Licht op de LED
Introductie - Kennisbank
Een schakelschema is een tekening van een elektrische schakeling.
In deze tekening zijn onderdelen van de stroomkring vervangen door symbolen.
Ook laat een schakelschema zien of een stroomkring een serie- of een parallelschakeling is.
Denk, samen met een klasgenoot, eens na over de volgende vragen.
1
Wat is het verschil tussen een serie- en een parallelschakeling?
2
Wat gebeurt er in een elektrische schakeling als de weerstand toeneemt?
3
Hoe loopt de stroom ten op zichte van de elektronen?
Kennisbank
Voor je aan de slag gaat met het beantwoorden van de vragen die horen bij deze opdracht, bestudeer je de theorie in de volgende items in de Kennisbank NaSk.
KB: Elektrische schakelingen
KB: Meten in een schakeling
KB: Elektrisch vermogen
Vragen
Vragen
Donna bouwt tijdens de natuurkundeles een schakeling met een batterij, een LED en een weerstand.
1. (2p)
De LED in de schakeling brandt.
- Teken het schakelschema van deze schakeling
2. (2p)
Leg uit wat Donna waarneemt als ze de LED andersom aansluit.
3. (1p)
In de schakeling is een weerstand opgenomen.
- Wat is de functie van deze weerstand in de schakeling?
Weerstanden hebben een kleurcode. Deze code geeft de grootte van de weerstand aan en een toegestane afwijking (tolerantie). Die kleurcodes staan in de tabel ‘Kleurcodes van weerstanden’ in BINAS.
Een weerstand van \(50 · 10^3\ Ω ± 1\%\) heeft de kleurcode groen zwart oranje bruin.
4. (1p)
De weerstand die Donna in haar schakeling zet, heeft een waarde van \(20 · 10^1\ Ω ± 5\%\).
Wat is volgens de tabel de kleurcode op deze weerstand?
A rood zwart bruin goud
B rood zwart zwart goud
C zwart rood bruin zilver
D zwart rood zwart zilver
5. (2p)
Donna meet de spanning over de batterij en de stroom door de schakeling.
Je ziet een afbeelding van de schakeling met plaatsen waar de meters kunnen worden aangesloten.
- Kruis in de tabel hieronder aan op welke plaats(en) Donna de spanningsmeter en stroommeter juist kan aansluiten.
| |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| de spanningsmeter op plaats |
|
|
|
|
|
|
| de stroommeter op plaats |
|
|
|
|
|
|
Donna leest een spanning van \(4,50\) V en een stroomsterkte van \(0,015\) A af.
6. (2p)
Bereken het vermogen dat de batterij levert.
7. (2p)
Bereken de totale weerstand van de schakeling.
8. (1p)
De waarde van de weerstand is tweemaal zo groot als de weerstand van de LED.
Hoe groot is de spanning over de LED?
A \(1,50\) V
B \(2,25\) V
C \(3,00\) V
D \(4,50\) V
Antwoordmodel
1 maximumscore 2
voorbeeld van een juist antwoord:
1 punt voor: juiste symbolen voor LED, batterij en weerstand
1 punt voor: de symbolen in serie aangesloten met de LED in de juiste oriëntatie
Opmerkingen
Als de kandidaat geen gesloten circuit tekent maximaal 1 scorepunt toekennen.
Als de kandidaat een lampje in plaats van een LED tekent, voor deze vraag maximaal 1 scorepunt toekennen.
2 maximumscore 2
Sluit Donna de LED andersom aan, dan zal de LED geen stroom meer doorlaten en dus geen licht geven.
1 punt voor: inzicht dat de LED maar in een richting stroom doorlaat
1 punt voor: juiste gevolg
3 maximumscore 1
voorbeelden van juiste antwoorden:
− De weerstand zorgt dat de stroomsterkte niet te groot is.
− De weerstand verdeelt de spanning (over de LED en de weerstand).
4 maximumscore 1
1 punt voor: A
5 maximumscore 2
| |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
| de spanningsmeter op plaats |
x |
|
|
|
|
|
| de stroommeter op plaats |
|
x |
|
x |
|
x |
1 punt voor: eerste rij juist
1 punt voor: tweede rij juist
6. maximumscore 2
\(P = 0,0675\ \text{W} / P = 67,5\ \text{mW}\)
1 punt voor: gebruik van de formule \(P = U \times I\)
1 punt voor: rest van de berekening juist
7. maximumscore 2
\(R = 300\) Ω
1 punt voor: gebruik van de formule \(R = {U \over I}\)
1 punt voor: rest van de berekening juist
8 maximumscore 1
1 punt voor: A
