Icon up Overzicht

Legionella (VWO1, 2009-I, opg. 3)

Onderwerp: Elektrische stroom, Signaalverwerking

Examenopgave VWO, natuurkunde 1 , 2009 tijdvak 1, opgave 3: Legionella

Lees het onderstaande krantenartikel.

 

De temperatuur van het water wordt gemeten met een temperatuursensor, waarvan de ijkgrafiek gegeven is in figuur 1.

figuur 1

Opgaven

a) Bepaal de gevoeligheid van deze temperatuursensor.

Het automatisch systeem heeft als uitvoer (actuator) een relais dat het elektrisch verwarmingslint kan in- en uitschakelen.
Het automatisch systeem moet voldoen aan de onderstaande eisen.
Het verwarmingslint wordt:

  • Ingeschakeld als de temperatuur lager is dan 60 °C
  • uitgeschakeld als: de temperatuur langer dan tien minuten achtereen hoger is dan 60 °C, óf de temperatuur eenmalig hoger is dan 92 °C.

De tijd wordt geregeld door een pulsgenerator die één puls per minuut afgeeft. In figuur 2 staat een deel van een ontwerp van dit automatisch systeem.

figuur 2

b) Maak in figuur 2 het ontwerp compleet zodat het aan de gestelde eisen voldoet. Geef ook de referentiespanningen van de beide comparatoren aan.

Het verwarmingslint bestaat uit twee koperen draadgeleiders.
Tussen deze geleiders staat de netspanning van 230 V.
Om de draadgeleiders is weerstandsdraad gewikkeld. Zie figuur 3.
Deze weerstandsdraad maakt steeds elektrisch contact met beide draadgeleiders. Hierdoor ontstaat een parallelschakeling zoals schematisch weergegeven in figuur 4.

figuur 3

figuur 4

Zo ontstaan n parallelle weerstanden per meter verwarmingslint, elk met een waarde R = 10 kOhm.
Het verwarmingslint heeft per meter een vermogen van 180 W.

c) Bereken het aantal parallelle weerstanden n in 1,00 m verwarmingslint.
Hint: Bereken daartoe eerst de stroom door 1,00 m verwarmingslint en daarna de stroom die door één weerstand loopt.

Het verwarmingslint is leverbaar in verschillende lengtes.

d) Bereken hoe lang het verwarmingslint maximaal mag zijn als de gebruikte groep een smeltveiligheid van 16 A heeft.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.