2 Elektrische stroom

.'•,~~·
.,
' •!-,"......
.
,~
~
...
.~.
-,·>
., ,.· . .
""""
BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
1
Een pvc-buis kun je gebruiken om proefjes met
statische elektriciteit te doen.
Hoe kun je een pvc-buis opladen?
Wat voor lading krijgt zo'n pvc-buis dan en welk
proces is daarvoor verantwoordelijk?
1
a
b
Tussen de onderkant van een onweerswolk en de
aarde kan een grote spanning aanwezig zijn.
Leg uit waarom de combinatie onweerswolk-aarde
niet geschikt is als spanningsbron voor elektrische
apparaten. Geef ten minste drie redenen.
Op veel huizen en gebouwen staat een metalen
spriet met scherpe punt. Deze is via een dikke
metalen draad met de aarde verbonden. Wat hebben
deze sprieten met bliksem te maken?
2
a
b
3
Elektrische verschijnselen doen zich in de praktijk in
veel situaties voor. Leg uit waardoor het komt:
dat je soms een lichte schok voelt als je een deurkruk aanraakt (vooral als je eerst over een nylon
vloerbedekking hebt gelopen);
dat je soms geknetter hoort als je een kam door je
haren haalt;
dat er verschillende keren explosies zijn geweest
tijdens het tanken van een pas geland vliegtuig.
a
b
c
4
Lading en
•
spann1ng
Aan sommige auto's is een strip bevestigd van een
geleidend materiaal. Deze strip sleept tijdens het
rijden over de grond. Dat voorkomt dat de auto
onderweg wordt geladen.
a
b
c
5
a
b
Waardoor kan de auto tijdens het rijden worden
geladen?
Welk verschijnsel zouden de autobezitters met deze
strip willen voorkomen?
Op welke manier voorkomt de strip dat dit gebeurt?
In figuur 1 zie je een elektroscoop. Met dit apparaat
kun je nagaan of een voorwerp geladen is. Als je een
geladen voorwerp tegen de knop drukt, bewegen de
twee blaadjes zilverpapier uit elkaar.
Leg uit hoe dat komt.
Kun je aan de uitslag van de elektroscoop zien of
deze positief of negatief geladen is? Licht je
antwoord toe.
~ figuur 1
een elektroscoop
6
a
b
Je verbindt de knop van een positief geladen elektroscoop A via een geleidende draad met een even
sterk negatief geladen elektroscoop B.
Wat gebeurt er met de uitslag van beide elektroscopen?
Leg je antwoord uit.
Beschrijf wat er precies gebeurd is na het verbinden
van beide elektroscopen. Gebruik het woord
'elektronen' in je antwoord.
Plus
Elektriseermachines
7
a
b
De oorspronkelijke elektriseermachine van Van
Marurn kon een spanning van 300 000 V opwekken.
Dat lukte alleen op heel droge dagen.
Leg uit waarom dat niet lukte bij vochtig weer.
Waarom kun je slechts 'losse' vonken opwekken met
deze machine en geen continue grote stroom?
54
8
Saskia wekt met een elektriseermachine een
spanning op van 10 000 V. De elektriseermachine is
positief geladen. Als ze in het donker met een vinger
dicht bij de bol komt, voelt ze een schok en ziet ze
een vonkje tussen haar vinger en de bol.
a
b
9
Leg uit hoe de elektronen zich tijdens die vonk
hebben verplaatst.
Hoewel de spanning 10 000 V bedraagt, is het gevaar
kleiner dan wanneer je een draad aanraakt waar een
netspanning van 230 V op staat. Leg uit waarom.
In figuur 2 zie je een schematische tekening van de
Van de Graaff-generator. Om de assen 3 en 6 is een
rubberen band gespannen die lading omhoog en
omlaag kan transporteren. De kammen 2 en 7 kunnen
die lading 'aftappen'. 1 en 8 zijn metalen bollen.
As 6 wordt aangedreven en de wrijving daar zorgt
ervoor dat de band positief wordt geladen.
Leg aan de hand van de tekening die werking van de
Van de Graaff-generator uit.
lt. figuur 2
de Van de Graaff-generator
2
10
a
b
Elektrische
stroom
Vul in:
0,032 A = ..... mA
620 mA= ..... A
11
In figuur 3 zie je een schakeling. Teken van deze
schakeling het bijbehorende schakelschema.
12
Neem het schema van tabel1 over en vul het verder in.
A figuur 3
Hoe ziet het schakelschema eruit?
"Y tabel 1 grootheden en een hede n
symbool van de
grootheid
grootheid
bijhorende eenheid
symbool van
bijbehorende
eenheid
meetinstrument
om de grootheid
te meten
u
stroommeter
coulomb
-
55
BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
13
a
b
14
a
b
De stroomsterkte hangt samen met het voorbij komen
van lading.
Hoe Luidt de formule die het verband weergeeft tussen
Lading, stroomsterkte en tijd?
Hoeveel elektronen heb je nodig om een Lading van
1 Cte krijgen?
Een drukker staat achter een snijmachine. Om de
machine te Laten werken, moet hij twee schakelaars
tegelijk indrukken: de ene met zijn Linkerhand, de
andere met zijn rechterhand (zie figuur 4).
Leg uit waarom de machine zo gemaakt is dat hij
alleen op deze manier kan worden aangezet.
Teken het schakelschema van deze schakeling. Zoek
de symbolen voor stopcontact, elektromotor en
schakelaar op als je ze niet meer weet.
17 Op een Lampje staat '6 V- 0,25 /( Het Lampje is op
6 V aangesloten. Anouck wil met een stroommeter
controleren of de stroomsterkte klopt met het
opschrift. De stroommeter heeft drie bereiken:
3 A, 300 mA en 30 mA.
Leg uit welk bereik ze het best kan kiezen en waarom
de andere twee niet.
18
In de schakeling van figuur 5 is op twee plaatsen de
stroomsterkte gemeten. De meetresultaten staan bij
de schakeling vermeld.
Hoe groot is de stroomsterkte bij A, B, C en D?
tOA~
8 .--!----f
D
8
c
0,6 A
_.._ figuur 5
Hoe groot is de st roomsterkte?
19
a
b
c
Charlotte heeft een schakeling gemaakt met vijf
identieke Lampjes (zie figuur 6).
Welke Lampjes zullen het felst branden en waarom?
Door Lampje 1 loopt een stroom van 0,6 A. Bereken
de totale stroomsterkte die de batterij Levert.
Hoe groot is de stroomsterkte door lampje 5?
A fig uur 4
twee schakelaars tegelijk indrukken
3
15
De bel in Lottes flat rinkelt als je een knop indrukt
bij de hoofdingang van het flatgebouw. De bel rinkelt
ook als je bij de voordeur van haar flat aanbelt.
Teken het schakelschema dat bij deze schakeling
hoort. Teken de bel als een cirkel met een B erin .
16
De zogenoemde hotelschakeling vind je ook wel bij
trappen in huizen. Als iemand naar boven gaat, kan
hij beneden het licht bij de trap aandoen. Als hij
eenmaal boven is, kan hij het licht weer uitdoen.
Daarna kan iemand anders die onder aan de trap
staat, het Licht weer aandoen.
Teken het schakelschema van een hotelschakeling
met twee Lampen.
Ä. figuur 6
een schakeling met vijf Lampjes
20
a
56
In de keuken van Robs flat staan drie elektrische
apparaten aan: een strijkijzer, een elektrische oven
en een koffiezetapparaat. Op het moment dat Rob
het Licht in de keuken probeert aan te doen, valt
opeens de elektriciteit uit.
Wat is waarschijnlijk de oorzaak van het uitvallen
van de elektriciteit?
b
c
De radio in Robs huiskamer staat nog wel aan. Hoe
kan het dat daar de elektriciteit niet is uitgevallen?
Rob ziet dat er in de meterkast een zekering doorgesmolten is. Hij vervangt de kapotte zekering door
een nieuwe. Meteen slaat de nieuwe zekering ook
door. Wat doet Rob verkeerd?
21
Een aardlekschakelaar reageert niet als er ergens in
huis kortsluiting is. Leg uit waarom de aardlekschakelaar dan niet reageert.
c
In één van beide gevallen zal er een gevaarlijke
situatie ontstaan. Leg uit in welke situatie dat is.
Waarom is de situatie van vraag c gevaarlijk voor de
mens?
Plus
Elektriciteitsdraden in de huisinstallatie
22
a
b
In een krantenartikel staat de volgende passage:
'In de netsnoeren van tienduizenden pc's kan een
fout zitten die ertoe kan leiden dat de kast van het
toestel onder stroom komt te staan. Het is mogelijk
dat de zogenaamde aardedraad verkeerd is verbonden.
Als het apparaat wordt verbonden met een niet-geaard stopcontact, kan dat tot ongelukken leiden: In
figuur 7 staan schematisch een pc en een stopcontact
weergegeven.
Teken op het werkblad in figuur 7 hoe de draden A en
B van de computer zijn aangesloten op het stopcontact (let op: er zijn twee mogelijkheden). Teken ook
hoe de randaardedraad vanuit C moet lopen naar het
stopcontact.
Stel dat er in het snoer een fout is gemaakt. Doordat
je de stekker op twee manieren in het stopcontact
kunt steken, kan er op twee manieren iets fout gaan.
Teken op het werkblad de twee manieren waarop de
draden fout kunnen zijn aangesloten.
d
.,.....
JA
c
·B
computer ]
zelf
computerkast
van metaal
A figuur 7
een pc en een stopcontact
23
Soms tref je in een pvc-buis in huis een schakeldraad
aan. Waarom is deze vaak niet nodig?
57
werkbladen Hoofdstuk 3 Elektriciteit
stopcontact
fasedraad
naar
centrale
nuldraad
C
A
computer
B
zelf
computerkast
van metaal
aardedraad
stopcontact
fasedraad
naar
centrale
nuldraad
C
A
computer
B
zelf
computerkast
van metaal
aardedraad
stopcontact
fasedraad
naar
centrale
nuldraad
C
A
computer
B
zelf
computerkast
van metaal
aardedraad
stopcontact
fasedraad
naar
centrale
nuldraad
C
aardedraad
A
computer
B
zelf
computerkast
van metaal
▲ figuur 7
een pc en een stopcontact
BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
3
24
a
b
c
Weerstand
Adri wil de weerstand van een lampje bepalen.
Maak op het werkblad de schakeling van figuur 8 af.
Teken het bijbehorende schakelschema.
Waarom kan Adri eigenlijk niet dé weerstand van een
lampje bepalen? Gebruik het woord 'temperatuur' in
je antwoord.
.. . figuur 8
de weerstand van een lampje bepalen
d
Teken het diagram dat het verband tussen de spanning
over de draad en de stroomsterkte door de draad
weergeeft. Zet er getallen bij.
Leg uit we hier te maken hebben met een ohmse
weerstand.
e
28 Anke heeft een gloeilampje laten branden op
verschillende spanningen. Elke keer heeft ze de
stroomsterkte gemeten.
Haar meetresultaten staan in tabel 2.
a
Verwerk Ankes meetresultaten tot een (J,U)-diagram.
b De weerstand van het lampje verandert als het lampje
feller gaat branden. Hoe kun je dat aan de grafiek
zien?
Leg aan de hand van het verloop van de grafiek uit
c
of de weerstand bij feller branden toe- of afneemt.
Gebruik het woord 'hellingsgetal' in je antwoord.
d Bereken hoe groot de weerstand van het lampje is
bij een spanning van 7,0 V.
e
Bepaal en bereken hoe groot de weerstand van het
lampje is bij een spanning van 14 V.
f
Leg uit waarom je uitkomst bij d betrouwbaarder is
dan je uitkomst bij e.
Y tabel 2
25
a
b
26
a
b
27
a
b
c
58
Een föhn, een gloeilamp en een straalkachel zijn
aangesloten op het lichtnet. Door de föhn loopt een
stroom van 4,40 A, door de gloeilamp een stroom
van 260 mA en door de straalkachel een stroom van
7,80 A.
Welk apparaat heeft de grootste weerstand?
Bereken ter controle de weerstand van elk apparaat.
Geef de antwoorden in het juiste aantal cijfers.
Op een gloeilampje staat: 3,5 V; 0,20 A.
Wat wil dat zeggen?
Bereken hoe groot de weerstand van het lampje is
als het op de juiste spanning brandt. Denk aan het
aantal cijfers in het antwoord.
Lars heeft een constantaandraad van 6,0 Q aangesloten op een voedingskastje. Hij meet een
stroomsterkte van 0,25 A.
Bereken welke spanning Lars op het voedingskastje
heeft ingesteld. Lars draait aan de regelknop van het
voedingskastje tot de stroommeter 0,75 A aangeeft.
Beredeneer hoe groot de spanning nu is. Voer nog
geen berekening uit.
Controleer je antwoord bij b met een berekening.
..
de metingen van Anke
•lmJl
~1U.•.
2,0
0,18
4,0
0,26
6,0
0,32
8,0
0,37
10
0,41
12
0,44
-
:lllr!.~l
29
Een straalkachel heeft een schakelaar met drie standen.
Bij het aanzetten moet deze schakelaar in de laagste
stand staan. Pas daarna mag je de schakelaar in de
hoogste stand zetten. De stroomsterkte door de kachel
wordt dan 14 A. Als de schakelaar bij het aanzetten
in de hoogste stand staat, zal de groepszekering
(van 16 A) zeker doorsmelten. Geef hiervoor een
verklaring.
30
In het blad De Ingenieur stond het volgende nieuwsbericht: 'Of een nieuwe betonwand droog genoeg is
om te pleisteren, is vaak alleen te zien aan de kleur
van de muur. Een andere manier is het steekproefsgewijs controleren van de wand. TNO heeft echter
werkbladen Hoofdstuk 3 Elektriciteit
+
+
–
V
A
▲ figuur 8
de weerstand van een lampje bepalen
neonlampje weerstand
veer
▲ figuur 10
een spanningszoeker
–
a
een sticker ontwikkeld die een sms'je stuurt als de
muur klaar is voor het stucwerk. De muursticker meet
de elektrische weerstand in het bouwmateriaal:
Van welke eigenschap van een betonwand maakt
deze meetmethode gebruik?
b
Uit het bericht blijkt dat deze methode gebruikmaakt
van twee elektroden die op 10 cm van elkaar zitten.
Hoe kan men de weerstand bepalen?
Plus
Stroom door je lichaam
31
Het menselijk lichaam geleidt in zekere mate stroom.
Bereken hoe groot de stroom is die maximaal door je
lichaam kan gaan als je huid vochtig is en je blootstaat aan de netspanning van 230 V.
32
De huid heeft als eigenschap dat de weerstand afhangt
van de vochtigheid van de huid. Hiervan wordt gebruikgemaakt bij de zogenoemde leugendetector. Dit is
een apparaat waarmee men kan controleren of een
verdachte liegt bij een ondervraging. Psychologen
gaan ervan uit dat mensen meer zweten als ze liegen
a
b
c
dan wanneer ze de waarheid spreken. Dus een snelle
verandering van de huidweerstand bij de beantwoording van een vraag wijst erop dat de verdachte liegt.
De methode wordt vooral in de Verenigde Staten gebruikt en is nogal omstreden.
Leg uit of die verandering een daling of een stijging
van de huidweerstand is.
Waarom geleidt zweet beter dan zuiver water?
Hoe kan men voorkomen dat een leugendetector
gevaarlijk kan zijn voor het menselijk lichaam?
59
BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
Weerstandjes in
serie en parallel
4
33
a
b
Een kookplaat heeft drie verwarmingsdraden. De
weerstand van de draden is achtereenvolgens 60 Q,
140 Q en 160 Q .
De drie draden worden in serie geschakeld. Bereken
de vervangingsweerstand in kO.
De drie draden worden parallel geschakeld. Bereken
de vervangingsweerstand in 0.
a
b
c
38
a
34
a
b
35
a
b
c
De lampjes van een fietsverlichting zijn parallel
geschakeld. De dynamo geeft een spanning van
6,0 V. Het voorlicht heeft een weerstand van 20 Q.
Het achterlicht heeft een weerstand van 120 Q.
Bereken de vervangingsweerstand van deze
parallelschakeling.
Bereken de totale stroomsterkte.
b
c
Alle lampjes in de schakeling van figuur 9 zijn gelijk.
Bepaal voor elke schakeling met behulp van het
diagram de weerstand van elk lampje en de totale
weerstand.
In welke schakeling is de totale stroomsterkte het
kleinst?
In welke schakeling branden de lampjes het felst?
4,5 V
4,5 V
In welke stand is de stroomsterkte het grootst? Licht
je antwoord toe.
Bereken hoe groot de vervangingsweerstand bij die
stand is.
Bereken hoe groot de stroomsterkte bij die stand is.
In figuur 10 is een fittingschroevendraaier getekend.
Dit apparaat wordt in de volksmond spanningszoeker
genoemd. Als de te onderzoeken draad onder spanning
staat, zal het neonlampje gaan branden. Er loopt dan
een kleine (ongevaarlijke) stroom door je lichaam.
Teken op het werkblad hoe de stroom door de spanningszoeker en je lichaam loopt.
Hoe zijn de spanningszoeker en je lichaam geschakeld:
in serie of parallel?
De spanningszoeker heeft een weerstand van één
miUoen ohm. De weerstand van je lichaam is minstens
duizend ohm. Bereken hoe groot de stroomsterkte
door je lichaam op z'n hoogst zal worden (in mA).
neonlampje weerstand
veer
4,5 V
.t.. figuur 10
een spanningszoe ker
A
8
c
39
À figuur 9
drie schakelingen met Lampjes
36
37
Onderzoek met een paar rekenvoorbeelden of de
volgende stelling waar kan zijn:
Als je twee weerstandjes in serie schakelt dan is de
vervangingsweerstand altijd kleiner dan wanneer je
ze parallel schakelt.
-
b
c
d
Een straalkachel heeft drie verwarmingsdraden. Met
een schakelaar kun je kiezen uit de standen 0 (uit),
1 (één draad), 2 (twee draden parallel) en 3 (drie
draden parallel). Elke draad heeft een weerstand van
100 Q.
60
a
40
Jos koopt een kerstboomverlichting die uit in serie
geschakelde lampjes bestaat. Op elk lampje staat
vermeld: '10 V; 0,30 P.:. Als Jos het geheel aansluit
op 230 volt, brandt elk lampje op de juiste spanning.
Bereken de weerstand van één lampje.
Hoeveellampjes zijn er?
Bereken de totale weerstand (in kQ) van alle lampjes
samen als ze normaal branden.
Na verloop van tijd gaat één van de lampjes kapot.
Jos knipt het kapotte lampje los. Daarna verbindt hij
de Losse draden weer met elkaar. Is de stroomsterkte
door de overgebleven lampjes groter of kleiner dan
0,3 A? Licht je antwoord toe.
Een weerstand van 60 Q, één van 40 Q en een
onbekende weerstand met weerstandswaarde X worden
parallel geschakeld. De totale weerstand is 15 Q.
Bereken de waarde van X.
werkbladen Hoofdstuk 3 Elektriciteit
+
+
–
V
A
▲ figuur 8
de weerstand van een lampje bepalen
neonlampje weerstand
veer
▲ figuur 10
een spanningszoeker
–
41
a
b
c
Guusje heeft vier gelijke weerstandjes van 20 Q. Ze
maakt daarmee de combinatie van figuur 11 en sluit
deze aan op een spanning van 6,0 V.
Bereken de totale stroomsterkte.
Wat is de grootste en wat de kleinste totale weerstand
die je met deze vier weerstandjes kunt maken?
Teken de combinatie van deze vier weerstandjes die
een vervangingsweerstand van 8 Q heeft.
42
Twee identieke weerstandjes met weerstand X zijn
eerst in serie en daarna parallel geschakeld. Hoe
groot is de verhouding tussen de waarde van de
vervangingsweerstand in het eerste geval en in het
tweede geval?
44
Ralph heeft voor een schakeling een weerstandje van
470 Q nodig met een maximale afwijking van 10%.
Welke kleurcode heeft het weerstandje?
200
4. figuur 11
de weerstandscombinatie van Guusje
Plus
Kleurcode van weerstandjes
43
a
b
Op een weerstandje is de volgende kleurenbalk te
zien: rood-rood-zwart-goud.
Bereken hoe groot de weerstandswaarde is.
Bereken hoe groot deze weerstand maximaal mag zijn.
61
BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
5
45
a
b
c
Vermogen
48
Een auto rijdt 's nachts over de snelweg.
De autoverlichting bestaat uit:
twee halogeenlampen (elk 12 V; 60 W) in de
koplampen;
twee gloeilampen (elk 12 V; 5. 0 W) in de
achterlichten;
een gloeilampje (12 V; 5,0 W) in de nummerplaatverlichting.
De auto is een uur en drie kwatier onderweg.
Bereken hoeveel kWh elektrische energie de autoverlichting in die tijd verbruikt.
49
Winnie laat een lamp branden als ze op vakantie
gaat. Verder gaat alles in huis uit. Als ze na precies
vier weken weer thuiskomt, geeft de kWh-meter aan
dat de lamp 26,88 kWh elektrische energie heeft
opgenomen.
Bereken het vermogen van de lamp.
50
De voorloper van de mp3-speler was de walkman.
De oude walkman van Annette heeft een vermogen
van 0,3 W. Het apparaat kan acht uur spelen op twee
batterijtjes. Daarna zijn de batterijtjes, die € 1,20
per stuk kosten, leeg.
Bereken hoeveel kWh elektrische energie de
mp3-speler in acht uur verbruikt.
Hoeveel kost dezelfde hoeveelheid elektrische energie
als die 'via het stopcontact' wordt geleverd? Voor
1 kWh vraagt het elektriciteitsbedrijf € 0,20.
Wat is je conclusie over de kosten van elektrische
energie?
Bekijk de drie lampjes in figuur 12.
Bereken het vermogen van elk lampje als het op de
juiste spanning brandt.
Welk lampje geeft het meeste licht (als het op de
juiste spanning brandt)?
Hoe zou het komen dat bij elk type lampje de
stroomsterkte (en het vermogen) anders is?
6 V/0,5 A
6 V/0,05 A
3,5 V/0,2 A
Á figuur12
drie lampjes met verschillend vermogen
46
a
b
c
Mariekes kamer wordt verlicht door een bureaulamp
en een spotje. De gloeilamp in de bureaulamp geeft
meer licht dan de gloeilamp in het spotje.
Welke lamp heeft waarschijnlijk het grootste vermogen?
Door welke lamp loopt de grootste stroom?
Welke lamp heeft de grootste weerstand?
a
b
c
51
47
Op een groep van de huisinstallatie (230 V) worden
de volgende apparaten aangesloten:
een strijkijzer van 1200 W;
een wasmachine van 2200 W;
een tv van 125 W.
De groep wordt beveiligd door een zekering van
16 A. Zal de zekering doorsmelten?
a
b
c
62
In het woonhuis van een gemiddeld gezin staan
eigen lijk altijd wel elektrische apparaten aan. Het
vermogen van al deze apparaten samen noem je het
totale aangesloten vermogen. In de grafiek van
figuur 13 zie je hoe dit vermogen in de loop van de
dag verandert.
Op welk tijdstip wordt's winters het grootste vermogen
afgenomen? Hoe groot is dat vermogen?
Op welk tijdstip wordt's zomers het grootste vermogen
afgenomen? Hoe groot is dat vermogen?
Leg uit dat door het invoeren van de zomertijd minder
elektrische energie wordt verbruikt.
'•4
+-·-f-'--rl·, -- 1-+... ·c-· ·:
S2
Een elektrisch treinstel rijdt op een spanning van
1,5 kV. De stroom door de motoren is 300 A.
1 kWh kost € 0,20.
Bereken de energiekosten van een rit van een halfuur.
S3
Laat zien dat de volgende formule geldt: R = P / I 2•
SS
a
De netspanning in Nederland is 230 V.
Hoe groot is de effectieve spanning voor een Lamp
van 100 W die bij jou thuis brandt?
Hoe groot is de effectieve stroomsterkte door die
Lamp?
<:::
Q)
g' 0,7
E
~
t
h-\t("t
_,~ï· ~;--trtrt: :' : '
r- : -H
0,6
H·~i=.~
d ·
H--l+
,-- ~
0,5
~ ;·':-r·~;t~.-H~
~i.. ++ti"~
0,4
~e:*
-
, H-
M=~-"'~t~~
0,2
1-t-: 1--·-
~-1-+·
0,1
'
.... ·4
0
6
-'-f , ..
12
18
24
.ÄI figuur 13
het verloop van het totale aangesloten vermogen:
a voor een gemiddelde winterdag
b voor een gemiddelde zomerdag
Plus
Effectieve spanning en stroomsterkte
S4
a
b
Een wisselspanning heeft overeenkomsten met een
zuivere toon.
Noem er twee.
De wisselspanning thuis kun je je voorstellen als een
sinusvormige grafiek. De amplitude is 230 V en de
frequentie is 50 Hz. Teken deze grafiek op millimeterpapier en zet er getallen bij.
b
63
BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
6
Soortelijke
weerstand
Tenzij anders vermeld, mag je in de onderstaande opgaven
uitgaan van een temperatuur van 20 oe.
60
Een constantaandraad van 4,0 m lengte heeft een
weerstand van 2,0 Q. Bereken de diameter van die
draad.
61
Een aluminiumdraad van 6,0 m lengte en een doorsnede
van 2,0 mm 2 wordt aangestoten op een spanning van
0,45 V.
56
Van welke factoren hangt de weerstand van een
metaten draad af?
57
In een tabel staat: pb rens = 0,30 Q · mm 2/m.
Omschrijf met woorden wat daarmee wordt bedoeld.
58 Joyce wil de soortelijke weerstand van ijzer bepalen.
Ze besluit eerst de weerstand van een stuk ijzerdraad
te bepalen (figuur 14).
a Joyce leest op de spanningsmeter een spanning af
van 0,50 Ven op de stroommeter een stroomsterkte
van 0,14 A. Bereken de weerstand van het stuk
ijzerdraad.
b Het stuk ijzerdraad is 100 cm tang en heeft een
diameter van 0,20 mm. Bereken de soortelijke weerstand van ijzer.
c Wat vind je van de nauwkeurigheid waarmee Joyce
heeft gemeten? Licht je antwoord toe.
Bereken de stroomsterkte door de draad als de draad
nog niet opgewarmd is.
62
a
b
63
Door de gloeidraad van een lamp die in de huiskamer
gaat een stroom van 260 mA. De gloeidraad heeft
een doorsnede van 0,000 50 mm 2 en is gemaakt van
wolfraam. De soortelijke weerstand van wolfraam is
bij de bedrijfstemperatuur van de gloeidraad
0,880 Q · mm 2j m.
Bereken de lengte van deze gloeidraad.
64
Demian heeft gezien dat de achterruitverwarming bij
een auto uit een combinatie van metaaldraden bestaat.
Hij besluit zelf ook eens zo'n verwarming te maken.
Hiervoor knipt hij een 7,5 m lange staaldraad in tien
gelijke stukken. De totale weerstand van de draad
was 1,5 Q. Hij verbindt de draden zoals in de schakeling van figuur 15 door middel van een dikke
verbindingsdraad met een zeer lage weerstand.
Bereken de weerstand van deze achterruitverwarming .
Tip: nummer de draden.
De draden zijn van boven naar beneden genummerd
van 1 tjm 10. Na een poos worden sommige draden
te heet en gaan roken. Leg uit welke draden te heet
zijn geworden.
a
ti. figuur 14
de soortelijke weerstand bepalen
Koperen stroomdraden komen in versehitlende soorten
59
voor. Bereken de weerstand van de volgende koperen
a
b
c
stroomdraden:
2 meter schakeldraad voor de huisinstallatie
(A = 1,5 mm 2 );
30 meter nuldraad voor de huisinstallatie
(A= 3,0 mm 2).
Je had het antwoord bij b ook kunnen afleiden uit
het antwoord bij a zonder de formule weer hetemaal
in te vullen. Hoe?
64
Op een klosje is koperdraad gewikkeld. Op het klosje
staat dat de draad een diameter heeft van 0,25 mm.
Bereken de doorsnede van de draad.
Edwin wil weten hoeveel meter draad er nog op het
klosje zit. Daartoe bepaalt hij, voordat de draad is
opgewarmd, de weerstand van het stuk draad dat
nog om het klosje gewikkeld is. Die weerstand blijkt
1,2 Q te zijn.
Bereken de lengte van de draad.
b
65
a
b
c
- - :staaldraad
: toevoer-j verbindingsdraad
4 figuur 15
schema van een achterruitverwarming
d
e
Schets grafieken voor de volgende verbanden voor
een metaaldraad. Zet de weerstand langs dey-as.
Schets het verband tussen zijn weerstand en zijn
lengte.
Schets het verband tussen zijn weerstand en zijn
doorsnede.
Schets het verband tussen zijn weerstand en zijn
temperatuur.
Eén van de verbanden is een zogenoemd omgekeerd
evenredig verband. Welk verband is dit?
Wat is een algemeen kenmerk van dit type verband?
Plus
Supergeleiding
66
Supergeleiding is een verschijnsel dat inmiddels
nuttig wordt toegepast in onder andere medische
d
appa~ten.
e
a
b
c
Wat is supergeleiding?
Wat is de sprongtemperatuur?
Met MRI-scanners kun je in een lichaam kijken zonder
dat je het hoeft open te snijden. Bij deze techniek is
een sterk magneetveld nodig. Hoe kun je een regelbaar magneetveld opwekken?
Waarom is juist supergeleiding bij dit soort apparaten
zo nuttig?
Han beweert: "Dankzij supergeleiders kun je gratis
een magneetveld opwekken." Leg uit dat Han ongelijk
heeft.
65
PRACTICUM Hoofdstuk 3 Elektriciteit
Practicum
· Proef 1 Aantrekken en afstoten
40 min
Inleiding
Wrijf een van de perspex staven met de zijden doek.
Leg de staaf meteen daarna op de draaitafel.
Wrijf de andere perspex staaf met de zijden doek.
Houd hem vervolgens vlakbij de eerste perspex
staaf. Schrijf op wat je ziet.
Je kunt voorwerpen laden door ze met een doek te
wrijven. Geladen voorwerpen oefenen krachten op
elkaar uit.
Doel
Je gaat de krachten tussen geladen voorwerpen
onderzoeken.
Nodig
D
D
D
D
D
twee pvc-buizen
twee perspex staven
wollen doek
zijden doek
draaitafel/houder (of statief met klem en touwtje)
Uitvoeren en uitwerken
Wrijf één van de pvc-buizen met de wollen doek.
Leg de buis meteen daarna op de draaitafel.
Wrijf de tweede pvc-buis met de wollen doek. Houd
hem vervolgens vlakbij de eerste pvc-buis
(figuur 16). Schrijf op wat je ziet.
Wrijf één van de pvc-buizen met de wollen doek.
Leg de buis meteen daarna op de draaitafel.
Wrijf een perspex staaf met de zijden doek. Houd
hem vervolgens vlak bij de pvc-buis. Schrijf op wat
je ziet.
~ figuur 16
twee pvc-buizen vlak bij elkaar
1
a
b
c
2
Vul aan:
Twee geladen pvc-buizen .....
Twee geladen perspex staven .....
Een geladen pvc-buis en een geladen perspex
staaf .....
Op welke manier kun je onderzoeken of een willekeurig geladen voorwerp dezelfde lading heeft als
een pvc-buis?
Proef 2 Het (l,U)·diagram van een constantaandraad
Inleiding
Nodig
Een constantaandraad heeft een bepaalde weerstand. Je kunt deze eigenschap van de draad onderzoeken door een (J,U)-diagram op te meten.
D
D
D
D
D
Doel
Je gaat het (I,U)-diagram van een constantaandraad
opmeten en onderzoekt zijn weerstand. Je oefent met basisvaardigheid 4 en 5 of 6: Werken met een spanningsmeter en stroommeter of met een multimeter. Je oefent
ook met basisvaardigheid 3: Werken met een voeding, en
vaardigheid 13: Werken met tabellen en grafieken.
66
40 min
voedingskastje
vijf snoeren
stroommeter of multimeter
spanningsmeter of multimeter
constantaandraad
Uitvoeren en uitwerken
Maak de schakeling van figuur 17.
Stel de spanning in op 0 volt voordat je de voeding
aanzet.
1
2
Maak de spanning steeds 0,5 V hoger en meet de
bijbehorende stroomsterkte door de draad. Ga hiermee door tot de spanning 3 V is.
Neem tabel 3 over en zet de meetgegevens in de
eerste twee kolommen.
3
fèf-------,
4
5
Verwerk je meetresultaten tot een (I,U)-diagram.
Wat kun je zeggen over het verband tussen de
spanning over en de stroom door de draad?
Bereken hoe groot de weerstand van de draad bij
elke meting was. Noteer de uitkomst in de derde
kolom van je tabel.
Wat valt je op als je de berekende weerstandswaarden met elkaar vergelijkt?
Had je de conclusie van 4 ook al uit het diagram
kunnen trekken? Lichtje antwoord toe.
Ä figuur 17
de opstelling voor proef 2
"' tabel 3
..
spanning, stroomsterkte en weerstand bij een constantaandraad
•ltt!L
L'fl ••
. _..
... .
-·~
--
. ·1~
0
Proef 3 Het (I,U)·diagram van een gioeilampje 30 min
Inleiding
Met de weerstand van de gloeidraad van een gloeilampje is iets merkwaardigs aan de hand.
Doel
Je gaat het (J,U)-diagram van een gloeilampje bepalen en onderzoekt zijn weerstand. Je oefent met vaardigheden 4 en 5 of 6: Werken met een spanningsmeter
en stroommeter of met een multimeter. Je oefent ook
met vaardigheid 3: Werken met een voeding, en vaardigheid 13: Werken met tabellen en grafieken.
·.
'·
··
_,
Uitvoeren en uitwerken
Maak de schakeling van figuur 18.
Stel de spanning in op 0 volt voordat je de voeding
aanzet.
Maak de spanning steeds 1 V hoger en meet de bijbehorende stroomsterkte door het gloeilampje. Ga
hiermee door tot de spanning 6 V is.
Neem tabel 4 over en zet de meetgegevens in de
eerste twee kolommen.
Nodig
D
D
D
D
D
D
voedingskastje
vijf snoeren
stroommeter of multimeter
spanningsmeter of multimeter
lampje
fitting
Ä figuur18
de opstelling voor proef 3
67
PRACTICUM Hoofdstuk 3 Elektriciteit
l" tabel 4
spanning , stroomsterkte en weerstand bij een gloeidraad
..
,rtvft
~·a-.J
-
••
....
-'V
-
-
-- - ·llltl)
.!.11
""'
0
~
1
2
3
4
Verwerk je meetresultaten tot een (I,U)-diagram.
Is er een recht evenredig verband tussen spanning
en stroomsterkte bij het gloeilampje?
Bereken hoe groot de weerstand van het gloeilampje
bij elke meting was. Noteer de uitkomst in de derde
kolom van je tabel.
Wat valt je op als je de berekende weerstandswaarden
met elkaar vergelijkt?
5
6
7
Teken het (R,U)-diagram.
Welke waarde heeft de weerstand van het lampje bij
0 V?
Welke eigenschap van de gloeidraad verandert nog
meer als je de spanning opvoert? Wat is dus een
voor de hand liggende verklaring voor de verandering
van de weerstandswaarde van een gloeidraad?
Proef 4 Weerstandjes in serie 30 min
Maak de schakeling van figuur 19.
Stel de spanning in die je docent heeft aangegeven.
Meet de stroomsterkte door de schakeling. Noteer
deze waarde.
Inleiding
Als je steeds meer weerstandjes in serie schakelt,
dan gebeurt er iets met de totale weerstand van de
schakeling.
Doel
Je gaat onderzoeken welke regel geldt voor weerstandjes in serie.
Nodig
D voed i ngskastje
D drie weerstandjes
D zes snoeren
D stroommeter of multimeter
D spanningsmeter of multimeter
Á figuur19
de schakeling van proef 4
1
2
Uitvoeren en uitwerken
Bekijk de kleurcodes op de weerstandjes en noteer
de weerstandswaarde van elk.
68
3
Bereken met de waarde voor spanning en stroom de
totale weerstand van de schakeling. Schrijf je
berekening op.
Tel de waarden van de drie weerstandjes bij elkaar
op.
Vergelijk je antwoorden op opgave 1 en opgave 2.
Welke conclusie kun je trekken?
Proef 5 Weerstandjes parallel 30 min
Uitvoeren en uitwerken
Inleiding
Als je steeds meer weerstandjes paraLLeL schakelt, krijgt de schakeling als geheel een andere
weerstand.
Doel
Je gaat onderzoeken welke regel geldt voor weerstandjes
die parallel aan elkaar geschakeld zijn.
1
2
3
Nodig
0
0
0
0
0
voed i ngskastje
drie weerstandjes
zes snoeren
stroommeter of multimeter
spanningsmeter of multimeter
4
5
-- - ---9f %-
' - - ---t
-
Maak schakeling A van figuur 20.
Stel de spanning in die je docent je heeft
opgegeven.
Meet de stroomsterkte. Noteer deze.
Maak schakeling B en C van figuur 20. Stel weer
dezelfde spanning in.
Meet steeds de stroomsterkte en noteer deze.
Bepaal voor elke meting de totale weerstand.
Wanneer is de totale weerstand het kleinst?
Bereken de totale weerstand van schakeling B (met
de formule op blz. 61 van je handboek).
Bereken ook de totale weerstand van schakeling C.
Kloppen de uitkomsten van je berekeningen met
wat je hebt gemeten?
,
V t--- - - '
' - - ---1
V !------'
~------\
A
V r----
--'
c
8
A figuur 20
de schakelingen van proef 5
Proef 6 Meten met de kWh-meter
Inleiding
Hoeveel elektrische energie je thuis verbruikt,
wordt gemeten in kWh en Lees je af op de kWhmeter.
Doel
Je gaat met een kWh-meter het vermogen van een
apparaat bepalen.
Nodig
0
0
0
kilowattuurmeter
verschillende elektrische apparaten
stopwatch
30 min
Uitvoeren en uitwerken
Straks ga je een apparaat op de kWh-meter aansluiten.
De schijf van de kWh-meter zal dan gaan draaien.
Om 1 kWh elektrische energie te meten, moet de
schijf een bepaald aantal omwentelingen maken.
Hoe groot dat aantal omwentelingen is, staat op de
meter aangegeven (achter de Letter c). Noteer dit
getal.
Kies een elektrisch apparaat uit. Bekijk het
type plaatje.
Sluit het apparaat aan op de kWh-meter (zie
figuur 21). Zet het apparaat aan.
Meet hoeveel tijd nodig is om de schijf van de kWhmeter tien keer te Laten ronddraaien. Noteer deze
waarde.
69
PRACTICUM Hoofdstuk 3 Elektriciteit
Maak van deze proef een verslag waarin je het
vermogen van het apparaat bepaalt en het resultaat
vergelijkt met de informatie op het typeplaatje.
À figuur21
de schakeling voor proef 6
Proef 7 De soortelijke weerstand bepalen
Inleiding
Behalve van de Lengte en doorsnede van een draad
hangt de weerstand van de draad ook nog af van het
materiaal waarvan de draad is gemaakt.
Doel
Je gaat de soortelijke weerstand bepalen van het materiaal
waarvan een potloodstift is gemaakt.
Nodig
0
D
0
0
0
0
losse potloodstift
schuifmaat
spanningsmeter of multimeter
stroommeter of multimeter
voeding
snoertjes
40 min
Uitvoeren en uitwerken
Zoek in je handboek de formule op waarin de soortelijke weerstand p van een draad voorkomt en
schrijf deze formule op.
Schrijf voor de grootheden R, A en I op hoe je ze
wilt bepalen voor een potloodstift. Dit heet een
meetplan.
Laat je meetplan door de docent of TOA beoordelen.
Voer de metingen uit.
Maak van deze proef een verslag. Ga ook na van
welke stof de potloodstift gemaakt kan zijn.
Onderzoek 1 De weerstand van apparaten bepalen
In elektrische huishoudelijke apparaten zitten allerlei
componenten die een weerstand hebben. Beantwoord de
volgende onderzoeksvraag:
Hoe groot is de weerstand van elektnsche apparaten thuis?
Bepaal deze weerstand voor minstens drie apparaten.
Vergelijk deze met de berekende waarde.
Onderzoek 2 De weerstand van potloden bepalen
Een potloodstift kan elektriciteit geleiden. Potloden zijn
er in verschillende hardheden: van 7B tot 7H. Heeft de
70
90 min
90 min
hardheid van een potloodstift invloed op de weerstand
van het materiaal?
Onderzoek 3 Een stroommeter bouwen
In een stroommeter zitten een spoel en een permanente magneet. Als er door de spoel een stroom Loopt, slaat
de wijzer uit omdat spoel en magneet krachten op elkaar
uitoefenen.
90 min
Toch valt het niet mee een goede stroommeter te bouwen. Ontwerp en bouw een goed werkende en geijkte
stroommeter.
Onderzoek 4 De lengte van een gloeidraad bepalen
De gloeidraad in een Lamp is vaak Langer dan je denkt.
Dat komt omdat hij dubbel is gespiraliseerd. Hoe Lang
Onderzoek 5 Een sensor van QTC maken
Bij toeval ontdekte een Engelse knutselaar een rubberachtig spul, QTC genaamd, waarvan de weerstand bleek
te veranderen als je erin kneep. Als er een verband is
90 min
zou zo'n draad eigenlijk zijn? Zoek dat uit voor een
gloeilamp van 60 W.
60 min
tussen de druk op het spul en de weerstand, moet er ook
een druksensor mee te maken zijn. Bouw met behulp van
een stukje QTC een goed geijkte druksensor.
71
TEST JEZElF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
Test Jezelf
6
Je kunt een deel van de vragen ook maken met de
computer.
1
Kursat heeft een perspex staaf met een zijden doek
gewreven. De staaf is daardoor positief geladen.
Wat kun je zeggen over de lading van de doek na
het wrijven?
2
Kursat heeft een perspex staaf met een zijden doek
gewreven. De staaf is daardoor positief geladen.
De staaf wordt in een draaibare houder geplaatst.
Daarna houdt hij er een andere gewreven perspex
staaf bij.
Wat doen de twee staven met elkaar: aantrekken of
afstoten?
3
4
5
Als Tom de deur wil openen, springt er een vonkje
over tussen zijn vinger en de deurknop.
Er springen dan ..... over tussen zijn vinger en de
deurknop.
Als Ineke wordt opgeladen, gaan haar haren overeind staan. Welke van de onderstaande uitspraken
is waar?
A De haren trekken elkaar aan omdat ze allemaal
verschillende lading hebben.
B De haren stoten elkaar af omdat ze allemaal
een verschillende lading hebben.
C De haren trekken elkaar aan omdat ze allemaal
dezelfde lading hebben.
D De haren stoten elkaar af omdat ze allemaal
dezelfde lading hebben.
Meter A1 in figuur 22 geeft 450 mA aan en meter A2
350 mA.
Hoe groot is de uitslag van de meters A3 , A4 en A5?
Bekijk de schakeling in figuur 23. De stroommeter
heeft drie bereiken: 0,3 A, 1 A en 3 A.
Leg uit op welk bereik de meter het best kan staan
bij de situatie in de figuur.
0,40A
7
Vul in:
0,350 A= ..... mA
25 mA= ..... A
8
Op een elektrische bel staat: (4,5 V; 0,5 A).
Bereken de weerstand van deze bel.
9
Op een elektrische bel staat: (4,5 V; 0,5 A).
Bereken het vermogen van deze bel.
10
Een weerstandje van 36 Q wordt aangesloten op
een spanning van 4,5 V.
Hoe groot is de stroomsterkte in het juiste aantal
significante cijfers?
11
Door een weerstandje van 600 Q gaat een stroom
van 20 mA.
Op welke spanning is de weerstand aangesloten?
12
Bekijk de schakeling in figuur 24.
Bereken de vervangingsweerstand van deze
schakeling.
n
zon
zon
de schakeling van vraag 5
7Z
0,35 A
.&. figuur 23
de schakeling van vraag 6
60
.&. figuur 22
0,20 A
A figuur 24
de schakeling van vraag 12
Op een spanningsbron van 12 V zijn twintig dezelfde lampjes in serie aangesloten. In de kring loopt
een stroom van 120 mA.
Bereken de weerstand van één lampje.
14 Op een spanningsbron van 12 V zijn twintig dezelfde
lampjes parallel aangesloten. In de kring loopt een
stroom van 10 A.
Bereken de weerstand van één lampje.
13
20
Gegeven is: p koper = 0,017 Q. mm 2/ m.
Bereken de weerstand van een koperdraad met een
lengte van 50 men een doorsnede van 0,1 mm 2•
21
Nathalie heeft op haar slaapkamer tegelijkertijd een
bureaulamp (75 W), een schemerlamp (40 W) en
een cd-speler (22 W) via een verlengsnoer op één
stopcontact (230 V) aangesloten.
Bereken hoeveel elektrische energie er op een
avond (van 19:00 uur tot 21 :00 uur) wordt
verbruikt.
Bereken de stroomsterkte door het verlengsnoer.
a
15
Sander heeft vier weerstandjes van 20 Q. Hij schakelt
ze zodanig dat hij een vervangingsweerstand krijgt
van 20 Q.
Welke van de vier schakelingen in figuur 25 kan
Sander hebben gemaakt?
16
Hoe groot is de vervangingsweerstand van
schakeling 4 vanSander (figuur 25)?
17
In een reclamefolder van een ventilatorkachel
staat: 'twee warmtestanden: 1000 en 2000 watt'.
In welke stand is de weerstand het grootst?
18
In een voetbalstadion branden 240 lampen van
1000 W op een spanning van 380 V.
Bereken hoeveel kWh elektrische energie de lampen
verbruiken gedurende een voetbalavond van 3 uur.
19
In een tabel staat: p kop er = 0,017 Q · mm 2/m.
Je mag ook schrijven:
1 p ko per = 17 · 10-9 Q · m.
2 p koper =17·10- 6 Q · mm.
A Zowel 1 als 2 is goed.
B Zowel 1 als 2 is fout.
C 1 is goed en 2 is fout.
D 2 is goed en 1 is fout.
b
22
a
b
c
Om licht te hebben in zijn tuinhuisje sluit Wim een
autolampje van 12 V - 60 W aan op zijn autoaccu
van 12 V. Als snoer gebruikt hij een dubbel koperen
snoer met een lengte van 40 m en een doorsnede
van 0,5 mm 2 per snoer. De soortelijke weerstand
van koper bedraagt 0,017 Q · mm 2 j m.
Hoe groot is de weerstand van de lamp.
Op welke spanning brandt het lampje?
Hoe kan hij de spanning over het lampje verhogen?
(meer antwoorden mogelijk)
A door een dikkere draad te nemen
B door een ijzeren draad te nemen
(p..lJZer = 0,105 Q · mm 2/m)
C door de draad korter te maken
D door een lampje met een kleiner vermogen te
nemen
1
3
2
4
À figuur 25
de vier schakelingen van vraag 15
73
TEST JEZELF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
23
Sylvie heeft op het practicum een kWh-meter die
een schijf bevat die 1200 omwentelingen maakt per
kWh. Ze wil het vermogen van een koffiezetapparaat
bepalen:
ze zet het apparaat aan en telt precies 57
omwentelingen van de schijf in drie minuten.
Hoe groot is het vermogen van het
koffiezetapparaat?
24
Medard wil een lamp van 6,0 V; 15 Waansluiten op
een spanningsbron van 24 V. De lamp moet normaal
branden en daarom sluit hij de lamp met een extra
weerstand in serie aan op deze spanningsbron.
Leg uit waarom het geen zin heeft, en zelfs ongewenst is, die extra weerstand parallel op de lamp aan
te sluiten.
Teken het schakelschema en zet alle bekende
gegevens er bij.
Bereken de grootte van de extra weerstand.
a
b
c
25
a
b
c
Bekijk het diagram van figuur 26 waarin staat aangegeven hoe in een aantallanden de elektrische
energie wordt opgewekt.
Welk land produceert het grootste gedeelte van zijn
elektrische energie door verbranding van fossiele
brandstoffen en hoeveel procent van het totaal is
dat?
Waarom kun je niet zomaar concluderen dat dit
land dan ook de grootste hoeveelheid fossiele brandstoffen verbrandt?
Leg uit welke energiesoort waarschijnlijk het grootste aandeel heeft in het grote percentage duurzame
energie dat in Oostenrijk wordt gebruikt voor de
productie van elektrische energie.
=~
"""'"'
1l
....,
-.:::
""<:"'<»
~~
<::"'-'
~ .~
<» "'
$~
"""'
..9
.~
::;,
<::>
=~
.S>
<»
""
=2
"'
~
a"'
a
D
0
kernenergie
-
duurzame energie (wind, water, zon)
"'
Ä figuur 26
Hoe wekt Europa zijn elektriciteit op?
Breinkraker
26
a
b
Een lamp van 230 V/25 W wordt in serie met een
lampje van 6 V/0,5 A aangesloten op het lichtnet
(zie figuur 27). Het lampje blijkt niet te branden,
terwijl de lamp van 25 W wel brandt.
Beredeneer dat het lampje niet stuk kan zijn.
Leg aan de hand van een berekening uit waarom
het lampje niet brandt.
6V/ 0,5A
Ä figuur 27
een serieschakeling van een lamp en een lampje
-
<»
"'
""s<»
kolen, aardolie, aardgas
230 V/25 W
74
=2
""""'
"'
~
EXTRA BASISSTOF Hoofdstuk 3 Elektriciteit
8
Langste
elektriciteitskabel ter wereld
1
We gaan ervan uit dat de kabel is gemaakt van massief
koper. Bereken uit de gegevens in het artikel het
volume van de kabel in m3 • Voor koper geldt een
dichtheid van 8,96 gjcm 3 • Let op: het antwoord
moet niet nauwkeuriger zijn dan de opgegeven
dichtheid.
2
Bereken met behulp van de lengte van de kabel de
diameter van de kabel in cm.
3
Bereken de weerstand van de kabel. De soortelijke
weerstand van koper is 0,017 Q · mm 2jm.
4
Bereken de stroomsterkte die door de kabel gaat bij
maxi male capaciteit.
5
Hoeveel warmteontwikkeling (in MJ) vindt er per
seconde in de kabel plaats bij deze stroomsterkte?
6
Bereken het verlies in procenten van de capaciteit.
7
Het warmteverlies bij het transport door dit soort
kabels kan variëren.
Leg uit dat er minder verlies optreedt als de spanning
over de kabel wordt vergroot.
Leg uit wat er gebeurt met het verlies als de temperatuur van de kabel toeneemt.
a
b
75