Oefentoets Elektriciteit 2HAVO/VWO

Oefentoets Elektriciteit 2HAVO/VWO

Het aantal punten komt overeen met het aantal denkstappen dat nodig is om op het antwoord te komen. Hieraan kan je zien hoe lang je antwoord ongeveer hoort te zijn.

De geladen ballon

Als je een ballon langs een trui wrijft, dan wordt de ballon negatief geladen. Je kan daarna de ballon aan het plafond plakken (zie de rechter afbeelding).

1 (3p) Leg door ladingen in de afbeelding te tekenen uit

hoe het komt dat de ballon blijft plakken aan het plafond.

In de onderstaande afbeelding wordt dezelfde negatief geladen ballon bij een elektroscoop

gehouden. Dit is een glazen fles met daarin een metalen staaf. Aan het einde van de staaf bevinden zich twee strookjes aluminiumfolie. Als de ballon in de buurt van het metalen bolletje wordt gehouden, dan gaan de strookjes van elkaar af staan.

2 (2p) Leg uit hoe het komt dat de strookjes uit elkaar bewegen. Teken ladingen in de afbeeldingen om je uitleg te verduidelijken.

De noodknop

Een elektricien schakelt drie grote boormachines in een werkruimte parallel aan een spanningsbron.

Elke boormachine kan met een eigen schakelaar aan- en uitgezet worden. Er is ook een grote rode noodknop in de werkruimte geïnstalleerd. Als op deze knop gedrukt wordt, dan worden alle boormachines in één klap uitgezet.

3 (2p) Teken deze schakeling. Gebruik voor de boormachines een rechthoekje met daarin de letter “B”.

De achterruitverwarming

Auto’s hebben vaak een achterruitverwarming. Hiermee kan worden voorkomen dat de achterruit beslaat. In de onderstaande afbeelding zijn de schakelingen van twee typen achterruitverwarming weergegeven.

4 (2p) Leg voor elk van de schakelingen uit of het een parallel- of een serieschakeling is.

5 (2p) Leg in beide gevallen uit of de verwarming nog werkt als er één draadje doorbrandt.

De stroomsterkte en de spanning

In de onderstaande schakeling zijn 7 dezelfde weerstanden opgenomen. De spanningsbron levert een stroomsterkte van 1,5 A.

6 (3p) Noteer bij elke weerstand de stroomsterkte.

7 (3p) Noteer de spanning over de spanningsbron.

8 (8p) Noteer bij elk onderdeel in de onderstaande twee schakelingen de spanning en de stroomsterkte:

De weerstand

9 (3p) Een weerstand van 100 Ω is aangesloten op de netspanning. Bereken de stroomsterkte door deze weerstand.

10 (3p) Bereken de spanning van het linker lampje in de onderstaande schakeling.

De waterkoker

Hieronder zien we een schakeling van een waterkoker. De twee weerstanden aan bovenzijde zijn de verwarmingselementen waarmee het water wordt opgewarmd. Hier moet een grotere stroom doorheen lopen.

11 (VWO, 2p) Bereken de stroomsterkte die door elk van de weerstanden loopt.

In de schakeling is ook een lampje opgenomen met een weerstand van 100 Ω. Dit lampje brandt optimaal bij een kleine stroomsterkte van 15 mA. Om ervoor te zorgen dat er niet een te grote stroom door dit lampje zal stromen, is er in serie met deze lamp ook een weerstand aangesloten.

12 (VWO, 4p) Bereken de waarde die deze weerstand moet hebben om het lampje op de juiste manier te laten branden.

Antwoorden

1 ❶ De negatieve ladingen in de ballon duwen de negatieve ladingen in het plafond weg.

❶ De negatieve ladingen in de ballon trekken de positieve ladingen aan.

❶ Door deze aantrekking blijft de ballon plakken.

2 ❶ De negatieve ladingen in de ballon duwen de negatieve ladingen in de elektroscoop naar beneden.

❶ Als de negatieve lading in de aluminium strookjes komt, dan worden de strookjes uit elkaar geduwd.

3 ❶❶

4 ❶ De linker schakeling is een parallelschakeling, want hier verdelen de ladingen zich over de verschillende draden.

❶ De rechter schakeling is een serieschakeling, want hier moeten de ladingen door alle draden heen als ze de schakeling doorlopen.

5 ❶ In de linker schakeling blijft de verwarming werken, omdat de lading nog wel door de andere draden kan stromen.

❶ In de rechter schakeling gaat de verwarming uit, omdat bij één draadbreuk meteen geen gesloten stroomkring meer is.

6 ❶De stroomsterkte door de rechter weerstand is gelijk aan die van de spanningsbron, dus ook 1,5 A.

❶ Daarna deelt de stroomsterkte op over drie gelijke paden. Bij elk van deze paden wordt de stroomsterkte dan:

1,5 / 3 = 0,5 A

❶ Alle zes de linker weerstanden hebben deze stroomsterkte van 0,5 A.

7 ❶ Op welke manier we de stroomkring ook doorgaan, we komen altijd een spanning van 30, van 10 en nog een keer van 10 V tegen.

❶ De totale spanning is dus 30 + 10 + 10 = 50 V 8 De linker schakeling:

❶ De stroomsterkte door de linker lamp is 30 mA

❶ De stroomsterkte door de rechter lamp is 120 mA

❶ De spanning over de spanningsbron is 12 V

❶ De spanning over de linker lamp is 6 V De rechter schakeling:

❶ De stroomsterkte door de rechter lamp is ook 30 mA

❶ De stroomsterkte door de linker lamp is 60 mA

❶ De spanning over de spanningsbron is 7 + 6 = 13 V

❶ De spanning over de rechter lamp is 6 V

9 ❶ De netspanning is 230 V

❶ U / R = I

❶ 230 / 100 = 2,3 A

10 ❶ De stroomsterkte door de rechter lamp is ook 1,2 A.

❶ Voor de rechter lamp geldt U = IR = 1,2 x 6 = 7,2 V

❶ De spanning over de linker lamp is 10 – 7,2 = 2,8 V

11 ❶ De spanning van 230 V verdeelt zich gelijk over de twee bovenste weerstanden (want ze hebben dezelfde weerstand).

Over elke weerstand staat dus een spanning van 230 / 2 = 115 V.

❶ Voor elk van de weerstanden geldt: I = U / R = 115 / 200 = 0,575 A 12 ❶ 15 mA = 0,015 A

❶ Voor het lampje geldt: U = IR = 0,015 x 100 = 1,5 V

❶ De spanning over de weerstand is dus 230 – 1,5 = 228,5 V

❶ De stroomsterkte door de weerstand is ook 0,015 A

❶ De waarde van de weerstand is R = U/I = 228,5 / 0,015 = 15233 Ω

///////

6 (3p) Noteer bij elke weerstand de stroomsterkte.

7 (3p) Noteer bij elke weerstand de spanning.

❶De stroomsterkte deelt eerst op over de drie gelijke weerstanden. Bij elk van de weerstanden wordt de stroomsterkte dan:

172.5 / 3 = 57,5 mA

❶ Daarna deelt de stroomsterkte op over twee gelijke paden. Bij elk van deze paden wordt de stroomsterkte dan:

172.5 / 2 = 86,25 mA

❶ Alle vier de linker weerstanden hebben deze stroomsterkte.