektriciteit kost 5 BF per
kWh.
BA
(46,5 BF)
23.
Een accumulator met e.m.s. 6,4 V en inwendige weerstand
0,08wordt opgeladen met een laadstroom 15 A. Bereken:
a) het vermogensverlies door inwendige opwarming van de
accumulator.
b) het vermogen dan in de accu wordt opgeslagen.
c) de klemspanning van de accu.
BA
24.
BA
Een tank die 200 l water bevat wordt door middel van een
dompelkoker van 250 W verwarmd van 20 °C tot 25 °C. Hoeveel tijd
(18 W)
(96 W)
(7,6 V)
(4,65 h)
neemt dit in beslag als je de warmtecapaciteit van de tank zelf en de
warmteverliezen aan de omgevende lucht verwaarloost ?
25.
Door een 50 ohm weerstand vloeit er een stroom van 2 A. Hoeveel
elektrisch vermogen wordt daarbij in warmte omgezet?
BA
(200 W)
26.
Een waterverwarmer van 2 kW moet aan het 220 V net geschakeld
worden en wordt daarbij gezekerd met smeltveiligheden van 10 A.
Zullen deze zekeringen doorsmelten als het toestel electrisch wordt
ingeschakeld?
BA
(neen (9 A))
27.
Hoeveel stroom vloeit er door een 220 V/100 W lamp?
BA
(0,45 A)
28.
De startmotor van een auto ontwikkelt 746 W aan mechanisch
vermogen als het de motor doet ronddraaien. Hoeveel stroom moet
een 12 V accumulator daarbij aan de startmotor leveren
BA
(62,2 A)
29.
Hoeveel lampen van 60 W kunnen er bij een netspanning van 220 V
hoogstens gelijktijdig branden als de leiding met 6 A gezekerd is?
BA
(22 lampen)
30.
Een elektromotor neemt 5 A op uit een 220 V net. Hoeveel elektrisch BA
vermogen en hoeveel elektrische energie wordt er in 2 h door de
motor omgezet?
31.
Een strijkijzer met 20 ohm weerstand neemt 5 A stroom op uit het
net. Bereken hoeveel warmte er in 30 s wordt geproduceerd.
BA
(15 kJ)
32.
Een elektrisch verwarmingstoestel heeft als specificaties 220 V/ 1600
W. Hoeveel stroom zal het opnemen uit een 220 V net?
BA
(7,27 A)
33.
Op een lamp staan de gegevens 220 V/ 40W. Hoe groot is de
weerstand van het filament als de lamp brandt? Is deze weerstand
dezelfde als de lamp nog niet brandt?
BA
(1,21 kohm;
neen;
kleiner)
34.
Een elektrisch braadrooster ontwikkelt elke seconde 1760 J als er een
stroom van 8 A doorvloeit. Bepaal de weerstand van het
braadrooster.
BA
(27,5 ohm)
35.
Een verwarmingstoestel met 8 ohm weerstand neemt 15 A op uit het
net. Hoe groot is het warmtevermogen van het toestel in kWh.
Hoeveel kost het om het toestel 12 h ingeschakeld te houden aan 1,5
Bfr/MJ.?
BA
(1,8 kW; 117
fr)
36.
Bepaal het vermogen van een elektromotor die 15 A uit een 220 V
net opneemt. Hoeveel zal het kosten om die motor een h lang aan 1,5
-Bfr/MJ te laten draaien?
BA
(3,3 kW; 143
fr)
37.
EX
Een batterij met EMK 2,0 V en inw. weerstand 1,0 ohm drijft een
motortje aan dat een gewicht van 2,0 N opheft met een kanstante
snelheid van 0,50 m/s. In de veronderstelling dat er geen vermogen
verloren gaat, bepaal dan de stroom in deze kring en de spanning over
(1,1 kW;
7,92 MJ)
(1 A; 1 V)
de klemmen van de motor.
38.
Men laadt een accu van 12 V gedurende een vol uur met een stroom
van 20 A. Hoe groot moet het minimaal laadvermogen van de lader
zijn? Hoeveel energie is er tijdens het laadproces in de accu
opgeslagen?
BA
(240 W; 864
kJ)
39.
De 12 V accu van een auto heeft een capaciteit van 80 Ah. Als alle
dimlichten samen 60 W vermogen opnemen. hoe lang zullen ze dan
branden vooraleer de accu leeg is (de spanning blijft constant)?
BA
40.
In welke mate moet de weerstand van een 750 W strijkijzer te
veranderen zijn om het zowel op 220 V als op 110 V te kunnen
gebruiken?
BA
41.
De 12 V accu van een auto moet in staat zijn om zijn startmotor van
1,5 kW voor minstens 10 min te doen draaien. Welk is de minimum
benodigde capaciteit van de accu in J? In Ah? Hoeveel energie is er
dan in zo een 'volle' BA
BA
42.
Hoeveel watt verstookt een lamp van 220 V/100 W als de
netspanning slechts 190 V bedraagt en men de lampweerstand als
constant beschouwt?
BA
(74,6 W)
43.
Twee weerstanden voeren elk een stroom van 5 A. Over de ene staat
er 100 V en over de andere 300 V. In welke verhouding vloeit er
lading door beide weerstanden? In welke verhouding wordt er in
beide weerstanden energie in warmte omgezet?
BA
(lading: 1/1;
energie: 1/3)
44.
Bij een stroom van 400 A wordt een defecte schakelaar oververhit.
Bij meting blijkt er 100 mV spanning over de schakelcontakten te
staan. Hoeveel vermogen wordt er in de slechte contactovergang in
warmte omgezet?
BA
(40 W)
45.
Een kleine fabriek ontvangt 10 kW bij 250 V langs een voedingslijn
met een weerstand van 0,2 ohm. Wat is het rendement van deze
elektriciteitsbedeling?
BA
(97 %)
46.
Twee gloeiweerstanden ingebouwd in een kookplaat produceren in
serie geschakeld 133 W warmte en in parallel geschakeld 600 W
warmte. Hoeveel vermogen zal er vrijkomen als ze elk afzonderlijk
ingeschakeld worden (op dezelfde spanning)? Waarom zijn de
weerstanden niet te berekenen?
SU
(401 W
en 199 W;
V is
onbekend)
47.
Hoe verhouden twee weerstanden zich tot elkaar als ze in parallel
geschakeld 6 maal meer vermogen in warmte omzetten als in serie
geschakeld (op dezelfde spanning)?
EX
(3,73
of 0,27)
48.
Als een eerste weerstand 5,83 maal zo groot is als een tweede,
EX
(5,83 x
(16 uur)
(16,13 ohm
of
48,4 ohm (x
3))
minder)
hoeveel meer vermogen zal de eerste opnemen dan de tweede, als ze
in parallel geschakeld zijn?
49.
Een lamp van 110 V/ 40 W wordt in serie gezet met een lamp van
110 V/ 100 W en beide dan op 220 V aangesloten. Met welk
vermogen zal elke lamp branden als de lampweerstand constant
wordt verondersteld. Wat besluit je hieruit voor het in serie
schakelen van lampen?
EX
(81,7 W
en 32,7 W)
50.
Een indikatielampje van 4 V/ 6 W moet in serie met een
verwarmingselement aan het 220 V net aangesloten worden. Als het
lampje normaal brandt, hoeveel vermogen neemt het toestel dan uit
het net af?
BA
(324 W)
51.
Een zopas geladen accu met een capaciteit van 75 Ah voedt bij een
klemspanning van 6,3 V gedurende 2,5 uur- 2 lampen van elk 32 W
en gedurende 3 uur 6 lampjes van elk 6,5 W. Hoeveel lading is er dan
nog in de accu, in de veronderstelling dat de klemspanning constant
gebleven is?
EX
52.
EX
De gloeidraad van een kookplaat geschikt voor 220 V/ 400 W wordt
bij een reparatie 10% ingekort. In welke mate zal de stroomsterkte en
het warmtevermogen van de kookplaat veranderen?
53.
Om een ton zand aan een snelheid van 7,5 m/min op te hijsen neemt
de motor van een hijsmachine 12 A stroom op uit het 240 V net.
Zoek:
het vermogen opgenomen door de motor,
het vermogen geleverd door de motor,
het rendement van het hijssysteem
BA
(2,88 kW;
1,23 kW;
42.5 %)
54.
Het vermogen van een apparaat daalt met 18% als gevolg van de
onderspanning op het net. Hoeveel procent liggen de spanning en de
stroom dan onder hun nominale waarde?
SU
(9,45 %)
55.
Om een projectorlamp van 60 V/ 150 W op een spanning van 110 V
aan te sluiten is een serieweerstand nodig. Bereken de grootte van
deze weerstand en het vermogen dat erin zal verloren gaan als
warmte
BA
(25 ohm;
125 W)
56.
Hoeveel stijgt de temperatuur van een 100 m lange en 1,2 mm dikke
koperdraad als er een uur lang 6 A stroom zou doorvloeien, zonder
dat er warmte verloren gaat. Dichtheid van Cu = 8930 kg/m3 ;
soortelijke warmte van Cu = 390 J/(kg.K); soort. weerst. Cu zie
tabel. Hoe groot is het warmtevermogen van deze draad?
EX
(513°C;
56,2 W)
57.
Twee lampen van 110 V/ 40 W en twee lampen van 110 V/ 60 W
worden per soort eerst in serie en dan in parallel op een
gelijkspanning van 220 V aangesloten. Hoeveel vermogen neemt
elke lampsoort op en welk spanningsverschil meet men tussen de
punten 1 en 2. Wat gebeurt er als punt 1 en 2 kortgesloten worden?
EX
(57,6 W
en 38,4 W;
44V;
branden
normaal)
(112 kC = 31
Ah)
(+ 0,2 A;
+ 44 W)
40W 1
60W
60W 2 40W
220V
(zie figuur)
58.
Een accu met EMK 6,4 V en r = 0,08 ohm wordt met 15 A
opgeladen. Bereken:
- het vermogensverlies door inwendige opwarming.
- het vermogen in de accu opgeslagen
- de klemspanning tijdens het laden.
- het minimaal vermogen van de lader.
BA
(18 W;
96 W;
7,6 V;
114 W)
59.
Hoeveel kost het om 50 1 water elektrisch te verwarmen van 40°C tot
100°C als er 1,5 Bfr/MJ wordt aangerekend? C = 4184 J/(kg.K).
BA
(19 fr)
60.
Hoe groot is de weerstand van een verwarmingsspiraal die 0,5 l water
in 2 min van 28 °C tot aan het kookpunt (100°C) kan brengen. De
net spanning is 220 V. (C = 4184 J/(kg.K))
BA
(38.6 ohm)
61.
Hoeveel kost het per dag (gemiddeld 12 uur in bedrijf) om een kamer
elektrisch te verwarmen als er normaal 1 kg anthracietkolen met een
verbrandingswarmte van 33,5 MJ/kg moet verstookt worden per uur.
De elektriciteit kost 1,5 Bfr/MJ
BA
. (603 fr!)
62.
Een boiler met 200 1 water wordt met een verwarmingselement van
250 W van 20°C tot 25°C verwarmd. Hoelang heeft dit geduurd als
men alle warmteverliezen verwaarloost? ( C = 4184 J/(kg.K)
BA
(4 h 39 min)
63.
Een verwarmingsspiraal van 500 W wordt ondergedompeld in een
pot met 2,0 1 water aan 20°C. Hoelang zal het duren om het wateraan de kook te brengen in de veronderstelling dat 80% van de
geproduceerde warmte door het water wordt opgenomen. Hoeveel
meer tijd zal het in beslag nemen om 1 l van het water (dat al op
kooktemperatuur is) in damp om te zetten? ( C = 4184 J/(kg.K) ; L =
2,26 MJ/kg)
EX
(28 min;
1 h 34 min
64.
Men beschikt over een aantal 10 ohm weerstanden die elk maximaal
1,0 W kunnen dissiperen. Zoek een serie en/of parallel-kombinatie
die een minimum aan weerstanden gebruikt en een weerstand van 10
ohm oplevert die 5 W kan dissiperen?
EX
(9 weerst. 3
aan 3 in serie
en parallel)
65.
In de tak A-B van een kring wordt er 50,0 W opgenomen terwijl de
stroom 1,0 A bedraagt.
-.als C een spanningsbron is met inwendige weerstand r, welk is dan
het potentiaal-verschil tussen A en B?
- als C een ideale spanningsbron is, welk is dan haar EMK?
- welke polariteit heeft de bron in C in beide gevallen (zie figuur)
EX
(50 V;
48 V;
negatief in B)
i
A
R=2
C
B
66.
Een straal deuterons verlaten met een energie van 10 MeV een
cyclotron en botsen dan met een koperen blok. De straalstroom is
equivalent met 15 mikroA. Zoek de snelheid waarmee de deeltjes
tegen het blok opbotsen. Hoeveel vermogen wordt er tijdens het
botsen in warmte omgezet?
EX
(31 Mm/s;
150 W)
67.
Een lineaire elektronenversneller produceert een pulserende straal
elektronen. De stroom tijdens een puls van 0,10 mikros bedraagt
0,50 A. Zoek:
- hoeveel elektronen er per puls versneld worden.
- de vermogensoutput van de versnellen tijdens een puls als men weet
dat de elektronen een kinetische energie van 50 MeV verwerven.
- de gemiddelde vermogensoutput van de versnellen als er per 1
seconde 500 pulsen gegeven worden.
SU
(313
miljard;
25 MW;
1,25 kW)