pw elektrische stroom 160909

Proefwerk Hoofdstuk 8
Opgave 1
4p
A
4p
B
3p
C
5p
D
Elektrische straalkachel
Een elektrische straalkachel heeft een lang aansluitsnoer.
Het snoer bestaat uit twee aders van koperdraad. Elke ader heeft een lengte van
7,1 m en een weerstand van 0,16 Ω.
We nemen aan dat de weerstand van het snoer steeds dezelfde waarde heeft,
ook als de straalkachel is ingeschakeld.
Bereken de oppervlakte van de doorsnede van één ader.
In figuur 4 staat een tekening van de straalkachel. De kachel heeft twee gelijke
verwarmingselementen die parallel zijn geschakeld.
De straalkachel heeft twee schakelaars: S1 om de kachel aan of uit te doen,
S2 om het onderste element in of uit te schakelen.
De straalkachel wordt aangesloten op de netspanning van 230 V.
Als een verwarmingselement enige tijd is ingeschakeld, is zijn weerstand 53,2 Ω.
In figuur 5 staat het schema van de elektrische schakeling van de kachel plus
snoer. S1 wordt gesloten, S2 blijft open.
Bereken de stroomsterkte door het bovenste verwarmingselement als de kachel
enige tijd aanstaat. Geef de uitkomst in drie significante cijfers.
Meteen na het sluiten van schakelaar S1 had de stroomsterkte een andere waarde.
Leg uit of deze waarde groter of kleiner is dan de waarde die in B berekend is.
Omdat ook het snoer een weerstand heeft, wordt een deel van de toegevoerde
energie in het snoer omgezet in warmte.
Schakelaar S2 wordt nu gesloten. Na enige tijd loopt er ook in het onderste
element een constante stroom.
Bereken de hoeveelheid warmte die in deze situatie per seconde in het snoer
wordt ontwikkeld.
Opgave 2
Accu in noodverlichting
stroomsterkte (A)
Als er een stroomstoring in school optreedt, blijft de noodverlichting enige uren
branden, doordat er bij iedere gloeilamp een accu de elektrische energie levert.
De (volle) accu heeft een bronspanning van 12 V. Dit is de spanning, waarbij de
gloeilamp goed brandt.
In de figuur is de stroom door de gloeilamp als functie van de tijd weergegeven.
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
2
4
6
8
10
tijd (uur)
4p
A
B
C
D
E
3p
F
2p
G
3p
3p
3p
3p
Bepaal de weerstand van de goed brandende lamp.
Bepaal het vermogen van de goed brandende lamp.
Bepaal hoeveel kW·h energie de accu levert gedurende de eerste 6,0 uur.
Bepaal hoeveel J energie de accu levert gedurende de eerste 6,0 uur.
Leg uit of de spanning van de accu na 8,0 uur:
o
Groter dan 6,0 V is
o
Precies 6,0 V is
o
Kleiner dan 6,0 V is.
Bepaal de hoeveelheid lading die in 10 uur van de accu naar de gloeilamp is
getransporteerd.
Leg uit of er in die tijd ook lading van de gloeilamp naar de accu is
getransporteerd.
Opgave 3
Je hebt een spanningsbron van
37 V, waarop je zowel een lampje
A (12 V; 0,20 A) als een lampje B
(16 V; 0,50 A) wilt aansluiten.
R1
R2
8p
Je doet dit met twee weerstanden
R1 en R2.
Bereken de weerstandswaarden
van R1 en R2.