Examen VWO
2015
tijdvak 1
maandag 18 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift zijn twee aanvullingen op het correctievoorschrift
opgenomen.
Dit examen bestaat uit 24 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 75 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
VW-1023-a-15-1-o
, Opgave 1 Schrikdraadinstallatie
Om weilanden af te rasteren wordt vaak schrikdraad gebruikt. In figuur 1
staat een schematische tekening van een schrikdraadinstallatie.
figuur 1
zonne-
paneel
+
hoog-
spannings- -
bron
metalen
pen
De hoogspanningsbron zet de schrikdraden met korte pulsen onder
spanning. Als een dier de schrikdraad aanraakt, krijgt het een schok.
3p 1 Voer de volgende opdrachten uit:
Noem de onderdelen van de stroomkring die dan ontstaat.
Leg uit of de installatie energie verbruikt als de schrikdraad niet
aangeraakt wordt.
In de hoogspanningsbron zit een accu die opgeladen wordt door een
zonnepaneel. (De hoogspanningsbron bevat ook een elektronische
schakeling die de spanning van de accu omvormt naar hoogspanning.)
Op een zonnige dag heeft het zonlicht een intensiteit van 0,95 kW m2.
Het zonnepaneel heeft een oppervlakte van 0,84 m2 en een rendement
van 13%.
Op de accu staat: 12 V, 45 Ah. Dit houdt in dat de volledig opgeladen
accu bij een spanning van 12 V gedurende 1,0 uur een stroom van 45 A
kan leveren, of gedurende 3,0 uur een stroom van 15 A, enzovoorts.
3p 2 Bereken in hoeveel tijd een lege accu door het zonnepaneel volledig
opgeladen kan worden.
Voor een bepaald soort schrikdraad wordt draad van roestvrij staal
gebruikt met een lengte van 400 m en een diameter van 3,2 mm.
3p 3 Bereken de weerstand van deze draad.
VW-1023-a-15-1-o lees verder ►►►
, De Europese normen voor elektrische afrasteringen zijn vastgelegd in de
zogenoemde EN-normen. De vier belangrijkste EN-normen voor een
schrikdraadinstallatie zijn:
1 De onbelaste uitgangsspanning mag niet hoger zijn dan 10 kV.
2 De duur van één puls mag niet groter zijn dan 10 ms.
3 De maximale stroomsterkte mag niet meer zijn dan 15 A bij een
belastingsweerstand van 100 Ω en van 500 Ω.
4 De energie in één puls mag niet meer bedragen dan 6 J.
Een Amerikaanse fabrikant wil zijn schrikdraadinstallatie op de Europese
markt brengen.
De spanningspulsen bij verschillende belastingsweerstanden van die
installatie zijn te zien in figuur 2. Met die gegevens is de (P,t)-grafiek
gemaakt die weergegeven is in figuur 3. De (P,t)-grafiek van figuur 3 geldt
dus zowel voor de belastingsweerstand van 100 Ω als voor de
belastingsweerstand van 500 Ω.
De figuren 2 en 3 staan vergroot op de uitwerkbijlage.
figuur 2 figuur 3
10 50
U (kV) P (kW)
open circuit
8 40
6 30
R= 500 Ω
4 20
R=100 Ω
2 10
0 0
0 0,1 0,2 0,3 0 0,1 0,2 0,3
t (ms) t (ms)
3p 4 Toon aan met behulp van de figuren op de uitwerkbijlage dat de maximale
waarde van de ( P,t)-grafiek van figuur 3 juist is voor de
belastingsweerstanden van 100 Ω en van 500 Ω.
5p 5 Laat met behulp van de figuren op de uitwerkbijlage voor elke van de vier
EN-normen zien of deze schrikdraadinstallatie eraan voldoet.
VW-1023-a-15-1-o lees verder ►►►
, Ga verder op de volgende pagina.
VW-1023-a-15-1-o lees verder ►►►
2015
tijdvak 1
maandag 18 mei
13.30 - 16.30 uur
natuurkunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Achter het correctievoorschrift zijn twee aanvullingen op het correctievoorschrift
opgenomen.
Dit examen bestaat uit 24 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 75 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
VW-1023-a-15-1-o
, Opgave 1 Schrikdraadinstallatie
Om weilanden af te rasteren wordt vaak schrikdraad gebruikt. In figuur 1
staat een schematische tekening van een schrikdraadinstallatie.
figuur 1
zonne-
paneel
+
hoog-
spannings- -
bron
metalen
pen
De hoogspanningsbron zet de schrikdraden met korte pulsen onder
spanning. Als een dier de schrikdraad aanraakt, krijgt het een schok.
3p 1 Voer de volgende opdrachten uit:
Noem de onderdelen van de stroomkring die dan ontstaat.
Leg uit of de installatie energie verbruikt als de schrikdraad niet
aangeraakt wordt.
In de hoogspanningsbron zit een accu die opgeladen wordt door een
zonnepaneel. (De hoogspanningsbron bevat ook een elektronische
schakeling die de spanning van de accu omvormt naar hoogspanning.)
Op een zonnige dag heeft het zonlicht een intensiteit van 0,95 kW m2.
Het zonnepaneel heeft een oppervlakte van 0,84 m2 en een rendement
van 13%.
Op de accu staat: 12 V, 45 Ah. Dit houdt in dat de volledig opgeladen
accu bij een spanning van 12 V gedurende 1,0 uur een stroom van 45 A
kan leveren, of gedurende 3,0 uur een stroom van 15 A, enzovoorts.
3p 2 Bereken in hoeveel tijd een lege accu door het zonnepaneel volledig
opgeladen kan worden.
Voor een bepaald soort schrikdraad wordt draad van roestvrij staal
gebruikt met een lengte van 400 m en een diameter van 3,2 mm.
3p 3 Bereken de weerstand van deze draad.
VW-1023-a-15-1-o lees verder ►►►
, De Europese normen voor elektrische afrasteringen zijn vastgelegd in de
zogenoemde EN-normen. De vier belangrijkste EN-normen voor een
schrikdraadinstallatie zijn:
1 De onbelaste uitgangsspanning mag niet hoger zijn dan 10 kV.
2 De duur van één puls mag niet groter zijn dan 10 ms.
3 De maximale stroomsterkte mag niet meer zijn dan 15 A bij een
belastingsweerstand van 100 Ω en van 500 Ω.
4 De energie in één puls mag niet meer bedragen dan 6 J.
Een Amerikaanse fabrikant wil zijn schrikdraadinstallatie op de Europese
markt brengen.
De spanningspulsen bij verschillende belastingsweerstanden van die
installatie zijn te zien in figuur 2. Met die gegevens is de (P,t)-grafiek
gemaakt die weergegeven is in figuur 3. De (P,t)-grafiek van figuur 3 geldt
dus zowel voor de belastingsweerstand van 100 Ω als voor de
belastingsweerstand van 500 Ω.
De figuren 2 en 3 staan vergroot op de uitwerkbijlage.
figuur 2 figuur 3
10 50
U (kV) P (kW)
open circuit
8 40
6 30
R= 500 Ω
4 20
R=100 Ω
2 10
0 0
0 0,1 0,2 0,3 0 0,1 0,2 0,3
t (ms) t (ms)
3p 4 Toon aan met behulp van de figuren op de uitwerkbijlage dat de maximale
waarde van de ( P,t)-grafiek van figuur 3 juist is voor de
belastingsweerstanden van 100 Ω en van 500 Ω.
5p 5 Laat met behulp van de figuren op de uitwerkbijlage voor elke van de vier
EN-normen zien of deze schrikdraadinstallatie eraan voldoet.
VW-1023-a-15-1-o lees verder ►►►
, Ga verder op de volgende pagina.
VW-1023-a-15-1-o lees verder ►►►
