Icon up Overzicht

Watertank (HAVO12, 2008-1, opg 5)

Onderwerp: Arbeid en energie, Signaalverwerking

Examenopgave HAVO, natuurkunde 12 , 2008 tijdvak 1, opgave 5: Watertank

Bij een Afrikaans dorpje is een watertank geplaatst. Zie figuur 1. De cilindervormige tank heeft een (binnen)diameter van 1,2 m en een (binnen)hoogte van 1,6 m.
In de tank is water opgeslagen. Het dorp gebruikt gemiddeld 350 liter water per dag.

figuur 1: De watertank

Van deze opgave bestaan twee versies, een natuurkunde 1 versie en een natuurkunde 12 versie. De versie die je nu voor je hebt is de natuurkunde 12 versie. In grote lijnen komen de twee versies met elkaar overeen maar volledig identiek zijn ze niet.

Opgaven

a) Bereken het aantal dagen dat een volle tank het dorp van water kan voorzien.


Als de tank bijna leeg is, vult een pomp de tank met grondwater. De pomp levert een vermogen van 250 W. Het water moet 7,0 m omhoog worden gepompt.

b) Bereken hoe lang het duurt om 1,0 m3 water de tank in te pompen.


In de tank bevindt zich een niveausensor. Deze meet het waterniveau in de tank. Figuur 2 is de ijkgrafiek van deze sensor.

figuur 2: Ijkgrafiek van de niveausensor in de watertank

c) Bepaal de gevoeligheid van de sensor.


Men wil het bijvullen van de tank automatisch laten gebeuren.
Aan het automatische systeem stelt men de volgende eisen:

  • als het waterniveau onder de 0,20 m daalt, slaat de pomp aan;
  • als het waterniveau boven de 1,4 m stijgt, slaat de pomp af.


In figuur 3 is een begin gemaakt met de schakeling die er voor zorgt dat de pomp automatisch in- en uitgeschakeld wordt. De uitgang van de sensor is verbonden met punt A.
Als het signaal in punt B hoog is, werkt de pomp.

d) Neem figuur 3 over en maak de schakeling compleet zodat aan bovengenoemde eisen is voldaan. Noteer ook op de uitwerkbijlage op welke spanning elke comparator moet worden ingesteld.

figuur 3

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.