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Samenvatting van THEMA 4,5,6,7,8,9 en 10 van Quark 5.2
uitgebreide samenvatting van fysica in het 2de semester
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THEMA 4 ELEKTRISCHESTROOM
Elektrische stroom
IΔ Q I
I=
Δt
Qw = C . ∆ T
Qw = m . c .
∆T
cwater = 4186 J/kg.K
Elektrische weerstand
A. SYMBOLEN IN DE SCHAKELING
B. DE WET VAN OHM
UR
R= =
I
cte
,Energie, vermogen en rendement
A. ENERGIEOMZETTING IN EEN WEERSTAND
weerstand (R) wordt aangesloten op spanningsbron
er ontstaat stroom (I)
loopt van P1 naar P2
gaat door weerstand (R)
er is potentiaalverschil U tussen P1 en P2
V1,P1 > V2,P2
door weerstand bewegen vrije e-
bestuderen 1e- met lading (Q)= -e
e- verplaatst zich van P2 naar P1
verandering van potentiële energie ∆ Epot:
Epot= Epot1 – Epot2
= (-e). V1 – (-e) .V2
= (-e) . (V1-V2)
= -e. UR
UR > 0
Epot van e- neemt af
Ekin van e- stijgt
op weg van P1->P2 botst ion tegen ionrooster
snelheid e- neemt af
Ekin van e- afgeven aan roosterionen = trillen harder
door botsing trilt het roosterion harder
opwarming van de weerstand
DUS: als door R een I loopt nemen de roosterionen
energie op en beginnen hierdoor meer te trillen waardoor R
opwarmt
als stroomt door loopt, wordt toestel warm
gebaseerd op Joule-effect
,B. JOULE-EFFECT
stel dat aantal e- met hoeveelheid lading in een tijd door R lopen
Qw (verandering warmte)= verandering van ∆ Epot van de
hoeveelheid lading
Qw = l∆ Epotl = l∆ Ql . UR
↓ I ∆ QI=I . ∆ t(wet van Ampère)
QW = I. ∆ t. UR
↓ UR=R . I( wet van Ohm)
Qw = R . I2 . ∆ t
C. VERMOGEN ONTWIKKELD IN EEN WEERSTAND
wanneer er door weerstand (R) stroom (I) loopt wordt arbeid (W)
verricht op verplaatsende e- om stroom te onderhouden
W= Epot = omgezette energie
vermogen (P) is de verhouding omgezette energie tot de tijdsduur
waarin E wordt omgezet
P=
IΔ EpotI
Δt
in een R wordt ∆ Ekin van e- omgezet in warmte (QW)
2
Qw R .I .∆t
P = = =
Δt ∆t
via wet van Ohm : P = R. I2 = UR . I =
U 2R
R
Elektrisch P 1 Watt 1W 1W = 1 V.A
vermogen 2
= 1V = 1
❑
, . A2
D. VERMOGEN EN GEBRUIK VAN EEN ELEKTRISCH TOESTEL
de omgezette elektrische energie: verbruik van een elektrisch
toestel (P) per tijdseenheid
∆ Epot = P .
∆t
Omgezette ∆E 1 1 kWh 1kWh = 3,6
elektrische kilowattuur MJ = 3,6 .
energie 106 J
1 kWh = 1 kW. 1h = 1000 W . 3600s = 1000 J/s . 3600s = 3.6 . 106 J = 3.6
MJ
E. VERMOGEN ONTWIKKELD IN WEERSTAND
o de boor
elektrische energie wordt bewegingsenergie + warmte
omzetting van energie is verrichten van arbeid
o de elektriciteitsmeter
meet totale E geproduceerd in elektrisch toestem
hoe meer elektrische toestellen aan, grotere geleverde P,
snellere draaien van schijf in elektriciteitsmeter
aantal omwentelingen wordt bijgehouden met teller
o de digitale energiemeter
P van aangesloten toestel aflezen
gebruikte E van aangesloten toestel aflezen
F. RENDEMENT VAN EEN ELEKTRISCH TOESTEL
Δ Enuttig
rendement () = uitgedrukt in %
Δ Etotaal
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