lesbrief Elektrische energie en vermogen
advertisement
Elektrische energie en elektrisch vermogen Grootheid Lading Spanning Stroomsterkte Energie Weerstand Symbool Q U I E R Eenheid C: Coulomb V: Volt A: Ampère J: Joule Ω: Ohm Spanning: noodzakelijk om lading te kunnen laten verplaatsen, levert energie op 1 Volt spanning geeft 1 Coulomb lading een energie van 1 Joule E U Q Grootheid Lading Spanning Stroomsterkte Energie Weerstand Symbool Q U I E R Eenheid C: Coulomb V: Volt A: Ampère J: Joule Ω: Ohm Stroomsterkte: de hoeveelheid lading verplaatst per seconde 1 Ampère verplaatst 1 Coulomb lading in 1 Seconde Q I t Grootheid Lading Spanning Stroomsterkte Energie Weerstand Symbool Q U I E R Eenheid C: Coulomb V: Volt A: Ampère J: Joule Ω: Ohm Weerstand: de spanning nodig voor een stroomsterkte van 1 Ampère 1 Ohm betekend dat er 1 Volt spanning nodig is 1 Ampère te laten lopen U R I Vermogen (elektrisch) Symbool: P (power) Eenheid: W (Watt) Vermogen is de hoeveelheid energie die per seconde wordt geleverd/verbruikt 1 Watt betekend dat 1 Joule energie in 1 seconde wordt geleverd/verbruikt E P t Vermogen (elektrisch) 9V/90mA In het lampje wordt de elektrische energie omgezet in licht en warmte, hiervoor is nodig: elektrisch vermogen 90 Vermogen (elektrisch) Twee lampjes, dus dubbele energie nodig. Nodig een 2 x zo groot elektrisch vermogen 9V/90mA 180 Om dit te leveren wordt de stroomsterkte ook 2x zo groot. Vermogen (elektrisch) Twee lampjes, dus dubbele energie nodig. Nodig een 2 x zo groot elektrisch vermogen 9V/90mA 9V/90mA 90 Om dit te leveren wordt de spanning ook 2x zo groot. Vermogen (elektrisch) Symbool: P (power) Eenheid: W (Watt) Vermogen is recht evenredig met de spanning en met de stroomsterkte P U I Vermogen (elektrisch) Voorbeeld: In een diskman zitten twee (in serie geschakelde) batterijen van 1,5 V. Bij het afspelen van een track van 2 min. 30 s trekt de diskman een stroomsterkte van 57 mA. Hoeveel energie leveren de beide batterijen bij het afspelen van deze track? Vermogen (elektrisch) Voorbeeld: In een diskman zitten twee (in serie geschakelde) batterijen van 1,5 V. Bij het afspelen van een track van 2 min. 30 s trekt de diskman een stroomsterkte van 57 mA. Hoeveel energie leveren de beide batterijen bij het afspelen van deze track? U = 3,0 V I = 57 mA = 0,057 A t = 2 min. 30 s = 150 s. E = P. t P = U . I = 3,0 . 0,057 = 0,171 W = 0,171 . 150 = 26 J Kilowattuur (kWh) Kilowattuur (kWh) Kilowattuur (kWh) 1kWh 11000 3600 3,6 10 J 6 Een apparaat met een vermogen van 1000 W verbruikt per uur 1 kWh aan energie. kWh is een alternatieve eenheid voor energie Kilowattuur (kWh) Voorbeeld Een wasmachine heeft een vermogen van 1700 W. Hoeveel kWh verbruikt deze bij een wasbeurt van 1 uur en 35 minuten? Kilowattuur (kWh) Voorbeeld Een wasmachine heeft een vermogen van 1700 W. Hoeveel kWh verbruikt deze bij een wasbeurt van 1 uur en 35 minuten? Gevraagd wordt de energie uitgedrukt in kWh E=P. t tijd in uur E in kW maal uur dus meteen in kWh vermogen in kW Kilowattuur (kWh) Voorbeeld Een wasmachine heeft een vermogen van 1700 W. Hoeveel kWh verbruikt deze bij een wasbeurt van 1 uur en 35 minuten? Gevraagd wordt de energie uitgedrukt in kWh E=P. t P = 1700 W = 1,7 kW t = 1 uur 35 min. = 1,58 uur. E = 1,7 . 1,58 = 2,7 kWh Warmte Warmte is een vorm van energie Dus de eenheid is …….. J: Joule Symbool warmte: Q (wel jammer dat hier voor hetzelfde is gekozen als voor de lading!) Warmte Bron van elektrische energie ! Waar blijft die energie ? In de weerstand wordt de elektrische energie omgezet in … Warmte Bron van elektrische energie ! Voorbeeld: Door een weerstand van 500 Ω loopt een stroom van 250 mA. Hoeveel warmte komt in de weerstand per seconde vrij? Warmte Bron van elektrische energie ! Voorbeeld: Door een weerstand van 500 Ω loopt een stroom van 250 mA. Hoeveel warmte komt in de weerstand per seconde vrij? Warmte Voorbeeld: Door een weerstand van 500 Ω loopt een stroom van 250 mA. Hoeveel warmte komt in de weerstand per seconde vrij? Warmte per seconde, dus de energie per seconde. Wat is de energie per seconde ? P: vermogen R = 500 Ω I = 250 mA = 0,250 A P=U.I U = I . R = 0,250 . 500 = 125 V P = U . I = (I . R) . I = I2 . R = 125 . 0,250 = 31,3 W Rendement Elektrische energie Rendement Elektrische energie Licht Warmte nuttig energieverlies Rendement Elektrische energie Licht Warmte nuttig energieverlies Rendement nuttig Licht Elektrische energie Warmte energieverlies Rendement: hoeveel procent van de energie wordt nuttig gebruikt. Symbool: η (griekse letter eta) Eenheid: % E nuttig Ein 100% Pnuttig Pin 100% Rendement Voorbeeld Een 15 W spaarlamp heeft een rendement van 20%. Hoeveel warmte gaat verloren als deze een uur brand ? Rendement Voorbeeld Een 15 W spaarlamp heeft een rendement van 20%. Hoeveel warmte gaat verloren als deze een uur brand ? P = 15 W η = 20% t = 1 uur = 3600 s 1. Bereken eerst de aangeleverde elektrische energie: Ein 2. Bereken hoeveel hiervan nuttig is gebruikt: Enuttig 3. Bereken hoeveel energie dan verloren is gegaan: Everlies (=Q) Ein = P . t = 15 . 3600 = 54.103 J η = 20% dus Enuttig = 20% . 54. 103 = 11.103 J Q = Everlies = 54.103 – 11.103 = 43.103 J
