elektro MP3-speler
jeroen stelde deze vraag op 08 maart 2013 om 16:10.Beste
Ik ben al de hele middag bezig met een vraag en heb verschillende berekeningen gedaan, maar kom er maar niet uit. Ik denk dat vraag a goed is, maar bij de rest loop ik helemaal vast. Ik hoop dat jullie me kunnen helpen.
In een MP-3 speler zitten twee oplaadbare batterijen die in serie geschakeld zijn. De batterijen geven elk een spanning van 1,5 V. Op elke batterij staat de zogenoemde capaciteit vermeld: 1000 mAh. Dit betekent dat er een stroom van 1 mA gedurende 1000 uur zou kunnen lopen door een stroomkring die op de batterij wordt aangesloten. Na 3,5 uur is zo'n batterij leeg.
a. Hoe groot is de spanning waarop de MP-3 speler werkt?
2 x 1,5 = 3 V.
b. Bereken de totale hoeveelheid lading die door de MP-3 speler is gegaan
??
c. Bereken de stroomsterkte door de MP-3 speler
??
d. Bereken hoeveel elektrische energie de batterijen geleverd hebben
? deze vraag kan ik pas oplossen als ik de andere weet.
Reacties
> Dit betekent dat er een stroom van 1 mA gedurende 1000 uur zou kunnen lopen door een stroomkring die op de batterij wordt aangesloten.
1000 mAh = 1 Ah = 1 A gedurende een uur. of 2 A in 0,5 uur. Wat je ook doet: de hoeveelheid Ah is een maat voor de totale lading die een batterij kan leveren (bij + pool afstaan, bij - pool weer opnemen). Daarna is de batterij "leeg". Niet ontdaan van lading (die is compleet behouden en terug) maar de lading is wel ontdaan van de chemische energie die de geladen deeltjes kregen door de reacties die in de batterij plaatsvinden. En als die reacties ophouden, dan krijgen de ladingdragers geen energie om verderop af te geven en "dus" is de batterij leeg.
Die batterij is snel leeg als je veel "aftapt" en gaat lang mee als hij "leegdruppelt". Vergelijk een watervat met vaste inhoud wat je laat leeglopen.
> Na 3,5 uur is zo'n batterij leeg.
Al was de batterij pas na 5 uur leeg of na 10 uur of in 5 minuten... de hoeveelheid geleverde lading (1 Ah) is hetzelfde.
De A van ampere is een maat voor de stroomsterkte. Stroomsterkte is lading/tijdseenheid. Wat is de eenheid van lading in het SI stelsel? En van tijd? Waarmee is 1 A dus gelijk?
Als je dat weet dan weet je ook hoeveel lading er na 1 uur (voor een batterijcapaciteit van 1 Ah) door de + pool is geleverd en aan de - pool weer is opgenomen.
> Bereken de stroomsterkte door de MP-3 speler
Stroomsterkte is de hoeveelheid lading per tijdseenheid. Je weet uit b) hoeveel lading door de batterij is geleverd. Dit gebeurde in de 3,5 uur waarin de batterij "leeg" liep. Dus hoeveel lading per tijdseenheid? (of [coulomb/seconde] ofwel [C/s] = [A])
> Bereken hoeveel elektrische energie de batterijen geleverd hebben
E = P.t = (U.I).t U = 3 V, I = (zie c) t = 3,5 h = 3,5 x 60 x 60 s
Ik kom nu uit op dit, maar heb het idee dat het nog niet klopt
b. I = Q/t
I= 1,0 A
t = 1h = 3600 s
Q = I x t
Q = 1,0 x 3600 = 3,6 x 10 ^3 C
c. I = Q/t
t = 3,5 uur = 3,5 x 3600 = 12600 s
Q = 3,6 x 10 ^3 C
I= 3,6 x 10^3/12600= 0,29 A
d. E = (UxI) x t
E = (3,0 x 0,29) x 12600 = 11 x 10 ^3 J
b. I = Q/t , Q = 1,0 x 3600 = 3,6 x 103 C
Lijkt me goed. Q = I.t (eenheid: As of Ah afhankelijk van hoe je t uitdrukt). 1 Ah = 3,6 x 103 C
c. I = Q/t
t = 3,5 uur = 3,5 x 3600 = 12600 s
Q = 3,6 x 103 C
I= 3,6 x 103/12600= 0,29 A
Daar kan ik ook geen speld tussen krijgen! Merk op dat hoewel je 2 batterijen hebt de stroomsterkte niet verandert: elke batterij levert door aan de volgende (vergelijk wateremmers boven elkaar met allemaal een gelijk gaatje in de bodem: de ene lekt net zo hard als de erbovenliggende bijvult). Samen houden ze het wel langer uit, maar dat komt al tot uitdrukking in E = U.I waarbij de spanning U wel de som is van elk van de batterijen. Wil je een grotere stroomsterkte kunnen leveren dan moeten de batterijen parallel aan elkaar staan: totaal leveren ze "maar" 1,5 V maar wel de dubbele stroomsterkte.
d. E = (UxI) x t
E = (3,0 x 0,29) x 12600 = 11 x 103 J
Dat kan ook niet missen.
Hartstikke bedankt! Het is mij nu ook duidelijk.
