Oefenrepetitie Havo 3 – Elektriciteit
1. Energie in kWh
De Tesla Model S is een moderne, elektrische auto. In een Tesla zit een accu met een capacitiet van 60 kWh. Hiermee kan maximaal een afstand 425 km gereden worden.
Het nadeel van dit soort auto's is dat ze opgeladen moeten worden. Het opladen vereist een speciale aansluiting.
a) De sterkste lader kan deze auto opladen met een vermogen van 20 kW. Hoe lang moet de auto minimaal aan de lader hangen om een volle batterij te krijgen? (3pt)
b) Als deze op het netwerk wordt aangesloten, trekt hij een zeer grote stroom. Hoe groot is de stroom die een normaal stopcontact zou moeten leveren? (3pt)
c) Wat zal het gemiddelde vermogen van de motor zijn, als de auto rustig over de snelweg rijdt (100 km/uur) (4pt, IT)
2. Op veel huizen staan ondertussen zonnecellen. Deze leveren, afhankelijk van de zon, elektriciteit. Om te meten hoeveel energie er “gemaakt” wordt, wordt er een computer met enkele meters aangesloten.
a) Maak een schakelschema waarin je laat zien hoe de spanningsmeter en hoe de stroommeter op het zonnepaneel moeten worden aangesloten. Je mag het zonnepaneel tekenen als een batterij. (3pt)
b) Hoe kun je met de gegevens van deze meters berekenen hoe groot het geleverde vermogen is? (3pt)
c) Zonnepanelen worden vaak in parallel met elkaar aangesloten. Geef hier een belangrijk voordeel van. (3pt)
3. Vroeger hadden boerderijen vaak last van slechte bekabeling. De elektriciteitskabels waren vaak veel te lang voor hun dikte. Ook werd er, om geld te besparen, regelmatig ijzerdraad gebruikt. De soortelijke weerstand van ijzerdraad is 0,105 Ω.mm2/m.
a) Bereken de weerstand van een ijzeren kabel van 200 meter lang. De ijzerdraad heeft een doorsnede van 0.75 mm2. (3pt)
Op zo een draad werd vaak een aantal lampen aangesloten. De weerstand van een normale gloeilamp is ongeveer 500 Ω.
b) Bereken de stroomsterkte die door zo een lamp zou moeten lopen. (3pt) c) Bereken het vermogen van een “normale” gloeilamp. (3pt)
Als zo een gloeilamp aangesloten wordt op een boerderij, dan staat deze in serie met de aansluitdraad.
Als je bij vraag a. geen antwoord hebt gegeven, gebruik 35 Ω voor de weerstand van de aansluitdraden.
d) Teken het schakelschema van de aansluitdraden en de lamp. Teken de draden als weerstanden. (2pt)
e) Met welk vermogen zal een gloeilamp op een boerderij branden? (4pt, IT)
4. Over enkele weken wordt overal weer kerstverlichting opgehangen. Op een doos met kerstlampjes staat: 60 lampjes, 230 Volt, 40 Watt. Stel dat de lampjes allemaal in serie staan. Bereken dan:
a) De spanning per lampje. (2pt) b) De stroom door een lampje. (2pt) c) De weerstand van 1 lampje. (2pt) d) De totaalweerstand van het snoer (2pt)
e) Leg uit wat je ziet gebeuren als er 1 lampje kapot gaat. (2pt)
f) Beantwoord vraag a, b, c, d en e nogmaals, maar nu voor een parallelschakeling. (8pt)
