Energie, even ophalen

Energie, even ophalen

Evaluatie opdracht: Wat weet je nog?

Lesdoelen

Het doel van deze les is om voorkennis op te halen. Aan het einde van de les ben je weer helemaal bekend met de grootheden en eenheden die horen bij energie. Je kunt ook rekenen met de formule volgende formule:
E = P * t

 

Om te zorgen dat je alleen herhaling krijgt over wat je bent vergeten en je alleen opdrachten hoeft te maken die bij je niveau passen beginnen we met een evaluatieopdracht. Maak deze dus voordat je verder gaat.

 

Bekijk je score en goede en foute antwoorden na het maken van de toets. Tijdens de rest van de les kun je zelf kiezen welke opgaven je maakt. Bij iedere opgave staat een moeilijkheidsgraad. Gebruik de zelfevaluatie om te zorgen dat je alleen opdrachten maakt die nuttig zijn voor jou.

Evaluatieopdracht

 

 

Eenheden voor energie

Makkelijk (herhaling en opgaven)

Om met energie te kunnen rekenen moeten we eerst weten met welke eenheden en grootheden we te maken hebben. De onderstaande video bespreekt de grootheden, eenheden en symbolen die bij energie horen. Rekenen met eenheden komt pas aan bod bij de moeilijke opdrachten.

Moeilijk (herhaling en opgaven)

Als je zeker weet dat je de grootheden en eenheden onder de knie hebt, kunnen we gaan werken aan het omrekenen van eenheden. We werken bijvoorbeeld met joule in de wetenschappelijke wereld, maar met kWh om onze stroomrekening te betalen. Het zou dus zomaar kunnen dat je in een opdracht een eenheid als kJ of ms tegen komt. Wat betekend dit dan? De onderstaande video legt dit uit. Met de opgaven onder de video kun je achteraf je kennis testen.

Expert (extra uitleg en opgaven)

Als je echt heel zeker bent van je begrip van grootheden en eenheden, kunnen we kijken naar wat bijzondere eenheden. We hebben de voorvoegsels mega, kilo en mili besproken, maar er zijn er veel meer. Zie de onderstaande tabel.

Voorvoegsel Symbool hoeveelheid
tera T x1 000 000 000 000
giga G x1 000 000 000
mega M x1 000 000
kilo k x1 000
hecta h x100
deca da x10
centi c x0,1
Deci d x0,01
mili m x0,001
micro μ x0,000 001
nano n x0,000 000 001

 

In de onderstaande opgaven, kun je oefenen met het omrekenen van verschillende eenheden.

 

 

Rekenen met energie

Makkelijk (herhaling)

Nu we alle grootheden en eenheden kennen die we nodig hebben, kunnen we rekenen met energie. De onderstaande video legt de formule E = P * t uit. Ook wordt er een voorbeeldopgave besproken.

Makkelijk (opgaven)

Nu je weer helemaal opgehaald hebt hoe te rekenen met energie, gaan we hier wat opgaven mee doen.

Opgave 1:
De accu van een Bart's auto levert 0,5 kW aan vermogen. Bart laat zijn auto 3 uur staan met de lichten aan. Hoeveel energie wordt er verbruikt in deze 3 uur?

Opgave 2:
De totale hoeveelheid energie die opgeslagen zit in de accu is gelijk aan 5 kWh. Hoe lang kan Bart zijn accu gebruiken zonder deze weer te laden?

 

Opgave 3:
Bart vervangt zijn accu met een nieuwer model. Op de verpakking staat dat er maar liefst 12 kWh in deze accu opgeslagen is. Om het vermogen te kunnen bepalen voert Bart een experiment uit. Eerst laat hij de accu helemaal op, vervolgens laat hij deze helemaal leeglopen. Dit leeglopen duurt 20 uur. Wat is het vermogen van deze nieuwe accu?

Makkelijk (nakijken)

Met deze antwoorden kun je zelf de opgaven nakijken.

 

Opgave 1:
Gevraagd?
Energie -> E

Gegeven?
Tijd -> t = 3 uur
Vermogen -> P = 0,5 kW

Formule?
E = P * t

Invullen:
E = P * t = 0,5 * 3 = 1,5 kWh

Opgave 2:

Gevraagd?
Tijd -> t

Gegeven?
Energie -> E = 5 kWh
Vermogen -> P = 0,5 kW

Formule?
E = P * t -> t = E / P

Invullen:
t = E / P = 5 / 0,5 = 10 uur

Opgave 3:

Gevraagd?
Vermogen -> P

Gegeven?
Energie -> E = 12 kWh
Tijd-> t = 20 uur

Formule?
E = P * t -> P = E / t

Invullen:
P = E / t = 12 / 20 = 0,6 kW

 

Moeilijk (herhaling)

De onderstaande video is identiek aan de video bij het niveau 'makkelijk'. Als je deze al gekeken hebt hoeft dit niet nog een keer. Dit mag natuurlijk wel.

Moeilijk (opgaven)

Nu je weer helemaal opgehaald hebt hoe te rekenen met energie, gaan we hier wat opgaven mee doen.

Opgave 1:
Bob heeft een 12 W lamp aangesloten op een batterij. Hij laat de lamp branden totdat de batterij helemaal leeg is, dit duurt in totaal 128 uur. Hoeveel energie zat er in de batterij? Geef antwoord in kWh
 
Opgave 2:
Bob sluit een extra 12 W lamp aan op dit systeem. Laat met een berekening zien dat de lamp nu 64 uur zal blijven branden.

Opgave 3:
Bob heeft 2 kleine zonnepanelen gekocht om batterijen mee op te laden. Deze wekken per dag 11 059 200 J aan energie op. Hoeveel batterijen kan bob opladen per dag?

Opgave 4:
Bob heeft een grote accu aangesloten op zijn elektrische verwarming. Deze gebruikt 2 kW. Hij wil de verwarming de hele nacht, 9 uur lang, aan kunnen laten staan. Hoeveel energie moet de accu op kunnen slaan?

Opgave 5:
Hoeveel zonnepanelen moet Bob aansluiten op deze accu om de hele nacht de verwarming aan te kunnen houden?

Moeilijk (nakijken)

Met deze antwoorden kun je zelf de opgaven nakijken.

 

Opgave 1:
Gevraagd?
Energie -> E in kWh

Gegeven?
Tijd -> t = 128 uur
Vermogen -> P = 12 W = 0,012 kW

Formule?
E = P * t

Invullen:
E = P * t = 0,012 * 128 = 1,536 kWh

Opgave 2:

Gevraagd?
Tijd -> t

Gegeven?
Energie -> E = 1,536 kWh
Vermogen -> P = 12 W * 2 = 24 W = 0,024 kW

Formule?
E = P * t -> t = E / P

Invullen:
t = E / P = 1,536 / 0,024 = 64 uur

Opgave 3:
Gevraagd?
Hoeveelheid batterijen

Gegeven?
Energie opgewekt -> 11 059 200 J - > 11 059 200 / 3 600 000 = 3,072 kWh
Energie in een batterij -> 1,536 kWh

Formule?
Hoeveelheid batterijen = Energie opgewekt / Energie in een batterij

Invullen:
Hoeveelheid batterijen = Energie opgewekt / Energie in een batterij = 3,072 / 1,536 = 2 batterijen per dag

Opgave 4:

Gevraagd?
Energie -> E

Gegeven?
Tijd -> t = 9 uur
Vermogen -> P = 2 kW

Formule?
E = P * t

Invullen:
E = P * t = 2 * 9 = 18 kWh

Opgave 5:

Gevraagd?
Hoeveelheid zonnepanelen

Gegeven?
Energie gebruikt = 18 kWh
Energie opgewekt = 3,072 / 2 = 1,536 kWh

Formule?
Hoeveelheid zonnepanelen = Energie gebruikt / Energie opgewekt

Invullen:
Hoeveelheid zonnepanelen = Energie gebruikt / Energie opgewekt = 18 / 1, 536 = 11,72 dus 12 zonnepanelen

 

Expert (extra opgaven)

Tijdens de volgende opgaven heb je kennis nodig van de moeilijkheidsgraad 'expert' over grootheden en eenheden.

 

Opdracht 1:
Greet heeft nieuwe zonnepanelen laten leggen. Deze leveren op een gemiddelde dag 12 kWh aan energie. Bij de zonnepanelen werden ook batterijen geïnstalleerd om de elektrische energie op te slaan. De zonnepanelen leveren de helft van de dag stroom, de andere 12 uur worden de batterijen opgebruikt. Ga uit van gelijkmatig gebruik gedurende een volledige dag. Met hoeveel vermogen kunnen de batterijen worden opgeladen en ontladen?

Opdracht 2:
Een projectmanager hoort van de nieuwe zonnepanelen van Greet en bedenkt een idee. Hij kan de hele wijk van Greet zonnepanelen aanbieden. Hij moet wel met een berekening kunnen laten zien dat dit een voordelig plan is. Zonnepanelen installeren kost €2400. Elektrische energie kost €0,26 per kWh. Laat met een berekening zien hoelang het duurt voordat het installeren van zonnepanelen geld oplevert.

Opdracht 3:
a. Het ruimtestation ISS gebruikt 2 MW, deze energie wordt opgewekt door zonnepanelen. Het ruimtestation is per rondje om de planeet 90 minuten bezig en is 40 minuten verborgen achter de aarde. Tijdens deze 40 minuten worden de batterijen van het station gebruikt. Hoeveel batterijen van 100 kWh zijn er nodig om deze 40 minuten door te komen zonder stroomuitval?

b. Hoeveel vermogen moeten de zonnepanelen leveren terwijl het station zonlicht ontvangt?

Expert (nakijken)

Met deze antwoorden kun je zelf de opgaven nakijken.

 

Opgave 1:
Gevraagd?
Vermogen -> P

Gegeven?
Tijd -> t = 12 uur
Energie-> E = 12 / 2 = 6 kWh (De zonnepanelen geven energie aan het huis en de batterijen)

Formule?
E = P * t -> P = E / t

Invullen:
P = E / t = 6 / 12 = 0,5 kW

Opgave 2:

Gevraagd?
Tijd -> t

Gegeven?
Kosten zonnepanelen-> 2400 euro
Kosten energie -> 0,26 euro per kWh
Energie - > 12 kWh per dag

Formule?
Kosten energie = Energie per dag * 0,26 euro/kWh
t = Kosten zonnepanelen / Kosten energie 

Invullen:
Kosten energie = Energie per dag * 0,26 = 12 * 0,26 = 3,12
t = Kosten zonnepanelen / Kosten energie = 2400 / 3,12 = 769,23 dagen

Opgave 3a:
Gevraagd?
Hoeveelheid batterijen

Gegeven?
Tijd -> t = 40 minuten = 2/3 uur
Vermogen -> P = 2 MW

Formule?
Energie nodig = P * t
Hoeveelheid batterijen = Energie nodig/ Energie in een batterij

Invullen:
Energie nodig = P * t = 2 * 2/3 = 1,33 MWh = 1333 kWh
Hoeveelheid batterijen = Energie nodig / Energie in een batterij = 1333 / 100 = 13,33 dus 14 batterijen

Opgave 3b:
Gevraagd?
Vermogen -> P

Gegeven?
Tijd -> t = 50 minuten = 5/6 uur
Vermogen -> P = 2 MW
Energie -> 1,33 MWh

Formule?
P = E / t + Vermogen nodig overdag

Invullen:
P = E / t + Vermogen nodig overdag = 1,33 / (5/6) + 2 = 3,6 MW

2e evaluatie, wat heb je geleerd?

Als het goed is voel je je na deze les iets zekerder over het onderwerp energie. Om zelf inzicht te krijgen in wat je geleerd hebt staat hieronder een tweede evaluatie. Sommige vragen in deze evaluatie zijn op expert niveau, als je niet uit een opgave komt kun je deze overslaan door - in te vullen.

  • Het arrangement Energie, even ophalen is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    K
    Laatst gewijzigd
    2025-03-10 13:29:47
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Dit een zelfstandig uit te voeren les om voorkennis op te halen over energie.
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

    Bronnen

    Bron Type
    https://youtu.be/wy2uBhRNtUg
    https://youtu.be/wy2uBhRNtUg     		Video
    https://youtu.be/wAvakXq7Fg0
    https://youtu.be/wAvakXq7Fg0     		Video
    https://youtu.be/LYQoxys58nM
    https://youtu.be/LYQoxys58nM     		Video
    https://youtu.be/LYQoxys58nM
    https://youtu.be/LYQoxys58nM     		Video

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van