Practicum: Elektrisch vermogen en thermisch rendement – Klas 4 HAVO

In dit practicum voor 4 havo meet je het elektrisch vermogen van een verwarmingsspiraal en bereken je het thermisch rendement via Q = m × c × ΔT.

Leerdoel

Na dit practicum kun je P = U × I berekenen, E_el = P × t toepassen en het rendement van een elektrisch verwarmingselement bepalen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 4 | Vak: Natuurkunde | Domein: G1 Gebruik van elektriciteit

Benodigdheden

• Regelbare spanningsbron (0–12 V gelijkspanning)
• Verwarmingsspiraal (≈10 Ω) in bekerglas water
• Ampere- en voltmeter (of multimeter)
• Thermometer (0,1 °C nauwkeurig)
• Bekerglas met 200 mL water, stopwatch en weegschaal

Achtergrondinformatie

P = U × I (watt). E_el = P × t (joule). Warmteopname water: Q = m × c × ΔT (c_water = 4200 J/(kg·K)). Rendement: η = (Q / E_el) × 100%.

Werkwijze

1. Weeg het water (m). Noteer de begintemperatuur T₁.
2. Stel U = 10 V in. Lees I af en bereken P = U × I.
3. Verwarm 300 s (5 min). Noteer T₂. Bereken E_el = P × t en Q = m × c × ΔT.
4. Bereken η.

Meettabel (voorbeeldmeting)

Verwerkingsvragen

1. Een spiraal (R = 10 Ω) op U = 10 V: bereken I en P.
2. In 5 min stijgt 200 g water van 20,0 °C naar 32,5 °C. Bereken Q.
3. Bereken η als E_el = 600 J en Q = 525 J. Wat verklaart het verlies?

Uitwerking

V1: I = U/R = 10/10 = 1,0 A; P = U × I = 10 × 1,0 = 10 W.

V2: Q = 0,200 × 4200 × 12,5 = 1 050 J.

V3: η = (525/600) × 100% = 87,5%. Verlies: warmteafgifte aan het bekerglas en omgevingslucht.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert verwarmingsspiralen, regelbare voedingen, thermometers en bekerglazen voor elektriciteitsexperimenten.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.