Examenvraag NaSk | De elektrische motor
15 april 2021 

Examenvraag NaSk | De elektrische motor

Wekelijks behandelen we enkele examenvragen. Deze week gebruiken we een gedeelte uit het examen NaSk VMBO-t niveau van 2019.

Examenvragen VMBO NaSk

Elektrische motor Je ziet een afbeelding van een motor die wordt aangedreven door een elektromotor. De meeste frames van motoren worden van staal gemaakt. Het frame van deze motor is gemaakt van carbonfiber. Dit zijn koolstofvezels die gecombineerd zijn met (kunststof)hars.

elektrische-motor

Vraag 1. Carbonfiber heeft een kleinere dichtheid dan staal. Hierdoor is de massa van het frame kleiner.  Noteer nog een materiaaleigenschap van carbonfiber die het geschikt maakt als materiaal voor het frame.

Antwoord VO College: Hier zijn verschillende goede antwoorden mogelijk variërend van : Gemakkelijk te vormen, bestand tegen roesten en het materiaal is zeer sterk.

Vraag 2. Het volume van het frame van carbonfiber is 6,0 dm3 . De dichtheid van carbonfiber is 1,78 kg/dm3 . De massa van een stalen frame is 46,8 kg. Bereken de massa van een carbonfiber frame en noteer het massaverschil met een stalen frame.

Antwoord VO College: Hier kan je de formule massa = volume x dichtheid (ρ) gebruiken om het gewicht van de carbonfiber frame uit te rekenen.

Massa frame carbonfiber = 6,0 x 1,78  = 10,68 kg

Het massaverschil met een stalen frame is dus: 46,8 – 10,68 = 36,1 kg

 

Vraag 3. Het accupakket van de motor bestaat uit 10 accu’s. Je ziet het vereenvoudigde schakelschema.

accupakket

De accu’s in het accupakket leveren samen een spanning van 320 V aan de elektromotor. Hoe groot is de spanning van één accu?

A 32 V

B 53 V

C 64 V

D 160 V

Antwoord VO College:  Elk vijftal accu’s staat onder een spanning van 320V (parallelle schakeling). In elke stroomkring zijn er 5 accu’s in serie geschakeld, dus wordt de berekening

van één accu.   320V : 5 (accu’s) = 64 V (antwoord C)

 

Vraag 4. Het accupakket is beveiligd met een zekering.  Waartegen beschermt een zekering?

Antwoord VO College: Een zekering beschermt tegen overbelasting /te grote stroomsterkte.

 

De motor met bestuurder heeft een totale massa van 285 kg. De motor trekt in 6,25 s vanuit stilstand op tot een topsnelheid van 252 km/h. De gemiddelde versnelling is 11,2 m/s2 .

 

Vraag 5. Toon deze gemiddelde versnelling met een berekening aan.

Antwoord VO College: De formule voor de gemiddelde versnelling is:  a = ΔV / ΔT (waarbij V de snelheid is en T de tijd)

ΔV = verschil in snelheid, dit is 252 km/h

ΔT = 6,25 s

Bij deze som is het handig om eerst de snelheid om te rekenen naar m/s. Dit wordt 252 km/h = 252 000 m / 3600 s (of delen door 3,6) = 70 m/s

Nu alles invullen in de formule ==> a = 70 / 6,25 = 11,2 m/s2

 

Vraag 6. Bereken de kracht die nodig is voor deze versnelling.

Antwoord VO College: De formule voor kracht is F = m x a

m = de totale massa van de elektrische motor en de berijder = 285 kg

a = die hebben we bij vraag 5 berekend = 11,2 m/s2

Als je alles in de formule invult, krijg je : F = 285 x 11,2 = 3192 N of 3,2 kN 

 

Vraag 7. De motor rijdt 9,0 minuten op topsnelheid. Bereken de afstand die de motor op topsnelheid in die tijd aflegt.

Antwoord VO College: De formule die je hiervoor kunt gebruiken is S = V x t (afstand = snelheid x tijd)

V= 70 m/s zie antwoord 5

t = 9 min. ==> 9 x 60 sec = 540 sec

Als je alles in de formule invult, krijg je : S = 70 x 540 = 37800 meter of 37,8 km

 

Heb jij ook vragen over wiskunde, natuurkunde, scheikunde of biologie en kom je er niet uit? Neem dan contact met ons op. 

Over de schrijver
Vanuit mijn brede exacte studie kan ik bijles geven in de exacte vakken: wiskunde, natuurkunde, scheikunde en biologie. Met name scheikunde vind ik leuk om te geven omdat ik het als een uitdaging zie om abstracte lesstof op een simpele manier uit te leggen. Opleiding: Internationale Agrarische Hogeschool Larenstein in Velp
Reactie plaatsen

arrow_drop_up arrow_drop_down