§9.3 sturen en regelen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Elektriciteit - schakelingen

§9.3 Automatische schakelaars

Lesplan

• Herhaling (via Quiz - Lesson up)
• Uitleg § 9.3
• Aan de slag met § 9.3
• Reflectie (wat hebben we geleerd).

Wat betekent de afkorting P?

1. Energieverbruik
2. Vermogen
3. Elektriciteit
4. Tijd

Welke vijf energievormen zijn er?

1. licht, geluid, warmte, energie, beweging
2. geluid, warmte, elektriciteit, licht, stroom
3. geluid, licht, beweging, elektriciteit, zonlicht
4. warmte, licht, geluid, beweging, elektriciteit

Wat voor schakeling zie je hier?

1. Serieschakeling
2. Parallelschakeling

Wat voor schakelingen zijn dit?

1. A = parallelschakeling B = serieschakeling,
2. A = serieschakeling B = parallelschakeling
3. A & B zijn serieschakelingen
4. A & B zijn parallelschakelingen

Wat is de totale spanning bij een parallelschakeling?

1. De som van de deelspanningen
2. De spanning is overal gelijk
3. Maakt niet uit
4. De spanning van de hoogste waarde

in een parallelschakeling

1. is de stroom overal even groot
2. is er geen stroom
3. wordt de stroom verbruikt
4. verdeelt zich over de vertakkingen

Wat moet je nog weten, Kennen en Kunnen van de vorige les

• Wat is een parallelschakeling en hoe teken je deze.
• De spanning is overal gelijk in een parallelschakeling.
• De stroomsterkte moet je optellen in een parallelschakeling.
• De vervangingsweerstand bereken je met de volgende formule: 1/R_v = 1/R₁ + 1/R₂
• Bij een parallelschakeling blijven alle apparaten onafhankelijk werken, dus als de een uit is blijft de andere nog werken.
  

Opdracht serieschakeling.

Maak  een tekening van een serieschakeling.

In de tekening  zitten:

• drie weerstanden (R1 = 12 Ohm, R2 = 6 Ohm en R3 = 4 Ohm)
• een stroombron met gelijkspanning
• een LED
• een diode

Bereken de vervangingsweerstand. (Noteer de formule en de gegevens!)

Uitkomst berekening

drie weerstanden (R1 = 12 Ohm, R2 = 6 Ohm en R3 = 4 Ohm)

Rv = R1 + R2 + R3
Rv = 12 + 6 + 4     

Rv =  22 Ω

Wat is automatisch schakelen.

Automatisch schakelen wil zeggen dat er een apparaat in werking wordt gezet door een ander apparaat en niet door een mens die de schakelaar aanzet.

Dit kan gebeuren voor de veiligheid (het aanzetten van een stroomkring met een grote spanning door een stroomkring met een lage spanning) of gemak (een inbraak alarm moet werken zonder dat de inbreker de schakelaar van het alarm aanzet) 

Onderdelen van een automatische schakeling
 

Er zijn drie onderdelen:

1. De sensor, deze neemt waar dat er iets gebeurt
2. De verwerker, deze "bekijkt" het signaal en bepaald of er een aktie moet komen
3. De actuator, deze  maakt de reactie.

Onderdelen.

De sensor zet een signaal van de omgeving om naar een elektrisch signaal (voorbeelden zijn de LDR of de NTC)

De verwerker vergelijkt het elektrisch signaal met een basiswaarde (munten teller, schakelaar, transistor, relais)

De actuator geeft het signaal dat we willen (de laatklep van de drankautomaat gaat open, het alarm gaat, een lamp gaat aan)

Waarom is het handig dat een inbraak alarm automatisch geschakeld is?

1. De inbreker zelf zet het alarm niet aan
2. Omdat je een inbreker beter niet tegen het lijf moet lopen
3. Om de inbreker niet te storen
4. Dan heb je alle tijd om de inbreker af te tuigen ☻

Bij een inbraakalarm is het brekende glas (draadje in het glas) de

1. Sensor
2. Verwerker
3. Actuator
4. stuk

Bij een inbraakalarm is het alarm de

1. Sensor
2. Verwerker
3. Actuator

Sensoren

Reedcontact. Een beweegbaar stukje ijzer wordt door een magneet tegen de stroomdraad getrokken. Hierdoor wordt de schakelaar gesloten en kan de stroom door de kring bewegen.

Voorbeeld de kilometerteller op de fiets 

Sensoren

LDR (kassaband bij een winkel,  lichtsensor bij een lamp die in het donker aan gaat)

NTC (in een thermostaat, op een koeler in de computer)

Verwerker

De transistor: De transistor krijgt een klein beetje stroom op de basis, en dan kan er een grote stroom lopen van de collector naar de emitter

Verwerker

Wat is een LDR?

•  Licht gevoelige weerstand (Light Dependent Resistor)
•  Veel gebruikt als een SENSOR in een buitenlamp
•  LDR reageert op LICHT
• Heeft lage weerstand als er licht op komt.

NTC

•  Wat is een NTC?
•  Waar wordt een NTC toegepast?

NTC

•  Negatieve Temperatuur Coëfficiënt
•  Lage weerstand bij hoge temperaturen.
  (meeste weerstanden worden hoger als het warm wordt)
• Kan als sensor gebruikt worden in een automatische schakeling

Hoe heet een sensor die met een magneet bediend wordt

1. LDR
2. Reedcontact
3. NTC
4. transistor

Hoeveel "pootjes" heeft de transistor?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

In een transistor loopt de stroom van

1. de collector naar de emitter
2. de basis naar de collector
3. van de emitter naar de collector
4. collector naar de basis

Verwerker

Het relais

Het relais bestaat uit een elektromagneet die met een laagstroomkring wordt aangezet.

Hij trekt dan het ijzeren anker aan en die schakeld de tweede stroomkring aan

Actuator

Dit is het uiteindelijke doel. Denk aan een lamp, een alarm, een verwarming, een koelkast, een motor ... 

Wat zit er in een elektromagneet?

1. een spoel
2. een magneet
3. een verwarmingselement
4. een transistor

Laatste vraag:

Wat schakelt in de relais de stroomkring aan?

1. een permanente magneet
2. een elektromagneet
3. het anker
4. de batterij

Maak opdrachten

§ 9.1 t/m 9.3