EMK , klemspanning

E.M.K , klemspanning, inwendige weerstand, oefening x
1.
Een gelijkstroomgenerator heeft een e.m.s. van 120 V. Bij een
stroomsterkte van 20 A bedraagt de klemspanning 115 V. Welk is
de inwendige weerstand van de generator, hoe groot zal de
klemspanning zijn als ze 40 A levert ?
BA
(0,25  ;
110 V
2.
Zoek de inwendige weerstand van een elektrische generator met een
e.m.s. van 120 V en een klemspanning van 110 V bij een stroom
van 20 A ?
BA
(0,5 )
3.
Een droge batterij die 2 A stroom levert heeft een klemspanning van
1,41 V. Welk is haar inwendige weerstand als de e.m.s. 1,59 V is ?
BA
(0,09 )
4.
De inwendige weerstand van een 6,4 V accumulator is 4,8 m.
Welk is de theoretische kortsluitstroom ?
BA
(1330 A)
5.
Een batterij heeft een e.m.s. van 13,2 V en een inwendige weerstand
van 24 m. Zoek de klemspanning bij een belastingsstroom van
20,0 A.
BA
(12,72 V)
6.
Een accumulator heeft een e.m.s. van 25 V en een inwendige
weerstand van 0,20 . Bereken de klemspanning als ze
a) 8 A stroom levert.
b) met 8 A stroom geladen wordt.
BA
(23,4 V)
(26,6 V)
7.
Een droge batterij met een EMK van 1,5 V en inwendige weerstand
r van 0,05 ohm voedt het lampje van een zaklantaarn dat een
weerstand heeft van 0,4 ohm. Hoeveel stroom vloeit er in deze
kring? Hoeveel spanning zal er over het lampje staan?
(3,3A;
1,33V)
8.
Een batterij met een EMK, van 45 V doet in een weerstand van 20
ohm een stroom van 2,1 A vloeien. Hoe groot is r (de inwendige
weerstand) van de batterij; hoeveel bedraagt haar klemspanning?
(1,43 ohm;
42V)
9.
Een droge batterij heeft een EMK van 1,52 V. De klemspanning
wordt 0 V als ze 25 A stroom levert. Hoeveel bedraagt ‘r’?
(61 mohm)
10.
Welke waarde bereikt de kortsluitstroom van een accumulatorcel
van 2 V met 0,05 ohm inwendige weerstand ( = r )?
(40A)
11.
Een accu met EMK 6,2 V heeft bij afname van een stroom van 5 A
een klemspanning van 6,1 V. Hoe groot zal de klemspanning zijn,
bij een stroomafname van 20 A?
(5,8V)
12.
Een batterij heeft een EMK van 1,54 V. In serie geplaatst met een
weerstand van 1 ohm meet een ideale voltmeter nog een
klemspanning van 1,40 V. Bepaal de inwendige weerstand (r) van
de bron.
(0,1 ohm)
13.
Met welke stroom mag een 55-cellige accumulator (met een Emk
van 121 V) maximaal ontladen worden als zijn klemspanning niet
beneden de 110 V mag dalen. De totale inwendige weerstand is
0,100 ohm.
(110A)
14.
Een accu met een EMK van 25 V en r = 0,20 ohm wordt eerst met 8
A geladen en moet dan 8 A stroom leveren. Hoe groot is het verschil
in klemspanning in beide gevallen?
(26,6V)
15.
Een batterijlader levert 10 A stroom aan een accumulator met EMK
5,6 V. Als de voltmeter op de lader 6,8 V aangeeft, hoe groot is dan
de inwendige weerstand van de accu?
(0,12 ohm)
16.
Welke spanning is er nodig om een accu met een EMK van 6 V en r
= 0,1 ohm te laden met een constante stroom van 10 A?
(7V)
17.
Een droge batterij heeft een EMK van 1,5 V en een r = 0,08 ohm.
Zoek de stroom die zal vloeien als de aansluitklemmen met elkaar
verbonden worden. Wat wordt deze stroom als de kortsluiting door
een 5 ohm weerstand wordt vervangen?
(19A;
0,3A)
18.
Een accu van 12 V heeft een EMK waarde van l3,2 V en, een r =
0,01. ohm
Hoeveel bedraagt de klemspanning als de accu 80 A levert aan de
startmotor van een auto?
(12,4V)
19.
Bereken de inwendige weerstand en de EMK van een
spanningsbron als de klemspanning 24,6 V bedraagt bij een
sroomafname van 12 A en 24,3 V bij een stroomafname van 25 A.
(23 mohm;
24,9V)
20.
Een autoaccu met EMK = 6 V en r = 0,01 ohm, wordt tijdens het
starten met 130 A belast en tijdens het rijden met 15 A geladen.
Hoe groot zijn in beide gevallen de klemspanningen?
(4,7V;
6,15V)
21.
De klemspanning van een batterij over een uitwendige weerstand
van 17 ohm bedraagt 4,4 V. Vervangt men deze weerstand door een
van 9 ohm dan meet men 4,3 V. Bepaal de EMK en de r-waarde van
de batterij.
(4,52V;
0,457 ohm)
22.
Als de EMK van bron 2,0 V is en r = 100 ohm, maak, dan een
grafiek die de stroom als functie van een uitwendige stand R (van 0
tot 500 ohm) weergeeft
- een grafiek die de klemspanning als functie van die R weergeeft.
- een grafiek die voor elke waarde van R het product van de
voorgaande grafieken weergeeft.
Welk is de fysische betekenis van deze laatste grafiek? (zie figuur)
I
a
r
U
R
b
.
23.
Een generator heeft een EMK van 120 V en een r = 0,2 ohm.
Hoeveel stroom levert hij als zijn klemspanning 115 V bedraagt?
Hoeveel vermogen levert hij dan in welke belastingsweerstand?
Hoeveel vermogen levert hij dan aan zijn eigen inwendige
weerstand?
Hoe groot is het rendement?
(25 A;
2875 W;
in 4,6 ohm
;
125 W;
95,8%)
24.
Een bron met inwendige weerstand r zal maximaal vermogen
leveren in een belastingsweerstand met dezelfde waarde R = r. Toon
dit aan voor een batterij met een EMK U = 10 V en r = 0,5 ohm als
ze achtereenvolgens verbonden wordt met weerstanden van 0,25
ohm, 0,5 ohm en 1 ohm.
(44 W ;
50 W ;
44 W)
25.
Toon aan dat het maximaal geleverde vermogen P = U2/4r. (zie
Error! Reference source not found.)
26.
Twee batterijen met elk een EMK van 10 V en r = 0,5 ohm worden
in parallel geplaatst en verbonden met een uitwendige weerstand
van 20 ohm. Hoeveel stroom zal er in deze kring vloeien? Wat als
de batterijen in serie worden gezet?
(0,494 A ;
0,95 A)
27.
Een generator met een EMK van 240 V heeft een klemspanning van
220 V bij een stroom van 50 A. Zoek: de inwendige weerstand, het
vermogen door de generator geleverd in de belasting, het vermogen
dat in de generator zelf wordt. gedissipeerd.
(0,4 ohm ;
11kW ;
1 kW)
28.
Een accu met een EMK van 34 V en r = 0,1 ohm moet geladen
kunnen worden met een stroom van 20 A vanuit een 110 V bron.
Welke weerstand moet er extra in de kring geschakeld worden om
dit te realiseren? Hoeveel warmte produceert de weerstand hierbij?
Hoeveel warmte wordt er in de accu vrijgemaakt?
(3,7 ohm ;
1,48 kW ;
40W)
29.
Drie lampen met elk 240 ohm weerstand worden met een lange
aanvoerleiding op de netspanning van 220 V aangesloten. Als de
totale weerstand van de aanvoerleiding 3,23 ohm bedraagt, hoe
groot is dan de brandspanning van deze lampen? Hoeveel verhoogt
de brandspanning als men eerst 1 en daarna 2 van de lampen
uitdraait?
(211,5 V ;
214,2 V ;
217,1 V)
30.
Een weerstand van 0,10 ohm is aangesloten op een batterij met
EMK 1,5 V. In de weerstand moet er 10 W als warmte gedissipeerd
worden. Bepaal de inwendige weerstand van de batterij en de
(0,05 ohm ;
1 V)
klemmspanning in deze opstelling.
31.
Een batterij met inwendige weerstand r = 1,0 ohm wordt verbonden
met een weerstandsdraad van 5,0 ohm. Zoek:
hoeveel energie er van chemische naar elektrische vorm is omgezet
hoeveel energie er in de weerstandsdraad als warmte verschijnt
vanwaar het verschil tussen beide komt
(80 J ;
66,7 J ;
verloren in
opwarming
)
32.
Welke waarde moet een uitwendige weerstand R hebben zodat er
1,0 mA stroom zou doorvloeien? De EMK's zijn 2,0 V en 3,0 V en
r = 3,0 ohm voor beide. Hoeveel warmte komt er per seconde in R
vrij? (zie figuur)
(994 ohm ;
0,994 mW)
U2
U1
r2
r1
33.
R
Twee batterijen met dezelfde EMK U maar met een verschillendeinwendige weerstand r zijn in serie geschakeld over een uitwendige
weerstand R Bepaal de waarde van R die de klemspanning van de
eerste batterij zal nulmaken.(zie figuur)
U
U
r
(R =
verschil
van de
inwendige
werstanden
)
r
R
34.
Twee batterijen met EMK U en inwendige weerstand r worden in
parallel over een uitwendige weerstand R geschakeld. Voor welke
waarde van R levert de bron maximaal vermogen in R? Hoe groot is
U
(R = r/2 ;
Pmax =
U2/2R)
r
U
r
R
dit vermogen?
(zie figuur)
35.
Zij gegeven twee batterijen met EMK U en inwendige weerstand r.
Men schakelt ze in serie of in parallel om een stroom te leveren aan
een uitwendige weerstand R. Zoek algemene uitdrukkingen voor de
stroom door R zowel voor de serie- als de parallelschakeling.
Welke van beide schakelingen zal dan de grootste stroom door R
kunnen leveren als R > r en als R < r.
36.
N identieke batterijen met EMK U en inwendige weerstand r (zie
Error! Reference source not found. en Error! Reference source
(Is = U(R/2
+ 1) ;
Ip = U.(r/2
not found.) worden alle in serie of alle in parallel gezet. Toon aan
dat beide samenstellingen dezelfde stroom in een uitwendige
weerstand R zullen leveren als R = r.
+ R) ;
Ip = Is als
R>r en
omgekeerd)
(Is = Ip =
(N(N+1)).(
U/R))