Oefeningen

Sectie 3-1 : Wet van Ohm

1. De stroom door een bepaalde weerstand is gelijk aan 1 A . Bepaal de stroom door deze weerstand als volgende situaties zich voordoen:

2. De spanning over de weerstand wordt drie keer groter.

3. De spanning over de weerstand is nog 80% van zijn oorspronkelijke waarde.

4. De spanning over de weerstand wordt met de helft groter.

5. De stroom door een bepaalde tak van een elektrische schakeling is gelijk aan 10 mA . Bepaal de stroomwaarde als de spanning over deze tak verdrievoudigd en de weerstandswaarde verdubbeld.

Sectie 3-2 : Toepassen van de wet van Ohm

1. Bepaal de stroom in ieder van volgende situaties:

   1. U = 5 V; R = 2,7 k Ω

   2. U = 5,5 V; R = 10 k Ω

   3. U = 40 V; R = 68 k Ω

   4. U = 1 kV; R = 2 k Ω

   5. U = 66 kV; R = 10 M Ω

2. In figuur 3-23 zijn drie weerstanden weergegeven met een bepaalde spanningsval tussen hun aansluitdraden. Bepaal de stroom door elk van deze weerstanden.

Figuur 3-23

1. Een weerstand met 5 kleurringen is verbonden met een spanningsbron van 24 V. Deze weerstand wordt beveiligd met een zekering van 0,5 A. De betreffende weerstand heeft 5 kleurringen met volgende kleurwaarden : oranje violet geel bruin goud bruin. Zal de zekering springen of niet? Verklaar je antwoord.

2. Bereken de spanning over de weerstand in elk van volgende situaties:

3. I = 1 mA; R = 10 Ω

4. I = 50 mA; R = 3,3 Ω

5. I = 3 A; R = 4,7 k Ω 2,2 k Ω

6. I = 1,6 mA; R = 2,2 k Ω

7. I = 250 µA; R = 1 k Ω

8. I = 500 mA; R = 1,5 M Ω

9. I = 850 µA; R = 10 M Ω

10. I = 75 µA; R = 47 Ω

11. Figuur 3-24 toont drie schakelingen. Bepaal de spanning van iedere spanningsbron in figuur 3-24.

Figuur 3-24

1. Bereken de weerstand voor elk van volgende spannings- en stroomwaarde:

2. U = 10 kV; I = 2 A

3. U = 90 V; I = 45 A

4. U = 500 V; I = 250 mA

5. U = 50 V; I = 500 µA

6. U = 1 kV; I = 1 mA

7. Bepaal de correcte weerstandswaarde zodat de aangegeven stroom vloeit in iedere schakeling van figuur 3-25.

Figuur 3-25

Sectie 3-3 : Energie en vermogen

1. Een zaklamp werkt op een baterijspanning van 3,2 V en verbruikt 26 J in een tijdspanne van 10 seconden. Wat is het vermogen in watt?

2. Wat is het vermogen in watt als 7500 J energie wordt verbruikt in 5 uur tijd?

3. Converteer de onderstaande vermogens naar megawatt:

4. 1 000 000 W (b) $3 \times {10}^{6}$ W (c) $15 \times {10}^{7}$ W (d) 8700 k W
5. Converteer de onderstaande vermogens naar microwatt:

6. 2 W (b) 0,0005 W (c) 0,25 m W (d) 0,00667 m W

7. Toon aan dat de eenheid van vermogen (watt) gelijk is aan $1 V \times 1 A$ .

Sectie 3-4 : Vermogen in een elektrische schakeling

1. Door een weerstand vloeit een stroom van 3 mA en staat er een spanning over van _5,5 V._Hoeveel vermogen dissipeert deze weerstand?

2. Hoeveel bedraagt het gedissipeerd vermogen als er 500 mA stroom door een 4,7 k__Ω weerstand vloeit?

3. Een weerstand moet een vermogen van 100 W dissiperen terwijl er een stroom van 2 A doorgaat. Hoe groot is de weerstandswaarde?

4. Als er 60 V staat over een 620 Ω weerstand, hoe groot is dan het gedissipeerd vermogen van deze weerstand?

5. Converteer het verbruik van 6700 W gedurende 1 seconde naar kWh.

6. Stel dat een alkaline D-cel batterij een gemiddelde spanning van 1,25 V gedurende 90 uur kan houden in een belasting van 10 Ω vooraleer ze leeg en onbruikbaar is geworden. Bepaal het gemiddelde vermogen dat geleverd is geweest gedurende de levensduur van deze batterij.

Sectie 3-5 : De vermogengrens van weerstanden

1. Een weerstand van 6,8 k Ω is doorgebrand in een elektrische schakeling. Je moet deze weerstand vervangen door een andere weerstand. Als door de weerstand een stroom van 10 mA moet vloeien, bepaal dan welke standaard vermogengrens deze weerstand minimaal nodig heeft. Veronderstel dat je alle weerstanden in de standaardvermogens van weerstanden beschikbaar hebt.

Sectie 3-7 : Voedingen en batterijen

1. Een batterij kan een gemiddelde stroom van 1,5 A leveren gedurende 24 uur. Wat is het aantal ampère-uur van deze batterij?

2. Op een batterij staat 650 mAh vermeld. Hoe groot is de gemiddelde stroom dat deze batterij gedurende 48 uur kan leveren?

3. Om een rendement (efficiëntie) van 85 % te hebben, hoeveel uitgangsvermogen moet een spanningsbron kunnen leveren als het nodige ingangsvermogen van deze spanningsbron 5 W is?

Sectie 3-8 : Geavanceerde oefeningen

1. Als de hoeveelheid stroom door een weerstand moet verhoogd worden van 100 mA naar 150 mA , tot welke spanningswaarde moet je de spanningsbron brengen om dit te kunnen verwezenlijken? De spanning bedraagt 20 V bij de stroomdoorgang van 100 mA.

2. Een 300 W halogeenlamp blijft continu branden gedurende 30 volle dagen. Hoeveel kWh heeft deze lamp verbruikt?

3. De regelbare weerstand in figuur 3-26 wordt gebruikt om de stroom door de verwarmingsweerstand te regelen. Wanneer de regelbare weerstand staat afgestemd op 8 Ω of minder bestaat er kans dat de verwarmingsweerstand doorbrand. Om dit te voorkomen wordt een zekering geplaatst. Welke waarde moet de zekering hebben zodat de verwarmingsweerstand beschermd is tegen doorbranden? De spanning over het verwarmingselement op het punt van de maximale stroom bedraagt 220 V

Figuur 3-25

1. Wat gebeurt er met de vermogendissipatie in een weerstand als de stroom door deze weerstand wordt verdubbeld?