Natuurkunde samenvatting H1
Elektriciteit
1.1 Introductie
Er zijn twee soorten lading: positieve en negatieve lading. Voorwerpen met dezelfde soort lading
stoten elkaar af. Voorwerpen met verschillende soorten lading trekken elkaar aan. Bij neutrale
voorwerpen is de positieve lading net zo groot als de negatieve. Materialen die stroom doorlaten
worden geleiders genoemd. Isolatoren laten geen lading door. Spanningsbronnen: batterij, accu,
dynamo, stopcontact. Grootte van de stroom meet je met een stroommeter. Spanning meet je met
een spanningsmeter.
1.2 Energie en vermogen
Het elektrisch vermogen = de hoeveelheid elektrische energie die per seconde wordt gebruikt, in
joule(J) of in watt (W)(1 W=1 J/S).
Elektrische apparaten verbruiken de energie niet, maar zetten het om in andere energiesoorten, als
licht, warmte en bewegingsenergie. Verwarmingselement zet de energie om in warmte. De eenheid
van energie is Joule, maar omdat er veel energie wordt verbruikt in huishoudens wordt er gebruikt
gemaakt van de eenheid kilowattuur(kWh).
Niet alle energie wordt nuttig gebruikt. Er gaat een deel verloren in de vorm van warmte. Hoe groot
her deel van de elektrische energie is dat wel nuttig wordt gebruikt, geef je aan met het rendement.
Formules:
E= P x t
E is de energie (in J), P het vermogen (in W of J/s) en t de tijd (in s). Je kunt ook het vermogen in
kilowatt invullen en de tijd in uur. De energie is dan in kWh.
Rendement:
Èta is het rendement, Enuttig de nuttige uitgaande energie (in J of kWh), P nuttig het nuttige uitgaande
vermogen(in W).
1.3 Spanning en stroomsterkte
De bewegingsrichting van elektrische stroom en
de elektronen zijn tegengesteld aan elkaar. De
stroomsterkte door een apparaat geeft aan
hoeveel elektrische lading, in coulomb(C), in één
seconde door dat apparaat gaat. Stroom van 1 A
betekent dus dat per seconde1 C landing door
het apparaat beweegt.
De spanning geeft aan hoeveel elektrische
energie de bron meegeeft per coulomb
, elektrische lading. 1 V = 1 J/C. Als de stroomsterkte of de spanning 2 keer zo groot wordt, dan zet het
apparaat van de kring ook twee keer zoveel energie om. Het vermogen is dan evenredig met de
spanning/stroomsterkte.
Formules:
P=UxI
P is het vermogen(in W), U de spanning(in V) en I de stroomsterkte (in A).
Q
I=
t
I is de stroomsterkte(in A), Q de lading(in C) en t de tijd(in s)
Elk elektron heeft een lading van 1,60 x 10 -19
Ixt=Q
Dus,
E(in J), U(in V of J/C), Q(in C), I(in A), t(in s)
De spanning over een apparaat is dus de hoeveelheid omgezette energie pet coulomb
E
U=
Q
1.4 Weerstand en geleidbaarheid
De geleidbaarheid bepaalt hoeveel stroom er loopt bij een bepaalde spanning. Als de geleidbaarheid
groot is, is de weerstand klein en omgekeerd.
De weerstand van een draad:
- Is evenredig met de lengte van de draad
- Is omgekeerd evenredig met de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de draad
- Hangt af van het materiaal waar de draad van gemaakt is
- Kan afhangen van de temperatuur, maar dat hangt af van de het materiaal van de draad
Hoe goed of slecht een materiaal geleidt, wordt aangegeven met de soortelijke weerstand.
In veel gevallen is de stroomsterkte evenredig met de spanning. In dat geval is de weerstand
constant en spreek je van een ohmse weerstand. Dit kan ook anders zijn. Bijvoorbeeld bij een
gloeilamp de stroomsterkte neemt minder dan evenredig toe, omdat de temperatuur omhoog gaat.
De geleidbaarheid gaat daardoor naar beneden en de weerstand omhoog. Je spreekt van een niet
ohmse weerstand.
Het aantal vrije elektronen in een halfgeleider kan door een bewerking veranderen, waardoor de
weerstand van de halfgeleider verandert. Een diode laat de stroom slecht in een richting door.
LDR -> weerstand neemt af als er meer licht op valt
NTC -> weerstand neemt af als de temperatuur stijgt
PTC -> weerstand neemt toe als de temperatuur stijgt.
Formules:
Elektriciteit
1.1 Introductie
Er zijn twee soorten lading: positieve en negatieve lading. Voorwerpen met dezelfde soort lading
stoten elkaar af. Voorwerpen met verschillende soorten lading trekken elkaar aan. Bij neutrale
voorwerpen is de positieve lading net zo groot als de negatieve. Materialen die stroom doorlaten
worden geleiders genoemd. Isolatoren laten geen lading door. Spanningsbronnen: batterij, accu,
dynamo, stopcontact. Grootte van de stroom meet je met een stroommeter. Spanning meet je met
een spanningsmeter.
1.2 Energie en vermogen
Het elektrisch vermogen = de hoeveelheid elektrische energie die per seconde wordt gebruikt, in
joule(J) of in watt (W)(1 W=1 J/S).
Elektrische apparaten verbruiken de energie niet, maar zetten het om in andere energiesoorten, als
licht, warmte en bewegingsenergie. Verwarmingselement zet de energie om in warmte. De eenheid
van energie is Joule, maar omdat er veel energie wordt verbruikt in huishoudens wordt er gebruikt
gemaakt van de eenheid kilowattuur(kWh).
Niet alle energie wordt nuttig gebruikt. Er gaat een deel verloren in de vorm van warmte. Hoe groot
her deel van de elektrische energie is dat wel nuttig wordt gebruikt, geef je aan met het rendement.
Formules:
E= P x t
E is de energie (in J), P het vermogen (in W of J/s) en t de tijd (in s). Je kunt ook het vermogen in
kilowatt invullen en de tijd in uur. De energie is dan in kWh.
Rendement:
Èta is het rendement, Enuttig de nuttige uitgaande energie (in J of kWh), P nuttig het nuttige uitgaande
vermogen(in W).
1.3 Spanning en stroomsterkte
De bewegingsrichting van elektrische stroom en
de elektronen zijn tegengesteld aan elkaar. De
stroomsterkte door een apparaat geeft aan
hoeveel elektrische lading, in coulomb(C), in één
seconde door dat apparaat gaat. Stroom van 1 A
betekent dus dat per seconde1 C landing door
het apparaat beweegt.
De spanning geeft aan hoeveel elektrische
energie de bron meegeeft per coulomb
, elektrische lading. 1 V = 1 J/C. Als de stroomsterkte of de spanning 2 keer zo groot wordt, dan zet het
apparaat van de kring ook twee keer zoveel energie om. Het vermogen is dan evenredig met de
spanning/stroomsterkte.
Formules:
P=UxI
P is het vermogen(in W), U de spanning(in V) en I de stroomsterkte (in A).
Q
I=
t
I is de stroomsterkte(in A), Q de lading(in C) en t de tijd(in s)
Elk elektron heeft een lading van 1,60 x 10 -19
Ixt=Q
Dus,
E(in J), U(in V of J/C), Q(in C), I(in A), t(in s)
De spanning over een apparaat is dus de hoeveelheid omgezette energie pet coulomb
E
U=
Q
1.4 Weerstand en geleidbaarheid
De geleidbaarheid bepaalt hoeveel stroom er loopt bij een bepaalde spanning. Als de geleidbaarheid
groot is, is de weerstand klein en omgekeerd.
De weerstand van een draad:
- Is evenredig met de lengte van de draad
- Is omgekeerd evenredig met de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de draad
- Hangt af van het materiaal waar de draad van gemaakt is
- Kan afhangen van de temperatuur, maar dat hangt af van de het materiaal van de draad
Hoe goed of slecht een materiaal geleidt, wordt aangegeven met de soortelijke weerstand.
In veel gevallen is de stroomsterkte evenredig met de spanning. In dat geval is de weerstand
constant en spreek je van een ohmse weerstand. Dit kan ook anders zijn. Bijvoorbeeld bij een
gloeilamp de stroomsterkte neemt minder dan evenredig toe, omdat de temperatuur omhoog gaat.
De geleidbaarheid gaat daardoor naar beneden en de weerstand omhoog. Je spreekt van een niet
ohmse weerstand.
Het aantal vrije elektronen in een halfgeleider kan door een bewerking veranderen, waardoor de
weerstand van de halfgeleider verandert. Een diode laat de stroom slecht in een richting door.
LDR -> weerstand neemt af als er meer licht op valt
NTC -> weerstand neemt af als de temperatuur stijgt
PTC -> weerstand neemt toe als de temperatuur stijgt.
Formules:
