natuurkunde_hoorcollege_II

Transcript natuurkunde_hoorcollege_II

Natuurkunde

elektronen

Structuur atoom

kern

Ladingen

Deeltje Proton Neutron Elektron Lading +1 0 -1 Denk aan: +1 = mannetje, -1 = vrouwtje. Dan: 1. Mannetje en mannetje stoten elkaar af 2. Vrouwtje en vrouwtje stoten elkaar af 3. Mannetje en vrouwtje trekken elkaar aan

Indeling atomen

1. Metalen. Metalen zijn stoffen die graag een paar elektronen willen afstaan 2. Niet-metalen Niet-metalen zijn stoffen die er graag een paar elektronen bij willen

Elektrische lading

Elektrische lading = 1. Of een overschot aan elektronen (een negatieve lading) 2. Of een tekort aan elektronen (een positieve lading)

Elektriciteit Elektriciteit = Alle verschijnselen die te maken hebben met: 1. Stilstaande (‘statische’) elektrische lading 2. Bewegende (‘dynamische’) elektrische lading: 2A. Gelijkstroom 2B. Wisselstroom (heel belangrijk bij ontharen) (óók heel belangrijk bij ontharen)

Stroom We willen graag dat elektrische lading beweegt. Dan hebben we een stroom.

Stroomsterkte = Hoeveelheid electrische lading die per seconde door een oppervlak stroomt.

2 voorwaarden: Stroom 1. Geleidend materiaal 2. Een gesloten kring

Geleiders en isolatoren 1. Geleider. Materiaal waarin lading zich kan verplaatsen (stromen) 2. Isolator. Materiaal waarin lading zich niet kan verplaatsen (stromen)

Voorbeelden Metalen, koolstof, sterk verhitte gassen (eerste orde geleiders) Water met opgelost zout, edelgassen (tweede orde geleiders) Lucht (slechte geleiders) Glas, plastic, rubber, porselein (niet-geleiders, isolatoren)

Metalen

Geen stroomkring

1. Batterij 2. Accu 3. Dynamo Stroomkring

Electrische stroom Stroomkring Electronenstroom

Stroomsterkte Bepaald door: 1. Weerstand. Veroorzaakt door apparaten (nauwelijks door snoeren !). Hindert de stroom. Het kost stroom moeite zich door een apparaat te wurmen.

2. Spanning. Veroorzaakt door batterij of accu of dynamo of stopcontact. Duwt de stroom vooruit.

Stroom, weerstand, spanning

Stroom Symbool Eenheid I A Weerstand R Ω Spanning U V

Weerstand en spanning

Weerstand en spanning Spanning ‘verdeeld’ tijdens rondwandeling door stroomkring. Hogere weerstand verbruikt meer spanning.

Weerstand en spanning 33 V 30 V 3 V Spanning ‘verdeeld’ tijdens rondwandeling door stroomkring. Hogere weerstand verbruikt meer spanning.

Serie 33 V 30 V 3 V Apparaten ‘in serie’ staan achter elkaar.

1. Stroom overal even groot.

2. Spanning verdeeld over apparaten.

Parallel (echte situatie !) 220 V 220 V 220 V Apparaten ‘parallel’ staan naast elkaar.

1. Stroom verdeeld over apparaten.

2. Spanning overal even groot.

Wet van Ohm

U = I x R

spanning = stroomsterkte x weerstand Stel: 1. Stroomsterkte 2. Weerstand Dan: 3. Spanning I = 0.25 A R = 12 Ω U = 0.25 x 12 = 3 V

Wet van Ohm U = I x R :I U / I = R :I Stel: 1. Spanning 2. Stroomsterkte U = 220 V I = 22 A Dan: 3. Weerstand R = U / I = 220 / 22 = 10 Ω

Wet van Ohm U = I x R :R U / R = I :R Stel: 1. Spanning 2. Weerstand U = 220 V R = 10 Ω Dan: 3. Stroomsterkte I = U/R = 220 / 10 = 22 A

Energie Wat is het nut van stroom ?

Stroom bevat elektrische energie !

Die kan worden omgezet in bijvoorbeeld : 1. Bewegingsenergie (wasmachine) 2. Stralingsenergie (epileernaald) 3. Chemische energie 4. Warmte (epileernaald) (strijkijzer)

kilowattuur (kWh) Eenheid energie normaal: J (Joule) In dagelijks gebruik vaak: kWh Reden gebruik: handig voor communicatie energiemaatschappijen naar consument 1 J 1kWh = 0.000005 eurocent = 18 eurocent

Rekenvoorbeeld Een koelkast verbruikt 70 W (= 70 J/s) Hij staat het hele jaar dag en nacht aan.

Een kWh kost 18 eurocent. Wat kost het energieverbruik van de koelkast per dag ?

70 W :10 :10 :10 = 0.070 kW 0.070 x 24 = 1.68 kWh 1.68 x 18 = 30 eurocent

Vermogen

Hoeveel elektrische energie levert stroom per seconde ( = vermogen) ?

P = U x I

vermogen = spanning x stroomsterkte