Samenvatting Natuurkunde Samenvatting h4 elektriciteit
Samenvatting door een scholier 3e klas vwo
1019 woorden 5 jaar geleden
4,6
6 keer beoordeeld
Vak Natuurkunde
Methode Nova
4.1
energiesoorten -elektrische energie -chemische energie -warmte
-geluid -licht
-bewegingsenergie (kinetische energie): de energie die elk bewegend voorwerp heeft
-Zwaarte-energie (hoogte- of potentiële energie): de energie die elk voorwerp heeft als het zich boven of onder een voorafgesproken hoogte (nulniveau) bevindt
-Stralingsenergie: de energie in straling zoals zichtbaar licht, IR- en UV straling
Energiebron
Energie wordt geleverd door een energiebron Energiebron: opslagplaats van energie
-beperkte voorraad (steenkool, aardgas, olie, batterij) -duurzaam (zon, wind)
Energieomzetters
- De ene soort energie wordt omgezet in een andere soort
als zo'n omzetting in een apparaat gebeurt 'werkt' het apparaat bijvoorbeeld:
-Gasfornuis (chemische energie →warmte en licht) -gloeilamp (elektrische energie → warmte en licht)
De wet van behoud van Energie
De totale hoeveelheid energie voor en na de energie omzetting is gelijk
Eenheid van Energie Joule (J)
1 j = 1 w 1 kj = 1000 j 1 mj = 1000000 j
4.2
1 kwh x 3,6 = 3,6 mj 3,6 mj : 3,6 = 1 kwh
E= p x t
elektrische energie e joule j
vermogen p watt w
tijd t seconden s
1 w = 1 j/s (p=e/t)
warmtemeter
warmtemeter (calorimeter)= je kunt hiermee meten hoeveel warmte nodig is voor het verwarmen van een bepaalde hoeveelheid water
een warmte meter is een goed geïsoleerd bakje, je kunt het water verwarmen met een elektrisch
verwarmingselement. Omdat het goed geïsoleerd is wordt vrijwel alle warmte door het water opgenomen
Soortelijke warmte
Soortelijke warmte= De hoeveelheid warmte die nodig is om 1 gram van een stof 1℃ in temperatuur te laten stijgen
Q= C x M x ΔT
warmte Q joule j
soortelijke warmte C - j/g℃
massa M gram G
temperatuur verschil ΔT celsius ℃
soortelijke warmte is een stofeigenschap
4.3
verbrandingswarmte
verbrandingswarmte= de energie van een chemische stof die bij de verbranding van de stof vrijkomt, vaak in de vorm van warmte
rendement
rendement= hoeveel procent nuttige energie wordt omgezet van de totale energie
rendement = hoeveelheid nuttig gebruikte energie/ totale hoeveelheid omgezette energie x 100%
x 100%
4.4
De werking van een elektriciteitscentrale
1. Door Branders wordt een brandstof verbrandt, daarbij komt warmte vrij die het water in de ketel verhit.
Op die manier ontstaat stoom van ongeveer 500℃ bij een zeer hoge druk.
2. Tegen de schoepen van een Turbine spuit de stoom met een grote snelheid, waardoor de as van de turbine gaat ronddraaien.
3. aan de as van de turbine is een generator gekoppeld. Als de as van de Turbine gaat draaien wordt er in de generator stroom opgewekt.
4. De ´afgewerkte´ stoom wordt naar de Condensor geleid. De stoom wordt gecondeseerd. het water wordt terug naar de ketel gepompt
In de condensor wordt koelwater gebruikt om de stoom te condenseren. Koelwater komt meestal uit een rivier of meer, waar niet genoeg open water is wordt het water hergebruikt.
het koelwater wordt na gebruik afgekoeld in de koeltorens
het rendement van een elektriciteitscentrale
de meeste elektriciteitscentrales hebben een rendement van 40%, de resterende 60% wordt als afvalwarmte door het koelwater afgevoerd. In sommige steden wordt die afvalwarmte gebruikt voor stadsverwarming, het hete koelwater wordt dan in grote pijpen naar een woonwijk getransporteerd, daar wordt het dan in de radiatoren van de woonhuizen gepompt.
Sommige fabrieken wekken hun eigen elektriciteit op en gebruiken de afvalwarmte om er iets mee te
verwarmen. Bijv een suikerfabriek, het afvalwarmte wordt gebruikt voor het koken van een suikeroplossing, zo´n fabriek maakt dan gebruik van warmtekrachtkoppeling
Door stadsverwarming en warmtekrachtkoppeling kan het (totale) rendement van een centrale 2 keer zo hoog komen te liggen
Brandstoffen voor centrales
In Nederland worden allerlei energiebronnen gebruikt voor het opwekken van elektriciteit, de belangrijkste op dit moment zijn fossiel brandstoffen (olie, aardgas, kolen) ze zijn aantrekkelijk door hun grote
energiedichtheid.
Energiedichtheid= de hoeveelheid energie die een energiedrager per kg kan leveren
Kernbrandstoffen
In sommige kerncentrales wordt uranium gebruikt, bij kernreacties in het uranium onstaat warmte die wordt gebruikt om stoom te maken. Het materiaal die na gebruik overblijft, kernafval, is erg radioactief
Radioactief: het zendt straling uit die gevaarlijk is voor organismen
radioactief afval moet zeer lang en op een veilige wijze worden opgeslagen om te voorkomen dar het in ons leefmilieu terechtkomt
Duurzame energiebronnen Duurzaam: het raakt niet op
*Wind
In een windmolen wordt de bewegingsenergie van lucht gebruikt om een generator te laten draaien
*waterkracht
In een waterkrachtcentrale wordt de zwaarte-energie van water gebruikt, door het van een hogere naar een lagere plek te laten gaan brengt het waterturbines in beweging, die drijven de generatoren van de centrale
aan.
het opgewekte vermogen hangt af van het verval en het debiet Verval: het hoogteverschil van het water voor en na de centrale
Debiet: de hoeveelheid water die per seconde door de centrale stroomt
*Zonlicht
De meest gebruikte zonnecel bestaat uit 2 lagen silicium, het zonlicht dat op het paneel valt wordt door de cellen (voor een deel) omgezet in elektrische energie doordat er elektronen van de ene laag naar de andere laag gaan. Hierdoor onstaat er een spanning tussen de boven en de onderkant en kan de zonnecel net als een batterij elektrische energie leveren.
Dit proces heet Fotovoltaïsche omzetting
