MacroScoop 3/4 - Leerpakket 1 by VAN IN

3/4

LEERPAKKET 1

Pr © VA

macro scoop

3/4

Marleen Chalmet Bart Vanopré

Christina Wauters

Via www.diddit.be heb je toegang tot het onlineleerplatform bij MacroScoop 3-4.

Leer Activeer je account aan de hand van de onderstaande code en accepteer de gebruiksvoorwaarden. Kies je ervoor om je aan te melden met je Smartschool-account, zorg er dan zeker voor dat je zoals je bent e-mailadres aan dat account gekoppeld is. Zo kunnen we je optimaal ondersteunen.

Let op: deze licentie is uniek, eenmalig te activeren en geldig voor een periode van 1 schooljaar. Indien je de licentie niet kunt activeren, neem dan contact op met onze klantendienst.

3/4

macro scoop

Fotokopieerapparaten zijn algemeen verspreid en vele mensen maken er haast onnadenkend gebruik van voor allerlei doeleinden. Jammer genoeg ontstaan boeken niet met hetzelfde gemak als kopieën. Boeken samenstellen kost veel inzet, tijd en geld. De vergoeding van de auteurs en van iedereen die bij het maken en verhandelen van boeken betrokken is, komt voort uit de verkoop van die boeken. In België beschermt de auteurswet de rechten van deze mensen. Wanneer u van boeken of van gedeelten eruit zonder toestemming kopieën maakt, buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen, ontneemt u hen dus een stuk van die vergoeding. Daarom vragen auteurs en uitgevers u beschermde teksten niet zonder schriftelijke toestemming te kopiëren buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen. Verdere informatie over kopieerrechten en de wetgeving met betrekking tot reproductie vindt u op www.reprobel.be. Ook voor het onlinelesmateriaal gelden deze voorwaarden. De licentie die toegang verleent tot dat materiaal is persoonlijk. Bij vermoeden van misbruik kan die gedeactiveerd worden. Meer informatie over de gebruiksvoorwaarden leest u op www.diddit.be.

De uitgever heeft ernaar gestreefd de relevante auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Wie desondanks meent zekere rechten te kunnen doen gelden, wordt verzocht zich tot de uitgever te wenden.

Eerste druk, 2024 ISBN 978-94-647-0665-9 D/2024/0078/121 Art. 606653 NUR 120

Coverontwerp: Shtick Ontwerp binnenwerk: B.AD Opmaak: Barbara Vermeersch Tekeningen: Geert Verlinde

MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN

Mengsel of zuivere stof? Homogene en heterogene mengsels Eigenschappen van mengsels en zuivere stoffen Hoe kun je mengsels scheiden?

KRACHT EN VERANDERING VAN BEWEGING

ROL VAN MICRO-ORGANISMEN 1 Diversiteit in micro-organisme 2 Positieve rol van micro-organismen 3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

75 77 90 94

Van Ohm tot joule

105 107 109 115 118 126 134 137 140

Hoe stel je krachten voor? Krachten werken samen of tegen elkaar Kun je krachten optellen? Newton en zijn wetten Krachten en verkeer

41 43 47 52 56 65

1 2 3 4 5

Over stroomkringen en schakelingen Elektrische ladingen Geleiders en isolatoren Elektrische spanning Elektrische stroomsterkte Elektrische weerstand De wet van Ohm Het joule-effect

1 2 3 4 5 6 7 8

7 9 12 23 28

1 2 3 4

4 6

Werken met MacroScoop diddit het onlineleerplatform bij MacroScoop

Inhoud

Woordenlijst

INHOUD

WERKEN MET MACROSCOOP Welkom (terug) bij MacroScoop. We leggen graag even uit hoe je met dit leerschrift aan de slag gaat. 1

Op weg met MacroScoop Het leerschrift bestaat uit 4 thema’s. Elk thema is op dezelfde manier opgebouwd.

mengsels en zuivere stoffen ZUIVERE STOFFEN

enkelvoudige stof

Elk thema start met enkele foto’s die te maken hebben met dit thema. Je vindt ook een handig overzicht van de hoofdstukken.

samengestelde stof

MENGSELS

homogeen

heterogeen

Leer

Op vind een eerste kennismaking zoals jeje bent met het thema. In de WOW! vind je verschillende bronnen die je nieuwsgierig maken naar meer. Je kunt op diddit noteren wat je graag nog te weten wilt komen over het thema.

1 mengsel oF ZUIVere stoF? 2 homogene en heterogene mengsels 3 eIgensChAPPen VAn mengsels en ZUIVere stoFFen

4 hoe KUn Je mengsels sCheIDen?

Doorheen de verschillende hoofdstukken vragen we ons een aantal zaken af. Je verwerft de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord te geven op de vragen in de groene kaders.

1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF? Er zijn niet zo heel veel zuivere stoffen 1

Je kunt nauwelijks een winkelstraat of shoppingcentrum doorlopen zonder op een donutbar te stuiten.

Boodschappenlijst

Fig. 1.1

Er zijn honderden soorten donuts in alle kleuren en smaken te vinden. Bestudeer het recept van Jeroen Meus dat je vindt via het onlinelesmateriaal.

In de eerste graad heb je de begrippen zuivere stof en mengsel al leren kennen. Omcirkel de zuivere stoffen op het boodschappenlijstje in het blauw, de mengsels in het groen.

Wat stel je vast?

In de hoofdstukken vind je verschillende opdrachten, onderzoeken en theorie.

Een stof is zuiver als die stof slechts uit één soort deeltjes (moleculen) bestaat. Een mengsel bestaat uit meer dan één soort deeltjes (moleculen). 2

In het dagelijks leven kom je nochtans zowel met mengsels als met zuivere stoffen in aanraking. Vul de tabel in. Zoek daarvoor de nodige informatie op het internet. a Noteer in de tweede kolom de aggregatietoestand bij kamertemperatuur van het voorbeeld. b Schrijf de samenstelling in de derde kolom. c Duid met een kruisje aan of het om een mengsel of een zuivere stof gaat. voorbeeld

aggregatietoestand

samenstelling

mengsel

zuivere stof

messing aluminium bakpoeder ethanol 9

Je kunt alle opdrachten en onderzoeken in je leerschrift maken of op . Leer zoals je bent

1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF?

Noteer de ingrediënten op het boodschappenlijstje.

Fig. 1.2

De theorie duiden we in je schrift aan met een groene lijn.

TEST JEZELF 1

Gaat het bij de volgende voorbeelden om een zuivere stof of een mengsel? Plaats de letters in het correcte vak.

A chocolademelk B zuurstofgas C goud D boter

thee

bakpoeder

Zijn de volgende mengsels voorbeelden van homogene of heterogene mengsels? zand en water

water en olie

aardbeienyoghurt

TEST JEZELF

WERKEN MET MACROSCOOP

pg.

Ik kan voorbeelden van zuivere stoffen en mengsels herkennen. Ik kan zuivere stoffen en mengsels herkennen aan de hand van een deeltjesmodel. Ik weet dat zuivere stoffen zeldzaam zijn. Ik begrijp het onderscheid tussen homogene en heterogene mengsels. Ik kan voorbeelden van homogene en heterogene mengsels herkennen.

De Checklist is een opsomming van de doelen waaraan je in het thema hebt gewerkt. Je gaat bij jezelf na welke doelen je denkt bereikt te hebben, of waaraan je nog moet werken. Als je twijfelt, dan ga je terugkijken in het thema. De Checklist kun je ook op diddit invullen.

mengsels

koperen theepot

hier kan ik nog groeien

Ik kan het onderscheid maken tussen een mengsel en een zuivere stof.

Noteer bij de deeltjesmodellen of het een zuivere stof is of een mengsel.

vijgen

helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

E mayonaise F gedestilleerd water G leidingwater H koolstofdioxide

zuivere stoffen

CHeCKlist

Je kunt in het onderdeel Test jezelf verder oefenen. Je leerkracht beslist of je de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen. Alle oefeningen staan ook op diddit. Op diddit vind je bovendien nog meer oefeningen terug.

Ik begrijp dat heterogene mengsels verder onder te verdelen zijn in verschillende mengsels: emulsie, schuim, nevel, rook en suspensie. Ik weet dat oplossingen mengsels zijn waarin een opgeloste stof opgelost is in een oplosmiddel. Ik weet dat kookpunt en smeltpunt belangrijke stofeigenschappen zijn. Ik kan met een onderzoek aantonen dat het kookpunt van een zuivere stof constant blijft bij de faseovergang vloeibaar  gasvormig. Ik begrijp dat men bij mengsels spreekt over een kooktraject en een smelttraject. Ik begrijp dat mengsels kunnen gescheiden worden door bepaalde scheidingstechnieken. Ik herken de stofeigenschappen waarop een bepaalde scheidingstechniek gebaseerd is. Ik herken toepassingen van scheidingstechnieken in het dagelijks leven. Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je Portfolio.

Mengsels en zuivere stoffen

001_MACROSCOOP 3-4_LWB_MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN.indd 36

29/01/2024 14:01

c a

Waaruit bestaat dat?

Handig voor onderweg Uit watermoleculen

Fig. 2.2

Welk drankje toont een heterogeen mengsel? Verklaar.

d Fruitsap Teken hetis deeltjesmodel van een watermolecule. een heterogeen mengsel van sinaasappelsap en pulp. b

In de loop van elk thema word je ondersteund door een aantal hulpmiddelen. Welk drankje toont een homogeen mengsel? Verklaar.

In rode wijn kun je de afzonderlijke bestanddelen niet zien.

We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders.

Een homogeen mengsel is een mengsel waarvan de componenten of bestanddelen niet meer van elkaar te onderscheiden zijn. Een heterogeen mengsel is een mengsel waarvan de componenten of bestanddelen wel gemakkelijk van elkaar te onderscheiden zijn.

Test jezelf: oefeningen 3 en 4 e Doorstreep wat niet klopt: Puur water is een zuivere stof / mengsel. Ook mengsels passen binnen diversiteit f Hoe komt het dat er zo weinig van die stoffen zijn? Uit de eerste graad ken je het begrip diversiteit onder andere uit de context ‘biodiversiteit’. Biodiversiteit is de verscheidenheid aan‘vervuild’ leven op aarde. Ook binnen dehet chemie is er verscheidenheid: zo zijn er Omdat ze zeer snel raken, waardoor mengsels worden. verschillende soorten mengsels.

Een Interessant om weten is een klein blokje extra informatie om jouw interesse nog meer aan te wakkeren.

Interessant om weten

Drinkwater bevat tal van opgeloste stoffen (weliswaar in lage concentraties) die het zijn typische smaak geven. Zuiver water is immers helemaal niet geschikt om te drinken.

Fig. 1.4

Fig. 2.3

Een mengsel bestaat uit verschillende soorten deeltjes (moleculen). MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN

Zuivere stoffen en mengsels kun je herkennen met een deeltjesmodel.

Een zuivere stof bestaat uit één soort deeltjes (moleculen).

Vaktaal en moeilijke woorden vallen op door de stippellijn. Achteraan het leerschrift en op diddit zijn die woorden opgenomen in de Woordenlijst, waar je de verklaring van de woorden vindt.

Langs de autowegen worden dan tijdelijke verkeersborden geplaatst en ook op de matrixborden en de dynamische tekstborden wordt dat gemeld.

In het dagelijks taalgebruik wordt met 'zuivere' lucht of 'zuiver' water in feite bedoeld dat lucht en 2.2 Een mix van mengsels … water niet schadelijk zijn voor de gezondheid. 1 Op grijze dagen wordt er zowel op de autowegen Chemisch gezien is lucht geen zuivere stof, omdat als in het weerbericht gewaarschuwd voor een lucht hoofdzakelijk samengesteld is uit zuurstofgas en stikstofgas. hoge concentratie aan fijn stof in de lucht.

Test jezelf: oefeningen 1 en 2 Wanneer je een onderzoek uitvoert, volg je telkens 7 stappen die worden aangeduid met deniet volgende iconen: er zijn zo heel veel zuivere stoffen 14/02/2024 07:59

001_MACROSCOOP 3-4_LWB_MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN.indd 14

Zuivere stoffen komen eigenlijk heel zelden voor. Meestal komen ze in een mengvorm voor waardoor ze niet meer 100 % zuiver zijn.

Onderzoeksvraag

1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF?

Werkwijze

Hypothese

Waarneming

Benodigdheden

001_MACROSCOOP 3-4_LWB_MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN.indd 11

14/02/2024 07:59

Besluit Reflectie

Dit icoon geeft aan dat er aanvullend lesmateriaal of een extra opdracht op diddit staat.

Leer zoals je bent

De volgende iconen helpen je ook nog een eind op weg:

Het beeldfragment dat hierbij hoort, vind je online terug. Als je dit icoon ziet, dan vind je op diddit een ontdekplaat terug.

Als je dit icoon ziet, dan vind je extra materiaal terug op diddit. Met een QR-code kun je verschillende zaken ontsluiten met je smartphone: de risicoanalyse bij een onderzoek, een oefening, een video, een artikel ... 3D

Bij dit icoon hoort een 3D-beeld. Je kunt het beeld bekijken door het in te scannen via de app op je smartphone. Gebruik de QR-code hiernaast om de app te installeren. 3d-beeld

werken met MACROSCOOP

Het onlineleerplatform Leer bij MacroScoop zoals je bent

Opdrachten Hier vind je de opdrachten die de leerkracht voor jou heeft klaargezet.

Adaptieve oefeningen In dit gedeelte kun je de leerstof inoefenen op jouw niveau. Hier kun je vrij oefenen of de oefeningen maken die de leerkracht voor je heeft klaargezet.

Evalueren Hier kan de leerkracht toetsen voor jou klaarzetten.

Resultaten Wil je weten hoever je al staat met oefenen, opdrachten en toetsen? Hier vind je een helder overzicht van al je resultaten.

Notities Heb je aantekeningen gemaakt bij een bepaalde inhoud? Via je notities kun je ze makkelijk terug oproepen.

DIDDIT

Extra materiaal Bij bepaalde stukken theorie of oefeningen kun je extra materiaal openen. Dat kan een bijkomend videofragment zijn, een woorden- of begrippenlijst, een extra bron of een leestekst. Kortom, dit is materiaal dat je helpt om de leerstof onder de knie te krijgen.

Mijn lesmateriaal Hier vind je alle inhouden uit het boek, maar ook meer, zoals ontdekplaten, filmpjes, extra oefeningen ...

Mengsels en zuivere stoffen

samengestelde stof

enkelvoudige stof

ZUIVERE STOFFEN

heterogeen

homogeen

MENGSELS

1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF? 2 HOMOGENE EN HETEROGENE MENGSELS 3 EIGENSCHAPPEN VAN MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN 4 HOE KUN JE MENGSELS SCHEIDEN?

Wat weet ik al over dit thema?

#Whatsinmyclothes: de waarheid achter het kledinglabel

Guest Contributor | Vrijdag, 24 april 2020

In 2019 kreeg Circle Economy van het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat de opdracht om onderzoek te doen naar de accuraatheid van samenstellingsetiketten in kleding. Met behulp van de Fibersort-machine werden meer dan 10.000 kledingstukken getest: in 41 procent van de gevallen kwamen de samenstellingsetiketten niet overeen met de daadwerkelijke samenstelling van het kledingstuk. Fashion Revolution lanceert deze week een nieuwe campagne - #whatsinmyclothes - maar het antwoord op die vraag blijkt niet zo eenduidig als verwacht.

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: Fashionunited.be

Ontdek deze en nog andere opties op

Mengsels en zuivere stoffen

1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF? Er zijn niet zo heel veel zuivere stoffen 1

Je kunt nauwelijks een winkelstraat of shoppingcentrum doorlopen zonder op een donutbar te stuiten.

Boodschappenlijst

Fig. 1.1

Er zijn honderden soorten donuts in alle kleuren en smaken te vinden.

Bestudeer het recept van Jeroen Meus dat je vindt via het onlinelesmateriaal.

Fig. 1.2

Noteer de ingrediënten op het boodschappenlijstje.

In de eerste graad heb je de begrippen zuivere stof en mengsel al leren kennen. Omcirkel de zuivere stoffen op het boodschappenlijstje in het blauw, de mengsels in het groen.

Wat stel je vast?

Een stof is zuiver als die stof slechts uit één soort deeltjes (moleculen) bestaat.

In het dagelijks leven kom je nochtans zowel met mengsels als met zuivere stoffen in aanraking.

Een mengsel bestaat uit meer dan één soort deeltjes (moleculen).

Vul de tabel in. Zoek daarvoor de nodige informatie op het internet. a Noteer in de tweede kolom de aggregatietoestand bij kamertemperatuur van het voorbeeld. b Schrijf de samenstelling in de derde kolom. c Duid met een kruisje aan of het om een mengsel of een zuivere stof gaat. voorbeeld

aggregatietoestand

samenstelling

mengsel

zuivere stof

messing aluminium bakpoeder ethanol 1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF?

voorbeeld

aggregatietoestand

samenstelling

mengsel

zuivere stof

diamant pekel knalgas honing

Zuivere stoffen kun je niet zomaar met het blote oog herkennen. Je kunt ze wel herkennen aan de hand van hun deeltjesmodellen. Omcirkel de zuivere stoffen in de afbeelding.

spuitwater

lucht

ijzer

koolstofdioxide

Waarop heb je je gebaseerd om je keuze te maken?

Is er in de afbeelding een mengsel getekend? Zo ja, welk mengsel is dat?

Zuivere stoffen zijn zeldzaam. Bekijk de video die je vindt via het onlinelesmateriaal om dat aan te tonen. a

Wat zit er in water dat onder andere uit de kraan, de zee of een kreek komt?

Hoe wordt het andere water genoemd?

zuurstofgas

Is water een voorbeeld van een zuivere stof of van een mengsel? Geef een verklaring.

stikstofgas

Mengsels en zuivere stoffen

Fig. 1.3

Waaruit bestaat dat?

Teken het deeltjesmodel van een watermolecule.

Doorstreep wat niet klopt: Puur water is een zuivere stof / mengsel.

Hoe komt het dat er zo weinig van die stoffen zijn?

Interessant om weten

In het dagelijks taalgebruik wordt met 'zuivere' lucht of 'zuiver' water in feite bedoeld dat lucht en water niet schadelijk zijn voor de gezondheid. Chemisch gezien is lucht geen zuivere stof, omdat lucht hoofdzakelijk samengesteld is uit zuurstofgas en stikstofgas.

Fig. 1.4

Drinkwater bevat tal van opgeloste stoffen (weliswaar in lage concentraties) die het zijn typische smaak geven. Zuiver water is immers helemaal niet geschikt om te drinken.

Een zuivere stof bestaat uit één soort deeltjes (moleculen).

Een mengsel bestaat uit verschillende soorten deeltjes (moleculen). Zuivere stoffen en mengsels kun je herkennen met een deeltjesmodel. Test jezelf: oefeningen 1 en 2

er zijn niet zo heel veel zuivere stoffen Zuivere stoffen komen eigenlijk heel zelden voor. Meestal komen ze in een mengvorm voor waardoor ze niet meer 100 % zuiver zijn.

1 MENGSEL OF ZUIVERE STOF?

2 HOMOGENE EN HETEROGENE MENGSELS 2.1

Er zijn twee grote groepen van mengsels. Aan de hand van het volgende onderzoek leer je welke dat zijn.

ook mengsels passen binnen diversiteit

Onderzoek 1 1

ONDERZOEKSVRAAG

Hoe kun je op basis van de bestanddelen de mengsels opdelen in twee groepen? 2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

Veiligheidsinstructies ethanol: H225 – P210 white spirit: H226 – H304 – H336 – H411 P273 – P301 – P310 – P331 zwavel: H315 – P302 + 352

zes proefbuizen proefbuisrekje spatel proefbuisdoppen/kurken zand keukenzout ijzervijlsel krijt zwavelpoeder gedemineraliseerd water fijn kristalsuiker gedenatureerde ethanol white spirit

zand keukenzout

ijzervijlsel zwavel

krijt water

suiker water

ethanol water

white spirit water

risico analyse

4 WERKWIJZE

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Schep met de spatel ongeveer 1 cm zand in proefbuis 1. Voeg 1 cm keukenzout toe. Meng in proefbuis 2 een gelijke hoeveelheid ijzervijlsel met zwavelpoeder. Vul proefbuis 3 met ongeveer 3 cm water en strooi er met de spatel een beetje krijt bij. Los in proefbuis 4 een spatel suiker op in ongeveer 3 cm water. Giet 2 cm ethanol in proefbuis 5 en voeg eenzelfde hoeveelheid water toe. In proefbuis 6 meng je 2 cm white spirit met 2 cm water. Sluit alle proefbuizen met een stop of kurk en schud ze krachtig. Hou elke proefbuis voor een smalle lichtbron. Bij welke mengsels zijn de afzonderlijke bestanddelen waarneembaar? Bij welke niet? Noteer bij de waarnemingen.

Mengsels en zuivere stoffen

Fig. 2.1

5 WAARNEMING Noteer je waarnemingen in de tabel. proefbuis

samenstelling

bestanddelen waarneembaar?

de bestanddelen zijn wel / niet afzonderlijk waarneembaar

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

De mengsels waarvan je de afzonderlijke bestanddelen of componenten nog goed kunt onderscheiden, zijn heterogene mengsels. In welke van de proefbuizen zit er een heterogeen mengsel?

Mengsels waarvan je de afzonderlijke bestanddelen niet kunt onderscheiden, zijn homogene mengsels. In welke van de proefbuizen zit er een homogeen mengsel?

Waarvoor wordt white spirit in het dagelijks leven gebruikt?

2 homogene en heterogene mengsels

Ook in het dagelijks leven kom je zowel met heterogene als met homogene mengsels in aanraking.

Welk drankje toont een heterogeen mengsel? Verklaar.

Welk drankje toont een homogeen mengsel? Verklaar.

Fig. 2.2

Een homogeen mengsel is een mengsel waarvan de componenten of bestanddelen niet meer van elkaar te onderscheiden zijn.

Een heterogeen mengsel is een mengsel waarvan de componenten of bestanddelen wel gemakkelijk van elkaar te onderscheiden zijn.

Test jezelf: oefeningen 3 en 4

Ook mengsels passen binnen diversiteit

Een mix van mengsels …

2.2

Uit de eerste graad ken je het begrip diversiteit onder andere uit de context ‘biodiversiteit’. Biodiversiteit is de verscheidenheid aan leven op aarde. Ook binnen de chemie is er verscheidenheid: zo zijn er verschillende soorten mengsels.

Op grijze dagen wordt er zowel op de autowegen als in het weerbericht gewaarschuwd voor een hoge concentratie aan fijn stof in de lucht. Langs de autowegen worden dan tijdelijke verkeersborden geplaatst en ook op de matrixborden en de dynamische tekstborden wordt dat gemeld.

Fig. 2.3

Mengsels en zuivere stoffen

Wat betekent smog?

In smog zitten dus twee soorten mengsels. Welke? Noteer hieronder de samenstelling van die mengsels.

Dat zijn voorbeelden van heterogene mengsels.

Naast deze voorbeelden zijn er nog andere soorten heterogene mengsels. Je leert ze kennen via de volgende onderzoeken.

Onderzoek 2 ONDERZOEKSVRAAG

Hoe kun je ervoor zorgen dat een mengsel van olie in water niet ontmengt? 2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

twee maatcilinders twee plastic maatbekers (300 ml) staafmixer olie water eidooier

Tip Bekijk de video om te ontdekken hoe je een dooier van het eiwit kunt scheiden.

eieren scheiden

4 WERKWIJZE

Giet 150 ml olie en 50 ml water in een maatbeker van 300 ml. Dompel de staafmixer in de beker en mix gedurende korte tijd tegen een hoge snelheid. Wacht even af en kijk wat er gebeurt. Giet 150 ml olie en 50 ml water in de tweede maatbeker van 300 ml. Voeg een eierdooier toe aan het tweede mengsel. Dompel de staafmixer in de beker en meng gedurende korte tijd tegen een hoge snelheid. Wacht heel even af en kijk wat er gebeurt.

1 2 3 4 5 6 7

5 WAARNEMING a Hoe ziet het mengsel er meteen na het mixen uit (stap 2)?

b Wat gebeurt er bij stap 3?

2 homogene en heterogene mengsels

c Wat ontstaat er bij stap 6? d Wat gebeurt er bij stap 7?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Water en olie zijn niet mengbaar. Met de staafmixer zorg je ervoor dat er kleine oliedruppeltjes in het water verspreid worden. Je verkrijgt dan een emulsie met een melkachtig uitzicht. De emulsie ontmengt vrij snel. Door toevoeging van een emulgator ontstaat er een gladde, stabiele emulsie.

a Welk bestanddeel uit het tweede mengsel vertolkt de rol van emulgator?

b Noteer een definitie voor het begrip ‘emulsie’. Gebruik zeker de woorden mengsel, vloeistof, emulgator.

Onderzoek 3 1

ONDERZOEKSVRAAG Wat ontstaat er als je een gas mengt in een vloeistof?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN maatcilinder (50 ml meetnauwkeurigheid 1 ml) maatcilinder (100 ml) maatbeker kaliumjodide

Mengsels en zuivere stoffen

Veiligheidsinstructies kaliumjodide H372 H314

Veiligheidsinstructies waterstofperoxide H271 P220 – P261 – P280 P307 + P311 P305 + P351 + P338

afwasmiddel waterstofperoxide (30 %) glycerol

4 WERKWIJZE DEMOPROEF

Maak een mengsel van 20 ml waterstofperoxide (30 %), 20 ml glycerol en 5 ml afwasmiddel. 2 Giet 30 ml van dat mengsel in een maatcilinder van 100 ml. 3 Maak een oplossing van kaliumjodide. 4 Voeg enkele ml toe aan het reactiemengsel, totdat de reactie op gang komt.

a Hoe zie je dat er een reactie op gang komt? b Wat ontstaat er na verloop van tijd?

5 WAARNEMING

Fig. 2.4

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Bij het bereiden van desserten moet je soms een schuim maken. Om welk schuim gaat het?

Ook in de wereld van de cosmetica wordt heel vaak met schuim gewerkt. Geef enkele voorbeelden.

Fig. 2.5 2 homogene en heterogene mengsels

Onderzoek 4 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk soort mengsel ontstaat er als je zand mengt met water?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

maatcilinder (50 ml) maatbeker (100 ml) zand water roerstaaf 4 WERKWIJZE Vul zelf de werkwijze aan. 1

5 WAARNEMING Noteer je waarnemingen.

6 BESLUIT

Er ontstaat een

mengsel van een

in een . De vaste stof is wel/niet opgelost.

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Mengsels en zuivere stoffen

Fig. 2.6

Teken het deeltjesmodel van het mengsel ‘zand en water’.

zand water

Kun je met behulp van een lichtbron aantonen dat dit mengsel een heterogeen mengsel is?

Een mengsel van een vaste stof in een vloeistof is een suspensie.

Fig. 2.7

Ook een ‘nevel’ is een voorbeeld van een heterogeen mengsel. a

Er zijn heel wat toepassingen van suspensies in het dagelijkse leven. – Verf is een voorbeeld van een suspensie. Omdat de suspensie na verloop van tijd uitzakt, moet je verf altijd goed oproeren vooraleer je begint te verven. – Om saus in te dikken, maak je gebruik van een suspensie van bijvoorbeeld water en maïzena.

Wat is een nevel?

Geef een tweetal voorbeelden.

2 homogene en heterogene mengsels

Interessant om weten

Fig. 2.8

Wat oplossingen zijn, ontdek je in het volgende onderzoek.

Onderzoek 5 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk soort mengsel is een oplossing?

2 HYPOTHESE

Wat is het verschil tussen nevel en mist? Dat heeft te maken met de zichtbaarheid. Als de zichtbaarheid kleiner is dan 1 000 meter, dan spreek je van mist. Is de zichtbaarheid beperkt tot 1 000 à 5 000 meter, dan is het nevel. Beide komen voor als de lucht verzadigd is van waterdamp. De afkoeling van de lucht is dan verantwoordelijk voor de vorming van nevel of mist.

3 BENODIGDHEDEN

vier koffielepels vier bekerglazen (100 ml) water keukenzout kristalsuiker ethanol tafelolie

4 WERKWIJZE

Giet in vier afzonderlijke bekerglazen respectievelijk een koffielepel keukenzout, suiker, ethanol en tafelolie. Voeg er water aan toe en roer even. Vergelijk hoe snel de stoffen al dan niet oplossen in het water.

1 2 3

5 WAARNEMING a Welke stof lost het snelste op?

Mengsels en zuivere stoffen

b Welke stof lost niet op? c Wat gebeurt er met de twee andere stoffen? 6 BESLUIT

Een oplossing is een homogeen mengsel. 7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

In de tabel staan verschillende oplossingen opgesomd. Noteer bij elke oplossing wat het oplosmiddel is en welke stoffen opgelost zijn. oplossing

opgeloste stof(fen)

spuitwater

cola

koffie met melk

azijn

pekel

oplosmiddel

Noteer de termen op de correcte plaats in het schema. Kies uit: oplosmiddel – oplossing – vaste stof, vloeistof of gas – opgeloste stof – water of een andere vloeistof

Het oplosmiddel hoeft niet altijd een vloeistof te zijn. Wat kan het nog zijn? Geef een voorbeeld om dat te verduidelijken.

2 homogene en heterogene mengsels

Een oplossing (of solvent) is een homogeen mengsel van een stof in een oplosmiddel. Het oplosmiddel is de stof die in de grootste hoeveelheid aanwezig is. Meestal is het een vloeistof. Een opgeloste stof kan een vaste stof, een vloeistof of een gas zijn.

oplosmiddel opgeloste stof

Fig. 2.9

Alle soorten mengsels die je tot nu toe besproken hebt, zijn gebundeld in de volgende tabel. Noteer de correcte cijfer-lettercombinatie in de juiste kolom.

emulsie

vast, vloeibaar of gas in oplosmiddel

rook

vloeistofdeeltjes in gas

oplossing

vloeistof in vloeistof

nevel

gas in vloeistof

schuim

vaste stof in gas

suspensie

vaste stof (niet opgelost) in vloeistof

heterogeen

homogeen

Via het onlinelesmateriaal vind je een ontdekplaat waarbij de verschillende mengsels en hun toepassingen in het dagelijks leven nog verder worden uitgelegd.

ONTDEKPLAAT

aggregatietoestand

mengsel

Heterogene mengsels zijn een verzameling van verschillende soorten mengsels. – Een rook is een mengsel van vaste stofdeeltjes, verspreid in een gas. – Een emulsie is een mengsel waarbij fijne vloeistofdruppeltjes verdeeld worden in een andere vloeistof. Door toevoeging van een emulgator wordt de emulsie stabiel. – Een schuim ontstaat wanneer een gas in een vloeistof verdeeld wordt. – Een suspensie is een mengsel van een vaste stof in een vloeistof. De vaste stof is niet opgelost. – Een nevel of mist is een mengsel van kleine vloeistofdruppeltjes die verspreid zitten in een gas. Oplossingen zijn homogene mengsels van een vaste stof, een vloeistof of een gas in een oplosmiddel. Test jezelf: oefeningen 5, 6, 7 en 8

Een mix van mengsels … Of het nu om homogene of heterogene mengsels gaat: er zijn heel veel verschillende soorten mengsels.

Mengsels en zuivere stoffen

3 EIGENSCHAPPEN VAN MENGSELS EN ZUIVERE STOFFEN 3.1

Er is een duidelijk verschil tussen voorwerpeigenschappen en stofeigenschappen. Gaat het bij de volgende voorbeelden om voorwerp- of stofeigenschappen? Zet een kruisje in de juiste kolom. voorbeeld

voorwerpeigenschap

volume van een emmer

geleiding van elektrische stroom brandbaarheid aggregatietoestand bij kamertemperatuur massa van een ijsblokje

vorm van het zwembad breekbaarheid van glas

Er bestaan nog veel andere stofeigenschappen. Je kunt er een aantal leren kennen via de tabel hieronder. Link de stofeigenschap aan de correcte betekenis. Maak de correcte cijfer-lettercombinatie. stofeigenschap oplosbaarheid

2 3

combinatie

omschrijving

onderlinge aantrekking tussen metalen en een magneet

kookpunt

grootte van een deeltje, bepaald door de kleinste dimensie, bijvoorbeeld de diameter

smeltpunt

de mate waarin een stof kan oplossen in een oplosmiddel

massadichtheid

de temperatuur waarbij een stof overgaat van een vloeibare naar een gasvormige toestand

stofeigenschap

kleur van metaal

je geodriehoek is niet van staal!

deeltjesgrootte

verhouding van de massa tot het volume van eenzelfde stof

magnetisme

de temperatuur waarbij een stof overgaat van een vaste naar een vloeibare toestand

3 eigenschappen van mengsels en zuivere stoffen

Voorwerpeigenschappen zijn de eigenschappen die betrekking hebben op het voorwerp. De bekendste voorbeelden zijn massa, volume en vorm. Stofeigenschappen zijn de eigenschappen die betrekking hebben op de stof(fen) waaruit het voorwerp is opgebouwd. Voorbeelden zijn: deeltjesgrootte, geur, kleur, aggregatietoestand bij kamertemperatuur, massadichtheid, oplosbaarheid, kookpunt ... Test jezelf: oefeningen 9 en 10

Je geodriehoek is niet van staal!

Kookpunt en smeltpunt zijn belangrijke stofeigenschappen

3.2

Ook al zou het perfect lukken om je geodriehoek uit staal te vervaardigen, toch doen de fabrikanten dat niet. Staal is erg zwaar en zeker niet ideaal om dagelijks in je boekentas heen en weer te sleuren.

Kookpunt en smeltpunt zijn twee belangrijke stofeigenschappen. Stoffen zijn te herkennen aan de temperatuur waarbij ze koken of smelten.

Wat is het kookpunt van zuiver water?

Wat is het smeltpunt van zuiver water?

Water kan ook in een mengsel voorkomen. Wat gebeurt er dan met het kookpunt bij die mengsels? Je leert het bij het volgende onderzoek.

Zuiver water is het meest bekende voorbeeld, waarvan je de waarden zeker kent.

Onderzoek 6

ONDERZOEKSVRAAG

Stel een onderzoeksvraag op waarin de volgende termen voorkomen: kooktemperatuur van water – invloed – toevoegen van zout

2 HYPOTHESE

water

water + zout

3 BENODIGDHEDEN mengbeker (400 ml) twee bekerglazen (400 ml) gedemineraliseerd water keukenzout roerstaaf Fig. 3.1

Mengsels en zuivere stoffen

draadnet en driepoot (2 x) twee bunsenbranders twee thermometers chronometer 4 WERKWIJZE

2 3 4 5 6

Maak in een aparte beker een mengsel van water en keukenzout (20 g/100 ml). Giet 200 ml gedemineraliseerd water in het eerste bekerglas. Giet 200 ml van het mengsel in het tweede bekerglas. Verwarm de beide bekers op een draadnet met een bunsenbrander. Bevestig de thermometers aan een statief en dompel ze in de beide bekers. Roer regelmatig om met een roerstaaf. Lees de temperatuur gedurende 10 minuten elke 60 seconden af en noteer die in de tabel bij de waarneming.

5 WAARNEMING Θ (°C)

t (s)

120

180

240

300

360

420

480

540

600

Θ water

Θ mengsel

a Hoe verandert de temperatuur bij het begin van het experiment?

– Gedemineraliseerd water

– Mengsel water/keukenzout

b Hoe verandert de temperatuur vanaf het moment dat de vloeistoffen koken?

– Gedemineraliseerd water

– Mengsel water/keukenzout

c Teken een grafiek van de meetresultaten.

– Wat is de gegeven grootheid?

3 eigenschappen van mengsels en zuivere stoffen

– Wat is de gemeten grootheid?

6 BESLUIT

Het kookpunt verandert.

terwijl het mengsel van water en zout bij een hogere / lagere

Water kookt bij temperatuur kookt.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Je wilt zo energiezuinig mogelijk aardappelen koken. Wanneer moet je dan zout toevoegen aan het kookwater: bij het begin of als het water kookt?

Mengsels en zuivere stoffen

Ook bij het smelten van een zuivere stof is er een welbepaalde temperatuur waarbij de stof begint te smelten. Dat is de smelttemperatuur. Tijdens het smelten blijft de temperatuur onveranderd. Dat kun je zien in de volgende grafiek waarbij ijs smelt. a b

Vul de aggregatietoestanden (vast, vloeistof, gas) aan op de grafiek. Markeer het deel van de grafiek dat overeenkomt met het smelten groen.

smelttemperatuur

Θ (°C)

t (s)

Wanneer je de samenstelling van een product niet kent, kan het uitvoeren van een onderzoek waarbij je het kookpunt of het smeltpunt van dat product bepaalt, je helpen om te achterhalen of het product zuiver is of een mengsel.

Verklaar dat door de ontbrekende woorden in de tekst in te vullen. Je meet de tijdens het of tijdens het

Als het gaat om een , dan blijft de temperatuur tijdens de faseovergang gelijk.

Een zuivere stof heeft een en een .

Gaat het om een , dan loopt de temperatuur tijdens het koken langzaam op; tijdens het smelten daalt de temperatuur.

Je spreekt dan van een kooktraject of van een smelttraject.

Kookpunt en smeltpunt zijn voorbeelden van stofeigenschappen. – Het kookpunt is de temperatuur waarbij een stof begint te koken. – Het smeltpunt is de temperatuur waarbij een stof begint te smelten.

Voor een zuivere stof zijn ze eenvoudig te bepalen en blijft de temperatuur gelijk tijdens de faseovergang. Je kunt het smeltpunt en het kookpunt proefondervindelijk bepalen. Bij mengsels zullen het kookpunt en het smeltpunt veranderen tijdens de faseovergang. Je spreekt van een kooktraject en een smelttraject. Test jezelf: oefeningen 11 en 12

Kookpunt en smeltpunt zijn belangrijke stofeigenschappen Het kookpunt en het smeltpunt helpen je op weg om te ontdekken of het om een zuivere stof gaat of om een mengsel. Ze zijn dus best wel belangrijk.

3 eigenschappen van mengsels en zuivere stoffen

4 HOE KUN JE MENGSELS SCHEIDEN? KUN je ze uit elkaar halen? 1

Bij onderzoek 2 kreeg je een tip om een eierdooier te scheiden van het eiwit. a

Scan de QR-code om naar de website van Laura’s bakery te gaan. Zoek op haar website een drietal andere natuurlijke manieren om een ei te scheiden.

eieren scheiden

Al die methoden zijn voorbeelden van een bepaalde techniek om mengsels te scheiden. Over welke techniek gaat het?

Welke soorten mengsels kun je met die techniek scheiden? Verklaar met een stofeigenschap.

Welke afbeelding(en) stelt deze scheidingstechniek voor? Zet een kruisje bij de juiste afbeelding(en).

Fig. 4.1 bloem

Fig. 4.2 wijn

Fig. 4.3 zwembadwater

Fig. 4.4 goud

Mengsels en zuivere stoffen

Filtreren en zeven zijn allebei gebaseerd op dezelfde stofeigenschap. In de eerste graad heb je geleerd dat je mengsels ook op die manier kunt scheiden. Plaats de juiste termen op de correcte plaats bij de afbeelding. Je hebt de keuze uit: water (2 x) – trechter – zand (2 x) – mengsel van zand en water – filtreerpapier

Fig. 4.5

Afbeelding 4.2 toont een bijzondere wijnfles. Bekijk de video via het onlinelesmateriaal. a

Hoe noem je de scheidingstechniek?

Geef twee redenen waarom je een wijn decanteert.

In het labo gebruik je een scheitrechter om twee niet in elkaar oplosbare vloeistoffen te decanteren. In het volgende onderzoek ga je met de scheitrechter een mengsel van water en white spirit scheiden.

Onderzoek 7

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

4 hoe kun je mengsels scheiden?

Veiligheidsinstructies white spirit H226 – H304 – H336 – H411 P273 – P301 – P310 – P331 kaliumpermanganaat H272 – 302 – 410 P210 – 273 – 301 + 312

white spirit kaliumpermanganaat gedemineraliseerd water maatcilinder maatbeker (100 ml) roerstaaf spatel statief statiefnoot scheitrechter (100 ml) erlenmeyer (200 ml)

3 BENODIGDHEDEN

4 WERKWIJZE DEMOPROEF

Giet 30 ml white spirit in de maatbeker en voeg een spatelpunt kaliumpermanganaat toe. Roer goed met de roerstaaf. Voeg 30 ml gedemineraliseerd water toe. Bevestig de scheitrechter aan het statief. Giet het mengsel uit de maatbeker voorzichtig in de scheitrechter. Wals het mengsel zodat de vloeistoffen zich goed ontmengen. 6 Zet het kraantje van de scheitrechter volledig open. 7 Als het scheidingsoppervlak tussen de vloeistof nog net zichtbaar is, draai je het kraantje gedeeltelijk dicht zodat de vloeistof uit het kraantje druppelt. 8 Als de eerste vloeistof volledig doorgelopen is, sluit je het kraantje.

5 WAARNEMING

1 2 3 4 5

Fig. 4.6

a Wat gebeurt er bij stap 1?

b Welke vloeistof loopt er uit het kraantje bij stap 6?

c Welke vloeistof blijft er achter in de scheitrechter?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Mengsels en zuivere stoffen

Het werken met een scheitrechter is gebaseerd op een welbepaalde stofeigenschap. Welke? Kruis het juiste antwoord aan. deeltjesgrootte aggregatietoestand bij kamertemperatuur oplosbaarheid massadichtheid kookpunt

Hoe verklaar je dat het scheiden van bloed en plasma door centrifugeren in feite ook steunt op dezelfde stofeigenschap?

In dit thema heb je tot nu toe alleen technieken geleerd om heterogene mengsels te scheiden. Homogene mengsels zoals oplossingen kunnen ook gescheiden worden in hun afzonderlijke componenten. Kun je een oplossing scheiden door filtratie? Geef de reden daarvoor.

Fig. 4.7

Hoe kun je oplossingen dan wel scheiden? Dat leer je met het volgende onderzoek.

Onderzoek 8 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN keukenzout suiker kopersulfaat gedemineraliseerd water maatcilinder

Veiligheidsinstructies kopersulfaat H302 – 319 – 315 – 410 P273 – 301 + 312 – 302 + 352 – 305 + 351 + 338

4 hoe kun je mengsels scheiden?

drie maatbekers (200 ml) roerstaaf drie petrischalen digitale balans 4 WERKWIJZE

Opmerking Het resultaat zie je pas na een aantal dagen. 5 WAARNEMING

Maak in de drie maatbekers de volgende oplossingen: – 30 g keukenzout in 100 ml gedemineraliseerd water – 25 g kopersulfaat in 100 ml gedemineraliseerd water – 50 g suiker in 100 ml gedemineraliseerd water Roer telkens goed met de roerstaaf zodat alle stoffen volledig opgelost zijn. Giet een kleine hoeveelheid van die oplossingen in de drie petrischalen. Plaats de schaaltjes op een trilvrije ondergrond en laat ze rustig staan.

1 2 3 4

a Wat zie je op de bodem van de petrischalen verschijnen?

b Hoe zien die ‘deeltjes’ eruit bij keukenzout?

c Hoe zien de ‘suikerdeeltjes’ eruit?

d Beschrijf de vorm van de deeltjes bij kopersulfaat.

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Kristallisatie of uitdampen is gebaseerd op een welbepaalde stofeigenschap. Welke? Kruis het juiste antwoord aan. deeltjesgrootte aggregatietoestand bij kamertemperatuur oplosbaarheid massadichtheid kookpunt

Mengsels en zuivere stoffen

Fig. 4.8

Interessant om weten Kristallisatie is een scheidingstechniek voor oplossingen. De vaste stof wordt van het oplosmiddel afgescheiden door het oplosmiddel te laten verdampen.

Er zijn nog andere scheidingstechnieken die in labo’s toegepast worden. a Ga via het internet op zoek naar de betekenis van de onderstaande technieken en link ze telkens aan minstens één praktische toepassing (zoals in het uitgewerkte voorbeeld) en aan de best passende stofeigenschap.

Kristallisatie tref je ook aan in het dagelijks leven. – Zo wordt keukenzout gewonnen uit zeewater, kristalsuiker afgescheiden uit suikerbieten en melkpoeder gewonnen uit melk. – Maar ook de vorming van kalkaanslag is een voorbeeld van kristallisatie. Het water in onze streken is erg kalkrijk. Dat wordt ‘hard’ water genoemd. Die Fig. 4.9 kalk is nadelig; denk maar aan de ketelsteen die geleidelijk ontstaat in een waterketel. Water dat kookt, verdampt. De opgeloste stoffen blijven als residu in de ketel achter. Dat residu zet zich door kristallisatie af op de binnenkant van de ketel. Die kalkaanslag kan ook heel wat schade berokkenen aan elektrische toestellen zoals was- en vaatwasmachines, waterkokers, stoomstrijkijzers en koffiezetapparaten.

betekenis

toepassing

filtratie (filtreren)

scheiden van een heterogeen mengsel van een vaste stof en een vloeistof

koffiezetten, water filteren ...

extractie (extraheren)

techniek

destillatie (destilleren)

stofeigenschap

4 hoe kun je mengsels scheiden?

Via het onlinelesmateriaal vind je een ontdekplaat die de techniek van destilleren verder toelicht.

ONTDEKPLAAT

Om mengsels te scheiden maak je gebruik van scheidingstechnieken zoals zeven, decanteren, filtreren, kristalliseren (of uitdampen) enzovoort.

Elke scheidingstechniek steunt op een specifieke stofeigenschap en kent ook haar toepassingen in het dagelijks leven.

Test jezelf: oefeningen 13, 14 en 15 Kun je ze uit elkaar halen?

Zoek zelf een methode om een mengsel van zand en zout te scheiden. Welke benodigdheden moet je verzamelen? Schrijf de volledige werkwijze in stappen uit. Voer het experiment uit. Stel een proefverslag op.

– – – –

Mengsels zijn stoffen die bestaan uit verschillende componenten. Je kunt ze uit elkaar halen. Bij het ene mengsel gaat dat al wat eenvoudiger dan bij het andere.

Mengsels en zuivere stoffen

! a h A ! a h A

mindmap

zuivere stof:

oplosbaarheid

definitie

mengsel:

kookpunt

smeltpunt

MENGSELS ZUIVERE STOFFEN

scheiden van mengsels

zeven

filtreren

soorten mengsels

oplossingen (vast in vloeistof)

(vast in gas) (vloeistof in vloeistof) (gas in vloeistof) (vast in vloeistof) (vloeistof in gas)

AHA!

CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik kan het onderscheid maken tussen een mengsel en een zuivere stof.

Ik weet dat zuivere stoffen zeldzaam zijn. Ik begrijp het onderscheid tussen homogene en heterogene mengsels. Ik kan voorbeelden van homogene en heterogene mengsels herkennen.

Ik begrijp dat heterogene mengsels verder onder te verdelen zijn in verschillende mengsels: emulsie, schuim, nevel, rook en suspensie.

Ik kan zuivere stoffen en mengsels herkennen aan de hand van een deeltjesmodel.

Ik kan voorbeelden van zuivere stoffen en mengsels herkennen.

Ik weet dat oplossingen mengsels zijn waarin een opgeloste stof opgelost is in een oplosmiddel. Ik weet dat kookpunt en smeltpunt belangrijke stofeigenschappen zijn.

Ik kan met een onderzoek aantonen dat het kookpunt van een zuivere stof constant blijft bij de faseovergang vloeibaar  gasvormig. Ik begrijp dat men bij mengsels spreekt over een kooktraject en een smelttraject.

Ik begrijp dat mengsels kunnen gescheiden worden door bepaalde scheidingstechnieken.

Ik herken de stofeigenschappen waarop een bepaalde scheidingstechniek gebaseerd is.

Ik herken toepassingen van scheidingstechnieken in het dagelijks leven.

Je kunt deze checklist ook op

Mengsels en zuivere stoffen

invullen bij je Portfolio.

TEST JEZELF Gaat het bij de volgende voorbeelden om een zuivere stof of een mengsel? Plaats de letters in het correcte vak. A chocolademelk B zuurstofgas C goud D boter

E F G H

mayonaise gedestilleerd water leidingwater koolstofdioxide

Noteer bij de deeltjesmodellen of het een zuivere stof is of een mengsel.

thee

koperen theepot

bakpoeder

Zijn de volgende mengsels voorbeelden van homogene of heterogene mengsels?

vijgen

mengsels

zuivere stoffen

water en olie

aardbeienyoghurt

zand en water

Test jezelf

marmer

Homogeen of heterogeen? Kruis aan. voorbeeld

homogeen mengsel

heterogeen mengsel

leidingwater azijn groentesoep tomatensaus

rook

modder of slib

waas boven de bomen

drinkbaar water

Welk type mengsel herken je in de volgende voorbeelden? Noteer of het een homogeen of heterogeen mengsel is en daarbij ook het soort mengsel.

limonade van rood fruit

ijsje met chocoladesaus

roomijs

mayonaise

kopje thee

Mengsels en zuivere stoffen

Is chocomelk een suspensie? Motiveer je antwoord.

Je doet een lepeltje suiker in een kopje thee. –

Wat is het oplosmiddel?

–

Wat is de opgeloste stof?

– 8

Wat is de oplossing?

Anke eet een bord tomatensoep met vermicelli en voegt er zout aan toe. –

Is de vermicelli een opgeloste stof? Waarom?

–

Is het zout opgelost in de soep? Leg uit.

Geef een voorbeeld van een stofeigenschap waarmee je de volgende stoffen uit elkaar kunt houden. –

Suiker en zout

–

IJzer en aluminium

–

Koper en staal

–

Water en ijs

10 Zijn de volgende voorbeelden stofeigenschappen of niet? Verklaar. De dichtheid van koper bedraagt 8,93 g/cm³.

–

De kostprijs voor één kilo zilver bedraagt: 725,63 euro.

–

Een diamant heeft de grootste hardheid.

–

11 Gaat het bij de volgende grafieken om een zuivere stof of een mengsel? Noteer boven de grafiek. Plaats ook de woorden ‘smelten’ en ‘koken’ op de juiste plaats.

Θ (°C)

r aa ib vl t

va s

ga s

Θ (°C)

ga s

t(s)

t(s) Test jezelf

12 Waarom wordt er strooizout of pekel op bevroren of besneeuwde wegen gestrooid?

13 Vul de volgende zinnen aan. Kies uit: filtreren, decanteren, zeven, filtreerpapier, ziften, scheitrechter, filtratie –

Wanneer je een heterogeen mengsel van twee vloeistoffen van elkaar wilt scheiden, dan ga je . Hiervoor gebruik je een

. –

Als je een suspensie wilt scheiden, maak je gebruik van

–

In de Nationale Bank wordt het muntgeld gesorteerd door

Wanneer je een vaste stof van een vloeistof wilt scheiden, dan kun je filtreren. Hiervoor gebruik je

–

14 Welke scheidingstechnieken worden geïllustreerd in de volgende situaties uit het dagelijks leven?

Verder oefenen? Ga naar

Mengsels en zuivere stoffen

Kracht en verandering van beweging

1 HOE STEL JE KRACHTEN VOOR? 2 KRACHTEN WERKEN SAMEN OF TEGEN ELKAAR 3 KUN JE KRACHTEN OPTELLEN? 4 NEWTON EN ZIJN WETTEN 5 KRACHTEN EN VERKEER

Wat weet ik al over dit thema?

2022

Wat wil ik nog te weten komen?

Ontdek deze en nog andere opties op

Kracht en verandering van beweging

1 H OE STEL JE KRACHTEN VOOR? EEN KRACHT KUN JE VOORSTELLEN MET EEN PIJL 1

Je maakte al kennis met het vectormodel van een kracht.

Met het vectormodel worden de eigenschappen van een kracht voorgesteld: aangrijpingspunt (hier begint de pijl); richting (rechte waarop de pijl is getekend); grootte (de lengte van de pijl); zin (pijlpunt).

– – – –

Fig. 1.1

Vul die eigenschappen aan op figuur 1.1.

Tijdens een stretchoefening duw je met je handen loodrecht tegen een muur. a

Welke kracht wordt er gebruikt tijdens de oefening?

Teken die kracht op de foto hierboven (1 cm = 10 N).

Omschrijf de eigenschappen van de uitgeoefende kracht.

Fig. 1.2

–

Aangrijpingspunt

–

Richting

–

Grootte

–

Zin

1 Hoe stel je krachten voor?

Je weet dat F het symbool is voor kracht. Om aan te duiden dat kracht een vectoriële grootheid is, noteer je een pijltje () boven het symbool. Met de index geef je aan wie of wat de kracht levert en op wie of wat de kracht aangrijpt.

je schrijft

je leest

de krachtvector F

Fxy

de kracht die x op y uitoefent

Noteer de index voor de duwkracht in figuur 1.2. Gebruik de correcte symbolen (h voor hand en m voor muur).

Teken de zwaartekracht die inwerkt op de gedragen doos. De zwaartekracht werkt met 100 N in op de dozen. (1 cm = 20 N)

Noteer de zwaartekrachtvector Fz op de afbeelding.

De zwaartekracht werkt in op alle voorwerpen op aarde. Als je bijvoorbeeld een doos draagt, trekt de zwaartekracht aan die doos.

Fig. 1.3

De zwaartekracht is een voorbeeld van een neerwaartse kracht. Er bestaan ook opwaartse krachten. Een voorbeeld daarvan is de Archimedeskracht. In het volgende onderzoek ontdek je wat die kracht is.

Noteer die naam op de juiste plaats in figuur 1.2.

Onderzoek 1 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

Kracht en verandering van beweging

3 BENODIGDHEDEN maatcilinder een dynamometer (10 N) metalen blokje met haakje (Het blokje moet in de maat cilinder kunnen.) statief met noot en statiefstaaf (20 cm) Fig. 1.4

4 WERKWIJZE

1 Bouw de opstelling zoals op de foto en hang er de dynamometer aan. 2 Stel de dynamometer in op 0 N. 3 Hang het blokje aan de dynamometer en meet de kracht op het blokje. 4 Vul de maatcilinder voor 2/3 met water. 5 Breng het opgehangen blokje in de maatcilinder zodat het volledig ondergedompeld is. 6 Meet opnieuw de kracht op het blokje.

5 WAARNEMING

a Hoe groot is de kracht op het blokje bij stap 3?

b Wat zie je bij stap 6?

c Hoe groot is de volumestijging?

6 BESLUIT

d Wat stel je vast bij stap 7?

De Archimedeskracht kun je als volgt omschrijven:

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

1 Hoe stel je krachten voor?

Interessant om weten De Titanic werd in 1912 gebouwd als ‘het schip dat niet kon zinken’. De compartimentering was zo gebouwd dat sluizen konden worden afgesloten op het moment dat er water in een compartiment binnen liep. Zo kon het schip blijven drijven omdat de opwaartse kracht groot genoeg bleef. Helaas liep het fout in de nacht van 14 april 1912 door een aanvaring met een ijsberg. De romp van de boot werd op verschillende plaatsen doorboord, waardoor heel wat compartimenten vol water liepen. Hierdoor werd de opwaartse kracht kleiner waardoor de boot zonk.

Een ander voorbeeld van duwkrachten vinden we in het fitnesscentrum. Om de handspieren goed te trainen, gebruikt men de handgrip. Met dit toestel maak je knijpbewegingen om je handspieren te laten samentrekken en ontspannen.

Fig. 1.5

Teken de krachten tijdens het knijpen en noteer de krachtvectoren op de correcte plaats.

Fig. 1.6

Kracht is een vectoriële grootheid, want ze heeft een aangrijpingspunt, grootte, zin en richting.

Een krachtvector noteer je in symbolen als een F met een pijltje erboven. Met een index noteer je wie of wat de kracht levert en op wie of wat de kracht aangrijpt: Fxy.

Test jezelf: oefeningen 1 en 2

EEN KRACHT KUN JE VOORSTELLEN MET EEN PIJL Vermits een kracht een vectoriële grootheid is, kun je die voorstellen met een pijl.

Kracht en verandering van beweging

2 K RACHTEN WERKEN SAMEN OF TEGEN ELKAAR JE ZIET ZE NIET, MAAR ZE ZIJN ER WEL

In een magazijn staan er heel wat dozen opgestapeld in de rekken. Het lijkt erop dat hier geen krachten werkzaam zijn. Dat is echter niet waar! a

Welke kracht werkt er op de opgestapelde dozen?

Waarom mag je niet te veel dozen op een plank stapelen?

Fig. 2.1

Maar er zijn nog meer krachten in werking. Met een voorbeeld wordt dit allemaal duidelijk. Door de zwaartekracht oefent een voorwerp een kracht uit op zijn ondersteuning of ophanging. In de wetenschap noem je deze kracht gewicht (G ). Op de foto (figuur 2.2) zie je drie plantjes die elk op een rekje staan. De plantjes hebben alle drie dezelfde massa en oefenen daardoor allemaal hetzelfde gewicht uit op hun ondersteuning. Teken die drie krachten in het blauw en noteer er het correcte symbool bij.

Er is een groot verschil tussen zwaartekracht, gewicht en normaalkracht. – De zwaartekracht (FZ ) is de kracht waarmee de aarde voorwerpen met een bepaalde massa aantrekt. De eenheid is de newton (N). – Het gewicht is de kracht (G ) die een voorwerp uitoefent op zijn ondersteuning en wordt dus ook uitgedrukt in newton (N). – De normaalkracht (FN ) is de kracht die een ondersteuning uitoefent op een voorwerp. Ook de normaalkracht wordt uitgedrukt in newton (N).

Fig. 2.2

Waarom vallen de plantjes niet?

2 Krachten werken samen of tegen elkaar

De plankjes oefenen dus op hun beurt een kracht uit die het gewicht, uitgeoefend door de plantjes, tegenwerkt.

De normaalkracht staat altijd loodrecht op het steunoppervlak. Het aangrijpingspunt van die kracht teken je op de plaats waar de ondersteuning contact maakt met het voorwerp. Bovendien is de normaalkracht even groot als het gewicht, uitgeoefend door het voorwerp. Hoe groter het gewicht van een voorwerp, hoe groter de normaalkracht.

Normaalkracht

Gewicht

plantje

Fig. 2.3

Teken de normaalkrachtvector op figuur 2.3 bij ieder plantje in het rood.

Wat zou er gebeuren met de normaalkracht als het gewicht, uitgeoefend door de plantjes, zou verdubbelen?

Als je opbergrekken installeert, staat er vaak op de verpakking of in de handleiding de maximale belasting die je op de rekken mag plaatsen. In het volgende onderzoek ga je na met welke kracht er rekening wordt gehouden bij de constructie van deze opbergrekken.

ONDERZOEKSVRAAG

Onderzoek 2

Welk verband is er tussen de massa en de grootte van de zwaartekracht?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

vier identieke klinkers of bakstenen of andere identieke voorwerpen een legplank van een opbergrek (+/- 60 cm)

baksteen

plank

4 WERKWIJZE 1 Een leerling houdt de plank aan de beide uiteinden vast. 2 Een medeleerling legt een klinker in het midden op de plank. 3 De medeleerling legt daarna één voor één ook de andere klinkers op de plank.

Kracht en verandering van beweging

Fig. 2.4

5 WAARNEMING a Wat voelt de leerling bij stap 1?

b Wat voelt de leerling bij stap 2 en stap 3?

6 BESLUIT Hoe groter de massa op de plank,

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Verklaar waarom de maximale belasting genoteerd staat op de verpakking van een opbergrek.

Welke krachten werken op de doos (figuur 2.5) als er nog niet tegen geduwd wordt?

Teken die krachten in de figuur. Voorlopig teken je alle krachten die inwerken op een voorwerp samen in één punt. Dat punt ligt ongeveer in het midden van het voorwerp. Het is het zwaartepunt.

In heel wat toepassingen in het dagelijks leven gebruik je duwen trekkrachten: duwen tegen een deur, het verslepen van meubelen ... De kracht wordt altijd uitgeoefend op een voorwerp.

Fig. 2.5

Er wordt tegen de doos geduwd. Teken die duwkracht op figuur 2.6. Teken ook die kracht vanuit het zwaartepunt.

Fig. 2.6

2 Krachten werken samen of tegen elkaar

Het is blijkbaar niet gemakkelijk om de zware doos te verplaatsen. Wat zal er veranderen bij de duwkracht als de massa van de doos minder groot is? De grootte van de kracht is groter / kleiner / even groot.

Je duwt de doos over een laminaatvloer of over een tapijt met lange haren. Bij welk oppervlak ga je een kleinere duwkracht nodig hebben?

Waarom worden er karretjes gebruikt om zware dozen te verplaatsen?

Op een voorwerp werkt er dus ook een wrijvingskracht (FW) in. Die kracht is afhankelijk van de aard van de ondergrond waarover de doos schuift. Wat is de zin van die wrijvingskracht in vergelijking met de zin van de duwkracht?

De aarde oefent zwaartekracht uit op alle voorwerpen. Daardoor zal elk voorwerp dat niet ondersteund worden, vallen. Tijdens die val wordt het voorwerp niet ondersteund en kan het geen kracht uitoefenen op zijn ondersteuning. Op dat moment heeft het voorwerp dus geen gewicht.

Gewichtloosheid kun je mooi aantonen met het volgende onderzoek.

Onderzoek 3

ONDERZOEKSVRAAG

Wat gebeurt er met het gewicht van een voorwerp als het niet ondersteund wordt?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN plastic beker dikke naald

4 WERKWIJZE 1 2 3

Neem een plastic beker en smelt onderaan een gaatje met de gloeiende naald. Sluit het gaatje af met een vingertop en vul de beker met water. Neem de vinger weg. Vul de beker opnieuw met water (vingertop op het gaatje). Hou de beker twee meter boven de grond en laat hem los, zodat hij valt.

5 WAARNEMING Wat gebeurt er bij stap 2? Wat gebeurt er bij stap 3?

Kracht en verandering van beweging

Fig. 2.7

6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Waarom kun je een persoon veel gemakkelijker optillen in het zwembad?

Fig. 2.8

Interessant om weten

Door de vooruitgang van de wetenschap worden steeds betere sportprestaties bereikt. Door bijvoorbeeld het verlagen van de weerstandskracht, is het mogelijk om grotere snelheden te ontwikkelen. – In de zwemsport zijn er badpakken ontworpen die de weerstand met het water verlagen en leren de atleten om een gestroomlijnde houding aan te nemen. – Wielrenners dragen tijdens een tijdrit een speciale helm en liggen bijna met het hoofd op het stuur om zo weinig mogelijk wind op te vangen. – Racewagens worden getest in windtunnels om na te gaan of de vorm van de auto voldoende aerodynamisch is.

Fig. 2.10

Fig. 2.11

Fig. 2.9

Er werken twee krachten in op een ondersteund of opgehangen voorwerp. Het gewicht (G ) is de kracht die een voorwerp uitoefent op zijn steun.

–

– De normaalkracht (FN) is de kracht die de steun loodrecht uitoefent op het voorwerp.

De wrijvingskracht (FW) is de kracht die overwonnen moet worden om het voorwerp te verplaatsen over zijn steun. Hoe ruwer de oppervlakten, hoe hoger de wrijvingskracht. Als je een ondersteund voorwerp wilt verplaatsen, zul je een duw- of trekkracht moeten uitoefenen op het voorwerp. Als een voorwerp niet ondersteund wordt, is het gewichtloos. Test jezelf: oefeningen 3 en 4

JE ZIET ZE NIET, MAAR ZE ZIJN ER WEL Ook al is er uiterlijk niets merkbaar, toch werken er tal van krachten in op voorwerpen. 2 Krachten werken samen of tegen elkaar

3 KUN JE KRACHTEN OPTELLEN? ALS JE KRACHTEN BUNDELT, KUN JE MEER

Tijdens het verplaatsen van een zware doos werken twee vrienden samen. Anaïs duwt en Mourad trekt aan de doos.

FMd

FAd

Er kunnen meerdere krachten tegelijk inwerken op een voorwerp. Toch lijkt het alsof er slechts één kracht werkzaam is. Die ene kracht is het ‘resultaat’ van alle afzonderlijke krachten samen en wordt de resulterende kracht genoemd. De resulterende kracht kan op verschillende manieren gevonden worden.

Fig. 3.1

Welke persoon oefent de grootste kracht uit? Hoe zie je dat?

Welke krachten versterken elkaar? Hoe zie je dat?

De doos ondervindt ook weerstand. Met welk vectormodel op de tekening wordt die voorgesteld?

Hoe noem je die kracht?

Deze kracht werkt tegen. Hoe zie je dat op de afbeelding?

Kracht en verandering van beweging

De drie krachten samen resulteren in één kracht, die je de resulterende kracht noemt. Die kracht wordt voorgesteld door de rode pijl in figuur 3.1. Je leert nu hoe je die kracht kunt bepalen. Voer de stappen uit. –

Teken de kracht die Anaïs uitoefent op de doos (FAd) in de lege rechthoek hieronder.

–

Teken de kracht die Mourad uitoefent op de doos (FMd) vanaf de pijlpunt van FAd.

– Teken de weerstandskracht vanaf de pijlpunt van FMd, maar met tegengestelde zin.

De vier stappen, die je zonet uitgevoerd hebt, vormen de kop-staartmethode. Verklaar.

– De resulterende kracht vind je door het beginpunt van FAd te verbinden met de pijlpunt van de weerstandskracht.

Waarom is de resulterende kracht toch kleiner dan de trekkracht en de duwkracht samen?

Tijdens touwtrekken zijn er altijd twee teams die trekken aan het touw. Het linker team trekt met 800 N aan de koord en het rechter team trekt met 1000 N aan de koord. Teken beide krachten en de resulterende kracht (100 N = 2 cm).

Fig. 3.2

Figuur 3.3 toont twee personen die een kar voorttrekken op een spoor. Voor de beide krachten geldt dat de grootte, de zin en het aangrijpingspunt gelijk zijn, maar de richting is verschillend. a

Teken de twee trekkrachten vanuit het aangrijpingspunt aan de kar. Beide personen trekken met 800 N (200 N = 1 cm).

A Fig. 3.3 3 Kun je krachten optellen?

Om de resulterende kracht van deze krachten te vinden, maak je gebruik van de parallelmethode. – Teken hulplijntjes in stippellijn, evenwijdig aan de getekende krachten, zodat je een parallellogram krijgt. – De diagonaal van het parallellogram (vertrekkend vanuit het aangrijpingspunt van de krachten) is de resulterende kracht. – Teken die resulterende kracht.

Fig. 3.4

Als er meer dan twee krachten betrokken zijn met dezelfde zin, maar een verschillende richting, kun je ook de parallelmethode toepassen, maar dan moet je ze meerdere keren gebruiken. Een vrachtschip moet soms geloodst worden naar de haven. Er worden sleepboten ingezet om het schip in de juiste richting te trekken. Zo kan een vrachtschip getrokken worden door drie sleepboten.

F1 + F2

Fig. 3.6

Bepaal de resulterende kracht van de onderstaande krachten.

Fig. 3.7

Fig. 3.5

Om de resulterende kracht te bepalen, neem je eerst de krachten F1 en F2 samen en daarna voeg je er F3 aan toe.

Kracht en verandering van beweging

Drie krachten vertrekken vanuit hetzelfde aangrijpingspunt en zijn even groot. Tussen de krachten is er telkens een hoek van 120°. Teken de drie krachten en bepaal de resulterende kracht.

Hoe groot is de resulterende kracht?

Interessant om weten

De NASA wil met het project DART (Double Asteroid Redirection Test) een asteroïde verplaatsen zonder dat daarbij mensen ingezet worden. De bedoeling is om een ruimtetuig met grote snelheid tegen de asteroïde Dimorphos te laten botsen.

De ontwikkelde resulterende kracht zou voldoende groot moeten zijn om die asteroïde een klein beetje te verplaatsen.

Fig. 3.8

Dit is maar een test, want de asteroïde vormt geen gevaar voor ons. Het is wel een goede voorbereiding voor als het in de toekomst echt zover zou komen.

Je kunt de resulterende kracht op verschillende manieren bepalen.

– Bij krachten die dezelfde richting hebben, maar een verschillende zin, kun je de resulterende kracht vinden met de kop-staartmethode. – Bij krachten met dezelfde zin, maar verschillende richting, kun je de resulterende kracht vinden met de parallelmethode.

Test jezelf: oefening 4

ALS JE KRACHTEN BUNDELT, KUN JE MEER Dat kan wel en niet waar zijn. Als de richting en de zin van de krachten gelijk zijn, dan versterken ze elkaar. Is de richting gelijk, maar de zin verschillend, dan werken ze elkaar tegen.

3 Kun je krachten optellen?

4 N EWTON EN ZIJN WETTEN 4.1 1

ook mengsels passen binnen diversiteit

Als je in een auto zit die vanuit stilstand heel snel optrekt, voel je de eerste wet van Newton of de traagheidswet. Wat die wet precies inhoudt, bestudeer je in het volgende onderzoek.

Onderzoek 4 ONDERZOEKSVRAAG Wat gebeurt er als je een handdoek onder een fles wegtrekt?

2 HYPOTHESE

risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN een gevulde plastieken fles (50 ml) een keukenhanddoek

5 WAARNEMING

Fig. 4.1

Leg de handdoek op de labotafel. Zet er een fles rechtopstaand op. Neem de handdoek aan twee hoekpunten goed vast. Trek de handdoek met een korte ruk onder de fles vandaan.

1 2 3 4

4 WERKWIJZE

Wat gebeurt er met de fles bij stap 3?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Waarom word je stevig tegen de zetel geduwd als je in een snel optrekkende auto zit?

Voorwerpen die niet bewegen, hebben de neiging om in rust te blijven. Die eigenschap noem je de traagheid van voorwerpen.

Kracht en verandering van beweging

Bij het vorige onderzoek ben je uitgegaan van een voorwerp in rust. Maar wat is het effect van de traagheidswet bij een bewegend voorwerp?

Onderzoek 5 1

ONDERZOEKSVRAAG

risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN

Fig. 4.2

4 WERKWIJZE

pennenzak

vouwmeter

speelgoedautootje speelgoedauto twee vouwmeters knikker pennenzak knikker dubbelzijdige kleefband

2 HYPOTHESE

1 Ontvouw de vouwmeters en leg ze evenwijdig naast elkaar zodat er een baan ontstaat. 2 Plaats de pennenzak aan het einde van het traject. 3 Kleef een stukje dubbelzijdige kleefband op het dak van het autootje en kleef er de knikker aan vast. 4 Laat het autootje met een voldoende snelheid langs de baan rijden, tot het tegen de pennenzak botst.

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er met de knikker op het moment van de botsing?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Waarom loop je nog een beetje verder als ze je vragen om onmiddellijk te stoppen tijdens het lopen?

4 Newton en zijn wetten

Milan rijdt met zijn mountainbike tegen een stevige snelheid over een oneffen terrein. Hij is even verstrooid, waardoor hij een grote steen op de grond niet opmerkt. Wat gebeurt er met Milan?

Fig. 4.3

Bij een kop-staartaanrijding is het niet altijd duidelijk welke bestuurder in fout is.

Fig. 4.4

Hieronder lees je enkele voorbeeldvragen die agenten kunnen stellen. Wat kunnen ze hiermee te weten komen? – Is je hoofd eerst tegen de kopsteun gebotst en dan naar voren geduwd?

– Heeft je hoofd eerst naar voren bewogen en daarna tegen de kopsteun gebotst?

Interessant om weten

Het dragen van een gordel tijdens het autorijden is tegenwoordig vanzelfsprekend, maar het is ooit anders geweest. Voor 1975 was het dragen van een autogordel niet verplicht. Tijdens een ongeval werden inzittenden door de voorruit geslingerd als gevolg van de traagheidswet. De gordel zorgt ervoor dat je in je zetel blijft zitten. Vanaf 1975 werd het dragen van de gordel in de auto vooraan verplicht. Pas in 1991 werd het dragen van de autogordel ook achteraan verplicht. Fig. 4.5

Een voorwerp dat in rust is, wil in rust blijven. Een voorwerp dat in beweging is, wil in beweging blijven. Dat is de eerste wet van Newton of de traagheidswet. Test jezelf: oefening 5

VOLGENS NEWTON IS ’S MORGENS OPSTAAN MOEILIJK ’s Morgens ben je in rust. Het vergt dan een inspanning om in beweging te komen.

Kracht en verandering van beweging

4.2

OOK NEWTON WOU DE SNELSTE ZIJN!

Wie met een scooter rijdt, gebruikt de gashendel om de motor te bedienen. Afhankelijk van de weersomstandigheden en de verkeersregels, moet je de snelheid voortdurend aanpassen.

Vul de tabel in: – In de tweede kolom vink je de bewegingstoestand van de scooter aan. – In de derde kolom motiveer je die keuze.

rust constante snelheid versnellen vertragen

Je draait niet aan de gashendel.

bewegingstoestand

verklaring

knop bedieningsapparaat

Fig. 4.6

rust constante snelheid versnellen vertragen

In de volgende onderzoeken ga je na welk verband er is tussen de uitgeoefende kracht op een speelgoedautootje en de bewegingstoestand ervan. Met het eerste experiment kun je de invloed op de snelheidsverandering onderzoeken.

Tijdens het rijden draai je de gashendel steeds meer open.

rust constante snelheid versnellen vertragen

De gashendel is helemaal opengedraaid tijdens het rijden en je laat die vervolgens steeds meer los.

Onderzoek 6 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk verband is er tussen de trekkracht op een wagentje en de snelheid ervan?

2 HYPOTHESE

risicoanalyse

4 Newton en zijn wetten

3 BENODIGDHEDEN wagentje touw (ongeveer 1 m) katrol met bevestigingsklemmen drie blokjes met dezelfde massa

4 WERKWIJZE

1 Bevestig de katrol op de hoek van de labotafel. 2 Bevestig het touw aan het wagentje. 3 Hang een eerste blokje aan het andere uiteinde van het touw om een kracht te genereren op het wagentje. 4 Plaats het wagentje op 70 cm van de katrol en breng het touw over de katrol. 5 Laat nu het wagentje en het blokje los. 6 Herhaal het experiment met drie blokjes aan het touw om een grotere trekkracht op het wagentje uit te oefenen.

Fig. 4.7

5 WAARNEMING

Fig. 4.8

a Wat gebeurt er met het wagentje als het blokje losgelaten wordt?

b Wat gebeurt er met het wagentje als er een grotere massa aan het touw bevestigd wordt?

6 BESLUIT

Als je een grotere massa aan het touw bevestigt, vergroot op het wagentje.

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Wat gebeurt er als de uitgeoefende kracht op het wagentje kleiner is dan de wrijvingskracht?

Kracht en verandering van beweging

Ook via de afstand kun je nagaan of er een verband is.

Onderzoek 7 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk verband is er tussen de kracht op een speelgoedautootje en de afstand die het aflegt?

2 HYPOTHESE

speelgoedauto

nagel

speelgoedautootje stevige elastiek nageltjes om het elastiek te bevestigen houten plank hamer rolmeter (20 m)

elastiek

3 BENODIGDHEDEN

risicoanalyse

houten plank

4 WERKWIJZE

Fig. 4.9

1 Bevestig het elastiek aan één uiteinde van de plank met de nageltjes en de hamer. 2 Schiet het speelgoedautootje weg over de grond als met een katapult. Eerst doe je dit door het elastiek lichtjes op te spannen. 3 Om een grotere kracht uit te oefenen ga je het elastiek daarna half opspannen en ten slotte schiet je het autootje weg met een sterk gespannen elastiek. 4 Meet telkens de afstand die het wagentje aflegt met de rolmeter. 5 WAARNEMING

Noteer telkens de gereden afstand in m. – Licht gespannen elastiek: – Half gespannen elastiek:

– Sterk gespannen elastiek:

6 BESLUIT

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

4 Newton en zijn wetten

Je kent het wel. Zaterdag kom je samen met je vriendinnen en je rijdt alvast naar het grootwarenhuis om frisdrank te kopen. Je plaatst de frisdrank op je bagagedrager. Plots fiets je veel lastiger. Is dat normaal? Je gaat op onderzoek.

Onderzoek 8 1

ONDERZOEKSVRAAG Welk verband is er tussen de totale massa van een wagentje en de snelheid?

2 HYPOTHESE

risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN

wagentje touw (ongeveer 1 m) katrol met bevestigingsklemmen vier blokjes met dezelfde massa 4 WERKWIJZE

Bevestig de katrol op de hoek van de labotafel. Bevestig het touw aan het wagentje en leg er één blokje op. Hang een ander blokje aan het andere uiteinde van het touw. Plaats het wagentje op 70 cm van de katrol en breng het touw over de katrol. Laat het blokje los. Herhaal het experiment waarbij je drie blokjes op het wagentje plaatst.

1 2 3 4 5 6

5 WAARNEMING

a Wat gebeurt er met het wagentje als het blokje losgelaten wordt?

b Wat gebeurt er met het wagentje als je de massa van het wagentje vergroot?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Kracht en verandering van beweging

Fig. 4.10

Een personenauto en een vrachtwagen naderen een verkeerslicht dat op groen staat. Plots springt het verkeerslicht op oranje. Welk voertuig zal het gemakkelijkste tot stilstand komen? a

Je onderzoekt het zelf aan de hand van een fiets.

Onderzoek 9 1

ONDERZOEKSVRAAG Wat is het verband tussen de massa van een fiets (onbelast en belast) en de remafstand?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

snelheidsmeter op fiets rolmeter (20 m) fiets krijt 4 WERKWIJZE

1 Je tekent met krijt een startstreep op de speelplaats. 2 Zet met de rolmeter een traject uit van ongeveer 50 m en teken de eindstreep. 3 Monteer de snelheidsmeter op de fiets. 4 Leg het traject af (onbelast) met een snelheid van 15 km/h. 5 Op het moment dat je met je voorwiel over de eindstreep komt, rem je zo snel mogelijk af tot stilstand. 6 Teken met krijt een streep tot waar je gekomen bent. 7 Meet de afstand die je afgelegd hebt tijdens het remmen. 8 Laat een medeleerling plaatsnemen op de bagagedrager en herhaal de stappen 4 tot en met 7. 5 WAARNEMING

a Hoe groot is de remafstand als je onbelast rijdt?

b Hoe groot is de remafstand bij belasting?

6 BESLUIT

4 Newton en zijn wetten

7 REFLECTIE Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Welk voertuig (personenauto of vrachtwagen) komt het gemakkelijkste tot stilstand?

Waarom kan een trein bij een noodstop niet onmiddellijk stoppen?

Interessant om weten

De Spirit of Australia werd in 1974 gebouwd, maar is nog steeds de snelste speedboot ter wereld. Hij kan een snelheid halen van 511 km/h.

Fig. 4.11

De boot heeft een krachtige motor die ook in straaljagers gebruikt wordt. Bij de bouw van deze houten boot is er rekening gehouden met zijn massa en de vorm, zodat de boot weinig wrijving ondervindt tijdens het varen.

Als op een voorwerp een resulterende kracht werkt, dan neemt zijn snelheid toe. – Hoe groter de kracht, hoe meer de snelheid toeneemt. – Hoe groter de massa, hoe minder de snelheid toeneemt. Dat is de tweede wet van Newton.

De remafstand van een bewegend voertuig is afhankelijk van de massa van dat voertuig.

Test jezelf: oefeningen 6 en 7

OOK NEWTON WOU DE SNELSTE ZIJN!

Newton wist als geen ander dat de snelheid onderworpen is aan zijn tweede wet. Om een zo groot mogelijke snelheid te krijgen, moet de massa van het voertuig zo laag mogelijk zijn en de resulterende kracht zo groot mogelijk.

Kracht en verandering van beweging

5 K RACHTEN EN VERKEER DE STRAAT IS GEEN RACECIRCUIT! 1

Als je je rijbewijs voor motorvoertuigen behaald hebt, zul je heel wat kennis opgestoken hebben in verband met het verkeer.

Zo zul je zeker te weten komen dat er een verband is tussen de snelheid van een voertuig en de schade die het kan aanrichten.

In het volgende onderzoek ga je dat aan de hand van een experiment achterhalen.

ONDERZOEK 10 ONDERZOEKSVRAAG

Fig. 5.1

Welk verband is er tussen de snelheid van een autootje en de vervorming van aluminiumfolie?

risicoanalyse

2 HYPOTHESE

bovenaanzicht

3 BENODIGDHEDEN

houten plankjes voor tunnel aluminiumfolie speelgoedautootje plakband touw schaar massa's om de tunnel te fixeren

massa aluminiumfolie

tunnel van houten plankjes achterzijde touw

4 WERKWIJZE

speelgoedauto 1 Maak een tunneltje met de houten plankjes Fig. 5.2 (zie figuur 5.2). 2 Kleef aluminiumfolie (dubbel geplooid) aan één uiteinde van de tunnel. Let erop dat je onderaan een beetje ruimte laat zodat je het touw eronderdoor kunt trekken. 3 Maak een touw van ongeveer 1 m lang vast aan het autootje. 4 Plaats het tunneltje over het touw en zet er de massa's tegen zodat het niet kan verschuiven. 5 Teken een startlijn op ongeveer 80 cm voor de tunnel en plaats het autootje op die startlijn. 6 Trek aan het touw zodat het autootje traag rijdt. Noteer wat er gebeurt als het autootje tegen de aluminiumfolie botst. 7 Trek daarna aan het touw zodat het autootje iets sneller rijdt. Noteer ook nu wat er gebeurt met de aluminiumfolie. 8 Ten slotte zorg je ervoor dat het autootje met grote snelheid op de aluminiumfolie botst.

5 Krachten en verkeer

5 WAARNEMING vervorming aluminiumfolie

vautootje

matig

groot

klein

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Wat gebeurt er met de snelheid tijdens de botsing?

Speelt de massa van een voertuig ook een rol bij de veroorzaakte schade? ja / neen

Er wordt heel wat onderzoek uitgevoerd om systemen te ontwikkelen om de lichamelijke schade bij een botsing in het verkeer tot een minimum te herleiden. De laatste jaren zijn auto’s veel veiliger geworden.

PROEFVERSLAG

Bedenk eventueel een experiment om dit aan te tonen.

Al deze veiligheidsvoorzieningen worden eerst uitgetest in een crashtest. a

Bekijk de video en noteer wat er gebeurt als je geen gordel zou dragen in de auto tijdens een botsing.

Fig. 5.3

Kracht en verandering van beweging

VIDEO

Hieronder staat beschreven wat de gordel voor je doet als je een botsing meemaakt bij 50 km/h in amper enkele milliseconden. Zet de gebeurtenissen in de correcte volgorde. – – – – –

Inzittenden beginnen naar achteren te bewegen. Auto staat stil; verste verplaatsing van de inzittenden. Gordel wordt 10 % losser; inzittenden ‘vliegen’ naar voren. De gordelspanner wordt geactiveerd. Gordel is maximaal gespannen. 10 ms

25 ms

30 ms

90 ms

100 ms

De eerste auto met airbag rolde van de band in 1973. Ondertussen worden auto’s standaard uitgerust met airbags. De techniek wordt steeds meer verfijnd. Bekijk de video. Wat is de functie van airbags?

Fig. 5.4

Er is een groot aanbod aan autobanden. Er zijn brede, smalle, grote en kleine banden. Je kunt niet zomaar elk bandtype op iedere auto leggen.

VIDEO

–

Waarom rijden formule 1-wagens op heel brede banden? Zoek dit even op.

5 Krachten en verkeer

– Kleine wagens hebben vaak kleinere en smallere banden. Waarom is het niet verstandig om hier brede banden op te leggen? Zoek dit even op.

Fig. 5.5

Al die veiligheidsmaatregelen hebben weinig of geen effect als de snelheidsbeperkingen niet gerespecteerd worden. Heel wat mensen zijn geïrriteerd door snelheids- en trajectcontroles, maar beseffen niet welke gevaren hoge snelheden in het verkeer veroorzaken. Bij zware regenval verschijnt heel vaak de waarschuwing ‘Gevaar voor aquaplaning’ op de signalisatieborden boven de autosnelweg.

Bekijk de video.

VIDEO

– Wat is de oorzaak van aquaplaning?

– Bij welke hoeveelheid water wordt het gevaarlijk?

– Bij welke snelheid wordt de kans op aquaplaning veel groter?

– Hoe kun je aquaplaning voorkomen? Som vier maatregelen op.

Het is wetenschappelijk bewezen dat je remafstand groter wordt als je met een hoge snelheid rijdt. – Waarom is het belangrijk om voldoende afstand te houden ten opzichte van je voorganger?

Kracht en verandering van beweging

Fig. 5.6

– Als de chauffeur van een rijdende auto gevaar opmerkt, duurt het ongeveer 1 seconde vooraleer hij begint te remmen. Die tijd noemt men wel eens de schrikseconde (of reactietijd). De afstand die hij in die tijd nog aflegt, is de reactieafstand. De afstand die hij daarna tijdens het eigenlijke remmen aflegt, is de remafstand. De stopafstand is de som van de reactieafstand en de remafstand. Waarschijnlijk heb je nu het gevoel dat jij veel sneller kunt reageren. Je kunt jouw reactietijd meten met de applet. Hoe groot is je reactietijd?

APPLET

reactieafstand (m) 8

19,5

120

12,5

24,5

40,5

4,5

stopafstand (m)

remafstand (m)

snelheid (km/h)

– In de omgeving van de schoolpoort geldt er een snelheidsbeperking van 30 km/h. Vroeger was dat 50 km/h. Toon aan dat dit heel gevaarlijk was. Tip: bereken daarvoor de stopafstand met de gegevens in de tabel.

De snelheid heeft een grote invloed op de gevolgen van een botsing: hoe groter de snelheid, hoe groter de schade aan het voertuig.

De laatste jaren zijn de auto’s veel veiliger geworden: – Autogordels verhinderen dat de inzittenden zware letsels oplopen. – Ook airbags voorkomen ernstige kwetsuren. – Autobanden zorgen voor een goed contact met het wegdek zodat de auto minder zal slippen.

De stopafstand is de som van de reactieafstand en de remafstand. – De reactieafstand is de afstand die de auto nog aflegt voordat de rem wordt ingedrukt. – De remafstand is de afstand tijdens het remmen. Test jezelf: oefeningen 8 en 9

DE STRAAT IS GEEN RACECIRCUIT! In het verkeer moet je niet alleen rekening houden met je eigen veiligheid, maar ook met die van de andere weggebruikers. Aangepast rijgedrag is dan zeker nodig.

5 Krachten en verkeer

! a h A ! a h A

MINDMAP

wetten van Newton

tweede wet

optellen

eerste wet (traagheidswet)

massa

samenwerken – tegenwerken

KRACHTEN

verkeer

snelheid – botsing

vectoriële grootheid F

stopafstand veiligheid

Kracht en verandering van beweging

CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik kan een kracht voorstellen als een vectoriële grootheid met een aangrijpingspunt, grootte, zin en richting. Ik kan een krachtvector tekenen met de juiste symbolen en de passende index voor de situatie.

Ik kan het begrip ‘gewicht’ toelichten. Ik kan het verschil omschrijven tussen massa en gewicht.

Ik kan het gewicht (G ) en de normaalkracht (Fn ) tekenen als een krachtvector in een gegeven situatie.

Ik kan het begrip ‘wrijvingskracht’ toelichten.

Ik kan het begrip ‘normaalkracht’ toelichten.

Ik kan de resulterende kracht berekenen in een gegeven situatie aan de hand van de kop-staartmethode. Ik kan de resulterende kracht berekenen in een gegeven situatie aan de hand van de parallelmethode.

Ik kan de eerste wet van Newton uitleggen in eigen woorden.

Ik kan de tweede wet van Newton uitleggen in eigen woorden.

Ik kan de eerste en de tweede wet van Newton herkennen in voorbeelden uit het dagelijks leven.

Ik kan voorbeelden uit het dagelijks leven opsommen waarbij de eerste wet van Newton herkenbaar is.

Ik kan voorbeelden uit het dagelijks leven opsommen waarbij de tweede wet van Newton herkenbaar is. Ik kan met voorbeelden uit het verkeer het gevaar van grote resulterende krachten toelichten.

Ik kan technische toepassingen rond verkeersveiligheid opsommen.

Ik kan de noodzaak van het verantwoord gedrag van een bestuurder in het verkeer toelichten. invullen bij je Portfolio.

Je kunt deze checklist ook op

AHA!

TEST JEZELF Teken de krachten die werkzaam zijn tijdens de getoonde activiteit. Tijdens het touwtrekken wordt er aan beide zijden van het touw even hard getrokken.

Welke eigenschappen heeft de getekende kracht?

Grootte: Richting:

Zin:

Teken de resulterende kracht met de parallelmethode in de onderstaande situatie.

Pr 72

Fhb(1000N)

Je kunt een slee gemakkelijker trekken in de sneeuw dan op het gras. Geef hiervoor een verklaring.

Aangrijpingspunt:

Kracht en verandering van beweging

Een persoon staat rechtop in een tram, in de rijrichting, en houdt een van de horizontale staven vast die als steun boven in de tram zijn bevestigd. De tram voert tijdens de rit verschillende manoeuvres uit: 1 2 3 4 5 6

de tram versnelt de tram vertraagt de tram staat stil de tram rijdt aan 40 km/h de tram maakt een bocht naar rechts de tram maakt een bocht naar links

de passagier staat rechtop:

–

de passagier leunt naar voren:

–

de passagier leunt naar achteren:

–

de passagier leunt naar het linkerraam toe:

–

de passagier leunt naar het rechterraam toe:

–

Waarom moet een auto met een caravan harder op het gaspedaal duwen om dezelfde snelheid te krijgen?

Waarom kun je met een speedpedelec grotere snelheden halen dan met een gewone fiets?

Waarom is het opdrijven van een bromfiets zeer gevaarlijk als je rekening houdt met de tweede wet van Newton?

De houding van de passagier verandert tijdens de rit. Schrijf bij elke situatie het nummer dat erbij hoort. Er kunnen ook meerdere nummers bij horen.

Waarom is het rijden met kale banden gevaarlijk in het verkeer?

Verder oefenen? Ga naar

Test jezelf

Pr © VA

Rol van micro- organismen

Micro-organismen

bacteriën

virussen

wieren

schimmels

eencelligen

1 DIVERSITEIT IN MICRO-ORGANISMEN 2 POSITIEVE ROL VAN MICRO-ORGANISMEN 3 BESTRIJDEN VAN SCHADELIJKE MICRO-ORGANISMEN

Wat weet ik al over dit thema?

Moet je je sportkleren wassen na elke work-out?

Tijd voor eerlijkheid: hoe vaak was jij je sportkleren? Na elke work-out? Na een paar bezo ekjes aan de sportschool? Wanneer je kleren een luchtje beginnen te krijgen? Feit is dat er geen regel bestaat die zegt hoe vaak je je sportkleren moet wassen. Al zijn er natuurlijk wel enkele richtlijne n. Bron: HLN.be - 30/09/2019 - dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifi eke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@ license2publish.be.

mming van de uceerd met toeste ikel werd gereprod art te maken dit uit 18 erp /20 rw /06 het voo Bron: HLN.be - 20 hergebruik dient o@ ense2Publish: inf voorbehouden. Elk n Lic hte ap rec sch e all oot er, nn sve uitgev ing van de beheer mm ste toe eke cifi van een spe license2publish.be.

Wat wil ik nog te weten komen?

Ontdek deze en nog andere opties op

Rol van micro-organismen

1 D IVERSITEIT IN M ICRO-ORGANISMEN 1.1

In de dagelijkse nieuwsberichten kun je niet meer omheen ‘micro-organismen’ of ‘microben’. a

Wat betekent ‘micro-organisme'? Zoek de informatie eventueel op het internet.

ZE ZITTEN OVERAL!

Microbiologie is een wetenschap die organismen onderzoekt die te klein zijn om met het blote oog te kunnen waarnemen. Ze bestudeert bacteriën, virussen, sommige schimmels en sommige parasieten.

sommige schimmels mycologie

microbiologie

parasitologie

bacteriën

virussen

sommige parasieten

Fig. 1.1

Wetenschappers zijn het er niet over eens of virussen al dan niet bij de levende organismen kunnen gerekend worden. Virussen hebben immers de cel van een plant of een dier nodig om zich te kunnen voortplanten, en leven dus niet zelfstandig. Die laatste eigenschap is voor veel wetenschappers een onderdeel van de definitie van leven. In de medische wereld worden virussen wel bij de micro-organismen gerekend omdat het ziekteverwekkers zijn, net zoals bacteriën.

Fig. 1.2

Bestudeer de volgende nieuwsberichten die je vindt bij het onlinelesmateriaal en noteer welk microorganisme er besproken wordt.

1 Diversiteit in micro-organismen

Zoek op internet van elk organisme uit opdracht b op om welk type van micro-organisme het gaat en noteer dat onder de naam.

Je ontdekte dat je de micro-organismen voorlopig in drie grote groepen kunt opdelen. Welke? In het volgende hoofdstuk leer je ze beter kennen.

–

Zijn microben en bacteriën hetzelfde? Verklaar.

Bacteriën en schimmels (zoals gisten) kun je meestal niet met het blote oog zien, maar je kunt ze wel zichtbaar maken.

Bacteriën en schimmels maken gebruik van de voedingsstoffen die in de voedingsbodem voorkomen om te groeien en zich te vermenigvuldigen. Op die manier kan een bacterie uitgroeien tot een kolonie. Zo’n kolonie kun je zelfs met het blote oog zien; het ziet eruit als een al dan niet gekleurd bultje op de voedingsbodem. Schimmels herken je aan een ‘harig’ kussentje, meestal wit tot blauwgroen gekleurd. Noteer naast de foto of het om een schimmel of een bacterie gaat.

Fig. 1.3

Rol van micro-organismen

Er komen heel veel micro-organismen voor in jouw directe omgeving. Hoe ze daar terechtkomen, bewijst het volgende onderzoek.

ONDERZOEK 1 – DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG Hoe komen micro-organismen op bijvoorbeeld ons voedsel terecht?

2 HYPOTHESE

vijf petrischalen (met deksel erop) met voedingsbodem alcoholstift zeep ontsmettingsalcohol propere handdoek

3 BENODIGDHEDEN

risico analyse

4 WERKWIJZE

Fig. 1.4

1 Nummer de bodem en het deksel van elke petrischaal van 1 tot 5 met de alcoholstift. 2 Zet petrischaal 1 aan de kant zonder er iets mee te doen. Die schaal is het vergelijkingsmateriaal. 3 Open petrischaal 2 en stel ze gedurende een tiental minuten bloot aan de lucht. Raak de voedingsbodem zeker niet aan. Daarna sluit je de petrischaal en plaats je ze naast de eerste petrischaal. 4 Bij petrischaal 3 druk je de beide duimen stevig in de voedingsbodem, sluit ze af en plaats ze naast de andere petrischalen. 5 Was je handen zeer zorgvuldig met veel zeep en water en droog ze af met de propere handdoek. Neem petrischaal 4 en druk beide duimen opnieuw stevig in de voedingsbodem. Sluit de petrischaal en zet ze in het rijtje. 6 Voor petrischaal 5 mag je zelf iets bedenken. Noteer hieronder wat je gaat doen met de voedingsbodem.

7 Laat de petrischalen bij kamertemperatuur staan gedurende ongeveer twee dagen en noteer je waarnemingen. 8 Bekijk de petrischalen opnieuw na vijf dagen en noteer je waarnemingen.

5 WAARNEMING petrischaal

na twee dagen

na vijf dagen

1 Diversiteit in micro-organismen

na vijf dagen

na twee dagen

petrischaal

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Micro-organismen komen voor in de lucht, op onze handen en op andere voorwerpen die we dagelijks gebruiken. Door gewone handelingen kunnen ze op ons voedsel terechtkomen, waar de micro-organismen zich kunnen vermenigvuldigen.

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Hoe verklaar je het verschil in aantal micro-organismen in de verschillende petrischalen?

Welke voorwerpen/plekken zijn het rijkst aan micro-organismen? Had je dat verwacht? Waarom wel/waarom niet?

Rol van micro-organismen

Hoe kun je aan je voedingsbodem zien dat je misschien verschillende soorten microorganismen hebt teruggevonden?

Op welke manier zou je de verspreiding van de micro-organismen (nog) beter kunnen tegenhouden?

Interessant om weten

Bacteriën planten zich voort door zich in twee te delen. In optimale omstandigheden kunnen sommige bacteriën zich elke twintig minuten delen.

Even rekenen? Na 1 uur zijn er dan al 8 bacteriën. Na 2 uur zijn er dat 64. Na 3 uur zijn er 512 bacteriën. … Na 6 uur is het aantal bacteriën toegenomen tot meer dan 250 000. Geen wonder dat ze ons zo snel ziek kunnen maken.

Fig. 1.5

De term micro-organismen (of microben) is een verzamelnaam voor organismen die erg klein zijn. Ze zijn niet te zien met het blote oog. In de microbiologie worden die organismen bestudeerd: o.a. bacteriën, virussen en schimmels.

In de medische wereld worden virussen bij de micro-organismen gerekend, omdat het ziekteverwekkers zijn, maar eigenlijk zijn het geen echte micro-organismen. Test jezelf: oefeningen 1 en 2

ZE ZITTEN OVERAL!

Overal om je heen zitten micro-organismen: in de lucht, op je huid, in je mond, op je voedsel … Ze zitten werkelijk overal.

1 Diversiteit in micro-organismen

1.2

De organismen uit de microbiologie hebben typische kenmerken en eigenschappen. Met de volgende opdrachten krijg je een overzicht van de uitwendige verschillen. a

Plaats de juiste term bij de correcte afbeelding. Kies uit: virus – pantoffeldiertje – gistcel – bacterie

BACTERIËN VERSCHILLEN VAN VIRUSSEN ALS EEN MUG VAN EEN OLIFANT

Fig. 1.7

Wat valt je op als je de grootte vergelijkt?

lk type uit opdracht a is microscopisch klein. De ene is nog kleiner dan de andere. E Je hebt dus verschillende microscopen nodig om ze te kunnen waarnemen.

Fig. 1.9

Fig. 1.8

Fig. 1.6

plantaardige en dierlijke cellen chloroplast

eiwit

kikkervisje

aminozuur

atoom

virus menselijke eicel

bacterie

elektronenmicroscoop lichtmicroscoop

Fig. 1.10

Zo kun je een cel en een bacterie al waarnemen met een

, maar

zul je om een virus te spotten een beroep moeten doen op een

Rol van micro-organismen

De eenheid waarin de grootte van bacteriën en cellen wordt uitgedrukt, is de micrometer. Voor virussen werkt men met de nanometer. Wat is het verschil tussen beide? – Een micrometer (μm) komt overeen met . Dat is het deel van een millimeter. – Een nanometer (nm) komt overeen met . Dat is het deel van een millimeter. Het grootste virus is slechts zo groot als de kleinste bacterie. Bacteriën en virussen zien er ook helemaal anders uit. Zoek op het internet het grootste verschil tussen een bacterie en een virus op het vlak van bouw.

Benoem de aangeduide celorganellen op de afbeelding van een bacterie. Denk hiervoor onder andere terug aan de leerstof uit de eerste graad.

Fig. 1.11

1 Diversiteit in micro-organismen

Is een bacterie een plantaardige of een dierlijke cel? Verklaar. De afbeeldingen van de dierlijke en de plantaardige cel en figuur 1.11 helpen je op weg. celmembraan celmembraan

celkern met DNA celkern met DNA

celwand Fig. 1.12

kern met DNA kern met DNA

celmembraan celmembraan celwand

Een virus heeft een totaal andere bouw dan een bacterie. Bespreek de opbouw van een virus aan de hand van de onderstaande afbeelding van het hiv. Zoek informatie op het internet en vul de legende aan.

legende

naam

Fig. 1.13

of DNA of RNA

omschrijving / functie

een

Fig. 1.14

een

(alleen aanwezig bij

dat bestaat uit vetten en

dierenvirussen)

materiaal van de gastheercellen, al dan niet voorzien van

Rol van micro-organismen

(= uitsteeksels)

Bacteriën verschillen ook onderling van elkaar. Er bestaan heel wat variaties. Zet de belangrijkste types in de tabel hieronder op een rijtje, elk met een aantal typerende kenmerken en vertegenwoordigers. De ontdekplaat helpt je zeker en vast bij het verzamelen van de nodige informatie.

type

ontdekplaat

kenmerken

Kokken zijn

Ze kunnen

De foto toont stafylokokken; zij verspreiden onder meer ernstige ziektes. Het dodelijkste voorbeeld is de Streptococcus pyogenes, ook wel

Fig. 1.15

de genoemd. Bacillen zijn

Bij vermenigvuldiging ontstaat aan een dochtercel.

Het voorbeeld op de foto is verantwoordelijk voor .

Ook de bacterie die in de middeleeuwen verantwoordelijk was voor de zwarte dood of de , was een bacil.

Fig. 1.16

Vibrionen of zijn gebogen staafjes.

Het bekendste voorbeeld uit deze groep is Vibrio cholera, verantwoordelijk

Fig. 1.17

voor de ziekte

Spirillen (ook wel genoemd) zijn spiraalvormig opgerolde staafjes. Ze komen voor in afval en water dat rijk is aan waterstofsulfide. Treponema pallidum veroorzaakt de ziekte .

Fig. 1.18

1 Diversiteit in micro-organismen

Ook virussen verschillen onderling van elkaar qua uitzicht. Zo is de af- of aanwezigheid van een virusenveloppe een belangrijk criterium bij de indeling van virussen. Vul de tabel verder aan, aan de hand van de ontdekplaat bij opdracht 2. Dit is een typisch voorbeeld van een virus met/zonder enveloppe. Het gaat om het coronavirus, waarbij verschillende in de omhullende vetlaag ingebed zijn.

werkt goed tegen deze virussen, omdat ze

inwerkt op de vetlaag. Ze lost de vetlaag op in water, waardoor het virus

en niet meer is. Andere voorbeelden van virussen met deze structuur zijn:

Fig. 1.19

Dit is een typisch voorbeeld van een virus met/zonder enveloppe. Je noemt ze naakte virussen.

Ze bestaan enkel uit die omringd zijn door een .

Voorbeelden van dergelijke virussen zijn: rhinovirus ( ), norovirus ( ) en papillomavirus (veroorzaakt ).

Fig. 1.20

Bacteriën en virussen verschillen ook van elkaar op het vlak van voortplanting. Bekijk de video en omschrijf het verschil in je eigen woorden.

Rol van micro-organismen

VIDEO

Hoe dringt een virus een gastcel binnen? Vul stap 1 tot en met 3 in de tabel aan door de video te bekijken.

VIDEO

Stap 1

Stap 2

Stap 3 Stap 4

Het virus infecteert het lichaam.

Virussen en bacteriën verschillen niet alleen op het vlak van bouw. Ook hun voortplanting en werking zijn anders.

Virussen zijn veel kleiner dan bacteriën. De grootte van een virus wordt uitgedrukt in nanometer (symbool: nm; 10–9m), terwijl de grootte van bacteriën uitgedrukt wordt in micrometer (symbool: μm; 10–6 m).

Een virus is een stukje erfelijk materiaal omringd door eiwitten. Het bestaat, afhankelijk van de soort, uit twee tot drie onderdelen: het nucleïnezuur met erfelijk materiaal, de eiwitmantel en eventueel de omringende enveloppe. Een bacterie is een eencellig organisme dat verschillende celorganellen bevat. Het erfelijk materiaal ligt niet in een celkern, maar ligt los in het cytoplasma. Er bestaan verschillende soorten bacteriën met elk een totaal ander uitzicht. Test jezelf: oefeningen 3 en 4

BACTERIËN VERSCHILLEN VAN VIRUSSEN ALS EEN MUG VAN EEN OLIFANT Bacteriën en virussen worden wel eens met elkaar verward, maar toch verschillen ze echt heel grondig van elkaar, evenveel dus als een mug van een olifant.

1 Diversiteit in micro-organismen

1.3 1

ER LEVEN PADDENSTOELEN IN HUIS!

Je hebt het ongetwijfeld al een keertje meegemaakt: je neemt een stukje brood en het vertoont blauwe vlekken, of je proeft bijna van een brokje kaas met witte haartjes … Ook dat zijn voorbeelden van micro-organismen. a

Over welk micro-organisme gaat het hier?

Fig. 1.21

Hoe verklaar je dat je deze micro-organismen met het blote oog kunt waarnemen?

Zijn deze micro-organismen altijd gevaarlijk? Zoek het even op en verklaar het aan de hand van een concreet voorbeeld. Denk ook terug aan de leerstof uit de eerste graad.

Schimmels zijn volledig anders opgebouwd dan virussen en bacteriën.

Op de foto’s zie je links de ‘penseelschimmel’ en rechts ‘gist’. Beschrijf de verschillen in de bouw.

Fig. 1.22

Fig. 1.23

Rol van micro-organismen

De voortplanting bij schimmels is heel speciaal. Ze kan, afhankelijk van de soort, zowel geslachtelijk als ongeslachtelijk gebeuren. a

Leg aan de hand van de afbeelding hieronder de ongeslachtelijke vermenigvuldiging bij eencellige schimmels uit. ontwikkelende knop

dochterknoppen

moedercel

Fig. 1.24

Naast knopvorming kan de ongeslachtelijke vermenigvuldiging ook gebeuren door het vormen van extra schimmeldraden.

Schimmels vormen een aparte groep binnen de micro-organismen. Je kunt ze vaak met het blote oog waarnemen omdat ze grote groepen vormen die aan elkaar ‘vastkleven’.

Ze verschillen in bouw van de virussen en de bacteriën en hebben een bijzondere manier van voortplanting: – Schimmels kunnen zowel eencellige als meercellige organismen zijn. – Schimmels kunnen zich geslachtelijk voortplanten of ongeslachtelijk vermenigvuldigen (met knopvorming of door het vormen van extra schimmeldraden). Niet alle schimmels zijn schadelijk voor de gezondheid.

Test jezelf: oefeningen 5 en 6

Interessant om weten

Het grootste organisme op aarde is een schimmel. De Sombere Honingzwam (Armillaria ostoyae) heeft een wereldwijde verspreiding. In 1998 werd in Malheur National Forest in de Amerikaanse staat Oregon een ongewoon zware boomsterfte vastgesteld. Onderzoek wees uit dat de bomen bijna allemaal geïnfecteerd waren met deze Honingzwam. De grootste afstand tussen de geïnfecteerde bomen was bijna vier kilometer. Fig. 1.25 Hieruit kon de grootte van de zwamvlok (het ondergrondse netwerk van alle draden van de schimmel) worden opgemaakt; hij nam maar liefst 965 hectare in beslag. Dat is evenveel als 1665 voetbalvelden. Bovendien werd het organisme op 2400 tot 8650 jaar oud geschat.

ER LEVEN PADDENSTOELEN IN HUIS! Paddenstoelen in huis zijn de nachtmerrie voor iedere huiseigenaar. Ze zien er misschien onschuldig uit, maar vaak zijn ze dat echt niet. Dikwijls zijn ze een signaal voor een vochtprobleem in de woning en dat kan erg nadelig zijn voor zowel de woning als de gezondheid.

1 Diversiteit in micro-organismen

2 P OSITIEVE ROL VAN MICRO-ORGANISMEN MICRO-ORGANISMEN VEROVEREN OOK DE SUPERMARKT

De volledige verzameling van micro-organismen die op en in ons lichaam leven, noem je voortaan het microbioom.

Micro-organismen hebben vaak een slechte reputatie, maar toch zijn er ook veel nuttige bacteriën en virussen. – Bacteriën zijn afvalopruimers in de natuur, ze worden toegevoegd aan voedingsmiddelen om bepaalde omzettingen in andere stoffen te bekomen en ze spelen een belangrijke rol in de goede werking van de darmflora. – Virussen (bv. bacteriofagen) kunnen schadelijke bacteriën vernietigen en ons zelfs beschermen tegen ziekte. In de eerste graad leerde je dat bacteriën een belangrijke rol spelen bij de spijsvertering. Denk maar aan de werking van de darmflora. Ook op andere plaatsen in het menselijk lichaam zijn ze onmisbaar.

Omschrijf het nut van het microbioom in de darmen.

Fig. 2.1

INFO MICROBIOOM

Los de volgende opdrachten op met behulp van de link achter de QR-code.

Waar of niet waar? Verklaar. ‘Je kunt de bacteriën in je darmen niet aanvullen.’

Fig. 2.2

Waarom is het microbioom van de huid zo belangrijk?

Rol van micro-organismen

Hoe verklaar je dat producenten van schoonheidsproducten in de farmaceutische sector inzetten op een zogenaamde ‘milde reiniging van het gelaat’?

Een concreet voorbeeld van hoe bacteriën aan voeding worden toegevoegd, vind je bij het maken van kaas.

ONDERZOEK 2 1

Fig. 2.3

ONDERZOEKSVRAAG

Uit welk deel van de melk wordt er kaas gemaakt?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

kookpot zeef twee plastieken bekertjes mengkom lepel volle melk kefir kruiden schoteltje

Fig. 2.4

4 WERKWIJZE

1 Meng de kefir door de melk. 2 Warm de melk op tot juist onder het kookpunt. Let op: tijdens het opwarmen, mag je niet roeren in de melk. 3 Wacht een drietal minuten. 4 Schep de bovendrijvende vlokken af met de zeef en breng ze in de mengkom. 5 Voeg naar smaak enkele kruiden toe zoals peper, zout ... 6 Prik gaatjes in de bodem van een plastieken bekertje. 7 Vul 1/3 van de beker met het mengsel van vlokken en kruiden. 8 Vul het andere bekertje met water en plaats het boven op het mengsel in het eerste bekertje. Je hebt dus een soort pers gemaakt. Zet de beide bekertjes op het schoteltje. 9 Laat de bekertjes gedurende een dag op elkaar staan. 10 Haal het kaasje uit de vorm. 11 Proef van je eigengemaakte kaas en van die van je klasgenoten.

2 Positieve rol van micro-organismen

5 WAARNEMING a

Wat gebeurt er bij stap 3?

Wat proef je bij stap 11?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Wie heeft de lekkerste kaas gemaakt?

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Waarom moet je de melk aan de kook brengen?

Waarom laat je de twee bekertjes een dag op elkaar staan?

Interessant om weten

Kefir is oorspronkelijk afkomstig uit de Kaukasus (een gebergte op de uiterste zuidoostelijke grens van Europa en het westen van Azië) en werd vermoedelijk ontdekt door een volk met de naam ‘Osseten’. Die stonden toen bekend om hun vitaliteit, hun hoge ouderdom en hun buitengewone gezondheid. Kefir heeft positieve effecten op het maag-darmstelsel en is rijk aan mineralen en vitaminen. Het geheim van de Osseten werd eeuwenlang bewaard. Pas in het begin van de 19e eeuw is het kefir-effect bekend geworden bij het grote publiek. Sindsdien is kefir wereldwijd de ‘drank van de honderdjarigen’ geworden en synoniem voor een dagelijkse bron van vitaliteit. Fig. 2.5

Rol van micro-organismen

Je kent ongetwijfeld nog andere voorbeelden waarbij micro-organismen op een positieve manier ingezet worden. a

Noteer een vijftal voorbeelden. Vermeld zeker om welk soort micro-organisme het gaat.

Bekijk de video via de QR-code en beschrijf het grote voordeel van de cyanobacterie.

VIDEO

Fig. 2.6

De meeste bacteriën zijn onschadelijk voor de mens. Sommige zijn zelfs erg nuttig en zorgen voor een optimale werking en bescherming van het menselijk lichaam.

De volledige verzameling van micro-organismen die op en in ons lichaam leven, is het microbioom.

Bacteriën worden aan voedingsmiddelen toegevoegd. Ook in de farmaceutische sector wordt er ingezet op producten die het microbioom beïnvloeden. Test jezelf: oefening 7

MICRO-ORGANISMEN VEROVEREN OOK DE SUPERMARKT In de supermarkten vind je tegenwoordig een uitgebreid gamma aan melkdrankjes met probiotica, producten waar micro-organismen aan toegevoegd zijn voor de smaak enzovoort.

2 Positieve rol van micro-organismen

3 B ESTRIJDEN VAN SCHADELIJKE MICRO-ORGANISMEN STERKER DAN JE DENKT! Micro-organismen kunnen ons leven negatief beïnvloeden. Gelukkig zijn er middelen om ze te bestrijden.

Lees het artikel dat achter de QR-code zit en los de vragen op. Bekijk ook zeker de video. Voor de antwoorden mag je ook extra informatie opzoeken. Over welk type micro-organisme gaat dit artikel?

Met welk geneesmiddel wordt dit micro-organisme normaal gezien behandeld?

Met welk probleem wordt de wereld van de geneeskunde meer en meer geconfronteerd en wat betekent dat?

Welke bacteriën vallen onder de groep van multiresistente bacteriën?

Wat zijn breedspectrumantibiotica?

Wat is de tegenhanger van breedspectrumantibiotica en waarom worden deze door artsen bij voorkeur gebruikt?

VIDEO

ARTIKEL

Rol van micro-organismen

Op welke manieren kan de geneeskunde strijd voeren tegen resistente bacteriën?

Hoe wordt er in het artikel verklaard dat antibiotica nog te vaak onterecht worden voorgeschreven?

Wat versta je onder ‘bacteriofaagtherapie’ en hoe verklaar je dat deze therapie niet altijd wordt aangewend in onze ziekenhuizen?

Een belangrijk item binnen sensibilisering is het gebruik van posters en reclamespotjes. Op de website achter de QR-code vind je hiervan verschillende voorbeelden.

WEBSITE

ANTIBIOTICA Gebruik ze goed en enkel als het moet! Fig. 3.1

Fig. 3.2

Het gebruik van antibiotica kent volgens deze website ook enkele vuistregels. Welke?

3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

De ontdekking van penicilline gebeurde in 1928 en was eigenlijk een toevallige ontdekking. Welke wetenschapper heeft een belangrijke rol gespeeld bij de ontdekking van dat antibioticum? Zoek via het internet informatie over hem en vul zijn ‘identiteitskaart’ in.

Verdienste op wetenschappelijk vlak:

VIDEO

Hoe deed hij de ontdekking?

Naam:

Geboren:

Overleden:

Nationaliteit:

Je weet al dat bacteriën kunnen worden bestreden met behulp van antibiotica. Die hebben echter geen enkel effect op virussen en kun je dus niet gebruiken bij een virusinfectie. Maar hoe kun je virussen dan wel bestrijden?

Fig. 3.3

Bekijk de video via de QR-code.

Op welke manieren kun je virussen in het lichaam bestrijden?

Wat is het algemene principe van de werking van een vaccinatie?

Rol van micro-organismen

VIDEO

Bespreek de eerste twee verschillende types van vaccinatie aan de hand van de video.

omschrijving

type 2

voordelen

nadelen

wordt niet vaak gebruikt

testing op mensen is nodig

De volgende vragen kun je oplossen door informatie in te winnen op de website. Beide types van vaccins hebben een gemeenschappelijke werking. Welke? Je kunt het antwoord formuleren aan de hand van figuur 3.4. WEBSITE

extra informatie

type 1

Fig. 3.4

3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

Is vaccinatie een voorbeeld van actieve of passieve immunisatie? Wat is het verschil?

Op welke andere manieren kan het lichaam aan (natuurlijke) passieve immunisatie doen?

Je kunt gevaccineerd worden met levende (maar verzwakte virussen) of met dode virussen. Plaats een kruisje in de juiste tabel voor elk vaccin. ziekte

verzwakt, levend virus

polio (kinderverlamming)

dood virus

mazelen

griepvaccin (influenza)

rode hond

bof

Beschermt een vaccin je levenslang? Verklaar en geef een voorbeeld.

rotavirus

meningitis (hersenvliesontsteking)

Rol van micro-organismen

Fig. 3.5

Interessant om weten Virussen besmetten niet alleen mensen, maar kunnen ook andere organismen besmetten. Meestal zijn virussen specifiek voor bepaalde organismen. Toch worden soms virussen overgedragen van gewervelde dieren op de mens, zoals SARS-CoV-2. Dergelijke ziekte noemt men een zoönose. Veel ziektes zijn begonnen als zoönose, zoals onder andere ebola, hiv, lyme, pokken en rabiës.

rabiësvirus

Fig. 3.6

Rabiës is het virus dat hondsdolheid veroorzaakt. Mensen lopen het meestal op na een beet of via speeksel van geïnfecteerde honden, katten, vossen, vleermuizen of apen. Het is een dodelijke ziekte die niet in ons land voorkomt, maar wel opgelopen kan worden in Oost-Europa en Azië.

Bacteriën en virussen kunnen mensen ziek maken. Het bestrijden ervan verschilt.

Een infectie veroorzaakt door bacteriën kan behandeld worden met behulp van antibiotica. – Er moet goed mee omgesprongen worden zodat de bacteriën niet resistent worden. – Er bestaat een verschil tussen breed- en smalspectrumantibiotica. – De ontdekking van penicilline gebeurde in 1928 door Alexander Fleming.

Een infectie met een virus kan tegengegaan worden door immunisatie. – Dit kan zowel passief (via vaccinatie, moedermelk of navelstrengbloed) als actief door de ziekte zelf door te maken. – Het lichaam maakt antistoffen aan om het virus onschadelijk te maken. – Bij een vaccinatie worden er verzwakte of dode virussen (of deeltjes ervan) in het lichaam ingespoten. Het lichaam maakt ook hier antistoffen om een eventuele toekomstige infectie te bestrijden. – Vaccins bieden geen levenslange bescherming en dienen soms, afhankelijk van de ziekte, herhaald te worden.

Test jezelf: oefeningen 8, 9 en 10

STERKER DAN JE DENKT!

Micro-organismen zijn microscopisch klein, maar toch is het niet vanzelfsprekend om ze te bestrijden. Soms blijken ze zelfs onaantastbaar en heel sterk te zijn.

3 Bestrijden van schadelijke micro-organismen

! a h A ! a h A

SCHEMA

micro-organismen

•

kleiner dan

•

(nm)

• bouw: tot delen: nucleïnezuur met , de eventueel de omringende

•

: met gastcel

• kunnen niet/wel bestreden worden met

• of immunisatie

•

groter dan

•

(µm)

• bouw: eencellig organisme met

• : door te delen

• kunnen niet/wel bestreden worden met ; opletten voor

• meestal onschadelijk, ook in het lichaam aanwezig =

•

bouw: eencellig of meercellig organisme

• : ongeslachtelijke vermenigvuldiging ( of ) of geslachtelijke voortplanting

100

Rol van micro-organismen

CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik kan micro-organismen herkennen op basis van een beschrijving. Ik kan het begrip ‘micro-organisme’ definiëren.

Ik kan bacteriën en schimmels herkennen onder de microscoop. Ik kan virussen, bacteriën en schimmels van elkaar onderscheiden op basis van hun bouw.

Ik weet dat ‘micro-organismen’ een overkoepelende term is.

Ik kan virussen, bacteriën en schimmels van elkaar onderscheiden op basis van hun voortplanting.

Ik ken het vakgebied van de microbiologie.

Ik kan voorbeelden opsommen van de rol van micro-organismen in verschillende domeinen. Ik weet hoe micro-organismen ons voedsel kunnen besmetten.

Ik begrijp de werking van antibiotica.

Ik weet dat hygiëne heel belangrijk is bij het voorkomen van de verspreiding van micro-organismen.

Ik ken het verschil tussen breed- en smalspectrumantibiotica.

Ik kan het effect van antibiotica op bacteriën uitleggen. Ik kan verklaren hoe antibioticaresistentie ontstaat.

Ik kan het belang van een microbioom bespreken aan de hand van enkele voorbeelden.

Ik begrijp het belang van vaccinatie.

Ik ken het verschil tussen passieve en actieve immunisatie. invullen bij je Portfolio.

Je kunt deze checklist ook op

AHA!

101

TEST JEZELF Hoeveel verschillende kolonies kun je zien op de foto? Verklaar je antwoord.

Welke micro-organismen herken je op de afbeelding? Noteer de namen in de kadertjes.

102

Rol van micro-organismen

Welk type bacterie herken je op de afbeelding? Noteer de namen in de kadertjes. Kies uit: bacillen – vibrionen – spirillen – kokken

Passen de volgende uitspraken bij een virus of bij een bacterie? Kruis aan. uitspraak

bacterie

Het is erg besmettelijk.

virus

De meest voorkomende van die organismen zijn 1-5 µm lang.

Lijkt in bouw op een echte cel, maar heeft enkele andere onderdelen. Hecht zich vast aan een gastheer en geeft zo zijn materiaal door.

Plant zich voort door in twee te delen.

Bekijk de onderstaande afbeeldingen en koppel de juiste tekening aan het juiste organisme.

Kan zich niet voortplanten buiten het lichaam van de gastheer.

tekening 1

gist

tekening 2

dierlijke cellen

tekening 3

cellen van een grassprietje

Test jezelf

103

Zijn de volgende foto’s voorbeelden van een meercellige of een eencellige schimmel? Geef een verklaring.

Niet elk micro-organisme heeft een schadelijk effect. Leg uit aan de hand van een concreet voorbeeld.

Hoe werkt antibiotica in de strijd tegen ziektes? Duid het juiste antwoord aan.

Door antibiotica worden alleen bacteriën onschadelijk gemaakt. Door antibiotica worden alleen virussen onschadelijk gemaakt. Door antibiotica worden zowel bacteriën als virussen onschadelijk gemaakt. Door antibiotica wordt het lichaam aangezet tot het maken van meer antistoffen. De bacterie MRSA is resistent voor veel verschillende antibiotica. Wat betekent dat?

10 Hoe verklaar je dat je in je kindertijd het vaccin tegen rode hond, mazelen en bof in één inspuiting samen hebt gekregen en dat dit op 10-11-jarige leeftijd moet worden vernieuwd?

Verder oefenen? Ga naar

104

Rol van micro-organismen

Van ohm tot joule

1 OVER STROOMKRINGEN EN SCHAKELINGEN 2 ELEKTRISCHE LADINGEN 3 GELEIDERS EN ISOLATOREN 4 ELEKTRISCHE SPANNING 5 ELEKTRISCHE STROOMSTERKTE 6 ELEKTRISCHE WEERSTAND 7 DE WET VAN OHM 8 HET JOULE-EFFECT

Wat weet ik al over dit thema?

Bron: EOS

dent.nl

Bron: www.duurzamestu

Een kleine brandstofcel die zweet omzet in stroom moet ervoor zorgen dat wearables nooit meer aan de lader hoeven. Eén van de grootste bezwaren tegen wearables is dat je ze regelmatig moet opladen. De oplossing volgens enkele onderzoekers van de Amerikaanse University of San Diego? Laad ze op met je zweet. Wat wel toepasselijk is, aangezien veel slimme horloges en fitnessarmbanden net ontworpen zijn om je aan te zetten tot sporten – en dus zweten. Het batterijprobleem houdt fabrikanten van wearables al lang bezig. Een typische smartwatch kan maar enkele dagen functioneren vooraleer hij aan de lader moet. Een denkspoor dat al een tijdje op tafel ligt, is werken via zogeheten bioenergy harvesting. De batterij van de wearable krijgt dan stroom door de energie die het lichaam zelf opwekt – bijvoorbeeld door te bewegen.

Is je batterij steeds sneller leeg? Stelt je veelbelovende nieuwe materiaal toch wat teleur? Misschien zijn de . atomen ‘stout’ geweest en ontsnapt en atom of spelt voor k Mijn onderzoe braaf of stout zullen zijn. Ik ben natuurkundige en ik tel atomen die in rijtjes staan en die het soms moeilijk hebben om te blijven staan. Samen vormen tientallen van die atomen een heel klein nanomateriaal. Klein, maar des te intrigerender. Nanomaterialen kunnen werkelijk voor allerlei veelbelovende toepassingen ingezet worden. Van batterijen tot zonnepanelen, van zonnecrème tot de uitstoot van een auto – op voorwaarde dat alle atomen braaf blijven staan.

Bron: EOS

Ons elektriciteitsnet werkt sinds jaar en dag op basis van 50 of 60 Hz wisselspanning (AC). Historisch gezien was dit de juiste keuze, maa r naarmate we meer elektriciteit gebruiken, lokaal opwekken en bufferen, stellen onderzoekers dit paradigma meer en meer in vraag. Deze expert talk, geschreven door Giel Van den Broeck, Johan Driesen en Kris Baert (EnergyVille/KU Leuven), licht toe wat de uitdagingen zijn en welk e mogelijkheden deze technologie te bieden heeft in ons energiesysteem .

Bron: EOS

Een thermo-elektrische generator zet koude nachtlucht om in energie. Op termijn kan het apparaat helpen om stroom te leveren voor nachtverlichting. ’s Nachts zijn zonnepanelen niet zo nuttig, maar een nieuw type generator mogelijk wel. Amerikaanse ontwikkeld dat nachtelijke raat appa materiaalingenieurs hebben een energie op te wekken. Het toestel temperatuurverschillen gebruikt om ht en ’s nachts net iets meer afkoelt geric is n bove heeft een paneel dat naar urverschil kan de generator eratu dan de rest van de omgeving. Dat temp en. wekk te op gie gebruiken om ener

Bron: EOS

Ontdek deze en nog andere opties op

106

Van ohm tot joule

t daaropKrachtige flitsen met kor n houden volgende enorme klappe lijk oor beh s som hts ons ’s nac bijzonder wakker. Onweer is een gek vaak en in Nederland niet zo Maar als el. ijns sch ver voorkomend rme kracht het voorkomt, kan de eno e schade van een inslag behoorlijk deze we nen veroorzaken. Kun en gebruiken en ang opv t nie rgie ene ? voor nuttige doeleinden

De Elektro Dumper van de Zwitserse bouwmachinefabrikant Kuhn Schweiz is het grootste elektrische voertuig ter wereld. De gigantische kiepwagen weegt leeg ongeveer 45 ton en kan tot 65 ton steenpuin vervoeren. De ‘groene’ monstertruck wordt enkel en alleen voortgestuwd door elektriciteit. Daarvoor is een 590 kW (of 800 pk) sterke elektromotor nodig, die op zijn beurt wordt gevoed door een lithiumionbatterijpack met een gewicht van maar liefst 8 ton.

Wat wil ik nog te weten komen?

1 OVER STROOMKRINGEN EN S CHAKELINGEN WANNEER BRANDT EEN LAMP?

Je ontvangt van je leerkracht het nodige materiaal om een enkelvoudige stroomkring te bouwen met een verbruiker (lamp), snoeren (geleider) en een spanningsbron.

Teken de stroomkring die je gaat bouwen in de linkerkolom van de tabel hieronder.

Gebruik in je stroomkring de correcte symbolen voor een geleider, een verbruiker en een spanningsbron. Tip: via de link achter de QR-code kun je de symbolen opzoeken.

Bouw je stroomkring.

Is er een veilige methode om een stroomkring te openen of te sluiten?

Je kunt de stroomkring onderbreken door bijvoorbeeld het lampje los te draaien. Bestaat er een andere methode om dat te doen? Omschrijf ze.

Teken een open stroomkring in de rechterkolom van de tabel hieronder. De volgende elementen zijn opgenomen: een spanningsbron, snoeren, een lampje en een schakelaar.

Bouw je stroomkring.

In de eerste graad maakte je al kennis met een elektrische stroomkring.

open stroomkring

gesloten stroomkring

Maak een serieschakeling en een parallelschakeling.

Je ontvangt van je leerkracht materiaal om een serieschakeling en een parallelschakeling te bouwen met twee identieke lampjes, snoeren en een spanningsbron.

Teken de serie- en de parallelschakeling die je gaat bouwen in de tabel op de volgende pagina.

Gebruik de correcte symbolen voor een geleider, een verbruiker en een spanningsbron.

Toon de getekende schakelingen aan je leerkracht voordat je ze gaat bouwen.

1 Over stroomkringen en schakelingen

107

Bouw de schakelingen.

Wat gebeurt er als je één lampje losdraait? Noteer je waarneming in de tabel hieronder. parallelschakeling

serieschakeling

Lampje losdraaien. Waarneming?

Tip

APPLET

Je kunt voor opdrachten 1, 2 en 3 ook een applet gebruiken. Scan hiervoor de QR-code.

Een verbruiker in een stroomkring werkt alleen wanneer de stroomkring gesloten is.

Je kunt een stroomkring veilig onderbreken met behulp van een schakelaar.

Je maakt een onderscheid tussen een serieschakeling en een parallelschakeling: – Bij een serieschakeling doven alle lampjes wanneer je één lampje losdraait. – Bij een parallelschakeling dooft enkel het losgedraaide lampje, alle andere lampjes blijven branden met dezelfde lichtsterkte.

WANNEER BRANDT EEN LAMP? Een lamp kan pas branden als ze opgenomen is in een gesloten stroomkring.

108

Van ohm tot joule

2 E LEKTRISCHE LADINGEN ZORGT DE VERPLAATSING VAN ELEKTRONEN ALTIJD VOOR EEN LADING?

Bekijk de video en beantwoord daarna de vragen.

Wat gebeurt er met de papiersnippers voor wrijving van de pvc-buis?

Wat gebeurt er met de papiersnippers na wrijving van de pvc-buis?

Je kunt een voorwerp laden door erover te wrijven.

Fig. 2.1

Wat denk je dat er gebeurt als je de wollen (of zijden) doek in de buurt van de papiersnippers brengt?

Voorwerpen zijn van nature uit neutraal omdat het aantal positieve ladingen gelijk is aan het aantal negatieve ladingen. Ze zijn dus niet geladen. Hierdoor is er geen aantrekking tussen de papiersnippers en de pvc-buis als daar niet over gewreven is.

Vanaf het moment dat er met de wollen doek over de pvc-buis wordt gewreven, gaat er negatieve lading van de doek naar de buis. Hierdoor krijgt de pvc-buis een negatieve lading op de plaats waar je gewreven hebt en krijgt de doek een positieve lading.

voor wrijving

na wrijving

Fig. 2.2

Doordat de papiersnippers ongeladen zijn, worden ze zowel aangetrokken door de pvc-buis als door de wollen doek. Uit de opdracht kun je ook afleiden dat er twee soorten ladingen zijn: – Door het wrijven springen er negatieve ladingen van de doek op de pvc-buis zodat die negatief opgeladen wordt. – De doek wordt daardoor positief geladen.

2 Elektrische ladingen

109

Interessant om weten

Tribo-elektrische reeks

Om te weten of een voorwerp positief of negatief opgeladen wordt door wrijving, kun je de tribo-elektrische reeks raadplegen.

meest positief geladen staat elektronen makkelijkst af droge huid dierlijke pels glas menselijk haar nylon

– De voorwerpen bovenaan in die reeks worden door wrijving positief opgeladen. Voorbeelden: menselijk haar, glas – De voorwerpen onderaan in de reeks worden door wrijving negatief opgeladen. Voorbeelden: polyester, teflon – Katoen blijft neutraal bij wrijving.

wol

zijde

aluminium papier

Handig toch zo’n reeks!

katoen staal

amber rubber nikkel, koper polyester

teflon meest negatief geladen neemt elektronen makkelijkst op Fig. 2.3

Ladingen beïnvloeden elkaar. Voer de volgende opdracht uit. Blaas een ballon op en bevestig hem met een touwtje aan een statief.

Wrijf een paar keer over de ballon met een wollen doek.

ballon

pvc

polyethyleen

Breng daarna de wollen doek in de buurt van de ballon. Noteer je waarneming in de tabel op de volgende pagina en verklaar.

Teken de ladingen in figuur 2.4.

wollen doek

Fig. 2.4

110

Van ohm tot joule

Blaas een tweede ballon op en bevestig hem ook aan het statief dicht bij de eerste ballon.

Wrijf een paar keer met de wollen doek over de tweede ballon.

Wat gebeurt er als de gewreven zijden van de ballonnen in elkaars buurt komen? Noteer je waarneming in de tabel en verklaar.

Teken de ladingen in figuur 2.5.

waarneming

verklaring

Tip

twee ballonnen

één ballon

Fig. 2.5

APPLET

Met de applet kun je het effect van gelijksoortige en ongelijksoortige ladingen waarnemen bij ballonnen, een wollen trui en een muur.

2 Elektrische ladingen

111

Vóór het wrijven zijn de ballonnen en de doek niet geladen. – Wanneer je met een doek over een ballon wrijft, krijgt de doek op de plaats van de wrijving een positieve lading. De negatieve lading gaat hierbij over naar de ballon. Als de doek en de ballon met elkaar in contact komen, is er een aantrekking, omdat beide voorwerpen een ongelijksoortige of tegengestelde lading hebben. – Wanneer je met een doek over een tweede ballon wrijft, hebben beide ballonnen een gelijksoortige of zelfde lading. Ze stoten elkaar dan af. afstoting afstoting niet aantrekking

Met een elektroscoop kun je nagaan of een voorwerp al dan niet geladen is.

Fig. 2.6

Samengevat: – Ongelijknamige ladingen trekken elkaar aan: positieve en negatieve ladingen trekken elkaar aan. – Gelijknamige ladingen stoten elkaar af: twee positieve of twee negatieve ladingen stoten elkaar af.

geladen

ONDERZOEK 1 – DEMOPROEF 1

ONDERZOEKSVRAAG

Wat kun je onderzoeken met een elektroscoop? Wat gebeurt er als er een geladen of een ongeladen voorwerp de elektroscoop aanraakt? Wat gebeurt er als een geladen voorwerp de elektroscoop raakt? Kun je met een elektroscoop lading meten?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

elektroscoop pvc-buis wollen doek glazen staaf

4 WERKWIJZE

1 Raak de knop van de elektroscoop aan met een pvc-buis. 2 Wrijf met de wollen doek lichtjes over de pvc-buis en raak de knop opnieuw aan. 3 Wrijf harder met de doek over de pvc-buis en raak opnieuw de knop van de elektroscoop aan. 4 Wrijf met de doek over de glazen staaf en raak de knop van de elektroscoop aan.

Fig. 2.7 Elektroscoop

112

Van ohm tot joule

5 WAARNEMING Wat stel je vast? Stap 1 pvc-buis vóór wrijving

Stap 2 pvc-buis licht opgewreven

Stap 3 pvc-buis sterk opgewreven

Stap 4 opgewreven glazen staaf

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Waarvoor kun je een elektroscoop gebruiken?

Kun je ladingen echt meten?

2 Elektrische ladingen

113

Elk voorwerp bestaat uit stoffen en dus ook uit atomen. Vanuit je kennis chemie weet je dat atomen in een stof een kern hebben waarin zich neutronen en protonen bevinden. Protonen hebben een positieve lading. Rond de kern bevindt zich een elektronenwolk met een negatieve lading. Lading (Q) is een grootheid die uitgedrukt wordt in de eenheid coulomb (C). Een proton en een elektron hebben dezelfde lading, maar ze is tegengesteld: Qproton = + 1,60.10-19 C Qelektron = – 1,60.10-19 C

Deze lading wordt ook elementaire lading (e) genoemd.

In een neutraal voorwerp is het aantal elektronen gelijk aan het aantal protonen, zodat het voorwerp ongeladen is. De neutronen in de kern hebben immers geen lading. Tijdens het wrijven van een voorwerp met een doek bewegen de elektronen van het ene voorwerp naar het andere. Daardoor ontstaan er positieve en negatieve ladingen. Hoe langer je wrijft, hoe meer elektronen zich verplaatsen, waardoor het ladingsverschil groter wordt.

Proton Neutron

Elektron

Fig. 2.8

Er zijn twee soorten ladingen: positieve en negatieve.

Die ladingen beïnvloeden elkaar: – Gelijknamige ladingen stoten elkaar af (twee positieve of twee negatieve ladingen stoten elkaar af). – Ongelijknamige ladingen trekken elkaar aan (positieve en negatieve ladingen trekken elkaar aan).

Met een elektroscoop kun je nagaan of een voorwerp al dan niet geladen is. Je kunt ook groottes van ladingen vergelijken. De grootheid lading wordt voorgesteld met het symbool Q; de eenheid ervan is de coulomb (C).

Protonen en elektronen hebben dezelfde, maar tegengestelde elementaire lading: Qproton = + 1,60.10-19 C Qelektron = – 1,60.10-19 C

Test jezelf: oefening 1

ZORGT DE VERPLAATSING VAN ELEKTRONEN ALTIJD VOOR EEN LADING? Dat klopt! Als elektronen overspringen op een voorwerp wordt dat voorwerp negatief geladen; het andere voorwerp blijft dan positief geladen achter.

114

Van ohm tot joule

3 G ELEIDERS EN ISOLATOREN GELEIDEN ALLE VASTE STOFFEN DE ELEKTRISCHE STROOM? 1

Met het volgende onderzoek kun je aantonen welke stoffen de elektrische stroom geleiden. ONDERZOEK 2 ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

spanningsbron snoeren lampenhouder met lamp krokodillenklemmen

verschillende voorwerpen uit verschillende materialen: koperdraad ijzeren spijker houten prikkertje plastieken staafje stukje karton zwart potlood (niet geslepen/aan beide kanten geslepen) 4 WERKWIJZE

1 Bouw de stroomkring zoals getoond wordt in figuur 3.1. 2 Bevestig eerst de koperdraad met krokodillenklemmen tussen de contactpunten. 3 Zet een kruisje in de tabel of de lamp al dan niet brandt. 4 Herhaal de stappen 2 en 3 voor de overige materialen.

te onderzoeken stof

Fig. 3.1

5 WAARNEMING Brandt de lamp? ja

nee

koperdraad

ijzeren spijker houten prikkertje

3 Geleiders en isolatoren

115

Brandt de lamp? ja

nee

plastieken staafje stukje karton

niet-geslepen potlood geslepen potlood 6 BESLUIT

De koperdraad, de ijzeren spijker en het geslepen potlood geleiden de elektrische stroom. 7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Waarvoor dient het plastic omhulsel rond koperdraden in een elektrisch snoer?

Fig. 3.2

c Zet de correcte termen op de juiste plaats. Pas op: niet elke term moet gebruikt worden. Kies uit:

stukje karton – koolstofstaafje – kleurpotlood – geleiders – elektrische stroom niet – elektrische stroom – halfgeleider – elektrische stroom gedeeltelijk – isolatoren – ijzeren spijker – plastieken staafje .

Sommige materialen laten de elektrische stroom door; het zijn Koperdraad is een goede geleider voor de zijn: een

en een

Andere materialen geleiden de

116

. Andere voorbeelden . ; je noemt ze

. Voorbeelden van isolatoren zijn: een houten prikkertje, een

en een

Van ohm tot joule

d Bij een schrikdraad wordt er elektrische stroom op de prikkeldraad gebracht. Wanneer je op blote voeten op de grond staat, voel je de stroom als je de schrikdraad aanraakt. Wanneer je schoenen aanhebt, voel je de stroom niet. Verklaar aan de hand van de video.

Fig. 3.3

isolator

geleider

e Geleider of isolator? Plaats een kruisje in de correcte kolom van de tabel.

plastic zak kookpot

schoen

baksteen

aluminiumfolie

piepschuim

staalwol

magnesiumreepje

Isolatoren zijn materialen die de elektrische stroom niet gemakkelijk doorlaten.

Geleiders zijn materialen die de elektrische stroom wel gemakkelijk doorlaten.

Test jezelf: oefeningen 2 en 3

GELEIDEN ALLE VASTE STOFFEN DE ELEKTRISCHE STROOM? Neen. Daarom worden ze gebruikt om elektrische leidingen te beveiligen.

3 Geleiders en isolatoren

117

4 E LEKTRISCHE SPANNING 4.1

WANNEER IS ER EEN ELEKTRISCHE SPANNING?

Hoe komt het dat het lampje van een zaklamp minder sterk schijnt als de zaklamp al een tijdje is ingeschakeld?

Op een smartphone wordt het batterijniveau aangegeven met de onderstaande symbolen. Koppel de drie modellen van batterijen (A, B, C) aan een batterijniveau van je smartphone (1 tot en met 6). Noteer het passende cijfer bij het juiste model.

B -

- - -

- - - - -

- - - - -- - - - - - - - - -

- - - - - - - -

Als een batterij opgenomen wordt in een stroomkring, dan is er een elektrische stroom van negatieve ladingen of elektronen: - Aan de negatieve pool van de batterij zijn er te veel elektronen. - Aan de positieve pool van de batterij zijn er te weinig elektronen. Door dat ladingsverschil stromen de elektronen van de negatieve pool naar de positieve pool.

ladingsverschil

elektronenstroom

te weinig elektronen

118

Van ohm tot joule

te veel elektronen Fig. 4.1

Bestudeer figuur 4.1 en beantwoord de volgende vragen. Wat is de functie van een spanningsbron in een elektrische stroomkring?

Wanneer is een batterij leeg?

Wat gebeurt er tijdens het opladen van een batterij?

Interessant om weten

Er is een onderscheid tussen de conventionele stroomzin en de werkelijke stroomzin.

Fig. 4.2 Conventionele stroomzin

Lang voordat men wist wat een elektrische stroom in feite is, hadden wetenschappers al een stroomzin gekozen. Zij bepaalden dat de elektrische stroom zich verplaatst van de positieve naar de negatieve pool. Je noemt dat de conventionele stroomzin.

Later heeft men ontdekt dat het de elektronen (negatieve lading) zijn die stromen van de minpool naar de pluspool. Dat is de werkelijke stroomzin.

Fig. 4.3 Werkelijke stroomzin

4 Elektrische spanning

119

In een elektrische stroomkring is er een ladingsverschil dat de elektronen door de geleiders stuwt. Je noemt dat spanning. Een spanningsbron is een toestel dat zorgt voor een ladingsverschil tussen de polen. Er wordt een onderscheid gemaakt tussen een spanningsbron met constante spanning en een spanningsbron met een regelbare spanning.

– Een spanningsbron met een constante spanning levert constant dezelfde spanning. Bijvoorbeeld: een batterij, de oplader van een smartphone.

Fig. 4.4 Spanningsbron met constante spanning

Fig. 4.5 Symbool voor een spanningsbron met constante spanning

Fig. 4.7 Symbool voor een regelbare spanningsbron

Fig. 4.6 Regelbare spanningsbron

– Een spanningsbron met een regelbare spanning is een toestel waarvan je de spanning kunt regelen met een draaiknop. Bijvoorbeeld: een regelbare spanningsbron in het vaklokaal.

Fig. 4.8 Multimeter

Fig. 4.9

De grootheid elektrische spanning (U) meet het ladingsverschil tussen de twee polen van een spanningsbron. De hoofdeenheid van elektrische spanning is de volt (V). Je kunt de spanning meten met een voltmeter. Als je de multimeter inschakelt als voltmeter, kun je elektrische spanning meten.

Een voltmeter wordt altijd parallel geschakeld over een verbruiker of spanningsbron. De pluspool van de voltmeter moet verbonden worden met de pluspool in de elektrische stroomkring en de minpool van de voltmeter moet ook verbonden worden met de minpool van de elektrische stroomkring.

Tip

Alessandro Volta was een belangrijke Italiaanse wetenschapper die vooral bekend geworden is door de uitvinding van de elektrische batterij of de voltaïsche cel. De eenheid van de grootheid spanning, ‘volt’, is daardoor naar hem genoemd. Wil je meer weten over Alessandro Volta? Scan dan de QR-code.

120

Van ohm tot joule

Interessant om weten De digitale meters zijn al goed ingeburgerd, maar voorheen werd elektrische spanning ook gemeten met een analoog toestel. Als de polen verkeerd verbonden werden, was het toestel defect. Als de polen bij een digitaal toestel verkeerd verbonden worden, krijg je negatieve waarden en weet je dat je de voltmeter verkeerd ingeschakeld hebt.

Fig. 4.10 Analoge voltmeter

Met een multimeter kun je controleren of de regelbare spanningsbron de juiste spanning aangeeft.

Dat doe je als volgt. – Stel de spanning van de spanningsbron in op een bepaalde waarde. – Verbind de multimeter op de juiste manier met de spanningsbron. – Schakel de multimeter in als voltmeter, maar hou rekening met het meetbereik en de meetnauwkeurigheid van het meettoestel. – Schakel de spanningsbron in. Welke spanning lees je af op de display van de regelbare spanningsbron?

Welke spanning lees je af op de display van de voltmeter?

Zijn de waarden gelijk aan elkaar, dan geeft de regelbare spanningsbron de correcte spanning aan.

In een elektrische stroomkring is er een ladingsverschil dat de elektronen door de geleiders stuwt. Je noemt dat spanning.

Een spanningsbron is een toestel dat tussen twee polen een spanning doet ontstaan. – Een spanningsbron met een constante spanning levert constant dezelfde spanning. – Een spanningsbron met een regelbare spanning is een toestel waarvan je de spanning kunt regelen met een draaiknop.

De grootheid elektrische spanning (U ) meet het ladingsverschil tussen de twee polen van een spanningsbron. De eenheid van elektrische spanning is de volt (V). Spanning wordt gemeten met een voltmeter. Test jezelf: oefeningen 4 en 5

WANNEER IS ER EEN ELEKTRISCHE SPANNING? Er is een elektrische spanning als er een ladingsverschil is tussen de polen van een spanningsbron. De elektronen kunnen dan door de elektrische stroomkring stromen.

4 Elektrische spanning

121

4.2 1

IS DE SPANNING GELIJK IN ELKE SOORT SCHAKELING?

Onderzoek de spanning in een parallelketen. ONDERZOEK 3 1

ONDERZOEKSVRAAG

Welk verband is er tussen de spanning, gemeten over identieke verbruikers in een parallelketen en de spanningsbron?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

regelbare spanningsbron snoeren twee lampenhouders met lamp (6 V) krokodillenklemmen multimeter (ingesteld als voltmeter met een meetbereik van 20 V) 4 WERKWIJZE

1 Teken de elektrische stroomkring. Je tekent de multimeter op alle plaatsen waar je gaat meten. 2 Bouw de stroomkring en plaats de multimeter over de spanningsbron. 3 Zet de regelbare spanningsbron in op 6 V en lees de spanning af op de multimeter. Schakel daarna de spanningsbron uit. 4 Verplaats de multimeter over lamp 1, schakel de spanningsbron in en meet de spanning over lamp 1. Schakel de spanningsbron opnieuw uit. 5 Herhaal de werkwijze van stap 4 voor lamp 2.

Tip

Let erop dat je ingestelde spanning op de spanningsbron niet wijzigt.

5 WAARNEMING locatie van de multimeter over de spanningsbron (Ub)

over lamp 1 (U1) over lamp 2 (U2)

122

Van ohm tot joule

U (V)

6 BESLUIT a Noteer je besluit in woorden.

b Noteer je besluit in symbolen.

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Fig. 4.11 Stopcontacten zijn parallel geschakeld.

Onderzoek nu de spanning in een serieschakeling.

ONDERZOEK 4

ONDERZOEKSVRAAG

b Waarom zijn stopcontacten in een elektrische installatie altijd parallel geschakeld?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN regelbare spanningsbron snoeren twee lampenhouders met lamp (6 V) krokodillenklemmen multimeter (ingesteld als voltmeter met een meetbereik van 20 V)

4 Elektrische spanning

123

Tip

N VA

1 Teken de elektrische stroomkring waarbij je de multimeter tekent op alle plaatsen waar je gaat meten. 2 Bouw de stroomkring en plaats de multimeter over de spanningsbron. 3 Zet de regelbare spanningsbron in op 6 V en lees de spanning af op de multimeter. Schakel daarna de spanningsbron uit. 4 Verplaats de multimeter over lamp 1, schakel de spanningsbron in en meet de spanning over lamp 1. Schakel de spanningsbron opnieuw uit. 5 Herhaal de werkwijze van stap 4 voor lamp 2.

4 WERKWIJZE

Let erop dat je ingestelde spanning op de spanningsbron niet wijzigt.

locatie van de multimeter

5 WAARNEMING

U (V)

over de spanningsbron (Ub)

over lamp 2 (U2)

over lamp 1 (U1)

6 BESLUIT

a Noteer je besluit in woorden.

b Noteer je besluit in symbolen.

7 REFLECTIE a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Fig. 4.12 De lampen in een klaslokaal zijn parallel geschakeld.

124

Van ohm tot joule

b Waarom zijn de lampen in een klaslokaal niet in serie geschakeld?

c Geef nog een voorbeeld van een serieschakeling.

Voor het meten van de spanning in een elektrische stroomkring gelden de volgende regels: – In een parallelschakeling is de spanning over identieke verbruikers gelijk aan de spanning over de spanningsbron. Ub = U1 = U2 – In een serieschakeling is de som van de spanningen over identieke verbruikers gelijk aan de spanning over de spanningsbron. Ub = U1 + U2 Test jezelf: oefening 6

IS DE SPANNING GELIJK IN ELKE SOORT SCHAKELING?

Nee, de spanning is niet gelijk in elke soort schakeling. De grootte van de spanning hangt namelijk af van het soort schakeling.

4 Elektrische spanning

125

5 E LEKTRISCHE STROOMSTERKTE 5.1

WAAROM IS DE PLAATS VAN EEN AMPÈREMETER IN EEN STROOMKRING BELANGRIJK?

Je weet al dat een elektrische stroom een stroom van ladingen (elektronen) is. De hoeveelheid lading die per seconde door een elektrische stroomkring stroomt, kan gemeten worden met een ampèremeter. Dit meettoestel meet de grootheid stroomsterkte (I ) die uitgedrukt wordt in de eenheid ampère (A).

Fig. 5.1

In een volgend onderzoek ontdek je hoe een ampèremeter geschakeld moet worden in een stroomkring.

ONDERZOEKSVRAAG

ONDERZOEK 5

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

regelbare spanningsbron snoeren

één lampenhouder met lamp (6 V) krokodillenklemmen

4 WERKWIJZE 1 Teken de elektrische stroomkring met een lamp als verbruiker. Teken de ampèremeter in serie voor de lamp. Teken de stroomkring opnieuw, met de ampèremeter achter de lamp. 2 Bouw de schakelingen met de spanningsbron ingesteld op 6 V. Zorg ervoor dat die spanning ongewijzigd blijft. 3 Lees de stroomsterkte af met de ampèremeter voor en achter de lamp.

126

Van ohm tot joule

Tip Vraag aan je leerkracht hoe je de multimeter moet inschakelen als ampèremeter. Vraag ook naar de instelling voor het meetbereik en de meetnauwkeurigheid.

5 WAARNEMING

Ivoor de lamp = Ina de lamp =

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Wat zou er gebeuren als je het lampje losdraait in de stroomkring?

Tip

André-Marie Ampère was een belangrijke Franse wetenschapper die beschouwd wordt als de ontdekker van het elektromagnetisme. Daardoor is de eenheid van stroomsterkte naar hem genoemd. ONTDEKPLAAT

Wil je meer weten over het werk van Ampère? Via het onlinelesmateriaal vind je een ontdekplaat met meer informatie.

5 Elektrische stroomsterkte

127

De ampèremeter gedraagt zich als geleider in een stroomkring en moet in serie geschakeld worden met de verbruiker. Zeker niet in parallel!

In de getoonde serieschakeling (figuur 5.3) zie je dat een ampèremeter parallel geschakeld is over een verbruiker. Vermits de ampèremeter zich gedraagt als een geleider in een stroomkring, wordt het lampje kortgesloten waardoor het niet brandt. Het andere lampje blijft wel branden want het staat in serie met de ampèremeter.

spanningsbron

lampen

ampèremeter

Fig. 5.3

Fig. 5.2

De grootheid elektrische stroomsterkte (I ) meet de hoeveelheid lading die per seconde door een stroomkring stroomt.

De eenheid van elektrische stroomsterkte is de ampère (A). Stroomsterkte wordt gemeten met een ampèremeter. In een stroomkring moet een ampèremeter altijd in serie geschakeld worden met een verbruiker.

Test jezelf: oefening 7

WAAROM IS DE PLAATS VAN EEN AMPÈREMETER IN EEN STROOMKRING BELANGRIJK?

De ampèremeter moet in serie geplaatst worden in de stroomkring. Als je hem parallel plaatst, kun je onderdelen in de stroomkring beschadigen.

128

Van ohm tot joule

5.2 1

HANGT DE STROOMSTERKTE AF VAN DE SOORT SCHAKELING?

Meet de stroomsterkte in een serieschakeling. ONDERZOEK 6 1

ONDERZOEKSVRAAG

Hoe groot is de stroomsterkte op verschillende plaatsen in de stroomkring als de identieke verbruikers in serie geschakeld zijn?

2 HYPOTHESE

regelbare spanningsbron snoeren drie lampenhouders met lamp (6 V) krokodillenklemmen multimeter (ingesteld als ampèremeter)

4 WERKWIJZE

3 BENODIGDHEDEN

1 Teken de elektrische stroomkring waarbij je de ampèremeter tekent op de plaatsen waar je gaat meten. 2 Bouw de stroomkring en plaats de multimeter na de spanningsbron voor het eerste lampje. 3 Schakel de multimeter in als ampèremeter, met het grootste meetbereik. 4 Schakel de spanningsbron in op 6 V en lees de stroomsterkte af en schakel vervolgens de spanningsbron uit. 5 Herhaal de werkwijze van stappen 3 en 4 voor de andere plaatsen van de ampèremeter in de stroomkring.

Tip Let erop dat je ingestelde spanning op de spanningsbron niet wijzigt.

5 Elektrische stroomsterkte

129

5 WAARNEMING locatie van de multimeter

I (A)

I1 I2

I3 I4

De stroomsterkte in een serieschakeling is overal gelijk. I1 = I2 = I3 = I4

7 REFLECTIE

6 BESLUIT

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Wat zou er gebeuren met de stroomsterkte in een serieschakeling als de spanning verlaagd wordt tot 4 V?

c Wat gebeurt er als er nog extra lampen in serie geschakeld worden?

Om stroomsterkte in een parallelschakeling en een gemengde schakeling te begrijpen heb je nood aan de begrippen hoofdketen en zijketen in een elektrische stroomkring.

hoofdketen zijketen

Fig. 5.4

Dat deel van een elektrische stroomkring waarin de spanningsbron zich bevindt zonder een vertakking, dus de plaatsen waar alle verplaatste elektronen vertrekken en aankomen, noem je de hoofdketen (geel in figuur 5.4). Alle vertakkingen in de stroomkring, dus de plaatsen waar de elektronen een verschillende weg kunnen uitgaan, noem je zijketens (roze in figuur 5.4).

130

Van ohm tot joule

Hoe zit het met de stroomsterkte in een parallelschakeling?

ONDERZOEK 7 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

4 WERKWIJZE

krokodillenklemmen multimeter (ingesteld als ampèremeter)

regelbare spanningsbron snoeren drie lampenhouders met lamp (6 V)

Tip

Let erop dat je ingestelde spanning op de spanningsbron niet wijzigt.

5 WAARNEMING

locatie van de multimeter

I (A)

Itot (hoofdketen) I1 I2 I3

5 Elektrische stroomsterkte

131

6 BESLUIT In een parallelschakeling is de som van de stroomsterkte over de identieke verbruikers in een zijketen, gelijk aan de stroomsterkte in de hoofdketen.

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Wat zou er gebeuren met de stroomsterkte in een parallelschakeling als de spanning verlaagd wordt tot 4 V?

c Wat gebeurt er als er nog extra lampen in parallel geschakeld worden?

Fig. 5.5

d Verklaar waarom het niet verstandig is om een strijkijzer, een waterkoker, een frituurketel en een koffiezet op één verdeelstekker aan te sluiten?

Interessant om weten Niet alleen hoge spanningen, maar ook hoge stroomsterkten kunnen schade berokkenen. Heel wat elektrische toestellen, die gevoelig zijn voor hoge stroomsterkte, zijn daarom uitgerust met een smeltveiligheid. Als de stroomsterkte te hoog oploopt, smelt het draadje in de smeltveiligheid door. Op die manier wordt het toestel beschermd tegen oververhitting. Je moet dan enkel de smeltveiligheid vervangen en het toestel kan opnieuw gebruikt worden. De multimeters, die je gebruikt in de klas, zijn ook uitgerust met een smeltveiligheid.

132

Van ohm tot joule

Fig. 5.6

Voor het meten van de stroomsterkte in een elektrische stroomkring gelden de volgende regels: – De stroomsterkte in een serieschakeling is overal gelijk. I1 = I2 = I3 – In een parallelschakeling is de som van de stroomsterkte over de verbruikers in een zijketen, gelijk aan de stroomsterkte in de hoofdketen. Itot = I1 + I2 + I3

HANGT DE STROOMSTERKTE AF VAN DE SOORT SCHAKELING?

Test jezelf: oefening 8

Ja. Naargelang de aard van de schakeling (serie of parallel) verschilt de stroomsterkte.

5 Elektrische stroomsterkte

133

6 ELEKTRISCHE WEERSTAND HOE WORDEN ELEKTRONEN GEHINDERD IN EEN ELEKTRISCHE STROOMKRING? 1

Elektronen stromen door een stroomkring, maar dat gaat niet altijd even gemakkelijk. ONDERZOEK 8 ONDERZOEKSVRAAG

Welk verband is er tussen het aantal, in serie geschakelde, identieke verbruikers en de stroomsterkte in een stroomkring bij eenzelfde spanning?

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

regelbare spanningsbron snoeren vier lampenhouders met lamp (6 V) krokodillenklemmen twee multimeters (ingesteld als ampèremeter en voltmeter) 4 WERKWIJZE

1 Teken een elektrische stroomkring met één lamp (verbruiker) waarbij de stroomsterkte gemeten wordt in de hoofdketen en de spanning over de verbruiker. 2 Breidt de stroomkring uit naar twee en drie verbruikers. De stroomsterkte blijf je meten in de hoofdketen en de spanning over alle verbruikers samen.

3 Bouw de stroomkringen en laat ze controleren door je leerkracht vooraleer je de regelbare spanningsbron inschakelt. 4 Let op dat de spanning op de voltmeter (over de verbruikers) steeds 6,0 V is. 5 Meet de stroomsterkte en noteer de waarde in de tabel hieronder.

134

Van ohm tot joule

5 WAARNEMING

6,0

I (A)

U (V)

aantal lampen

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Geef een verklaring voor je besluit.

Als elektronen door een stroomkring stromen, ondervinden ze hinder van bijvoorbeeld een verbruiker. Je kunt zeggen dat een verbruiker weerstand uitoefent op de bewegende elektronen.

Weerstand is een grootheid die we voorstellen met het symbool R (resistance). De eenheid van weerstand is de ohm (Ω). Weerstand wordt gemeten met een ohmmeter. Je kunt de multimeter ook instellen als ohmmeter.

Fig. 6.1 Multimeter, ingeschakeld als ohmmeter

6 Elektrische weerstand

135

Interessant om weten Elektriciens moeten vaak elektrische toestellen herstellen waarin chips zitten. Vaak moet daarbij een weerstand vervangen worden. Alle weerstanden hebben een kleurcode, waaraan je ze kunt herkennen.

Elektriciens kunnen snel de juiste weerstand vervangen door naar de kleurcode te kijken.

Fig. 6.2

Test jezelf: oefeningen 9 en 10

Een multimeter kan ingesteld worden als ohmmeter.

De grootheid elektrische weerstand (R ) is een maat voor de hinder die elektronen ondervinden in een stroomkring. De eenheid van elektrische weerstand is de ohm (Ω). Elektrische weerstand wordt gemeten met een ohmmeter.

HOE WORDEN ELEKTRONEN GEHINDERD IN EEN ELEKTRISCHE STROOMKRING?

Verbruikers hinderen het stromen van elektronen door een stroomkring. Ze bieden weerstand aan de elektrische stroom.

136

Van ohm tot joule

7 DE WET VAN OHM WELK VERBAND IS ER TUSSEN SPANNING EN STROOMSTERKTE? 1

In het volgende onderzoek ga je na welk verband er is tussen spanning en stroomsterkte. ONDERZOEK 9 ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

regelbare spanningsbron snoeren weerstand (bv. 10 Ω) krokodillenklemmen twee multimeters (ingesteld als ampèremeter) 4 WERKWIJZE

10,0 Ω Fig. 7.1

1 Bouw de stroomkring en laat hem controleren door je leerkracht vooraleer je de regelbare spanningsbron inschakelt. 2 Stel de voltmeter in op 0 V en lees de stroomsterkte af op de ampèremeter. Noteer de waarde in de tweede kolom van de tabel hieronder. 3 Drijf de spanning geleidelijk aan op tot 10 V. Lees telkens de stroomsterkte af bij 1, 2 … V en noteer de waarde in de tabel.

5 WAARNEMING

I (A)

U (V) I (A)

U (V)

1 2 3 4

7 De wet van Ohm

137

U (V)

U (V) I (A)

I (A)

5 6

7 8 9

6 BESLUIT Als de spanning toeneemt, neemt ook de stroomsterkte toe. 7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Bereken telkens het quotiënt tussen spanning en stroomsterkte en noteer die waarde in de derde kolom van de tabel. Hoe is de verhouding tussen de spanning en de stroomsterkte?

c Teken de grafiek die het verband weergeeft tussen spanning en stroomsterkte.

d Wat zou er gebeuren als je een andere weerstand (draad) gebruikt?

138

Van ohm tot joule

Je kunt het besluit van onderzoek 9 ook in een formule noteren: U = constante. I Die constante is de weerstand van de draad, uitgedrukt in ohm. Vaak wordt de afgeleide eenheid kilo-ohm (kΩ ) gebruikt omdat weerstanden in toestellen dikwijls een hoge waarde hebben. Voor een vaste weerstand wordt het onderstaande symbool gebruikt. De waarde van de weerstand wordt erin genoteerd.

Fig. 7.2

Ook draden kunnen een weerstand zijn. Zij hebben het volgende symbool.

De wet van Ohm zegt dat er een recht evenredig verband is tussen de spanning en de stroomsterkte. In formule schrijf je dat als:

R= U I

Interessant om weten

De lichtsterkte van een lamp kun je regelen met een dimmer. Dat is een weerstand die in serie geschakeld is met de lamp. Wil je minder licht, dan zorg je dat de weerstand van de dimmer hoger wordt. Wil je meer licht, dan verlaag je de weerstand. Een dimmer is dus een regelbare weerstand.

Fig. 7.3

De wet van Ohm zegt dat er een recht evenredig verband is tussen de spanning en de stroomsterkte. In formule schrijf je dat als:

R= U I

Test jezelf: oefeningen 11 en 12

WELK VERBAND IS ER TUSSEN SPANNING EN STROOMSTERKTE? Er is een recht evenredig verband tussen spanning en stroomsterkte.

7 De wet van Ohm

139

8 HET JOULE-EFFECT Elke dag krijgen we te maken met energieomzettingen waarbij er thermische energie gevormd wordt. Welke energieomzetting vindt er plaats in een beamer zodat er een beeld wordt geprojecteerd?

Bij bijna alle elektrische toepassingen komt er tijdens de energieomzetting restwarmte vrij.

WAT HEEFT EEN BEAMER TE MAKEN MET HET JOULE-EFFECT?

Wat is restwarmte?

Noteer drie toepassingen waarbij restwarmte vrijkomt.

In welke toepassingen gebruiken we restwarmte wel nuttig? Vink aan. warme halogeenlamp tijdens het branden benzinewagen tijdens de wintermaanden elektrische oven strijkijzer infraroodkookplaat draaiende boormachine

Fig. 8.1 Beamer

Interessant om weten

Het draaien van een gasmotor kan een turbine doen draaien waardoor elektriciteit wordt opgewekt. Maar door het draaien van de gasmotor komt er ook thermische energie vrij. Die restwarmte kan dan weer gebruikt worden om water op te warmen tot stoom. Die stoom doet dan weer een turbine draaien om elektriciteit op te wekken. De restwarmte van de gasmotor wordt dus opnieuw gebruikt om elektriciteit op te wekken, wat maakt dat er een grotere productie van elektriciteit is. Deze centrale wordt daarom ook stoom- en gascentrale (STEG-centrale) genoemd.

140

Van ohm tot joule

pomp condensator

stoomturbine

elektrische generatoren

gasturbine

warmtewisselaar Fig. 8.2

In het volgende onderzoek ga je na hoe de factor ‘tijd’ een invloed heeft op de ontwikkelde warmte.

ONDERZOEK 10 1

ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

regelbare spanningsbron snoeren gelakte koperdraad (2 m, opgerold) twee krokodillenklemmen twee statieven reageerbuisklem extra statiefstaaf (300 mm) drie statiefnoten transparante rechthoekige bak (25 x 10 x 15 cm) statiefklem thermometer chronometer

4 WERKWIJZE

Fig. 8.3

1 Bouw de elektrische stroomkring zoals op figuur 8.3 is weergegeven. 2 Vul de bak voor de helft met leidingwater. 3 Schakel de spanningsbron in op 5 V en 12 A. Schakel ook de thermometer in en zet de chronometer aan. 4 Neem de temperatuur van het water waar om de 60 s en noteer de waarde in de tabel. l=2m

5 WAARNEMING

t (s)

Fig. 8.4

ϑ (°C)

60 120 180 240

8 Het joule-effect

141

t (s)

ϑ (°C)

300 360 420

540 600 6 BESLUIT

Hoe langer de stroom door de koperdraad stroomt, hoe hoger de temperatuur van het water wordt. De warmte van de koperdraad zorgt ervoor dat het water opwarmt. 7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

In een weerstand ontstaat er warmte als er een elektrische stroom doorgaat. Dat noemen we het warmte-effect of joule-effect. Dit warmte-effect is groter naarmate de stroomsterkte en de weerstand toenemen en naarmate de elektrische stroom langer door de stroomkring gaat.

Restwarmte is warmte die vrijkomt tijdens energieomzettingen, maar die geen praktisch nut heeft bij de toepassing.

In een weerstand ontstaat er warmte als er een elektrische stroom door gaat. Dat noem je het warmte-effect of joule-effect.

Dit warmte-effect is groter naarmate de stroomsterkte en de weerstand toenemen en naarmate de elektrische stroom langer door de stroomkring gaat.

Test jezelf: oefeningen 13 en 14

WAT HEEFT EEN BEAMER TE MAKEN MET HET JOULE-EFFECT? Door het joule-effect komt er veel restwarmte vrij bij elektrische toestellen. Die restwarmte moet afgevoerd worden. Bij een beamer moet er daarom een ventilator ingebouwd worden.

142

Van ohm tot joule

Interessant om weten

Restwarmte is niet altijd een negatief verhaal. In steeds meer grote steden probeert men om de restwarmte van lokale industrieën te recupereren in zogenaamde warmtenetten.

Fig. 8.5

Zo’n warmtenet kun je vergelijken met een centraal verwarmingssysteem op grote schaal. De gerecupereerde restwarmte die anders verloren gaat, wordt in een ondergronds netwerk van super geïsoleerde buizen gebracht. Via warmtewisselaars wordt de warmte vrijgegeven in gebouwen. Op die manier kunnen woonwijken voorzien worden van verwarming en warm water.

8 Het joule-effect

143

! a h A ! a h A

SAMENVATTING

Over stroomkringen en schakelingen

Een verbruiker in een stroomkring werkt alleen wanneer de stroomkring

Je kunt een stroomkring veilig onderbreken met behulp van een

Je maakt onderscheid tussen een serieschakeling en een parallelschakeling. Bij een

doven alle lampjes wanneer je één lampje losdraait.

–

Bij een branden met dezelfde lichtsterkte.

dooft enkel het losgedraaide lampje; alle andere lampjes blijven

–

is.

Elektrische ladingen

Er zijn twee soorten ladingen: Die ladingen beïnvloeden elkaar: Gelijknamige ladingen

–

(twee positieve of twee negatieve ladingen –

Ongelijknamige ladingen

(positieve en negatieve ladingen

Met een kun je nagaan of een voorwerp al dan niet geladen is. Je kunt ook groottes van ladingen vergelijken. De grootheid lading wordt voorgesteld met het symbool Q; de eenheid ervan is de coulomb (C). Protonen en elektronen hebben dezelfde, maar tegengestelde Qproton = + 1,60.10-19 C – Qelektron = – 1,60.10-19 C Geleiders en isolatoren

lading:

Isolatoren zijn materialen

. .

Geleiders zijn materialen

Elektrische spanning In een elektrische stroomkring is er een ladingsverschil dat de elektronen door de geleiders stuwt.

Je noemt dat

Een spanningsbron is een toestel dat tussen twee polen een spanning doet ontstaan. –

Een spanningsbron met een constante spanning levert

–

Een spanningsbron met een regelbare spanning is een toestel waarvan je de

. De grootheid elektrische spanning (U) meet het ladingsverschil tussen de twee polen van een spanningsbron.

144

Van ohm tot joule

De eenheid van elektrische spanning is de volt (V). Spanning wordt gemeten met een . Voor het meten van de spanning in een elektrische stroomkring gelden de volgende regels. –

In een parallelschakeling is de spanning over identieke verbruikers .

Ub = –

In een serieschakeling is de

Ub = 5

Elektrische stroomsterkte

Stroomsterkte wordt gemeten met een

(A).

De eenheid van elektrische stroomsterkte is de

De grootheid elektrische stroomsterkte (I) meet

In een stroomkring moet een ampèremeter altijd worden met een verbruiker. Voor het meten van de stroomsterkte in een elektrische stroomkring gelden de volgende regels. De stroomsterkte in een serieschakeling is

I1 = In een parallelschakeling is de

Itot = 6

–

Elektrische weerstand

De grootheid elektrische weerstand (R) is een maat .

De eenheid van elektrische weerstand is de

Elektrische weerstand wordt gemeten met een

. .

Een multimeter kan ingesteld worden als

De wet van Ohm De wet van Ohm zegt dat er een recht evenredig verband is tussen de spanning en de stroomsterkte.

In formule schrijf je dat als:

Het Joule-effect Restwarmte is warmte die vrijkomt tijdens energieomzettingen maar die geen praktisch nut heeft bij de toepassing. In een weerstand ontstaat er warmte als er een elektrische stroom doorgaat. Dat noem je het of Dat warmte-effect is groter naarmate de toeneemt en naarmate de elektrische stroom

. en de de stroomkring gaat.

AHA!

145

SCHEMA Lading (Q) met eenheid coulomb (C) → meettoestel: elektroscoop

Elementaire lading • Qproton = + 1,60.10-19 C • Qelektron = – 1,60.10-19 C

Eigenschappen • Gelijknamige ladingen → afstoting • Ongelijknamige ladingen → aantrekking

→ meettoestel: ohmmeter

Elektrische stroomsterkte (I) • = hoeveelheid lading die per seconde door een geleider gaat • eenheid: ampère (A) • meettoestel: ampèremeter

• Parallelschakeling: Itot = I1 + I2 • Serieschakeling: I1 = I2 = I3

• Parallelschakeling: Ub = U1 = U2 • Serieschakeling: Ub = U1 + U2

Elektrische ladingen Spanningsbron = toestel dat tussen twee polen spanning doet ontstaan • constante spanning • regelbare spanning

Elektrische spanning (U) • = ladingsverschil (elektronen) in een elektrische stroomkring • eenheid: volt (V) • meettoestel: voltmeter

Elektrische ladingen

Elektrische weerstand (R) met eenheid ohm (Ω)

→ wet van Ohm: rechtevenredig verband tussen spanning en stroomsterkte: R = U

Joule-effect: warmte die vrijkomt als er stroom vloeit door een stroomkring → restwarmte

146

Van ohm tot joule

MINDMAP

ELEKTRISCHE LADINGEN

AHA!

147

CHECKLIST helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik kan een serie- en een parallelschakeling tekenen met de juiste symbolen. Ik kan een serie- en een parallelschakeling bouwen op basis van een getekende elektrische stroomkring.

Ik kan kenmerken van een serie- en een parallelschakeling herkennen en opsommen.

Ik ken de functie van een elektroscoop.

Ik kan voorbeelden opsommen waarbij gelijknamige en ongelijknamige ladingen met elkaar in contact komen.

Ik ken het verschil tussen een open en een gesloten elektrische stroomkring.

Ik kan de werking van een elektroscoop toelichten en verklaren.

Ik ken de grootheid lading met de bijhorende hoofdeenheid en haar afgeleide eenheden. Ik ken het begrip elementaire lading.

Ik kan het begrip neutrale lading verklaren.

Ik ken het verschil tussen geleiders en isolatoren.

Ik kan voorbeelden opsommen van geleiders en isolatoren.

Ik ken de grootheid spanning met de bijhorende hoofdeenheid en haar afgeleide eenheden.

Ik kan het verschil tussen een spanningsbron met een constante spanning en een regelbare spanning toelichten. Ik ken de werking van een voltmeter.

Ik kan een voltmeter correct aansluiten in een elektrische stroomkring. Ik kan het meetbereik en de meetnauwkeurigheid instellen bij een multimeter. Ik kan spanning meten in een serie- en een parallelschakeling.

148

Van ohm tot joule

Ik kan een eenvoudige elektrische stroomkring (lamp, spanningsbron, snoeren, schakelaar) bouwen op basis van een getekende elektrische stroomkring.

Ik kan een eenvoudige elektrische stroomkring (lamp, spanningsbron, snoeren, schakelaar) tekenen met de juiste symbolen.

helemaal begrepen

Wat ken/kan ik?

hier kan ik nog groeien

pg.

Ik kan eigenschappen van spanning meten in serie- en parallelschakeling herkennen en toepassen. Ik ken de grootheid stroomsterkte met de bijhorende hoofdeenheid en haar afgeleide eenheden.

Ik kan de hoofd- en zijketen herkennen in een elektrische stroomkring. Ik kan eigenschappen van stroomsterkte meten in serie- en parallelschakeling herkennen en toepassen.

Ik ken de grootheid weerstand met de bijhorende hoofdeenheid en haar afgeleide eenheden.

Ik kan een ampèremeter correct aansluiten in een elektrische stroomkring.

Ik ken de werking van een ampèremeter.

Ik ken de werking van een ohmmeter. Ik kan de wet van Ohm toelichten.

Ik ken het begrip restwarmte.

Ik kan de formule bij de wet van Ohm omvormen en gebruiken in vraagstukken.

invullen bij je Portfolio.

Je kunt deze checklist ook op

Ik kan het joule-effect in verband brengen met een weerstand waardoor een elektrische stroom gaat.

AHA!

149

Als je met een ballon door je haar wrijft, gaat het haar rechtop staan. Hoe komt dat?

Geef vier voorbeelden van geleiders en isolatoren. isolator

geleider

TEST JEZELF

Wat gebeurt er met een elektroscoop die een lading draagt, als je met je hand de knop aanraakt?

Een batterij is een constante spanningsbron. Als de batterij nog voor de helft geladen is, is dan de spanning nog hetzelfde vergeleken met een volledig geladen batterij? ja

neen

In welke toestellen gebruik je een constante spanningsbron en in welke een regelbare spanningsbron? Plaats een kruisje in de passende kolom.

Motiveer je antwoord.

toepassing

smartphone

laptop

speelgoedtrein spanningsbron labo thuisbatterij

150

Van ohm tot joule

constante spanningsbron

regelbare spanningsbron

Een elektricien doet werken aan de verlichting in de klassen. De lampen moeten geschakeld worden op 230 V. Toevallig maakt hij een foutje door ze aan te sluiten op 400 V. Wat gebeurt er bij het inschakelen van de lampen?

Waarom mag een ampèremeter niet rechtstreeks op een spanningsbron geschakeld worden, maar altijd in serie met een verbruiker?

Bereken de stroomsterkte in een elektrische schakeling.

Kleur in elke elektrische schakeling op deze en de volgende pagina: – de hoofdketen in geel; – de zijketens in roze.

Als ik in de tweede elektrische schakeling nog 10 ampèremeters toevoeg, wat gebeurt er dan met de stroomsterkte in de hoofdketen? Duid het juiste antwoord aan. De stroomsterkte stijgt omdat er meer verbruikers in serie geschakeld worden. De stroomsterkte blijft gelijk omdat ampèremeters de elektrische stroom niet hinderen. De stroomsterkte daalt omdat er meer verbruikers in serie geschakeld worden. De stroomsterkte blijft gelijk omdat de ampèremeters de spanning constant houden.

Bereken de ontbrekende waarden van de ampèremeters in de onderstaande schakelingen.

I1 = ?

I2 = 1,35 A

I1 = 0,03 A I2 = ?

I3 = 0,03 A

I4 = ?

Test jezelf

151

I5 = ?

I2 = 0,4 A

I2 = 1,2 A

I3 = 1,3 A

I3 = ?

Een multimeter kun je instellen om verschillende grootheden te meten. Vul de onderstaande tabel aan. symbool grootheid

grootheid

hoofdeenheid

symbool hoofdeenheid

si er fv

multimeter instellen als … ohmmeter

elektrische weerstand

I4 = 0,3 A

I1 = ?

volt

10 Wat gebeurt er met de stroomsterkte als de weerstand wordt verhoogd in een elektrische stroomkring?

152

Van ohm tot joule

11 Op een elektrisch circuit in een huis worden een mixer, een stofzuiger en een haardroger tegelijkertijd ingeschakeld. De totale weerstand is 54,12 Ω. Hoe groot is de stroomsterkte als de spanning 230 V is? Gegeven:

Gevraagd:

Oplossing:

Antwoord:

12 Wat gebeurt er met de weerstand van een draad als de spanning constant is en de stroomsterkte vermindert gedurende het experiment? Duid het juiste antwoord aan. De weerstand blijft constant. De weerstand vermindert ook. De weerstand wordt groter. De weerstand heeft een gemiddelde waarde.

13 Waarom noemt men een keramische kookplaat ook wel een infrarood kookplaat? Leg uit.

14 In welke toepassingen herken je het joule-effect? Duid de juiste antwoorden aan. De warmte in een auto afkomstig van een verbrandingsmotor. De thermische energie bij een koffiezet. De thermische energie die vrijkomt bij een brandende kaars. De thermische energie die vrijkomt bij wrijving tussen oppervlakten. Het computerscherm wordt warm door het gebruik. De werking van een elektroboiler. Verder oefenen? Ga naar

Test jezelf

153