Eindexamen natuurkunde havo 2006, tijdvak 1 (natuurkunde 1,2)

9,3·10 10 kWh elektrische energie opgewekt. → Bereken hoeveel generatoren in het jaar 2000 gemiddeld in bedrijf waren. figuur 2 Het water dat een generator aandrijft, stroomt een pijp in met een snelheid van 8,0 m/s en doorloopt een hoogteverschil van 120 m. Zie figuur 3. Per seconde stroomt er 690 m 3 water de pijp in. De snelheid van het water achter het schoepenrad is te verwaarlozen.

→ Bereken de wikkelverhouding van de twee spoelen. Uit je antwoord moet blijken welke van de twee spoelen, de primaire of de secundaire, de meeste windingen heeft. De centrale voorziet niet alleen heel Paraguay van energie maar ook alle grote steden in Brazilië zijn met hoogspanningsleidingen op de centrale aangesloten. In Brazilië wordt de elektrische energie bij een spanning van 750 kV getransporteerd.

→ Bereken de afstand die de fietser kan afleggen bij een snelheid van 16 km/h tot de accu leeg is. Op een gegeven moment rijdt de fietser met een constante snelheid van 25 km/h, nog steeds onder dezelfde omstandigheden. Hieronder staan vier beweringen. Het vermogen dat de fietser dan levert, is: a gelijk aan 28 W; b groter dan 28 W maar kleiner dan 56 W; c gelijk aan 56 W; d groter dan 56 W.

→ Geef de vervalvergelijking van americium-241. Voor de activiteit van een radioactieve stof geldt de volgende formule: A = Hierin is: • A de activiteit van de radioactieve stof (in Bq); • N het aantal kernen in de radioactieve stof; • τ de halfwaardetijd (in s). De wettelijk toegestane activiteit van het americium-241 in een rookmelder bedraagt 37 kBq. De massa van een atoom americium-241 is 4,00·10 –25 kg.

In de rookmelder bevindt zich een ionisatiekamer. Dat is de ruimte tussen de figuur 7 twee platen in figuur 7. Deze ruimte staat i n open verbinding met de omgeving. In figuur 7 is ook te zien dat het americium voor een opening in de ionisatiekamer is aangebracht. → Noem twee oorzaken waarom niet alle α -deeltjes in de ionisatiekamer terechtkomen. Een α -deeltje dat in de ionisatiekamer terechtkomt, botst een flink aantal keren tegen de zuurstof- en stikstofmoleculen van de lucht. Bij elke botsing vindt een ionisatie plaats. Daarbij wordt uit een molecuul een elektron (e – ) losgemaakt en figuur 8 blijft een positief ion (N +/2 of O +/2 ) over. Zie nogmaals figuur 7. Omdat de positieve ionen naar de –plaat worden getrokken en de elektronen naar de +plaat, loopt er een kleine elektrische stroom door de schakeling waarin de ionisatiekamer is opgenomen (zie figuur 8). Voor de ionisatie van één molecuul is gemiddeld 34 eV nodig. Je mag aannemen dat de α -deeltjes hun energie van 5,6 MeV in zijn geheel door ionisaties binnen de ionisatiekamer verliezen en dat alle vrijgekomen elektronen de +plaat bereiken. Per seconde bereiken 5,0·10 3 α -deeltjes de ionisatiekamer.

In de normale situatie zonder rook in de ionisatiekamer staat over de weerstand R een constante spanning van 5 V. Wanneer er rook in de ionisatiekamer komt, hechten de ionen zich aan de rookdeeltjes. Hierdoor daalt de stroomsterkte en dus ook de spanning over R . Zie figuur 9. figuur 9 In de rookmelder is een automatische schakeling opgenomen die een alarm geeft als er rook gedetecteerd wordt. In figuur 10 zijn de ingang en de uitgang van deze schakeling getekend. Het ingangssignaal is de spanning over de weerstand R . Als het signaal bij A hoog is, gaat het alarm aan. figuur 10 F iguur 10 staat ook op de uitwerkbijlage.