Toets Natuurkunde Lj1 Per 3 A UITWERKINGEN

Toetsvragen Versie A
Vak: Natuurkunde Onderwerp: Elektriciteit Leerjaar: 1 (2014/2015) Periode: 3 Naam: .......................................................................................................................................... Klas: .......................................................................................................................................... Datum: .......................................................................................................................................... •
•
1. Een spaarlamp is aangesloten op het lichtnet (230 V) en brandt elke nacht 8 uur. a)
2p
Opmerkingen vooraf: Het gebruik van een rekenmachine en een tabellenboekje is toegestaan. Bij elke opgave is per onderdeel het te behalen aantal punten vermeld. Voor deze toets kunnen maximaal 25 punten worden gescoord. Het cijfer is als volgt te berekenen: Cijfer = (aantal behaalde punten / 25) x 9 + 1 Bereken hoeveel stroom er loopt, als er ieder uur 8,65 ·∙ 1020 elektronen passeren. Geef je antwoord in mA met één decimaal. 8,65 ∙ 1020 elektronen ÷ 6 ∙ 1018 elektronen/Coulomb ÷ 3600 s = 0,04 A
........................................................................................................................................... 0,04 A = 40,0 mA
........................................................................................................................................... b) Bereken het vermogen van de spaarlamp. Geef je antwoord in W met één decimaal. 2p
P = U ∙ I = 230 V × 0,04 A = 9,2 W
...........................................................................................................................................
........................................................................................................................................... c) Bereken de weerstand van de spaarlamp. Geef je antwoord in Ω (geen decimalen). 2p
U=I∙R
230 V = 0,04 A × R
R = 230 ÷ 0,04 = 5.750 Ω
...........................................................................................................................................
........................................................................................................................................... d)
2p
Eén kilowa]uur (kWh) kost € 0,23. Bereken de elektriciteitskosten als de spaarlamp een jaar lang iedere nacht 8 uur brandt. (In Euro (€) met twee decimalen). 9,2 W × 8 uur × 365 dagen = 26.864 Wh = 26,9 kWh
...........................................................................................................................................
26,9 kWh × € 0,23 = € 6,18
...........................................................................................................................................
Pagina 1 van 4
2. Bekijk onderstaande schakelingen en omcirkel het juiste antwoord (a, b, c of d). A
1,5 V
1,5 V
100 Ω
2p
3. B
1,5 V
1,5 V
100 Ω
100 Ω
100 Ω
a)
Bij schakeling A staat er 3,0 Volt op iedere weerstand; bij schakeling B staat er 1,5 Volt op iedere weerstand. b)
Bij schakeling A staat er 1,5 Volt op iedere weerstand; bij schakeling B staat er 3,0 Volt op iedere weerstand. A. c)
Bij schakeling A staat er 1,5 Volt op iedere weerstand; bij schakeling B staat er 0,75 Volt op iedere weerstand. d)
Bij schakeling A staat er 0,75 Volt op iedere weerstand; bij schakeling B staat er 3,0 Volt op iedere weerstand. Bij A blijft de totale spanning 1,5 V maar die wordt verdeeld
over twee gelijke weerstanden, dus ieder 0,75 V.
Bij B wordt de totale spanning 3,0 V en die staat ook op iedere weerstand.
Een zilveren draad heec een weerstand van 18,0 Ω en een doorsnede van 0,24 mm2. Bereken de lengte van deze draad. Geef je antwoord in m (geen decimalen). De soortelijke weerstand van zilver is 0,016 ·∙10-­‐6 Ωm (0,016 Ωmm2). ρ = (R ∙ A)/l
0,016 Ωmm2 = (18,0 Ω × 0,24 mm2) ÷ l
........................................................................................................................................... 3p
l = (18,0 Ω × 0,24 mm2) ÷ 0,016 Ωmm2 = 270 m
...........................................................................................................................................
........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... 4. Hieronder staat het begin van een schema van een lamp die is aangesloten op het lichtnet d.m.v. een wisselschakeling. Maak het schema af. 3p
230 V
Pagina 2 van 4
5. Bekijk onderstaande schakelingen. a)
Bereken de stroom door R2. Rond je antwoord af op één decimaal. Rtotaal = 24 + 216 = 240 Ω
120 V
.................................................................
Itotaal = 120 V ÷ 240 Ω = 0,5 A R 3 .................................................................
216 Ω
3p
UR3 = 0,5 A × 216 Ω = 108 V
R 1 .................................................................
40 Ω
UR1&2 = 120 V - 108 V = 12 V
1 .................................................................
/Rv =
60 Ω
1/40
R2
IR2 = 12 V ÷ 60 Ω = 0,2 A
+1
R
v
=
24 Ω /60
b)
Bereken de spanning over R1. Rond je antwoord af op één decimaal. Rtotaal = 30 + 60 = 90 Ω
180 V .................................................................
3p
60 Ω
Itotaal = 180 V ÷ 90 Ω = 2,0 A
R 3 .................................................................
R
UR3 = 2,0 A × 60 Ω = 120 V
1 .................................................................
60 Ω
UR1&2 = 180 V - 120 V = 60,0 V 1 / R
v = .................................................................
60 Ω
1/60
R2
+1
Rv =
30 Ω /60
180
Ω
90
Ω
360 Ω
360 Ω
360 Ω
360 Ω
360 Ω
360 Ω
360 Ω
3p
120 Ω
180
360 Ω
Ω
360 Ω
60
360 Ω
Bereken de vervangingsweerstand van onderstaande schakeling. Laat duidelijk zien 180
hoe je aan je antwoord komt.
Ω
36
Ω
0Ω
0
12
360 Ω
360 Ω
180
Ω
360 Ω
6. 360 Ω
360 Ω
360 Ω
Rv = 360 + 360 + 180 + 120 + 60 = 1080 Ω
Pagina 3 van 4
Ω
Formules
U =I ·R
P =U ·I
Q=I ·t
1C = 6 · 1018 elektronen
⇢=
R·A
l
R=
l
·⇢
A
serie : Rv = R1 + R2 + R. ..
parallel :
1
1
1
1
=
+
+
Rv
R1
R2
R...
Tabellen
Materiaal
aluminium
koolstof
koper
soortelijke weerstand × 10-­‐6 Ω·∙m
0,028
100 …1000
0,017 …0,018
kwik
0,96
lood
0,22
plaDna
0,10
ijzer
0,10
wolfraam
0,056
zilver
0,016
constantaan
0,48
mangaan
0,44
nichroom
1,00
Pagina 4 van 4