04
Elektriciteit
4 Vwo
1 Kennisvragen
a Noem twee eenheden van weerstand.
b Hoeveel J gaan er in een kWh?
c Wat is de lading van een elektron?
2 Halogeenlamp
Oscar en Loes doen een onderzoek aan een halogeenlamp.
Uit een vergroot beeld op de wand kunnen ze zien dat de gloeidraad
dubbelgewonden is. De diameter van de gloeidraad is 40 m. De gloeidraad is
gemaakt van wolfraam.
Met behulp van een weerstandsmeter vinden zij dat bij kamertemperatuur de
weerstand van de gloeidraad 24  bedraagt.
a Bereken de lengte van de gloeidraad.
Met behulp van een dimmer kunnen Loes en Oscar de spanning over de
halogeenlamp langzaam opvoeren van 0 tot 230 V. Bij verschillende waarden van
de spanning willen zij de stroomsterkte door de lamp meten.
De halogeenlamp heeft bij 230 V een vermogen van 150 W.
Voor het meten van de stroomsterkte gebruiken Loes en Oscar een
universeelmeter.
Figuur 1 is een foto van de ‘standenknop’ van de gebruikte universeelmeter.
Het getal bij elke stand geeft het meetbereik aan.
In figuur 1 wijst de standenknop recht naar boven en is de meter uitgeschakeld.
figuur 1
Om de verschillende stroomsterktes die nodig zijn te meten, wordt de standenknop
in één vaste stand gebruikt.
b Leg uit welke stand het best gebruikt kan worden om alle metingen uit te
voeren.
3 Energietransport
Een dorp ligt op een afstand van 50 km van de elektriciteitscentrale. Het dorp is
met de centrale verbonden via twee dikke koperen kabels die ieder een weerstand
van 1,4  hebben. Stel dat in het dorp in totaal een stroomsterkte van 2900 A
nodig is bij een spanning van 230 V.
a Bereken het vermogen dat in het dorp gebruikt wordt.
b Bereken hoeveel energie per seconde in de beide kabels wordt omgezet in
warmte.
c Bereken het vermogen dat de centrale dan moet leveren.
d Eén van de huishoudens gebruikt op een avond een straalkachel. Door deze
kachel loopt een stroomsterkte van 4 A en staat 5 uur aan. Bereken de kosten
hiervan als 1 kWh E 0,16 kost.
4 Spanningsdeler
In figuur 2 zie je een schakeling met een schuifweerstand.
a In welke stand van de schuifweerstand is de vervangingsweerstand van de kring
het grootst?
b Vul de tabel op het antwoordblad in. De gevraagde stroomsterkte en spanning
zijn de waarden die op het display van de meters zijn af te lezen.
figuur 2
5 Fietslampje
In figuur 3 is van een fietslampje het I,U-diagram getekend.
a Leg met behulp van de figuur uit of de weerstand van het lampje toeneemt of
afneemt als de spanning over het lampje groter wordt.
Een constantaandraad is om een klos gewikkeld. In figuur 4 is het I,U-diagram van
de draad getekend.
b Bepaal de weerstand van de constantaandraad.
figuur 3
figuur 4
Het fietslampje en de constantaandraad worden nu in serie aangesloten op een
spanningsbron. De stroom door het lampje is dan 0,10 A. Daarna worden lampje
en draad parallel aangesloten op de spanningsbron, die nog steeds dezelfde
spanning levert.
c Bepaal de stroomsterkte die de bron levert als het lampje en de draad parallel
aangesloten zijn op de bron.
Naam:
antwoordblad 04 Elektriciteit
Klas:
stand van
schuifweerstand:
links
midden
rechts
Rv ()
I (A)
U (V)
antwoorden 04 Elektriciteit
1
Kennisvragen
4 vwo
a  en V/A (1 pt)
b 1 kWh = 3,6106 J (
c 1,60210–19 C (
3 pt
tabel 5, 5e editie) (1 pt)
tabel 7, 5e editie) (1 pt)
2 Halogeenlamp
a r = 2010–6 m; A =   r2;  = 5510–9   m; R = 24 ; l = A  R /  = 0,55 m (3 pt) 10 pt
b I is maximaal bij U =230 V en bedraagt I = P/U =150/230 = 0,6522 A
Deze stroomsterkte is alleen te meten met de knop in de stand 2,5 A. (3 pt)
3 Energietransport
a R = 1,2 ; l = 6,010–4 m;  = 1,710–9   m;
A =   l / R = 8,510–4 m2;
A =   r2 dus r = 0,016 m; d = 3,2 cm (4 pt)
b I = 3200 A, U = 230 V;P = U  I = 736 kW (2 pt)
c I = 3200 A, R = 2  1,2 = 2,4 ; P = I  R2 = 2,5107 J/s (3 pt)
d De som van antwoord b en c, dus 2,63107 W (1 pt)
e I = 4 A, U = 230 V; P = U  I = 920 W= 0,92 kW;
t = 4 uur; E = P  t = 3,7 kWh;
Kosten: 3,7  0,16 = E 0,59. (3 pt)
13 pt
4 Spanningsdeler
a Als de schuifweerstand in de uiterste stand rechts staat. (1 pt)
b
5 pt
stand van schuifweerstand:
Rv () I (A)
U (V)
links
50
2,0
40
midden
75
1,3
27
rechts
100
1,0
20
(4 pt)
5 Fietslampje
a In verhouding neemt de spanning meer toe dan de stroom, dus de weerstand
7 pt
neemt toe bij toenemende spanning. (2 pt)
b Bijvoorbeeld: I = 0,25 A, U = 6,0 V; R = U / I = 24  (2 pt)
c Aflezen: Ulamp = 0,8 V; Udraad = 2,4 V, samen dus 3,2 V. Nu aflezen wat de stroom
is bij 3,2 V: Ilamp = 0,24 A; Idraad = 0,13 A. Samen is dit 0,37 A. (3 pt)
Totaal 34 pt