28 Elektrische energie – problemen en oplossingen
1. Bereken de elektrische stroomsterkte van een 10 Watt lamp die ontworpen is voor 12 Volt.
Bekend:
Vermogen (P) = 10 Watt
Spanning (V) = 220 Volt
Gezocht: elektrische stroom
oplossing:
Lampvermogen = 10 Watt = 10 Joule/seconde
De onderstaande vergelijking toont de relatie tussen het elektrisch vermogen (P), de elektrische potentiaal (V) en de elektrische stroom (I), zoals weergegeven in de formule hieronder:
P = VI
Elektrische stroom:
I = P / V = 10 / 220 = 1/22 = 0.045 Ampère
2. Bereken het elektrisch vermogen volgens het onderstaande elektrische circuit.
Bekend:
Weerstand 1 (R 1 ) = 6 Ω
Weerstand 2 (R 2 ) = 6 Ω
Elektrische spanning (V) = 24 Volt
Gezocht: Elektrische stroom
oplossing:
Equivalente weerstand:
R1 en R2 zijn in serie geschakeld. De equivalente weerstand:
R = R 1 + R 2 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω
De elektrische stroom:
I = V/R = 24/12 = 2 Ampère
Elektrische energie:
P = VI = (24)(2) = 48 Watt = 48 Joule/seconde
3. Bereken de elektrische stroomsterkte van een 3 kilowatt-apparaat dat is ontworpen voor 150 volt.
Bekend:
Elektrisch vermogen (P) = 3 kilowatt = 3000 watt
Elektrische spanning (V) = 150 Volt
Gezocht: Elektrische stroom (I)
oplossing:
De relatie tussen elektrisch vermogen (P), elektrische potentiaal (V) en elektrische stroom (I) wordt weergegeven in de onderstaande formule:
P = VI
De elektrische stroom:
ik = P / V
I = 3000 Watt / 150 Volt
I = 20 Ampère
4. Bereken het vermogen van een weerstand van 10 Ω met een stroom van 5 A.
Oplossing: \( P = I^2 R = 5^2 \times 10 = 250\,W \)
5. Bepaal het vermogen van een circuit met 12 V en een weerstand van 4 Ω.
Oplossing: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{12^2}{4} = 36\,W \)
6. Een gloeilamp van 60 W brandt gedurende 3 uur. Bereken het energieverbruik.
Oplossing: \( E = Pt = 60 \times 3 = 180\,Wh = 0.18\,kWh \)
7. Bereken de stroomsterkte voor een apparaat van 200 W op een voeding van 100 V.
Oplossing: \( I = \frac{P}{V} = \frac{200}{100} = 2\,A \)
8. Bereken de weerstand van een verwarmingselement dat 1200 W verbruikt bij 240 V.
Oplossing: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{240^2}{1200} = 48\,\Omega \)
9. Een batterij van 9 V is aangesloten op een weerstand van 3 Ω. Bereken het gedissipeerde vermogen.
Oplossing: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{9^2}{3} = 27\,W \)
10. Bereken het vermogen van een weerstand van 10 Ω bij een voedingsspanning van 100 V.
Oplossing: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{100^2}{10} = 1000\,W \)
11. Bepaal de spanning die nodig is om 50 W te dissiperen in een weerstand van 10 Ω.
Oplossing: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{50 \times 10} = 22.36\,V \)
12. Een motor verbruikt 1500 W en draait 4 uur. Bereken het energieverbruik.
Oplossing: \( E = Pt = 1500 \times 4 = 6000\,Wh = 6\,kWh \)
13. Bereken de stroomsterkte van een voeding van 240 V als het vermogen 1200 W is.
Oplossing: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1200}{240} = 5\,A \)
14. Bereken de weerstand voor een gloeilamp van 100 W die werkt op 200 V.
Oplossing: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{200^2}{100} = 400\,\Omega \)
15. Bepaal het vermogen in een circuit van 3 A met een weerstand van 15 Ω.
Oplossing: \( P = I^2 R = 3^2 \times 15 = 135\,W \)
16. Bereken de spanning die nodig is om 100 W te dissiperen in een weerstand van 20 Ω.
Oplossing: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{100 \times 20} = 44.72\,V \)
17. Bereken het energieverbruik van een ventilator van 300 W gedurende 2 uur.
Oplossing: \( E = Pt = 300 \times 2 = 600\,Wh = 0.6\,kWh \)
18. Bereken de stroomsterkte in een circuit met een vermogen van 1000 W en een spanning van 250 V.
Oplossing: \( I = \frac{P}{V} = \frac{1000}{250} = 4\,A \)
19. Bepaal de weerstand van een broodrooster van 400 W die werkt op 100 V.
Oplossing: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{100^2}{400} = 25\,\Omega \)
20. Bereken het vermogen van een spanning van 20 V over een weerstand van 5 Ω.
Oplossing: \( P = \frac{V^2}{R} = \frac{20^2}{5} = 80\,W \)
21. Bereken de spanning die nodig is om 200 W aan een weerstand van 25 Ω te leveren.
Oplossing: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{200 \times 25} = 50\,V \)
22. Bepaal het energieverbruik van een machine van 500 W gedurende 5 uur.
Oplossing: \( E = Pt = 500 \times 5 = 2500\,Wh = 2.5\,kWh \)
23. Bereken de stroomsterkte voor een gloeilamp van 60 W die werkt op 120 V.
Oplossing: \( I = \frac{P}{V} = \frac{60}{120} = 0.5\,A \)
24. Bereken de weerstand voor een lamp van 40 W die werkt op 20 V.
Oplossing: \( R = \frac{V^2}{P} = \frac{20^2}{40} = 10\,\Omega \)
25. Bepaal het vermogen in een circuit van 5 A met een weerstand van 12 Ω.
Oplossing: \( P = I^2 R = 5^2 \times 12 = 300\,W \)
26. Bereken de spanning die nodig is om 150 W aan een weerstand van 15 Ω te leveren.
Oplossing: \( V = \sqrt{PR} = \sqrt{150 \times 15} = 61.24\,V \)
27. Bereken het energieverbruik van een airconditioner van 800 W gedurende 3 uur.
Oplossing: \( E = Pt = 800 \times 3 = 2400\,Wh = 2.4\,kWh \)
28. Bepaal de stroomsterkte in een circuit met een vermogen van 500 W en een spanning van 125 V.
Oplossing: \( I = \frac{P}{V} = \frac{500}{125} = 4\,A \)
