Zuinig omgaan met energie staat overal in de belangstelling. En als in Gunther's Family Fit sportschool in Culemborg de hometrainers gebruikt worden om elektriciteit op te wekken, staat dat met een grote foto op de voorpagina van de krant. Zoals in de Gelderlander van 25 januari. In het onderschrift van de foto staat: ``Accu's bij deze fietsen zijn verbonden met de stroomkast''. Met de ``stroomkast'' wordt de meterkast bedoeld. Wat je ook moet weten: met de hometrainer drijf je een dynamo aan, die wisselspanning levert; je kunt een accu alleen laden met gelijkspanning.
Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Opgaven:
a) Wat moet er dus tussen de dynamo van de fiets/hometrainer en de accu in zitten?
b) Waarom kan een accu niet rechtstreeks aan de `stroomkast' of het elektrisch net leveren?
Uit het vervolg van het krantenartikel en uit informatie van de firma die het systeem levert blijkt dat het toch wat anders werkt dan de journalist suggereert: er zijn twee kastjes, een klein dat vast zit aan de hometrainer, en daarmee verbonden een grotere aan de wand. Het kleine kastje levert een gelijkspanning en het grotere kastje zet die gelijkspanning op zó een manier om in wisselspanning van 240 V, dat die teruggeleverd kan worden aan het elektrisch net.
In de krant schrijft de journalist ook nog dat een hometrainer ``gemiddeld gedurende tien uur per dag 2000 watt levert: voldoende voor 26 koelkasten, 20 tv's of 1,5 wasmachine''.
c) Zoek op internet (of ergens anders) op wat het vermogen is dat een fietser kan leveren.
d) Hoeveel energie kan die fietser dus in 10 uur leveren?
e) Welke eenheid wordt daarbij gebruikt?
f) Zoek op internet (of ergens anders) op hoeveel het elektriciteitsverbruik van een wasbeurt met de wasmachine gemiddeld is.
g) Stel dat het vermogen van een tv 100 W is en dat die vier uur per dag aanstaat. Bereken dan zijn elektriciteitsverbruik per dag?
Tenslotte:
h) Maak een zin waarin je op een natuurkundig juiste manier schrijft, wat die journalist misschien bedoeld heeft.
Uitwerking vraag (a)
Een apparaat dat van wisselspanning gelijkspanning maakt: een gelijkrichter.
Uitwerking vraag (b)
Een accu levert gelijkspanning; het elektrisch net werkt met wisselspanning; dan moet er ook wisselspanning aan het net geleverd worden.
Uitwerking vraag (c)
Zie bijvoorbeeld De Fietsersbond: 150 tot 200 W .
Uitwerking vraag (d)
E = P * t = 150 * 10 = 1500 Wh = 1,5 kWh.
Dus 1,5 à 2,0 kWh.
Uitwerking vraag (e)
kiloWattuur oftewel kWh.
Uitwerking vraag (f)
Zie bijvoorbeeld Greenem.nl: ongeveer 1,2 kWh per keer.
Uitwerking vraag (g)
4 u x 100 W = 400 Wh = 0,4 kWh
Uitwerking vraag (h)
Er zijn verschillende mogelijkheden. Bijvoorbeeld de volgende: `Met de hometrainer levert een fietser in tien uur ongeveer 2000 Wh (= 2 kWh) aan energie. Dat is evenveel als het gemiddelde gebruik van vijf tv's of twee koelkasten of maximaal twee wasbeurten van een wasmachine in één dag.' Die zin lijkt wel helemaal niet meer op de zin van de journalist. Maar die was ook onzin.
Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.
