Leerdoelen
•je kunt uitleggen wat elektrische energie is.
•je kunt de eenheid kilowattuur omrekenen naar de eenheid joule.
•je kunt de elektrische energie berekenen met de formule .
•je kunt de totale kosten van het energieverbruik van een apparaat berekenen.
Wat is elektrische energie?
Net zoals mensen energie nodig hebben uit voedsel om te kunnen bewegen en sporten, hebben apparaten energie nodig om te kunnen werken. Een apparaat kan geen banaan eten, maar haalt zijn energie uit stroom. Deze vorm van energie noemen we elektrische energie. In de natuurkunde is energie een grootheid die wordt afgekort met de letter E. Bij elektrische energie wordt meestal de eenheid kilowattuur gebruikt, wat je opschrijft als kWh. Een andere eenheid voor energie is joule (J). Omdat dit allebei eenheden voor energie zijn, kun je ze naar elkaar omrekenen. De verhouding is als volgt: één kilowattuur is gelijk aan 3,6 miljoen joule.
.
De formule voor energie
Om te berekenen hoeveel energie een apparaat verbruikt, gebruik je een formule. Deze formule luidt:
In deze formule staan de letters voor de volgende grootheden en eenheden:
E: is de elektrische energie in kilowattuur (kWh).
P: is het vermogen (power) van het apparaat. Om op kilowattuur uit te komen, moet je het vermogen in de eenheid kilowatt (kW) invullen.
t: staat voor de tijd dat het apparaat aanstaat. In deze formule moet de tijd altijd in de eenheid uur (h) staan.
Grootheid | Energie | E |
Eenheid | kilowattuur | kWh |
Het is belangrijk dat je de eenheden goed controleert voordat je gaat rekenen. Vaak staat het vermogen op een apparaat in watt (W). Om van watt naar kilowatt te gaan, moet je het getal delen door duizend.
Rekenvoorbeeld: energieverbruik van een koelkast
Stel dat je wilt weten hoeveel energie een koelkast verbruikt die een heel jaar aanstaat. We gebruiken hiervoor de volgende gegevens:
•het vermogen (P) is 34,5 watt.
•de tijd (t) is één jaar (365 dagen).
Eerst rekenen we de eenheden om naar kilowatt en uren:
tijd:
vermogen:
Nu kunnen we de energie berekenen:
De koelkast verbruikt in een jaar dus ongeveer 302 kilowattuur.
De kosten van elektrische energie
Energie is niet gratis. Je betaalt maandelijks of jaarlijks voor het opladen en gebruiken van je apparaten. De prijs die je betaalt hangt af van de energiemaatschappij. Zij maken kosten voor het opwekken van de energie en voor het onderhouden van de stroomdraden in de grond. Een gemiddelde prijs voor elektrische energie is ongeveer € 0,26 per kilowattuur. Om de totale kosten te berekenen, gebruik je de volgende formule:
Rekenvoorbeeld: wat kost een koelkast per jaar?
We gebruiken de uitkomst van de koelkast uit de vorige berekening (302,22 kWh) en gaan uit van een energieprijs van € 0,32 per kilowattuur.
verbruik: 302,22 kWh.
prijs: € 0,32 per kWh. De berekening wordt dan:
. Het kost in dit voorbeeld dus € 96,71 per jaar om de koelkast te laten draaien.
