290 likes | 566 Views
Natuurkunde VWO. Elektriciteit (Hoofdstuk 7). Energie. Spanningsbron en stroomkring § 7.1. Voor blijvende elektrische stroom is nodig: Gesloten stroomkring Spanningsbron. Elektrische lading § 7.2. Krachtwerking Positieve en negatieve lading Gelijknamige ladingen stoten elkaar af
E N D
Natuurkunde VWO Elektriciteit (Hoofdstuk 7)
Spanningsbron en stroomkring § 7.1 • Voor blijvende elektrische stroom is nodig: • Gesloten stroomkring • Spanningsbron
Elektrische lading§ 7.2 • Krachtwerking • Positieve en negatieve lading • Gelijknamige ladingen stoten elkaar af • Ongelijknamige ladingen trekken elkaar aan • Ladingen kunnen verplaatsen door geleiders • Ladingen blijven op hun plaats in isolatoren
Maar om te begrijpen wat electriciteit nu is …………. • Moeten we kijken naar de wereld van het héle, héle kleine…….
Elektrische lading - vervolg • Atoommodel van Rutherford en Bohr • Positieve en negatieve ionen • De elementaire lading bedraagt 1,6*10-19 C (Binas – tabel 7)
kraan Radiator Pomp met verwarming Spannings-bron Apparaat Elektrische geleiding: Spanning en stroom § 7.3 • In stroomkring: • * Spanning = elektrische energie per hoeveelheid lading (J/C) • * Stroomsterkte = hoeveelheid lading per seconde: 1 A = 1 C/s • * Weerstand = “moeite waarmee stroom door de stroomkring kan” • In Centrale Verwarmingscicuit: • * “Spanning” = Hoeveelheid warmte per liter water (J/liter) • * “Stroomsterkte” = hoeveelheid liter water per seconde • * “Weerstand” = Kraan die open en dicht gedraaid kan worden
Wet van Ohm; meten van weerstand § 7.4 • Weerstand: R = U/I Eenheid: Ω • Ohmse weerstanden • niet-Ohmse weerstanden
Oefeningen met Wet van Ohm • Lees § 7.4 • Om te oefenen met verschillende spanningen en weerstanden – klik aan: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/ph_nl/ohmslaw_nl.htm • Een andere site, waarop je ook kunt oefenen is: http://vak-nat.feo.hvu.nl/simulaties/simulaties/electriciteit/wet%20van%20ohm/ohm_ita.html • Maak ter oefening de opgaven: 27, 29 en 32
Weerstand van een draad § 7.5 • Denk om verschil tussen dikte van draad en doorsnede • A = πr2 = π(1/2d)2 = 1/4πd2 • R omgekeerd evenredig metdoorsnede: R ~ 1/A
Weerstand van een draad - vervolg • En: R evenredig met lengte: R ~ ℓ • Samengevat: R = ρ * ℓ/A met: ρ soortelijke weerstand (eenheid: Ωm)
Weerstand van een draad - vervolg • Toepassing rechte evenredigheid van weerstand met ℓ: variabele weerstanden
PTC-, NTC-weerstanden, LDR § 7.6 • PTC: bij hogere T grotere thermische beweging • NTC: bij hogere T eveneens, maar ook toename van aantal mobiele elektronen
LDR en diode § 7.6 • LDR: toename aantal mobiele elektronen bij licht met voldoende energie • Diode: sper- en doorlaatrichting
Elektrische energie en vermogen § 7.7 • Per definitie geldt: U = Ee/Q • En I = Q/t, zodat Q = I.t • Dus geldt voor Ee (de omgezette elektrische energie): Ee = U.Q = U.I.t (uitgedrukt in meetbare grootheden U, I en t) (Eenheid: J/C*C = J)
Vermogen: • Pe = Ee/t = U.I.t/t = U.I • 1 J/s = 1 Watt • Dus: Ee = Pe.t • Apparaat van 1000 W zet om in 1 uur: 1000 W * 3600 s = 3,6*106 J Of: 1 kW * 1 h = 1 kWh • Warmteomzetting in weerstand R volgt hieruit: Q = U.I.t = I.R.I.t = I2.R.t
Parallel: Over elke weerstand dezelfde U Stroom verdeeld 1/Rv = 1/R1+1/R2+… Serie: Door elke weerstand loopt dezelfde stroom Spanning verdeeld Rv = R1+R2+……. Weerstanden: in serie en parallel § 7.8
Gemengde schakeling: • Bereken zonodig éérst de vervangings-weerstanden tussen twee naburige vertakkingspunten • Bereken daarna de totale serieweerstand
Oefeningen met weerstanden in serie en parallel • Lees § 7.8 • Maak de opgaven: 52, 53, 55, 57, 58, 60 en 61 • Voor oefeningen met in serie geschakelde weerstanden – klik aan: http://www.phys.hawaii.edu/~teb/optics/java/resist2/index.html (E.M.F. betekent: spanning van spanningsbron) • Voor oefeningen met parallel geschakelde weerstanden – klik aan: http://vak-nat.feo.hvu.nl/simulaties/simulaties/electriciteit/parallel/parallel_ita.html
Spanningsregeling en veiligheid § 7.9 • Spanningsdeler of potentiometer • Transformator • Beveiliging in huisinstallaties
Transformator • Verandering van spanning (zowel naar boven (hoogspanning) als naar beneden (veiligheid) • Scheidingstransforma-tor:
Oefeningen met Energie en vermogen • Lees § 7.9 • Maak de opgaven: 63, 72, 73 en 74 • Enkele nuttige oefeningen op het gebied van elektrische stroom zijn te vinden op de volgende website: • http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/ (Kies electromagnetisme)