H12 en H9 Elektriciteit en schakelingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 4

Planning tot kerst:

H12 Elektriciteit + H9 Schakelingen

12.1 Stroom en spanning

12.2 Spanning transformeren

12.3 Serie- en Parallelschakeling

12.4 Elektriciteit + veiligheid

9.1 Weerstanden 

9.2 LDR en NTC

9.3 Schakelen met een relais 

9.4 Elektronische schakelingen

Serie- en parallelschakeling:

Serieschakeling:

• 1 stroomkring
• 1 lampje uit > alles uit
• Stroomsterkte is overal gelijk
• Spanning wordt verdeeld

Parallelschakeling:

• meerdere stroomkringen
• 1 lampje uit > rest blijft aan
• De totale stroomsterkte is de de stroom van alle sub-kringen bij elkaar opgeteld
• De spanning is gelijk bij elke sub-kring

Werken met                                  weerstanden

Elektronicaweerstandjes: (vaak) in serie

Serieschakeling 

• I_tot = I₁ = I₂ = ..      én     U_tot = U₁ + U₂ + ...

Parallelschakeling 

• I _tot = I₁ + I₂ + ...    én    U_tot = U₁ = U₂ = ..

•  Met een weerstandje kun je de spanning en de stroomsterkte  verdelen over de verschillende onderdelen in een schakelschema (printplaat)   

De weerstand bepalen/berekenen

Je kunt op twee manieren achter de waarde van een weerstand komen:

1. Door de spanning en de stroomsterkte te meten.
2. De kleurencodes aflezen van de weerstand.

1

2

Kleurcodering: Binas 13 

Reken uit hoe groot bovenstaande weerstand is?

• A: geel = 4
• B: paars = 7
  
• D: rood = 2
  
• T: goud = 5%
  
• R = 4700 Ω +/- 5%
• R = 4700 Ω +/- 235 Ω

H12.3 Vervanginsweerstand

vervangingsweerstand = Totale weerstand

In serie:

• Rv = R1 + R2 + R2 + ....

In Parallelschakeling:

• 1/Rv = 1/R1 + 1/R2 + ...
• Rv = (R1 x R2)/(R1 + R2)
  

Stel F1 = 20 Ω  en F2 = 5 Ω => wat is Rv bij serie/parallel

• In serie: Rv = 20 + 5 = 25 Ω
• In parallel: Rv = (20 x 5)/(20+5) = 100/25 = 4 Ω
  

20 Ω

20 Ω

5 Ω

5 Ω

Capaciteit:

• De hoeveelheid elektrische lading die is opgeslagen in een batterij.
  
• Wordt opgegeven in Ah (Ampére-uur) 
  
• Batterijen hebben kleine capaciteit => mAh (milli-Ampére-uur)
• 2 000 mAh gaat twee keer zo lang mee als een batterij van 
  

       1 000 mAh

C=I⋅t

C = capaciteit [Ah]

I = Stroomsterkte [A]

t = tijd [h]

Formule Vermogen (P)

Vermogen = Spanning x Stroomsterkte

                   P = U x I

        

P

U

I

Watt of joule/seconde

Volt

Ampère

W of J/s

V

A

Vermogen

Spanning

Stroomsterkte 

Formule:

Een transformator:

• Zet een hoge spanning op naar een lage spanning of omgekeerd

Transformator:

De spanning of het aantal windingen uitrekenen.

Ideale transformator

Bij een ideale transformator is er geen vermogensverlies 

==> 100% rendement ==> 

Vermogen primaire kant = Vermogen secundaire kant. 

Diode en LED

Diode: 

• Schakelonderdeel dat één kant stroom doorlaat!

Led: 

• is een diode die licht uitzendt
• light emitting diode
  
• Wordt vaak gebruikt als controlelampjes
  

NTC

Negative Temp. Coëfficient

• Reageert op temperatuur
  
• Temperatuur omhoog =>
  

                         weerstand omlaag

LDR

Light dependent resistant

• Reageert op licht
• Meer Licht =>                                            weerstand omlaag

Uitleg Relais contacten

Symbool relais

5 aansluitpunten

1 + 2 = aansluiten spoel

3 = maakcontact

4 = breekcontact

5 = actuator / stroomkring

Uitleg Reedcontact

• Wordt gebruikt als schakelaar / sensor
• schakelaar die werkt op een magneet
• Magneet bij reedcontact => gesloten contact => stroom

• Toepassingen:
  - positie/niveau sensor
  - fietscomputer/ km-teller

Een schakeling met condensator

Als je de schakelaar

sluit laadt de condensator op. Als je hem opent blijft de lamp branden op de stroom van de condensator.

Transistor

Transistor heeft 3 aansluitpunten:

* Basis

* Collector

* Emitter

UIT: Geen stroom op Basis => geen stroom van Collector naar Emitter

AAN: Stroom op Basis => stroom gaat lopen van Collector naar Emitter

En nu de theorie toepassen

Aan de slag!

Maak opdrachten van H9.4 

Controleer de opgaven van H9

Volgende week PTA H12 en H9