Natuurkunde
Vwo 4
1 Elektriciteit
1.1 – Introductie
Een stroomkring moet gesloten zijn om een aangesloten elektrisch apparaat te laten
werken.
Elektrische lading
Er bestaan 2 soorten ladingen;
- Positieve lading
- Negatieve lading
2 voorwerpen met dezelfde soort lading stoten elkaar af.
2 voorwerpen met verschillende soorten lading trekken elkaar aan.
Bij neutrale voorwerpen is de positieve lading even groot als de negatieve lading.
Als voorwerpen wel zijn geladen, oefenen ze kracht op elkaar uit.
Die kracht kun je voelen.
Voorbeeld, een ballon die statisch geladen is, kan aan de muur blijven kleven.
Elektrische stroom
Geleiders -> materialen die elektrische stroom doorlaten.
In een metalen geleider kunnen alleen negatief geladen elektronen bewegen.
De positieve lading zit vast in de kernen van atomen en de atomen zitten aan
elkaar vast.
Isolatoren -> laten geen stroom door.
In een gesloten stroomkring loopt elektrische stroom van de pluspool naar de minpool
van de spanningsbron.
De stroom wordt in beweging gehouden door de spanningsbron.
Die bij de pluspool elektronen aantrekt en bij de minpool elektronen wegduwt.
Een spanningsbron is bijvoorbeeld een batterij, een accu, een dynamo of een stopcontact.
Stroommeter (ampèremeter) -> meet de grootte van de elektrische stroom.
De stroom moet door de meter heen, dus je schakelt hem in serie.
De eenheid van stroomsterkte is ampère (A).
Spanningsmeter (voltmeter) -> meet de spanning over een elektrisch apparaat.
Deze moet parallel worden geschakeld aan het apparaat waarover je de spanning
wilt meten.
De eenheid van spanning is volt (V).
1.2 – Energie en vermogen
Energie en vermogen
Het elektrische vermogen van een apparaat (in W) is de hoeveelheid elektrische energie
die het apparaat per seconde verbruikt (in J/s).
Met als eenheid watt (W) (1 W = 1 J/s).
, Hoeveel elektrische energie een apparaat verbruikt hangt af van het vermogen en de tijd
dat het apparaat gebruikt wordt.
Met als eenheid Joule.
Kilowattuur -> de grotere eenheid van Joule.
1 kilowattuur = 3,6 miljoen joule (1 kWh = 3,6 MJ / 3,6 x 10 6)
Het energieverbruik berekenen
Het verband tussen energie en vermogen is:
- E=Pxt
E -> de energie in Joule (J).
P het vermogen in Watt (in W of J/s).
t de tijd in seconde (s).
Je kunt het vermogen ook in kilowatt invullen en de tijd in uur (kWh).
Rendement
Elektrische apparaten zetten elektrische energie om in andere vormen van energie.
Waaronder altijd ook warmte.
Rendement -> is het percentage van de ingaande energie dat wordt omgezet in nuttige
energie.
Rekenen met rendement
Enuttig -> de elektrische energie die apparaten verbruiken.
Ein/totaal -> de elektrische energie die geproduceerd wordt (beide in J of kWh).
η -> het rendement
Deze formule kan ook worden gebruikt om het ingaande en nuttige vermogen te
berekenen (beide in W).
1.3 – Spanning en stroomsterkte
Wat beweegt er als er stroom loopt?
Elektrische stroom bestaat uit bewegende geladen deeltjes.
In een metaal bewegen alleen vrije elektronen.
Dat zijn elektronen die niet zijn gebonden aan een atoom en daardoor vrij kunnen
bewegen door het metaal.
De atomen zelf kunnen niet bewegen in een vaste stof.
Ook sommige vloeistoffen geleiden stroom, zoals zout water.
In zo’n vloeistof zijn er positieve en negatieve geladen ionen.
In een vloeistof bestaat de elektrische stroom dus niet uit elektronen.
Vwo 4
1 Elektriciteit
1.1 – Introductie
Een stroomkring moet gesloten zijn om een aangesloten elektrisch apparaat te laten
werken.
Elektrische lading
Er bestaan 2 soorten ladingen;
- Positieve lading
- Negatieve lading
2 voorwerpen met dezelfde soort lading stoten elkaar af.
2 voorwerpen met verschillende soorten lading trekken elkaar aan.
Bij neutrale voorwerpen is de positieve lading even groot als de negatieve lading.
Als voorwerpen wel zijn geladen, oefenen ze kracht op elkaar uit.
Die kracht kun je voelen.
Voorbeeld, een ballon die statisch geladen is, kan aan de muur blijven kleven.
Elektrische stroom
Geleiders -> materialen die elektrische stroom doorlaten.
In een metalen geleider kunnen alleen negatief geladen elektronen bewegen.
De positieve lading zit vast in de kernen van atomen en de atomen zitten aan
elkaar vast.
Isolatoren -> laten geen stroom door.
In een gesloten stroomkring loopt elektrische stroom van de pluspool naar de minpool
van de spanningsbron.
De stroom wordt in beweging gehouden door de spanningsbron.
Die bij de pluspool elektronen aantrekt en bij de minpool elektronen wegduwt.
Een spanningsbron is bijvoorbeeld een batterij, een accu, een dynamo of een stopcontact.
Stroommeter (ampèremeter) -> meet de grootte van de elektrische stroom.
De stroom moet door de meter heen, dus je schakelt hem in serie.
De eenheid van stroomsterkte is ampère (A).
Spanningsmeter (voltmeter) -> meet de spanning over een elektrisch apparaat.
Deze moet parallel worden geschakeld aan het apparaat waarover je de spanning
wilt meten.
De eenheid van spanning is volt (V).
1.2 – Energie en vermogen
Energie en vermogen
Het elektrische vermogen van een apparaat (in W) is de hoeveelheid elektrische energie
die het apparaat per seconde verbruikt (in J/s).
Met als eenheid watt (W) (1 W = 1 J/s).
, Hoeveel elektrische energie een apparaat verbruikt hangt af van het vermogen en de tijd
dat het apparaat gebruikt wordt.
Met als eenheid Joule.
Kilowattuur -> de grotere eenheid van Joule.
1 kilowattuur = 3,6 miljoen joule (1 kWh = 3,6 MJ / 3,6 x 10 6)
Het energieverbruik berekenen
Het verband tussen energie en vermogen is:
- E=Pxt
E -> de energie in Joule (J).
P het vermogen in Watt (in W of J/s).
t de tijd in seconde (s).
Je kunt het vermogen ook in kilowatt invullen en de tijd in uur (kWh).
Rendement
Elektrische apparaten zetten elektrische energie om in andere vormen van energie.
Waaronder altijd ook warmte.
Rendement -> is het percentage van de ingaande energie dat wordt omgezet in nuttige
energie.
Rekenen met rendement
Enuttig -> de elektrische energie die apparaten verbruiken.
Ein/totaal -> de elektrische energie die geproduceerd wordt (beide in J of kWh).
η -> het rendement
Deze formule kan ook worden gebruikt om het ingaande en nuttige vermogen te
berekenen (beide in W).
1.3 – Spanning en stroomsterkte
Wat beweegt er als er stroom loopt?
Elektrische stroom bestaat uit bewegende geladen deeltjes.
In een metaal bewegen alleen vrije elektronen.
Dat zijn elektronen die niet zijn gebonden aan een atoom en daardoor vrij kunnen
bewegen door het metaal.
De atomen zelf kunnen niet bewegen in een vaste stof.
Ook sommige vloeistoffen geleiden stroom, zoals zout water.
In zo’n vloeistof zijn er positieve en negatieve geladen ionen.
In een vloeistof bestaat de elektrische stroom dus niet uit elektronen.
