paragraaf 3 automatische schakelaars en paragraaf 4 condensatoren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

paragraaf 3 automatische schakelaars

automatische systemen

Je staat er tegenwoordig niet meer van te kijken als een schuifdeur automatisch open gaat als er iemand in de buurt van de deur komt, of wanneer lantaarnpalen automatisch aan gaan als het donker wordt. Ook de thermostaat die zorgt dat de temperatuur in huis aangenaam is lijkt vanzelfsprekend. Dit zijn allemaal automatische systemen.

automatische systemen bestaan altijd uit 3 blokken, namelijk:

een invoerblok (input),

een verwerkingsblok en

een uitvoerblok (output)

automatische systemen

invoerblok: in het invoer blok vindt je sensoren.

verwerkingsblok: hier zit alle elektronica (computer gedeelte) en schakelaars

uitvoerblok: in het uitvoerblok zit de zogenoemde acuator.

invoer: sensoren

sensoren meten een verandering in de omgeving. Te denken valt aan een verandering van de hoeveelheid licht (lichtsensor), een verandering in temperatuur (temperatuursensor), maar ook het wegvallen van een stroom bij een onderbroken stroomkring (reedcontact).

verwerkingsblok: schakelaars

in het verwerkingsblok zitten schakelaars. er wordt gebruik gemaakt van automatische schakelaars, zoals een transistor of relais.

uitvoer: acuator

Een acuator is een (extern) onderdeel/apparaat dat wordt ingeschakeld door de schakelaar, bijv. een sirene/zoemer, lamp, airco etc.

transistor

Een transistor is een onderdeeltje dat automatisch kan schakelen tussen 2 stroomkringen.

Door een transistor kunnen GEEN grote stromen lopen! Een transistor is dus met name geschikt voor het schakelen van lampjes of zoemertjes en NIET voor het inschakelen van sirenes of grote apperatuur.

De transistor heeft 3 aansluitpunten, namelijk:

 de basis (B),

de collector (C) en

de emitter (E).

transistor

Er kan alleen stroom lopen van de emitter (E) naar de collector (C) wanneer er een stroom loopt van de basis (B) naar de collector (C).

reed contact

Een reed contact is een glazen omhulseltje waarin twee metaal draden zitten die elkaar in het midden niet raken.

wanneer er een permanente magneet bij het reedcontact wordt gehouden, dan raken de metalen draadjes elkaar. Haal je de permanente magneet uit de buurt van het reedcontact, dan zit er lucht tussen de draden. Anders gezegd: door een reedcontact kan een stroom lopen als deze in de buurt van een permanente magneet wordt geplaatst. is er geen magneet, dan kan er geen stroom door het reedcontact lopen.

Toepassingen: in een inbraakinstallatie (ramen en deuren)

inbraakalarm

relais

Een relais is een automatische schakelaar die werkt met behulp van een spoel die tijdelijk magnetisch kan worden wanneer er een stroom door heen loopt. wanneer het relais voorzien wordt van stroom, dan trekt de spoel in het relais het anker naar zich toe.

Door een relais kunnen wel grote stromen lopen. Deze automatische schakelaar is dus toe te passen in alle schakelingen.

relais

maakcontact:  wanneer de 2e stroomkring ingeschakeld wordt wanneer het relais voorzien wordt van stroom (anker wordt aangetrokken), dan staat deze aangesloten op het maakcontact.

breekcontact: wanneer de 2e stroomkring juist wordt ingeschakeld wanneer het relais geen stroom meer krijgt (anker wordt niet meer aangetrokken), dan staat deze aangesloten op het breekcontact.

paragraaf 4 condensatoren

condensator

Een condensator is een soort oplaadbare spanningsbron. Een condesator kan echter niet zo heel veel energie opslaan als een oplaadbare spanningsbron, een condensator laadt daarom dan ook sneller op (maar is ook heel snel weer leeg). ontladen van de condensator gaat ook eerst snel en dan langzaam (zie volgende dia).

toepassingen:

follow me home verlichting bij auto's

ventilator bij WC's

condensator

Wanneer er een stroom van de spanningsbron naar de condensator loopt, dan laad de condensator op, je noemt dit een laadstroom.

Een condensator laadt in het begin snel op, maar wanneer er al wat energie in de condensator opgeslagen is, dan gaat dit naar verhouding steeds langzamer. In andere woorden: de stroomsterkte door de condensator is eerst heel groot, maar deze wordt steeds kleiner tot de condensator vol is.

follow me home verlichting werkt op vergelijkbare manier. de spanningsbron levert een spanning wanneer de schakelaar dicht is, hierdoor laadt de condensator op. als de schakelaar open is, dan levert de spanningsbron geen spanning meer en dan neemt de condensator tijdelijke de functie van spanningsbron over door te ontladen. zo heb je tijdelijk nog even verlichting na het parkeren en uitzetten van de motor van de auto, zodat je naar de voordeur van je huis kunt lopen.

capaciteit

de hoeveelheid energie die een condensator op kan slaan noemt men de capaciteit van de condensator. capaciteit wordt uitgedrukt in fahrad. zojuist is besproken dat de energie die een condensator op kan slaan niet zo heel groot is. fahrad is dus een beetje een te grote eenheid. vaak wordt de capaciteit van een condensator dan ook weergegeven in een afgeleide van de eenheid fahrad, meestal microfahrad. (net als wanneer men de dikte van een spijker uit wil drukken en de eenheid meter te groot is, omdat de spijker bijv. maar 2mm dik is.)