17 Elektrische energie

Transcriptie

1 14 17 Elektrihe energie 17.1 Indutiepanning 1 pulje a 1 hangt af van de draainelheid hangt af van het aantal wikkelingen (windingen) van de poel hangt af van de terkte van het magneetveld (du ook van het wel of niet aanwezig zijn van een kern). ee, er wordt alleen troom geleverd ij een geloten troomkring. Al hij verneld zou worden zou de kinetihe energie van de magneet toenemen terwijl er in de ui ook nog indutietroom loopt, wat ook energie kot. Er zou du op twee plaaten energie uit het niet onttaan. Dat i in trijd met de wet van ehoud van energie. Zolang de nelheid van de vallende magneet toeneemt, verandert ook de flux in de ui teed neller. Daardoor nemen de indutiepanning en -troom toe, en du ook de tegenwerkende kraht. Op een gegeven moment i de tegenwerkende kraht even groot al de zwaartekraht. Dan i de netto kraht nul en neemt de nelheid niet meer toe. et al ij een valeweging met luhtweertand. 4 De formule luidt: B = Φ A magnetihe indutie = flux / oppervlak In eenheden i dat T = W/m 5 Volgen de formule i de ind evenredig met de fluxverandering. Al een poel een magnetieerare kern heeft i het magneetveld terker, de flux groter, du ook de fluxverandering. De indutiepanning ind wordt dan ook groter. 6 a Omdat de flux ij het uithakelen heel nel verandert treedt een heel grote indutiepanning op. Dat kan gevaarlijk zijn. Het veiligt i om de koelkat op aftand uit te hakelen, du in de meterkat (al daar geen ga i). Vervolgen ramen en deuren wijd open zetten zodat het ga kan ontnappen. Al je niet in de meterkat kunt komen zou je kunnen proeren te luiteren of de koelkat aan het koelen i, du of de motor loopt. I dat het geval, dan zet je hem zo koud mogelijk zodat hij voorlopig niet aflaat; loopt hij niet, dan zet je hem uit of zo warm mogelijk. Het i vertandiger om alle open te zetten, eventuele andere aanwezigen te waarhuwen en te maken dat je wegkomt... 7 pratium 8 a 1 de terkte van het magneetveld kan verhillen het aantal windingen van de poel kan verhillen. Pular vwo natuurkunde deel Met een andere diameter van het wieltje aan de fietand he je ij dezelfde fietnelheid een andere omwentelingnelheid van de dynamo, en: Bij meer polen i per tijdeenheid de fluxverandering groter. 9 a Vlak voor de pool van een magneet neemt de magnetihe indutie (veldterkte) nel af met de aftand. Du al een poeltje daar heen en weer gaat wordt de flux groter en kleiner. Al de flux afwielend groter en weer kleiner wordt dan i Φ afwielend poitief en negatief. De indutiepanning verandert dan ook teed van teken: wielpanning. 10 a Er zal een poeltje in zitten. Bij het er doorheen halen van de pa wielt het magneetveld in het poeltje. Daardoor onttaat een indutiepanning. Al je de pa er te langzaam doorheen haalt, dan i de fluxverandering per tijdeenheid te klein (of: t te groot). Daardoor i de indutiepanning te klein. 11 In de ovente poel moet dan de flux veranderen, dat kan door: 1 De troom aan te zetten, de flux in de ovente poel neemt dan toe, er onttaat een indutiepanning. Bij uitzetten wil de meter de andere kant op uitlaan. De poelen, met geloten hakelaar, naar elkaar toe of van elkaar af ewegen. Door het inhomogene magneetveld van de onderte poel krijg je dan ook fluxverandering en du een indutiepanning. 1 a De horizontale omponent van het aardmagneetveld i: B = 4, o67 o = 1, T De flux door één rillengla i: Φ = B A = 1, , = 1, W Dan i B = 0 Φ = 0 ind 8 Φ 1,5 10 = = = t 0,5 8,9 10 V 1 a B i juit: de flux verandert niet gelijkmatig tuen t B en t C, du de indutiepanning i dan niet ontant (Φ (t) i niet ontant); dan kun je niet preken van de indutiepanning tuen t B en t C, wel van de gemiddelde indutiepanning. Du B i juit en A niet. C i juit: want de indutiepanning i evenredig met Φ (t), en die i gelijk aan het hellinggetal van de raaklijn. D i juit: op t C verandert de flux niet, dan i ind nul. E i ook juit: tuen t A en t D i de (netto) fluxverandering nul, dan i ook de gemiddelde indutiepanning nul.

2 Hoofdtuk 17 Elektrihe energie Het verloop van de indutiepanning i al volgt: ind Omdat de flux eert toeneemt en daarna weer afneemt i de indutiepanning eert poitief en dan negatief. De fluxafname op het eind gaat neller dan de toename aan het egin. Daardoor i de indutiepanning op het eind groter en duurt hij korter. (Het kan ewezen worden dat de oppervlakte onder het eerte en tweede deel van de grafiek even groot zijn). 14 a Φ = B A = 0,00 0, = 1, W ind 6 Φ 1,0 10 = = 100 = 0,0 V t 0,000 Je moet nu de omponent van B loodreht op het poeltje geruiken; zie de tekening: B = B o 5. Maar al je B met o 5 vermenigvuldigt, dan wordt ook de flux(verandering) en du de indutiepanning o 5 De indutiepanning keer zo groot. wordt dan: ind = 0,0 o 5 o = 0,00 V t Z Z De aantrekkende en aftotende krahten tuen de polen van het magneetje en de polen van het plaatje werken op het magneetje linkom (du het wordt afgeremd) maar op het plaatje rehtom : Bovenaan worden de noord- en de zuidpool alleei naar reht geduwd of getrokken, onderaan juit naar link. Volgen de derde wet van ewton oefenen het magneetje en het plaatje tegengetelde krahten op elkaar uit. Al het plaatje de magneet afremt, dan neemt de magneet het plaatje mee. Maak zelf een tekening met al die krahten; geef de krahten op het magneetje een andere kleur dan die op het plaatje. De veertje houden de draaiing tegen. Hoe groter de nelheid van de magneet i, de te groter de hoekverdraaiing die het aluminium plaatje krijgt. De wijzer die met het plaatje i veronden, geeft dan een grotere nelheid aan. Z 15 pratium 16 it 17 a De troom in de ring remt de Z vallende magneet af, du aan de ovenkant van de ring onttaat een noordpool. Met de rehterhandregel (of een andere rihtingregel) kun je dan de Z I draairihting van de troom vattellen. (zie hoofdtuk 16). Ook nu wordt de magneet afgeremd, du moet er een noordpool zijn aan de onderkant van de ring. Al de noordpool aan de andere kant zit moet de troom de andere kant op draaien. Al de magneet in het midden van de ring i dan i er even geen fluxverandering du ook geen indutietroom. 18 a Het magneetje wordt afgeremd door de indutietromen in het aluminiumplaatje. Du moeten er oven het plaatje polen onttaan zoal getekend. Met een rihtingregel tel je de ijehorende troomrihting vat: Al het plaatje van ijzer i, dan wordt het altijd gewoon naar oven aangetrokken, ook al de magneet niet eweegt. 19 Dan draaien de polen van het magneetje preie om de a van het poeltje heen. In het poeltje i dan geen fluxverandering, du geen indutiepanning: het tolletje topt. Om dat te voorkomen zit er in het midden van het draaiplateau een oeltje. 0 pratium 1 Bij het uithakelen neemt de troom, en du de flux in de poel, zeer nel af. Dat geeft een hoge indutiepanning die de afname van de troom tegengaat. Daardoor loopt de troom nog heel even door. Het i alof de tromende lading door de poel traagheid krijgt. Waterlag onttaat door de traagheid van het tromende water in de leiding. Om dat in zeer korte tijd te laten toppen i een grote kraht nodig, en dat geeft een klap op de leiding (eigenlijk op de kraan). Je kunt het ook zó zien: Er i een magnetih veld in de poel, dat evat energie. Bij het uithakelen wordt die energie geruikt om de troom nog even door te laten lopen. Daardoor hoopt zih lading op ij de onderreking in de kring (de hakelaar). Dat veroorzaakt een hoge panning. 15

3 Pular vwo natuurkunde deel Bij wieltroom verandert de grootte en de rihting van de flux in de poel voortdurend. Gevolg: zelfindutiepanning die de troomverandering tegenwerkt. Met een goede kern i het magneetveld heel terk en de flux(verandering) du heel groot. De tegenwerkende indutiepanning kan dan zó groot worden dat de troom vrijwel nul wordt. Zo n poel heet een moorpoel en kan geruikt worden om een ominatie van gelijk- en wieltroom te heiden: alleen de gelijktroom wordt doorgelaten. panning. Om een gelijktroommotor de andere kant op te laten draaien hoef je alleen maar de troomrihting om te keren. 8 pratium 9 De frequentie i tweemaal zo hoog en de amplitude ook. Dat geldt voor iedere vorm van wielpanning, hieronder i het getekend voor een inuvormige wielpanning. Bij een fietdynamo i de vorm ander. a De lauwe led, want die i in de doorlaatrihting gehakeld. Zie de polen van de atterij. De indutiepanning die dan onttaat proeert de troom in tand te houden (zie opdraht 1), du de poel krijgt link een plupool en reht een minpool. Voor deze panning i de gele led in de doorlaatrihting gehakeld. Je kunt ook zeggen: de troom in de poel loopt nog even door. Die troom kan niet meer door de hakelaar en de ron, maar wel door de gele led... Die indutiepanning kan heel hoog zijn, en ledje kunnen maar weinig panning verdragen. (overigen i de indutiepanning dankzij het gele ledje minder hoog, omdat de zih ophopende lading nu weg kan). 17. Wielpanning 4 A én B zijn juit. Met een tranformator kun je wielpanningen hoger en lager maken en zo aanpaen aan verhillende apparaten. Maar zogeheten krahttroom -apparaten werken op 400 V wielpanning die onttaat door twee wielpanningen van 0 V met verhillende fae op te tellen. 0 a Omdat de flux om even ontant i. Al de flux niet verandert dan i de indutiepanning 0. De panning i maximaal al de fluxverandering per tijdeenheid maximaal i, du waar de grafiek het teilt loopt. Dat i op de tijdtippen t A, t B en t C 5 De eerte manier i: de grootte van de wielpanning meten. De tweede manier i: de frequentie van de wielpanning meten. 6 a De gemiddelde panning van een wielpanning i 0, immer, de panning i even vaak en even hoog poitief al negatief. In elk geval ij de meet voorkomende, de inuvormige wielpanning. De etieve waarde van een wielpanning i de panning die hetzelfde et heeft op een lampje al een gelijkpanning van die waarde, en du zeker niet nul. 1 a 16 De topwaarde van 0 V etieve wielpanning i 0 V = 5 V 7 Een wielpanning kan je tranformeren naar elke gewente waarde en daarna zonodig gelijkrihten. Een gelijkpanning kan je diret geruiken voor ijvooreeld elektronia, je kan deze niet gemakkelijk tranformeren naar een andere De fluxverandering per tijdeenheid moet dan ontant zijn, du een rehte grafiek.

4 Hoofdtuk 17 Elektrihe energie Al de flux voortdurend met een gelijke waarde per eonde zou toenemen, dan zou de flux uiteindelijk oneindig groot worden. Dat kan niet. a Al de poel van de generator draait in een homogeen magneetveld. Dan i namelijk het verloop van de flux met de tijd Φ(t) een oinufuntie. De indutiepanning i evenredig met de afgeleide funtie Φ (t) en de afgeleide van de oinufuntie i een inufuntie (eigenlijk -in, maar die heeft dezelfde vorm) Zie opdraht voor de wikundige afleiding. atuurlijk kun je ook zeggen dat de flux een inufuntie i, en de indutiepanning een oinufuntie; in feite leg je dan t=0 een kwart ylu eerder. 67 V Φ (t) i het hellinggetal van de raaklijn aan de grafiek. Van de raaklijn ij t = 8 m i het hellinggetal ongeveer: φ t , = Du de indutiepanning i: ind = Φ (t) = 600 0,080 = 48 V = 0,080 W De panning i maximaal al de flux nul i (dan i de Φ-t-grafiek het teilt) en nul al de flux maximaal i (dan verandert hij heel even niet). d De flux i dan: Φ(t) = B A o α (zie a) = B A o(π f t) e De indutiepanning in één winding i de afgeleide funtie van de flux. De afgeleide naar t van o(a t) i -a in(a t) ( kettingregel ) Du: ind = Φ (t) = - π f B A in(π f t) = -π B A f in(π f t) f De indutiepanning i een wielpanning, een inufuntie van de tijd. Al er twee magneetpolen zijn i de periode van de draaiing gelijk aan de periode van de wielpanning. g De maximale waarde max = π B A f, du = ½ max = π B A f 4 pratium 5 a De etieve panning i: 1 = 6,0 = 4, V De andere wielpanning heeft een lagere etieve waarde doordat: - de topwaarde kleiner i, - de vorm ander i: ij de nuldoorgangen i de panning teed heel even nul (zie vraag 0 voor de oorzaak) 6 a Ze randen te zwak omdat de panning die nodig i om ze normaal te laten randen 1 4= 88 V i. Dat kan gelijkpanning zijn, of etieve wielpanning. a Voor de flux geldt nu: Φ = B A it de tekening lijkt dat B =B o α du de flux i B A o α winding a van de poel α B B = B oα Al de hoek groter i dan 90 o dan i de oinu negatief. Dit etekent dat de veldlijnen de andere kant de poel innenkomen. De flux rekenen we dan negatief. In een tijd t draait de poel over een hoek α, in een tijd T ( de omlooptijd) draait hij over een hoek π. α π π t Du: = α = = π f t want de t T T frequentie f= 1/T I R = = = ron 1,6 A Bij apparaten die zowel op gelijk- al wielpanning werken mag je met etieve panning/troom rekenen alof het gelijkpanning/troom i. Imax = I = 1,6 1,41 =,6 =, A 7 pratium 8 a t na gelijkrihten Voor het vermogen i de rihting van de troom, en du het teken van de panning, niet van elang. Voor de etieve waarde du ook niet. Maar zoal uit 8 lijkt i de amplitude van de gelijkgerihte panning iet kleiner dan de oorpronkelijke wielpanning. In de praktijk i de panning du toh iet minder dan 6 V etief. I = P = 0,5 A 6 = 17

5 Pular vwo natuurkunde deel d Of: Elke winding wekt dezelfde indutiepanning op; omdat alle windingen in erie taan moet je die panningen ij elkaar optellen. Du 10 windingen levert 10 keer zoveel al één winding. Elektrihe energie wordt omgezet in magnetihe energie en daarna weer in elektrihe energie. 18 Al er één diode kapot i, dan i de rode of de lauwe weg in het hema in ron 8 onderroken. De helft van de halve inuen i dan weg. e Het vermogen i gehalveerd. De helft van de tijd wordt er geen energie omgezet, de andere helft net zoveel al normaal. Du gemiddeld half zoveel energie in dezelfde tijd. f Al P = I gehalveerd i, dan moeten en I alleei keer zo klein geworden zijn. ( en I zijn reht evenredig, du ze veranderen in dezelfde verhouding). Je zou verwahten dat en I alleei halveren al ze de halve tijd uitvallen. Maar omdat P = I = I R = /R heeft een panning van ijvooreeld 10 V gedurende de helft van de tijd méér et dan ontinu 5 V. 9 a 1 / in fae verhoven etekent 1 / π = π / verhuiving, du: Y 1 = in x en Y = in (x- π / ) Je kunt het maximum, du de amplitude, ook epalen met CALC - maximum (op de TI-8). De uitkomt i 1,7 =. Je kunt dit ook wikundig afleiden met één van de formule van Simpon : in t in u = in ½ (t-u) o ½ (t+u) dat wordt dan: in x in (x- π / ) = in ½ (x-x+ π / ) o ½ (x+x- π / ) = in ( π / ) o (x- π / ) Dat i een verhoven oinufuntie met amplitude in ( π / )= ½ = De amplitude i dan keer zo groot, du de etieve waarde ook: 0 V = 98 V. Men zegt: 400 V. 17. Tranformator 40 a Dat komt omdat er een terke indutietroom door de ring loopt. Dat komt doordat de weertand van de ring dan véél kleiner i, de troom wordt dan veel groter. Bij een doorgezaagde ring geeurt er niet. Er i wel een indutiepanning maar geen troom. 41 a Minten een keer of vier. Bij de elektriiteitentrale omhoog getranformeerd, tuen de hoogpanning en je hui in minten twee tappen weer omlaag tot 0 V, in de aulader omlaag naar 1 V. Omdat de indutiepanning evenredig i met het aantal windingen van een poel. d De troomterkte in de primaire poel van een ideale tranformator wordt epaald door wat er in de eundaire kring geeurt. I de eundaire troomkring geloten of niet? Zit daar veel of weinig weertand? Een ideale tranformator met open eundaire kring werkt du al ideale moorpoel: hij laat helemaal geen (wiel)troom door. (zie ook opdraht ). 4 a In een adaptor voor het lihtnet zit een tranformator, daarin zit een ijzeren kern. Die kern i zwaar. Veel apparaten evatten elektronia: daar i laagpanning voor nodig. Omdat laagpanning minder gevaarlijk i. Dat wordt ijvooreeld geruikt ij elektrihe deken. 4 pratium 44 a De eundaire troom mag maximaal 400 ma zijn. Dit wordt epaald door de gelijkrihter, de dioderug. De primaire troom i dan 9 ma. p p 0 19 = = = 1 1 Het maximale primaire vermogen i: P = I = 0 0,09 = 1 W Het maximale eondaire vermogen i: P = I = 1 0,400 = 4,8 W Verre van ideaal: ijna 80% van de energie gaat verloren. d 4,8 VA etekent 4,8 W, VA wordt ook geruikt al eenheid van vermogen. it P = I volgt dat 1 W = 1 V 1 A = 1 VA 45 a Het i veiliger. Om 0 V te hakelen moet de hakelaar volledig waterdiht zijn en veel eter geïoleerd dan ij 8 V. P p = P 1,4 8 = 0 I p I p = 4,9 10 A Of: de tranformatieverhouding i 0:8 = 8,75 du de primaire troom i 8,75 keer zo klein al de eundaire troom... Bij een ideale tranformator i I p = 0 al I = 0: Al er geen energie uit komt gaat er ook geen energie in. d Het eundaire vermogen i nul. Alle toegevoerde energie wordt omgezet in warmte. Du de per eonde onttane warmte i gelijk aan het primaire vermogen: P = I = 0 0,01 =,0 J/

6 46 a De kael moet rond de kern gedraaid worden; de primaire poel moet ook rond de kern gewikkeld zijn. Er zal du iet in zitten al: p 0 = 1 1,5 p = 15 = 1,5 10 windingen P 400 = 4 1,5 = 6,0 V = = = 67 A 6,0 I d R I = = = 9,0 10 Ω 6,0 67 e De troom in een geloten kring i overal gelijk. De meete warmte onttaat in de grootte weertand, in dit geval du de dunne draad. Het vermogen i: P = I R, P i evenredig met R. Al de ui goed ontdooit wordt, dan wordt het vermogen in de dunne draad zo groot dat deze melt. f = 6,0 V Al R 6 zo groot i, dan i I 6 zo klein, I = 67/6 = 11 A P = I P wordt 6 zo klein, 400/6 = 67 W g Het vermogen i 400 W, R i 6 zo groot du 0,54 Ω P = I R 400 = I 0,54 I = 7, A P = I 400 = 7, = 14,7 V Met 1,5 V per winding du : 10 windingen nodig. Redeneren gaat neller: Bij dezelfde weertand moet P = I ze keer zo groot worden. Dan moeten én I 6 keer zo groot worden. Om 6 keer zo groot te krijgen zijn 6 keer zoveel windingen nodig: 4 6 = 9,8 = 10 windingen. (I wordt dan vanzelf ook 6 keer zo groot). h In eide gevallen i het primaire vermogen 400 W, du in eide gevallen: I = P/ = 400 : 0 = 1,74 A Het kan ook met de tranformatieverhoudingen maar dat i veel meer werk. 47 a De poel S die i veronden met het relai i de eundaire poel. Al er troom 'weglekt' i de troom door de faedraad groter dan de troom door de nuldraad. Het magneetveld van de faedraad (ovente Hoofdtuk 17 Elektrihe energie magneetveld van de faedraad (ovente poel) i dan terker dan van de nuldraad (onderte poel). 48 a ee. Al je eide aanluitingen van een heidingtranformator aanraakt dan gaat er troom door je lihaam lopen, maar er loopt geen troom naar de aarde. Ook door de primaire poel gaat dan troom lopen, maar die loopt gewoon door de faedraad heen en via de nuldraad terug. De aardlekhakelaar 'merkt du niet' dat er troom door je lijf gaat. Preie 1 (of '1 op 1') Je wilt eundair preie dezelfde panning al primair, du 0 V 'tranformeren' naar 0 V. Ander werken de aangeloten apparaten niet goed. Een heidingtranformator i puur een veiligheidvoorziening. Ze worden nog wel geruikt al heertopontaten in adkamer. 49 a De tranformatieverhouding p : = 500 : 6 = 8,. De panning wordt du 8, keer omlaag getranformeerd en de troomterkte 8, keer omhoog: 8, 5,0 A = 416,67 A = 4, 10 A 5,87 mω In de eundaire kring zitten twee weertanden in erie: die van de poel en die van de pijker. Verder geldt daar gewoon de formule van ohm. De eundaire panning i 0 : 8, =,76 V, de troomterkte 416,7 A, du:,67 Rtotaal = = = 0,0066 Ω I 416,7 dat i de weertand van de pijker + de poel, du R pijker = R totaal R poel = 0,006 0,00075 = 0,00587 Ω = 5,87 m Ω Het toegevoerde vermogen i: P = I = 0 5,0 = 1150 W (dat kan natuurlijk ook met de eundaire panning en troomterkte uitgerekend worden) Het vermogen van de pijker i I R = 416,7 0,00587 = 100 W, dat i % = 88,68 = 89% 1150 ander: omdat de troomterkte overal gelijk i, i de verhouding van de vermogen in poel en pijker gelijk aan de verhouding van hun weertanden, du i het gevraagde perentage: Rpijker 0, % = 100% = 88,68 = 89% R 0,0066 totaal 50 a De tranformatieverhouding i 1:1 want de eundaire panning moet ook 0 V zijn. A en/of C: niet, want de punten A en C zijn geaard en jij ook (via je voeten). B: een zware hok, want B heeft een panning van 0 V t.o.v. je voeten. D of E: niet, want de eundaire kring i nergen met de aarde veronden du er kan nooit een geloten kring onttaan via jouw lijf. Je kunt ook zeggen: zodra jij één van die punten aanraakt wordt de kring op dat punt geaard. 19

7 Pular vwo natuurkunde deel D én E: een zware hok, want tuen D en E taat 0 V. 51 a De eundaire winding (de odem van de pan) en de primaire poel heen niet één gemeenhappelijk kern. De flux van de primaire poel gaat zeker niet volledig door de odem van de pan. (er gaan ook veldlijnen naar eneden). Dan wordt de odem ook een deel van de kern; er zal dan een groter deel van de veldlijnen door de odem lopen. De odem etaat uit één winding. I wordt 65 zo klein. Het vermogenverlie i 65 = 4, 10 5 zo klein. 56 a Alle elektrihe energie wordt omgezet in warmte, du de warmte per eonde i gelijk aan het elektrihe vermogen: P = I = 0, = 0,6 J/ Je kan een groot warmteuittralend oppervlak aanrengen of mehanih ventileren. 57 a Het vermogen i: P = I = 0 0,4 = 99 W Er zal dan taan: '100 W' d P 1 10 Ip = = = 4, A 0 p Dat i 6/ W = 6 W. E = P t = 0,100 kw 4 h = 0,4 kwh 0 e In het ideale geval nul: Al P = 0, dan i ook P p = 0. In de praktijk du niet. f De tranformatieverhouding i dan 100:1, du de panning wordt 100 minder en de troomterkte 100 meer: I = 100 I = 100 4, = 4, 10 A p 17.4 Energietranport 5 C Voor uitleg zie vraag 55a. 5 grootheid (ymool) eenheid (ymool) tijd (t) eonde (), uur (h) energie (E) joule (J), kilowattuur (kwh) vermogen (P) joule per eonde (J/), watt (W) panning () volt (V) troomterkte (I) ampère (A) lading (Q) oulom (C) rendement (η) - 54 a ' Winter helpt de lamp mee om het hui te verwarmen. De warmte van de lamp wordt dan nuttig geruikt. η = η = 5 J 100% = 5% òf 100 J 5 W 100% = 5% 100 W E toegevoerd (J) % 1 E nuttig (J) 5 5% 0,05 5% of 0, a P = I, al groter wordt dan wordt I kleiner. Het vermogenverlie in de draden i: P = I R, dit i du evenredig met I. De panning i dan = 65 zo groot. d Al de paarlamp ook 6 W vermogen liht geeft, dan i het toegevoerde vermogen: P P nuttig toegevoerd Pnuttig 6 = 0, Ptoegevoerd = = = 0, 0, 18,75 W = 0,01875 kw du E = P t = 0, = 0,075 kwh 58 a Het vermogen dat de dynamo dan nog krijgt i 40% van 1 W. Dat i 0,4 1 = 4,8 W. Ze zijn parallel gehakeld want ij een eriehakeling moet de troom gelijk zijn. De lampje randen op dezelfde panning en geruiken een verhillende troomterkte. De een randt ook al de ander tuk i. P = I 1 + I = 6 0, ,05 = W Je kunt ook eert de tromen optellen. d 1 η = = 0,6 = 6 10 % 4,8 e Er onttaat aan liht 0,18 W (6% van W). De ret van de 1 W wordt omgezet in warmte: 11,8 W. Dat i 98,5%. Het totale rendement i du maar 1,5%. 59 pratium 60 a Het vermogen dat de zonneel afgeeft i: 400 m P = 0, = 0,70 W m E E 0,040 kwh 40 Wh P = t = = = = 57 h t P 0,70 W 0,70 W Het vermogen i dan 1000 zo groot, 110 Du duurt het = 6, h 1000 (onder de verondertelling dat het rendement ij felle zon hetzelfde lijft.)

8 Hoofdtuk 17 Elektrihe energie ee, want ij 110 W/m duurt het al 57 h, nu duurt het nog veel langer. 61 pratium 6 a Hoogpanning wordt omlaag getranformeerd naar 0 V. Bij laagpanning he je veel energieverlie. De draden naar de huizen worden daarom zo kort mogelijk gehouden. 6 a De troomterkte wordt dan 0 zo klein, immer, P = I I i omgekeerd evenredig met ij hetzelfde vermogen. Totale weertand van de draad etekent: de weertand van de draad heen en terug. Er geldt: P W P = I I = = = 0 A 5000 V Het vermogen dat verloren gaat i: P = I R = 0 4, = 1,7 10 W Het kan ook met P = kael I, maar dan moet je eert kael uitrekenen: kael = I R = 0 4, = 84 V et. d De panning wordt 10 zo groot en du de troom 10 zo klein. I =,0 A. e P = I R =,0 4, = 17 W dat i 100 minder, want P i reht evenredig met I. 64 Het toegevoerde vermogen i: P = I = = 4, W, en de weertand van de hele kael i: R = , = 4,0 Ω A kael = I R kael = 00 4,0 = 100 V = 1, kv i juit 5,6 10 B zie eert C. = 0,008 = 0,8% i juit 7 4,5 10 C P = I R = 00 4,0 =, W =, J/ onjuit D = 150 kv 1, kv = 149 kv i juit Vooreeldproefwerk 1 a De flux neemt toe en af, Φ i afwielend poitief en negatief. Het teken van de panning verandert dan ook teed: er onttaat wielpanning. Het poeltje evat meer windingen. Er zit een terkere magneet in de mirofoon. Ook mogelijk: andere maa van het poeltje ; andere tijfheid van de vering. Het naderende poeltje wordt afgeremd door de magneet. De polen van het poeltje liggen du anderom al van de magneet: link vooraan en Z reht ahteraan. Volgen de rehterhandregel (kort uitleggen!) loopt de troom dan zoal getekend. a De omponent van B loodreht op de winding i: B = B o 50 a (zie de tekening ij opdraht a) du de magnetihe flux i: Φ = B A = (B o 50 ) A = B A o 50 = 0,40 4, o 50 = 1, 10-4 W (ij opdraht i ook afgeleid dat Φ = B A o α, waarin α de draaiinghoek i t.o.v. de loodrehte tand; hier du 50 ) Al de winding 40 linkom draait, dan wordt de flux nul, du: 4 Φ 1, 10 ind = = = 4 10 V t 0,0 8,4 = 11,8 = 8,4 V I = = 0,58 A R 14, = 1 P = I = 8,4 0,58 = 4,87 W het kan ook zo: = 8,4 P = 4,87 W R 14, = P I = = = 8,0 A De panning over de kael i dan: = I R = 8,0 16 = 18 V; het vermogen in de kael i dan: P verlie = I = 18 8,0 = 104 W = 1,0 kw. of: Pverlie = I R = 8,0 16 = 1,0 10 W Het vermogen ij het tranformatorhuije i du 80 1,0 = 79 kw Het vermogen dat het tranformatorhuije uit komt du ook: P I = = =,4 10 A 0 1

9 Pular vwo natuurkunde deel 4 a E = 4, kj 1,0 (100 1) =, J Per eonde wordt aan het water toegevoerd: 0,9 100 J = 1104 J = 1,1 kj du: E E,7 10 P = t = = = 4,8 = 5,6 min t P 1,1 10 4,8 = 0,09 h De toegevoerde energie i du 1, kw 0,09 h = 0,11 kwh Dat kot: 0,11 0,15 = 0,0167 = 0,0 d De panning i 19 zo klein, du de troom i, ij hetzelfde vermogen, 19 zo groot. De draden moeten du veel dikker zijn. Het vermogenverlie in de draden hangt af van I R, de weertand moet veel kleiner du de draden veel dikker. 5