Samenvatting fysica-energie en vermogen

FYSICA
HS7: ELEKTRISCHE ENERGIE EN VERMOGEN
1. Energie van de vrije elektronen in een kring
Energie van de elektrische stroom
 Omgezet in mechanische energie
o Bv. licht, beweging, …
o Bv. (draadweerstanden) warmte

1.1 In de weerstand
Onder invloed van het elektrisch veld ⃗ E in de weerstand
verplaatst een vrij elektron (Q = -e) zich door de elektrische
kracht van P2 naar P1:


<0
 Epot daalt maar energie gaat niet verloren
 Ekin stijgt
o Snelheid elektron stijgt
o Daalt bij botsing roosterion (E --> warmte)
o Epot gaat uiteindelijk helemaal nr warmte

2.1 In de bron
Onder invloed van de bronspanning verplaatst een vrij
elektron (Q = -e) zich van V+ naar V-
∆ E pot =E pot 2−E pot 1=(−e ) . V −¿−(−e ). V ¿
+ ¿= (−e ) . ¿¿

>0
 Epot stijgt Als door een bron stroom loopt, wordt energie
van de bron omgezet in potentiële energie van
de elektronen. De bron verliest energie, de vrije
elektronen winnen energie.
2. Warmteontwikkeling in een weerstand
Potentiële energie Epot vd vrije elektronen wordt omgezet in warmte:

Joule-effect:
In een geleider met weerstand R waarover een spanning UR staat en
waardoor een stroomsterkte Ι loopt, wordt omgezet in een tijdsverloop
∆ t een hoeveelheid warmte
U2
Qw = UR . l . ∆ t = R . l2 . ∆ t = R . ∆ t geproduceerd
R
Bv. Gloeilamp, elektrische verwarming

3. Vermogen ontwikkeld in een weerstand
Omzetting van energie per tijdseenheid (= vermogen weerstand)


 Eenheid: [ P ] = J/s = W (watt)