Inloggen

Exploderende draad
havo 2022, 1e tijdvak, opgave 5


Download hierboven de originele pdf van het examen waar deze opgave in staat en de bijbehorende uitwerkbijlage. "Exploderende draad" is de 5e opgave in dit examen. Als je de opgave gemaakt hebt kun je jezelf nakijken met het correctievoorschrift.

Uitleg bij "Exploderende draad"

Probeer altijd eerst zelf de opgave te maken en gebruik de uitleg alleen als je er zelf niet uitkomt. Als je ook na deze uitleg nog vragen hebt dan kun je deze helemaal onderaan deze pagina stellen.

Vraag 22

Met de gegeven weerstand van een draad en de soortelijke weerstand van koper (Binas tabel 8) kunnen we het oppervlak van de doorsnede berekenen. Voor de weerstand van een draad geldt R = ρL/A. Omschrijven geeft

A = ρ·L / R

Invullen van

ρ = 17·10-9 Ωm
L = 80 m
R = 35 Ω

geeft

A = 17·10-9 · 80 / 35 = 3,886·10-8m2

Voor de straal vinden we dan met A = πr2

r = √(A/π)

r = √(3,886·10-8/π) = 1,112·10-4 m

De diameter is twee keer de straal en dus 2,224·10-4 m. Dit is afgerond 0,22 mm dus meer dan 3 keer zo dik als een mensenhaar (0,060 mm).

Vraag 23

  • Voor elektrisch vermogen geldt (Binas tabel 35-D1)

    P = U·I

    Uit de wet van Ohm (U = I·R) volgt voor de stroomsterkte

    I = U/R

    Als we deze formule voor I invullen in de formule voor vermogen vinden we

    P = U·(U/R)

    P = U2/R
  • Omschrijven van bovenstaande formule geeft

    U = √(P·R)

    We vullen in

    P = 7,1·109 W
    R = 35 Ω

    en vinden dan

    U = √(7,1·109 · 35)

    U = 498497 V

    Afgerond is dit 5,0·105 V

Vraag 24

Een weerstand waarvan de waarde toeneemt bij toenemende temperatuur heet een PTC (Positieve Temperatuur Coëfficiënt). Dit is antwoord D.

Vraag 25

De accu van de smartphone heeft een capaciteit van 9,88 Wh (Watt-uur). Dit betekent met 9,88 W gedurende één uur (3600 s). Met E=P·t kunnen we berekenen hoeveel dit in Joule is

Eaccu = 9,88 · 3600 = 35568 J

Voor de energie die de draad levert vinden we (ook met E=P·t)

Edraad = 7,1·109 · 1,4·10-5 = 99400 J

Dit is 99400/35568 = 2,79 keer zoveel als de energie van een accu. De accu zou dus 2 keer opgeladen kunnen worden van de energie van de draad.

Vraag 26

  • Temperatuur van een voorwerp is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes in dat voorwerp. Stijgende temperatuur betekent dus dat de koperatomen snellen zullen bewegen. Zolang het koper in de vaste fase is bewegen de deeltjes heen en weer maar behouden wel hun zelfde plaats ten opzichte van hun buren in het atoomrooster.
  • Bij de faseovergang van de vaste naar de vloeibare fase komen de koperatomen los van hun plaats en kunnen ten opzichte van hun buren bewegen. Ze hebben geen vast plaats meer binnen het atoomrooster maar bewegen langs elkaar heen.

Vraag 27

Als we aannemen dat de druppels eenparig bewegen kunnen we de afgelegde afstand uit rekenen met s=v·t. We vinden dan

s = 0,9·103 · 1,0·10-4 = 0,09 m

De druppels komen dus 9 cm ver. Veel minder ver dan de afstand tussen de draad en het publiek zoals te zien in de foto (figuur 2). De druppels zullen het publiek nooit kunnen bereiken.

(In werkelijkheid zal de beweging niet eenparig zijn maar zal de snelheid door luchtwrijving afnemen waardoor de werkelijke afstand waarschijnlijk nóg korter zal zijn)

Vraag over "Exploderende draad"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Exploderende draad

Over "Exploderende draad" zijn nog geen vragen gesteld.