Batterijspanning

Opgave 4 (vraag 13 t/m 17) uit eindexamen Wiskunde A VWO 2025 tijdvak 2

In het dagelijks leven worden er veel batterijen gebruikt om apparaten te laten werken. Een batterij werkt door het verschil in spanning tussen de pluspool en de minpool. Dit spanningsverschil noemen we de totale spanning van de batterij. Deze totale spanning wordt lager als je de batterij enige tijd hebt gebruikt. Hierdoor gaat bijvoorbeeld een fietslamp met een batterij op een gegeven moment minder fel branden.

Een van de eerste batterijen werd in 1836 uitgevonden door de Britse scheikundige Daniell. Bij deze batterij werd bij de pluspool koper en bij de minpool zink gebruikt. Deze opgave gaat over zo'n batterij.

De spanningen van de polen van deze batterij zijn te berekenen met de volgende formules:

Vplus=0,34+0,0296⋅log⁡(k)V_{plus}=0,34+0,0296 \cdot \log(k) Vmin=−0,76+0,0296⋅log⁡(z)V_{min}=-0,76+0,0296 \cdot \log(z)

Hierin zijn VplusV_{plus} en VminV_{min} de spanningen van de polen in volt en kk en zz de concentraties van koper en zink in molair (1 molair is een maat voor het aantal deeltjes per liter).

De totale spanning van de batterij, VbatterijV_{batterij}, is het verschil tussen de spanningen van beide polen:

Vbatterij=Vplus−VminV_{batterij}=V_{plus}-V_{min}

Bij de batterij geldt in het begin dat kk en zz allebei 1 molair zijn. De totale spanning is dan 1,1 volt. Door het gebruik van de batterij neemt kk af en neemt zz toe.

Als deze batterij enige tijd stroom heeft geleverd geldt k=0,7k=0,7 en z=1,3z=1,3.

Bereken met hoeveel procent de totale spanning van de batterij in dit geval is gedaald. Geef je antwoord in twee decimalen.

Voor nakijken en persoonlijke tips van de AI-docent: Maak een foto van jouw antwoord of type het in.