Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Opgave 1 Vinger op de knop V93-i-1

Dovnload 231.88 Kb.

Opgave 1 Vinger op de knop V93-i-1



Pagina4/4
Datum05.12.2018
Grootte231.88 Kb.

Dovnload 231.88 Kb.
1   2   3   4

Opgave 4 Veldsterktemeter V93-I-4

In de atmosfeer is doorgaans een omlaaggericht elektrisch veld aanwezig. Als een boven het aardoppervlak geplaatste metalen plaat wordt geaard, krijgt deze plaat dezelfde soort lading als het aardoppervlak. De elektrische veldlijnen eindigen dan op de plaat. Zie figuur 8.




2p 17  Leg uit of de lading op de metalen plaat positief is of negatief.


Als vlak boven deze eerste geaarde metalen plaat een tweede geaarde metalen plaat wordt geschoven, eindigen de veldlijnen op deze tweede plaat. Zie figuur 9. De lading op de eerste plaat wordt nu niet meer vastgehouden en stroomt terug naar de aarde. Door de sterkte van deze stroom als functie van de tijd te meten, kan de lading die op de eerste plaat aanwezig was, worden bepaald.

Met behulp van de grootte van deze lading kan de grootte van de elektrische veldsterkte in de atmosfeer berekend worden.



Bij een bepaald type veldsterktemeter laat men een metalen schijf met gaten boven de onderste plaat ronddraaien. Deze schijf wordt door een elektromotor aangedreven, maar blijft geaard. Zie figuur 10.



De weerstand van de motor is 2,5 . De motor is aangesloten op een gelijkspanningsbron met een bronspanning van 9,0 V en een inwendige weerstand van 1,2 . De stroomsterkte in de elektromotor is 84 mA.

3p 18  Bereken de klemspanning van de spanningsbron.


De aan de motor toegevoerde elektrische energie wordt voor een deel omgezet in inwendige energie van de wikkelingen en voor een deel gebruikt om arbeid te verrichten.

De door de motor per seconde verrichte arbeid heet het mechanische vermogen.



4p 19  Bereken het mechanische vermogen van de elektromotor.
In deze veldsterktemeter is de onderste plaat een cirkelsegment met een oppervlakte van 307 cm2. De schijf is cirkelvormig; er zijn 4 openingen in aangebracht die elk precies even groot zijn als de onderste plaat. De metalen gedeelten tussen de openingen zijn ook even groot als de onderste plaat. Zie figuur 10.
Door het draaien van de schijf bereiken de elektrische veldlijnen de onderste plaat afwisselend wel en niet. Daardoor ontstaat een wisselende elektrische stroom tussen de onderste plaat en de aarde. De stroomsterkte wordt met een ideale stroommeter gemeten. Het resultaat van zo'n meting is weergegeven in figuur 11.


De stroomsterkte wordt positief genoemd als de elektrische stroom naar de onderste plaat toe is gericht.


3p 20  Leg uit in welke stand de schijf zich bevindt ten opzichte van de onderste plaat op t = 0.
3p 21  Bepaal de hoeksnelheid waarmee de schijf draait.
4p 22  Teken in de figuur op de bijlage het (Qt)-diagram van de lading op de onderste plaat.
3p 23  Teken in de figuur op de bijlage het (It)-diagram dat zou gelden als de schijf tweemaal zo snel zou draaien.
Voor de grootte van de lading op de plaat geldt:


Hierin is:



  • f de constante in de wet van Coulomb;

  • A de oppervlakte van de bovenkant van de onderste plaat;

  • E de grootte van de elektrische veldsterkte.

Tijdens het overtrekken van een onweerswolk blijkt zich maximaal +7,0 nC lading op de onderste plaat te verzamelen.



2p 24  Bereken de elektrische veldsterkte die dan wordt bepaald.
Bijlagen (2):









Opgave 5 Radon V93-I-5

Radon (222Rn) is een radioactief gas. Het wordt in de aardkorst gevormd door het verval van een bepaalde ‑straler.

2p 25  Geef de reactievergelijking van dit verval.
In Nederland is de activiteit van deze radonisotoop per m3 buitenlucht gemiddeld 3,0 Bq. De activiteit wordt gegeven door de formule:
A =   N
Hierin is:


3p 26  Bereken het gemiddelde aantal 222Rn‑kernen per kubieke meter buitenlucht.
Het radongas dat uit de grond onder een woning vrijkomt, heeft een verhoging van de radonconcentratie binnenshuis tot gevolg. Doordat de woningen ten behoeve van warmte-isolatie slechter geventileerd worden, is de activiteit per m3 lucht in huis groter dan buiten.

Hierdoor is de radonactiviteit in de longen van een mens hoger dan 3,0 Bq per m3 lucht.

De longen van een mens bevatten gemiddeld 2,5 dm3 lucht. De radon in deze lucht veroorzaakt in die longen een stralingsvermogen van 5,310‑14 W.

4p 27  Bereken de gemiddelde activiteit ten gevolge van het radongas per m3 ingeademde lucht.


Door het inademen van het radongas ontvangt men in Nederland gemiddeld een dosisequivalent van 0,90 mSv per jaar. Dit dosisequivalent wordt niet alleen veroorzaakt door het radon zelf, maar vooral door zijn vervalproducten (radioactieve polonium-, bismuth- en loodisotopen). Deze hechten zich aan stofdeeltjes en kunnen op die manier achterblijven in de longen.

Het dosisequivalent wordt gegeven door de formule:




Hierin is:


De bestraalde massa van de longen is 0,15 kg. De kwaliteitsfactor voor ‑straling is 20.



3p 28  Bereken het dosisequivalent dat iemand per jaar in zijn longen ontvangt uitsluitend door het verval van radonkernen.

Einde
1   2   3   4

  • Opgave 5 Radon V93-I-5

  • Dovnload 231.88 Kb.