NaSk - Vermogen/verbruik kW/kWh

[sus]

Discussie hier rondom NatuurScheikunde, Havo 2. Volgens mij staat er iets niet goed/compleet in het boek uitgelegd en mijn zoon is het daar mee eens.

In het boek staat als definitie:
“De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W)”

Nu gaat het in het boek over “hoe berekenen we het energieverbruik”.

Als ik de definitie uit het boek lees, dan is het “watt per seconde” en dus doe je de gegeven waarde x 3600 om “watt per uur” te hebben of x 3,6 om “kilowatt per uur” te hebben.

En daar is de discussie. In her boek schrijven ze over een apparaat van 750W, waarvan het energiegebruik in 6 minuten berekend moet worden. Uitgaande van de eerdere definitie zou dat dan 750W per seconde zijn.

Volgens mij wordt overal - en dus ook irl - de aanname gedaan dat we met 750W bedoelen 750Wh, ook wel 0,75kWh. Maar dat is niet wat in het boek staat.

Wiki geeft ook een voorbeeld van een lamp van 60W die dus een hoeveelheid energie verbruikt van 60 joule (watt per seconde) - Wikipedia: Watt (eenheid)


Wanneer ik de definitie volg, is een apparaat van 750W inderdaad een enorme energieslurper; ik kom dan namelijk op 2700 kWh uit. In 6 minuten is dat dan 270 kW aan verbruik.

Wanneer we uitgaan van “maar we bedoelen natuurlijk”; dan is het een apparaat van 0,75kWh en is het verbruik 0,075kW in 6 minuten.

Als ik de formule uit het boek invul, dan kom ik op

E = P • t
E = Energie in kWh
P = Vermogen in kW
t = tijd in uur (h)

Ze rekenen dan E = 0,75 kW • 0,1h = 0,075kWh

Maar hierbij gaan ze dus uit van een verbruik van 750W in een uur tijd - en dat is niet wat de definitie volgens het boek is.


Ja, ik weet dat we in de praktijk met “een apparaat verbruikt 750W” bedoelen dat dat het verbruik per uur is. Een gloeilamp van 60W stookt volgens Wiki dan wel 60W per seconde, we weten allemaal dat we bedoelen 60W per uur - en dus 0,06kWh.

Maar, deze docent is een Pietje Precies die erg strikt is in het volgen van de definities. Als we die definitie letterlijk volgen, klopt er alleen geen reet van.

Zie ik het nu verkeerd of…

[u_nix_we_all]

Die definitie uit het boek klopt niet. Vermogen heeft geen tijdseenheid. Een apparaat van 750W verbruikt 750W, klaar. De energie die verbruikt wordt is vermogen x tijdseenheid. Een apparaat van 750W verbruikt in 1 uur 750Wh. Dus in 6 minuten gebruikt die 75Wh 0,075kWh

Ja, ik weet dat we in de praktijk met “een apparaat verbruikt 750W” bedoelen dat dat het verbruik per uur is. Een gloeilamp van 60W stookt volgens Wiki dan wel 60W per seconde, we weten allemaal dat we bedoelen 60W per uur - en dus 0,06kWh.

Nee dat zie je dus verkeerd. Er bestaat niet zoiets als watt per uur of watt per seconde. Pas als je de tijdseenheid vermenigvuldigt komt er een hoeveelheid energie (kWh, Ws, joule) uit. En dat is dus niet (kilo)watt per uur, maar (kilo)watt*uur.

Je zou kunnen zeggen dat een lamp van 60W per seconde 60Ws gebruikt: 60Ws/s maar dan kun je s tegen elkaar wegstrepen

[ Voor 7% gewijzigd door u_nix_we_all op 01-04-2025 00:11 ]

[sus]

Volgens mij klopt het inderdaad dat vermogen P geen tijdsaanduiding heeft, P = U • I heb ik ooit geleerd.

Met andere woorden; de definitie moet zijn

“De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W)”


Maar dan volg ik de uitleg op de Wiki die ik link niet; daar staat “Een gloeilamp met een vermogen van 60 watt gebruikt een hoeveelheid energie van 60 joule, per seconde”. 1 Joule is 1Ws.

Die lamp van 60W is dan toch ook een serieuze grootverbruiker als je dat gaat uitrekenen? Wederom van wiki “ Elektrische energie wordt meestal gemeten in kilowattuur (kWh). Omdat 1 J = 1 Ws, komt een hoeveelheid van 1 kWh overeen met 3 600 000 J of 3,6 MJ (megajoule).”

[ Voor 61% gewijzigd door sus op 01-04-2025 00:09 ]

[u_nix_we_all]

Ik pas het even aan, de definitie houdt wel stand. Maar in de definitie moet je voor energie de eenheid van energie invullen (Joule, ofwel Ws, Watt*seconde)
Dan staat er dus de hoeveelheid energie per seconde (Ws/s) = vermogen (W)

1 Ws is niet 3600Wh, het is 1/3600 Wh!

[ Voor 8% gewijzigd door u_nix_we_all op 01-04-2025 00:16 ]

[CodeCaster]

Technology Connections heeft hier net, twee dagen geleden, een video over gepost die bevestigt wat jullie zeggen:

[ Voor 4% gewijzigd door CodeCaster op 01-04-2025 00:17 ]

[NMH]

@sus, wellicht helpt een analogie: je kunt het vermogen van een apparaat (in Watt) vergelijken met de snelheid van een auto (in km/h). Een auto die 60 km/h rijdt, heeft na een half uur 60*0.5 = 30 km afgelegd, na een uur 60*1 = 60 km en na twee uur 60*2 = 120 km. Volgens dezelfde sommetjes gebruikt een apparaat met een vermogen van 60 W in een half uur 60*0.5 = 30 Wh, in een uur 60*1 = 60 Wh en in twee uur 60*2 = 120 Wh. De Watt-uur eenheid is dus niet Watt per uur maar Watt maal uur.

u_nix_we_all schreef op maandag 31 maart 2025 @ 23:58:
Je zou kunnen zeggen dat een lamp van 60W per seconde 60Ws gebruikt: 60Ws/s maar dan kun je s tegen elkaar wegstrepen

Ik zag laatst op een energielabel staan "10 kWh / 1000 uur". Hoewel ik snap waarom ze dat zo opschrijven krijg ik toch een beetje jeuk van die notatie.

[Capacitor]

Je ziet het inderdaad verkeerd
E = P • t
In eenheden:
[J] = [J/s] • [s] (of [W] • [s])

kWh heeft als eenheid Joule. 1 kWh is namelijk gelijk aan 1000[J/s] • 3600[s] = 3,6 MJ.

Om je sommetje op te lossen:
750[J/s] • 360[s] = 270 kJ

Omgerekend naar kWh deel je de 270kJ dus door 3,6MJ = 0,075 kWh

[Brent]

sus schreef op maandag 31 maart 2025 @ 23:41:

Volgens mij wordt overal - en dus ook irl - de aanname gedaan dat we met 750W bedoelen 750Wh, ook wel 0,75kWh. Maar dat is niet wat in het boek staat.

Het wordt zelfs door (mindere ) wetenschappers vaak door elkaar gehaald, en een energie met een Watt-hoeveelheid aangeduid of, wat minder vaak, een vermogen in kWh. Laat je daar niet door van de wijs brengen. Het is zoals reeds gezegd. Energie heeft als Si-eenheid J(oule), maar wordt in het dagelijks leven eigenlijk altijd in kWh uitgedrukt; een vermogen keer tijd is energie. De definitie van een Watt is Joule per seconde.

NMH schreef op dinsdag 1 april 2025 @ 01:31:
Ik zag laatst op een energielabel staan "10 kWh / 1000 uur". Hoewel ik snap waarom ze dat zo opschrijven krijg ik toch een beetje jeuk van die notatie.

Wot... (10 ja...) Tijd om de natuurkundepolitie in te schakelen.

[Fr33z]

Ja je ziet het verkeerd maar dat uitleggen valt niet mee. Die som aan het einde klopt gewoon perfect, 0,75 kW * 0,1 uur = 0,075 kWh. klopt ook qua eenheden, want je vermenigvuldigt kW met h dus krijg je kWh.

Wat niet klopt is jouw stelling over een verbruik van 750 W per uur. Een verbruik van 750 W is gewoon dat, 750 W. Niet per uur of per kwartier of per .....

een Watt is Joule/Seconde. Dus je apparaat gebruikt elke seconde dat ie aan staat 750 Joules. Je zou kunnen rekenen hoeveel Joules er dan na 6 minuten verbruikt zijn, namelijk 6 X60 = 360 seconden * 750 J/s ==> 270.000 Joules.

Nu is de Joule een beetje een stomme eenheid want dit ziet er uit als heul veel energie en dat valt wel mee. Daarom werken we vaak in kWhs. een kWh is gewoon een bepaalde hoeveelheid Joules, namelijk 3.600.000 Joules. Met 270.000 / 3.600.000 = 0,075 kWh ben je rond

[ Voor 4% gewijzigd door Fr33z op 02-04-2025 14:44 ]

[sus]

Inmiddels snap ik van mijn kant de materie - of in ieder geval voldoende om hem met zijn huiswerk te maken.

Maar, dan klopt die definitie zoals hij in de TS staat dus niet? Want dan geef ik die even bij de docent aan :-)

Ter info, deze dus:
“De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W)”

[Illusion]

sus schreef op woensdag 2 april 2025 @ 15:04:

Ter info, deze dus:
“De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W)”

Die definitie klopt precies.

Dus waarschijnlijk begrijp je het nog niet.

[Dido]

sus schreef op woensdag 2 april 2025 @ 15:04:
Inmiddels snap ik van mijn kant de materie - of in ieder geval voldoende om hem met zijn huiswerk te maken.

Maar, dan klopt die definitie zoals hij in de TS staat dus niet? Want dan geef ik die even bij de docent aan :-)

Ter info, deze dus:
“De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W)”

Die klopt.

De eenheid van energie is de Joule.

De eenheid van vermogen is de Watt.

1 Watt = 1 Joule / seconde.

Dus als het apparaat in 1 seconde 60 Joule gebruikt, dan is het vermogen dus 60 Joule / seconde, oftewel 60 Watt.

De definitie klopt wel, maar had wat duidelijker opgeschreven kunnen worden. Uiteindelijk klopt het wel wat er staat, het vermogen van een apparaat wordt inderdaad uitgedruikt in W, en dat vermogen geeft aan hoeveel J het appraat gebruikt per seconde.

En daar is de discussie. In her boek schrijven ze over een apparaat van 750W, waarvan het energiegebruik in 6 minuten berekend moet worden. Uitgaande van de eerdere definitie zou dat dan 750W per seconde zijn.

750W betekent 750 J/s.

Aangezien 6 minuten 360 seconden is, verbuikt dat apparaat in 6 minuten dus 360*750=270 000 Joule.

Oftewel 270kJ.

De gein is dat als je gaat rekenen per uur, om te kunnen delen door 10, je uitkomt op 750Wh in een uur, oftwel 75Wh in 6 minuten. Maar dan moet je die 75Wh nog wel omrekenen naar Joules, want er wordt gevraagd om energie! Dan moet je dus alsnog dat uur uit je Wh omrekenen naar Ws en heb je weinig gehad aan het feit dat 6 minuten toevallig 1/10 uur is

[ Voor 26% gewijzigd door Dido op 02-04-2025 15:36 ]

[nescafe]

sus schreef op woensdag 2 april 2025 @ 15:04:
Maar, dan klopt die definitie zoals hij in de TS staat dus niet? Want dan geef ik die even bij de docent aan :-)

Ter info, deze dus:
“De hoeveelheid energie die een apparaat per seconde verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat. De eenheid van vermogen is watt (W)”

Volgens mij is het probleem dat in deze zin een grootheid (het woord "energie") en een eenheid (het woord "seconde") worden gecombineerd. Dat is niet consistent. Beter zou zijn:

"De hoeveelheid energie die een apparaat per tijdseenheid verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat."

[Dido]

nescafe schreef op woensdag 2 april 2025 @ 15:37:
Volgens mij is het probleem dat in deze zin een grootheid (het woord "energie") en een eenheid (het woord "seconde") worden gecombineerd. Dat is niet consistent. Beter zou zijn:

"De hoeveelheid energie die een apparaat per tijdseenheid verbruikt, noem je het vermogen van dat apparaat."

Die tijdseenheid is genoemd, en is 1 seconde. Niet heel vreemd, want dat is de SI-eenheid voor tijd

(En ja, 1/s is ook Hertz. Dus 1 Watt = 1 JHz. )

[Dido]

sus schreef op maandag 31 maart 2025 @ 23:41:
Als ik de formule uit het boek invul, dan kom ik op

E = P • t
E = Energie in kWh
P = Vermogen in kW
t = tijd in uur (h)

Ze rekenen dan E = 0,75 kW • 0,1h = 0,075kWh

Tsja, de eenheid van energie is de Joule.
Als ze willen weten hoeveel kWh het apparaat gebruikt in die 6 minuten, moeten ze niet vragen hoeveel energie het apparaat gebruikt.

Maar, deze docent is een Pietje Precies die erg strikt is in het volgen van de definities.

Mooi, dan kun je (of je zoon) de docent erop wijzen dat kWh een leuke eenheid is voor de stroomleverancier, maar dat de eenheid van energie in de natuurkunde nog steeds de Joule is

Voor een Pietje Precies is het vreemd om te verwachten dat iemand energie uitdrukt in veelvouden van 3,6MJ

(Then again, bij voedingsmiddelen vinden we het heel handig om energie uit te drukken in veelvouden van 4184J, maar dat dan te benoemen als veelvouden van 4,184J. Go figure.)

[Fr33z]

dit uitleggen via internet is blijbkaar lastig maar de definitie klopt gewoon. Met de toelichting zoals die hier is gegeven zou je er moeten zijn. Als er nog iets specifieks is dat onduidelijk dan kun je het beste daar nog een vraag over stellen, mogelijk kunnen we dan nog wat uitleggen.

[Djordjo]

sus schreef op maandag 31 maart 2025 @ 23:41:
Volgens mij wordt overal - en dus ook irl - de aanname gedaan dat we met 750W bedoelen 750Wh, ook wel 0,75kWh.

Nee, niet. Doe deze aanname niet en de leerstof wordt een stuk begrijpelijker.

[boxlessness]

We hadden vroeger op de HAVO een grapje: wanneer iemand iets niet goed hoorde en zei "wat?", reageerden wij met "Joules per seconde!".

Wat ik me kan herinneren deden wij de conversie van J/s naar kW/h ook helemaal niet... dus we drukten hoeveelheden energie uit in Joules, en dat was dan prima.

[bwerg]

Djordjo schreef op woensdag 2 april 2025 @ 16:31:
[...]

Nee, niet. Doe deze aanname niet en de leerstof wordt een stuk begrijpelijker.

Inderdaad, in exacte wetenschappen iets anders zeggen dan wat je bedoelt is echt dé manier om de plank compleet mis te slaan. Als ze Watt zeggen bedoelen ze Watt. Als je denkt dat het iets anders moet zijn dan zal je het wel fout begrepen hebben.

Je slordig en kort door de bocht uitdrukken kan als je een master hebt afgerond en zo ver boven de stof staat dat jij en je gesprekspartner allebei precies weten wat er wél bedoeld wordt, en welke hoekjes je wel en niet kan afsnijden. Maar daarvoor: niet doen. Dit hoekje is trouwens zelfs dan niet af te snijden, veel te verwarrend.

Iedereen die W en Wh door elkaar haalt en als synoniemen gebruikt snapt er geen zak van, zo simpel is het. En dat zijn heel veel mensen (inclusief mensen die verpakkingen maken, journalisten, etc.), dus dat gebeurt i.r.l. inderdaad vast vaak, maar dat is geen reden om het jezelf dan ook maar fout aan te leren. Dan krijg je onzin als dat "Wattuur de hoeveelheid Watt per uur is" en zo (dan zou het wel "Watt per uur" heten, nietwaar?). Of mensen die Wh kennen als energie-eenheid, zich afvragen hoe veel energie ze per tijdseenheid verbruiken, en dan Wattuur per uur introduceren.

Al met al is het dus maar goed dus dat de docent een Pietje precies is.

sus schreef op maandag 31 maart 2025 @ 23:41:
Wiki geeft ook een voorbeeld van een lamp van 60W die dus een hoeveelheid energie verbruikt van 60 joule (watt per seconde) - Wikipedia: Watt (eenheid)

Dat zegt wikipedia helemaal niet:

Een gloeilamp met een vermogen van 60 watt gebruikt een hoeveelheid energie van 60 joule, per seconde.

Je haalt de "per seconde" op wikipedia bij de Joule weg en je plakt hem er zomaar achter de Watt, die verplaatsing maakt de hele betekenis van de vergelijking natuurlijk anders (en fout).

Een 60W-lamp verbruikt 60 joule per seconde, 60W = 60J/s. En dus 120 joule per twee seconde, 60W=120J/2s. En 60*3600 joule per uur. Als je 60W zou nemen en er daar zomaar "per seconde" aan zou plakken, oftewel 60W = 60W/s, dan betekent dat effectief dat "seconde" geen grootheid zou zijn...

Een gloeilamp van 60W stookt volgens Wiki dan wel 60W per seconde, we weten allemaal dat we bedoelen 60W per uur - en dus 0,06kWh.

De gloeilamp verbruikt dus geen 60W per uur, en ook geen 60W per seconde. Hij verbruikt 60W. Of 60J per seconde, of als je echt wil, 60KWh 60Wh per uur.

[ Voor 48% gewijzigd door bwerg op 04-04-2025 07:38 ]

[u_nix_we_all]

bwerg schreef op donderdag 3 april 2025 @ 23:40:
[...]

De gloeilamp verbruikt dus geen 60W per uur, en ook geen 60W per seconde. Hij verbruikt 60W. Of 60J per seconde, of als je echt wil, 60KWh Wh per uur.

ftfy

[bwerg]

u_nix_we_all schreef op vrijdag 4 april 2025 @ 02:44:
[...]

ftfy

Arg.

In ieder geval was de grootheid correct.

[Dido]

"Een apparaat gebruikt X Watt per seconde" klinkt akelig als "die straaljager vliegt Mach 1 per uur"

[skimine]

Dido schreef op woensdag 2 april 2025 @ 15:29:
[...]
De gein is dat als je gaat rekenen per uur, om te kunnen delen door 10, je uitkomt op 750Wh in een uur, oftwel 75Wh in 6 minuten. Maar dan moet je die 75Wh nog wel omrekenen naar Joules, want er wordt gevraagd om energie! Dan moet je dus alsnog dat uur uit je Wh omrekenen naar Ws en heb je weinig gehad aan het feit dat 6 minuten toevallig 1/10 uur is

Téchnisch gezien hoeft dat niet, want Wh is ook gewoon een eenheid voor energie. Maar op de middelbare school is het vaak wel gebruikelijk om alleen SI-eenheden te gebruiken (én terecht, hoe praktisch kWh soms kan zijn, het leidt iets te vaak tot onnodige verwarring).