Systematische Natuurkunde VWO 4 Uitwerkingen H5

Vwo 4 Hoofdstuk 5 Uitwerkingen



5.1 Elektrische stroom en spanning
Opgave 1
a Alleen elektronen kunnen zich verplaatsen en niet de positief geladen kern. Omdat de lading
van Riemer positief is, is hij negatief geladen elektronen kwijtgeraakt.
b Je berekent het aantal elektronen door de totale lading te delen door de lading van het
elektron.

De lading van een elektron is 1,602·10-19 C.
3,7 10 10
 19
2,30 109
Het aantal elektronen is dus gelijk aan 1,602 10
Riemer is 2,3·109 elektronen kwijtgeraakt.
c De richting van de stroom is altijd gelijk aan de richting waarin positieve lading beweegt.

Tijdens de ontlading bewegen negatief geladen elektronen van de deurkruk naar Riemer.
De richting van de stroom is dus de andere kant op: in de richting van de deurkruk.
d De stroomsterkte bereken je met de stroomsterkte en lading.

Q
I
t
Q = 3,7·10-10 C
Δt = 12 ns = 12·10−9 s (Afstemmen eenheden)
3,7 10  10
I
12 10 9
I = 0,0308 A
Afgerond: I = 0,031 A

Opgave 2
a Het aantal chroomatomen bereken je met de massa van de chroomatomen en de massa van
één chroomatoom.

1, 2 10 3
 26
1,39 1022
Het aantal atomen is gelijk aan 8,6 10
Er zijn 1,4·1022 atomen neergeslagen.
b De stroomsterkte bereken je met de lading en de tijd.
De lading is de lading van alle atomen samen.

Er zijn 1,4·1022 ionen getransporteerd.
Ieder ion heeft lading van 3+.
De totale lading is dan 1,4·1022  3 1,602·10−19 = 6,72·103 C.

Q
I
t
Q = 6,72·103 C
Δt = 1,52 h = 5400 s (Afstemmen eenheden)
6,72 103
I
5400
I = 1,24 A
Afgerond: I = 1,2 A




© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 25

,Vwo 4 Hoofdstuk 5 Uitwerkingen


Opgave 3
Zie figuur 5.1.




Figuur 5.1

Opgave 4
De stroomsterkte bereken je met lading en tijd.
De lading bereken je met spanning en elektrische energie.

E
U
Q
U = 43,2 V
ΔE = 3,6 MJ = 3,6·106 J (Afstemmen eenheden)
3,6 106
43,2 
Q
Q = 8,33·104 C

Q
I
t
Q = 8,33·104 C
Δt = 30 min = 1800 s (Afstemmen eenheden)
8,33 103
I
1800
I = 46,3 A
Afgerond: I = 46 A




© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 25

, Vwo 4 Hoofdstuk 5 Uitwerkingen


Opgave 5
a De lading volgt uit de oppervlakte onder de (I,t)-grafiek.

Je tekent eerst de lijn die de gemiddelde stroomsterkte aangeeft tussen t = 0,4 en t = 9,6 s.
Zie figuur 5.2.




Figuur 5.2

De oppervlakte onder de rode lijn is gelijk aan:
Q 12, 4 (9,6 10 3  0,4 10 3 )
Q = 0,114 C
Afgerond: Q = 0,11 C

b De gemiddelde spanning bereken je met de spanning en de energie.

E
U
Q
Q = 0,11 C
ΔE = 0,13 kJ = 0,13·103 J (Afstemmen eenheden)
0,13 103
U
0,11
U = 1,18·103 V
Afgerond U = 1,2·103 V




© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 25