Schoolexamen VWO
2021
mei, 2021
Domein D1, elektrische systemen
Toegestane hulpmiddelen: normale rekenmachine en Binas
natuurkunde
Bij dit schoolexamen hoort een bijlage en geen antwoordblad.
Beantwoord alle vragen op je toetsblad.
Dit schoolexamen bestaat uit 9 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 63 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord
behaald kunnen worden.
Geef niet meer antwoorden (zinnen, redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden
gevraagd. Als er bijvoorbeeld één zin wordt gevraagd en je antwoordt met meer
dan één zin, dan wordt alleen de eerste zin in de beoordeling meegeteld.
, Opgave 1) Centennial light
In een brandweerkazerne in de VS brandt sinds 1901, dus al
meer dan een eeuw, een gloeilamp; vandaar de naam
Centennial light. Je mag aannemen dat de lamp al die tijd
was aangesloten op een spanning van 110 V en dat zijn
elektrisch vermogen steeds 4,0 W is geweest.
4p a) Bereken de hoeveelheid energie in kWh die deze lamp heeft
verbruikt sinds 1901. Maak daartoe eerst een schatting van het
aantal uur dat de lamp heeft gebrand. (neem aan dat we hier in
2020 zitten)
5p b) Bereken het aantal elektronen dat in die tijd door (een doorsnede van)
de gloeidraad is gestroomd.
De gloeidraad van deze lamp is van koolstof gemaakt.
Hiernaast is weergegeven
hoe de soortelijke weerstand van koolstof afhangt van
de temperatuur.
Ohmse weerstanden; de weerstand hiervan is
onafhankelijk van de temperatuur.
PTC's; de weerstand hiervan neemt toe als de
temperatuur stijgt.
NTC's; de weerstand hiervan neemt af als de
temperatuur stijgt.
2p c) Leg uit of een gloeidraad van koolstof een ohmse
weerstand, een PTC of een NTC is.
De lengte van de gloeidraad is 14 cm. De diameter (dikte) van de draad is 3,10 · 10-5 m.
3p d) Bepaal de temperatuur van de brandende gloeidraad. Bereken daartoe eerst de
weerstand van de gloeidraad
Als men de spanning over een gloeilamp verhoogt, neemt de temperatuur van de gloeidraad toe.
De lamp zal dan eerder stuk gaan. Een veel gebruikte vuistregel is: de levensduur van een
gloeilamp is omgekeerd evenredig met U16. De levensduur van de Centennial light is (ongeveer)
150 jaar. Veronderstel dat deze lamp niet op 110 V maar op 120 V zou hebben gebrand.
2p e) Bereken de levensduur die de lamp dan zou hebben gehad.
2021
mei, 2021
Domein D1, elektrische systemen
Toegestane hulpmiddelen: normale rekenmachine en Binas
natuurkunde
Bij dit schoolexamen hoort een bijlage en geen antwoordblad.
Beantwoord alle vragen op je toetsblad.
Dit schoolexamen bestaat uit 9 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 63 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord
behaald kunnen worden.
Geef niet meer antwoorden (zinnen, redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden
gevraagd. Als er bijvoorbeeld één zin wordt gevraagd en je antwoordt met meer
dan één zin, dan wordt alleen de eerste zin in de beoordeling meegeteld.
, Opgave 1) Centennial light
In een brandweerkazerne in de VS brandt sinds 1901, dus al
meer dan een eeuw, een gloeilamp; vandaar de naam
Centennial light. Je mag aannemen dat de lamp al die tijd
was aangesloten op een spanning van 110 V en dat zijn
elektrisch vermogen steeds 4,0 W is geweest.
4p a) Bereken de hoeveelheid energie in kWh die deze lamp heeft
verbruikt sinds 1901. Maak daartoe eerst een schatting van het
aantal uur dat de lamp heeft gebrand. (neem aan dat we hier in
2020 zitten)
5p b) Bereken het aantal elektronen dat in die tijd door (een doorsnede van)
de gloeidraad is gestroomd.
De gloeidraad van deze lamp is van koolstof gemaakt.
Hiernaast is weergegeven
hoe de soortelijke weerstand van koolstof afhangt van
de temperatuur.
Ohmse weerstanden; de weerstand hiervan is
onafhankelijk van de temperatuur.
PTC's; de weerstand hiervan neemt toe als de
temperatuur stijgt.
NTC's; de weerstand hiervan neemt af als de
temperatuur stijgt.
2p c) Leg uit of een gloeidraad van koolstof een ohmse
weerstand, een PTC of een NTC is.
De lengte van de gloeidraad is 14 cm. De diameter (dikte) van de draad is 3,10 · 10-5 m.
3p d) Bepaal de temperatuur van de brandende gloeidraad. Bereken daartoe eerst de
weerstand van de gloeidraad
Als men de spanning over een gloeilamp verhoogt, neemt de temperatuur van de gloeidraad toe.
De lamp zal dan eerder stuk gaan. Een veel gebruikte vuistregel is: de levensduur van een
gloeilamp is omgekeerd evenredig met U16. De levensduur van de Centennial light is (ongeveer)
150 jaar. Veronderstel dat deze lamp niet op 110 V maar op 120 V zou hebben gebrand.
2p e) Bereken de levensduur die de lamp dan zou hebben gehad.
