NaSk 1 Elektrische Energie

Transcriptie

1 NaSk 1 Elektrische Energie Algemeen Meerkeuzevragen Schrijf alleen de hoofdletter van het goede antwoord op. Tijd Open vragen Geef niet méér antwoorden dan er worden gevraagd. Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd, geef er dan twee en niet méér. Alleen de eerste twee redenen kunnen punten opleveren. Vermeld altijd de berekening, als een berekening gevraagd wordt. Als een gedeelte van de berekening goed is, kan dat punten opleveren. Een goede uitkomst zonder berekening levert geen punten op. Geef de uitkomst van een berekening ook altijd met de juiste eenheid. 60 min / 75 min (dyslexie) Vragen & Punten De toets bevat 19 vragen. Er zijn 36 punten te behalen. Normering De n-term wordt in overleg met de NaSk-sectie bepaald. Cijfer = punten/33*(10-n)+n Hulpmiddelen Rekenmachine BINAS Kladpapier

2 Relais Een natuurkunde docent bouwt een elektrische schakeling om te laten zien dat leidingwater elektrische stroom geleidt. Zie onderstaand schema. Er hangen 2 geleidende staven in een bekerglas met water. Als het water stroom geleidt, gaat de gloeilamp branden. 1. Wat is de functie van het relais? (1p) A Het meet de spanning. B Het meet de stroomsterkte. C Het werkt als schakelaar. D Het werkt als spanningsdeler. Schakeling ontwerpen Tijdens een practicum wil Eefje een lampje aansluiten op een spanningsbron van 24 V. Op het lampje staat: 6 V. Om ervoor te zorgen dat het lampje op de juiste spanning brandt neemt ze ook een weerstand op in de schakeling. 2. Teken het schakelschema. Gebruik de juiste symbolen. (3p)

3 De KWH-Meter In een kwh-meter zit een schijf die ronddraait en daardoor het aantal kwh telt. Op deze kwh-meter staat: 75 omwentelingen is 1 kwh. Een apparaat met een vermogen van 2 kw wordt via een kwh-meter een uur lang ingeschakeld. 3. Hoeveel omwentelingen heeft de schijf dan gemaakt? (1p) A 27 omwentelingen B 38 omwentelingen C 75 omwentelingen D 150 omwentelingen E 150 x 10 3 omwentelingen Met de opstelling hierboven kun je het vermogen van een broodrooster bepalen. Johan meet dat de schijf van de kwh-meter in 32 seconde één keer rondgaat. 4. Bereken het vermogen van de broodrooster. (3p)

4 De Buitenlamp De familie Jansen heeft een buitenlamp waarin een gloeilamp van 60 W zit. De lamp brandt op 230 V. 5. Bereken de stroomsterkte door de lamp. (2p) De familie Jansen wil de gloeilamp van 60 W vervangen door een spaarlamp van 10 W die evenveel licht geeft. Neem aan dat de lamp gemiddeld 4 uur per dag brandt. Een kwh kost 0, Bereken hoeveel geld de familie Jansen hierdoor in een jaar bespaart. (3p) De spaarlamp zorgt dat je minder geld uitgeeft aan energie. 7. Noem een ander voordeel van de spaarlamp ten opzichte van een gloeilamp. (1p) Transformator Een transformator heeft 300 primaire en 140 secundaire windingen. De transformator wordt aangesloten op een spanningsbron van 9 V. 8. Berken de uitgaande spanning van de transformator. (2p) 9. Leg uit waarom een batterij niet als spanningsbron gebruikt kan worden. (1p)

5 Gloeidraden Voor een proef over gloeidraden bouwt Roos de volgende opstelling: 10. Hoe zijn de ijzerdraad en de aluminiumdraad geschakeld? (1p) A in serie B parallel C in een combinatie van serie en parallel Roos meet de stroomsterkte in de aluminiumdraad. Hieronder staan drie schakelingen getekend. 11. Welke schakeling(en) is/zijn juist? (1p) A schakeling 1 B schakeling 2 C schakeling 3 D schakelingen 1 en 2 E schakelingen 2 en 3 F alle schakelingen.

6 De ijzerdraad en de aluminiumdraad zijn even lang en even dik. De weerstand in de ijzerdraad is kleiner dan die van de aluminiumdraad. 12. Leg uit in welke draad de stroomsterkte het grootst zal zijn. (1p) Windwijzer bouwen Op een middelbare school willen de leerlingen en de natuurkundedocent in de klas kunnen zien hoe de wind waait. Ze willen dat er in het natuurkundelokaal vier lampjes komen die aangeven waar de wind vandaan komt. Zie de figuur hieronder. Op het dak willen ze een windvaan plaatsen die vrij kan ronddraaien rond een buis. Onder aan de windvaan komt een magneet. Aan de buis worden vier reedcontacten bevestigd. De leerlingen gaan in groepjes gaan aan het werk om een ontwerp te maken voor de windvaan. De ontwerpen van drie groepjes staan hieronder getekend. 13. Leg uit of de verschillende posities van de magneet een verschillend effect zal hebben op de werking van de vier reedcontacten. (1p)

7 Het schakelschema van de windrichtingaanwijzer staat hieronder gedeeltelijk getekend. Een aantal verbindingsdraadjes is nog niet getekend. Dezelfde tekening staat ook in de uitwerkbijlage. Als de magneet bij een reedcontact komt, moet het bijbehorende lampje gaan branden. 14. Teken in de figuur de verbindingsdraden, zodanig dat de windrichtingaanwijzer goed werkt. (2p) De leerlingen merken op dat geen van de lampjes brandt, als de wind uit het Noordoosten komt. 15. Hoe zou je het ontwerp kunnen aanpassen of uitbreiden om in de klas ook te kunnen zien of de wind uit het Noordoosten komt? (1p) Soms wordt een transistor gebruikt als schakelaar. 16. Waarom kun je in deze schakeling de reedcontacten niet vervangen door transistoren? (1p)

8 Zonnepanelen Op de foto hierboven zie je het display dat het elektrisch vermogen aangeeft dat het zonnepaneel op een bepaald moment levert. Het rendement van dit paneel is 12%. 17. Bereken het vermogen dat het zonnepaneel op dat moment ontvangt. (2p) Naast het vermogen geeft het display ook de totale geleverde energie aan vanaf het moment van plaatsing. Zie de foto hieronder. De foto werd gemaakt drie jaar na plaatsing (1 jaar = 365 dagen). 18. Bereken het gemiddelde vermogen dat het paneel in die drie jaar heeft geleverd. (3p) Amila en Mei-le discussiëren over het nut van dit zonnepaneel. Amila zegt dat dit zonnepaneel een grote bijdrage levert aan de energievoorziening. Mei-le is het hier niet mee eens. Zij rekent uit hoeveel gezinnen dit paneel van elektrische energie kan voorzien. Een Nederlands gezin gebruikt gemiddeld in een jaar 2000 kwh elektrische energie. 19. Maak de berekening van Mei-le en zeg met wie je het eens bent. (3p) Einde van de toets

9 MBO Deel Voornaam: Achternaam: 20. Geef het symbool (letter) voor een elektrische stroom. (1p) 21. De pijlen geven in onderstaande tekening de richting van het magnetisch veld. De cilinder is een stuk van een draad. Geef de stroomrichting door de draad. (1p) 22. Geef in de tekening de richting van de elektrische stroom aan. (1p) 23. Geef de richting van de kracht op de draad als gevolg van de elektrische stroom en het magnetisch veld. (2p)

10 24. In welke richting zal het kompas wijzen als de stroomkring in onderstaande tekening gesloten wordt? Teken de juiste kompas richting in de tekening hieronder. (2p)