Grondbeginselen elektrotechniek
Grondbeginselen elektrotechniek
Grondbeginselen elektrotechniek
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
F100870#1<br />
<strong>Grondbeginselen</strong><br />
<strong>elektrotechniek</strong><br />
de elektrische stroomkring onvertakte stroomkring<br />
licht-en signaalwerking<br />
mechanisch werken werking van een<br />
strook van bimetaal<br />
gelijkstroommotor<br />
zaklamp<br />
elektromagneet<br />
zoemer<br />
vertakte stroomkring<br />
geleiders<br />
niet-geleiders (isolatoren)<br />
serieschakeling<br />
parallelschakeling<br />
werking van elektrische stroom<br />
licht-donkerschakeling<br />
motor met propeller<br />
doorgangstester<br />
1
2<br />
Elektrische energiebronnen<br />
- zonne-energie is de oorsprong van alle energiebronnen.<br />
- windenergie, waterkracht , fossiele grondstoffen (gas, kolen, aardolie) voor verbranding in centrales zijn het<br />
resultaat van zonne-energie.<br />
- deze energie wordt technisch in elektrische energie omgezet en via gigantische leidingen en technische installaties<br />
(transformatoren) naar onze stekkerdozen geleid waar wij de stroom kunnen gebruiken.<br />
- de elektrische apparaten in ons huishouden zetten de elektrische energie om in een mechanische werking,<br />
licht, geluid of warmte.<br />
Hoe vloeit elektrische stroom<br />
- elektrische stroom vloeit door zogenaamde geleiders die vrije elektronen bevatten.<br />
atoom<br />
geen stroom<br />
vrije elektronen<br />
dwarsdoorsnede van<br />
een geleider<br />
Elektrische geleiders en isolatoren<br />
stroom<br />
deze elektronen kunnen<br />
zich vrij van atoom naar<br />
atoom bewegen<br />
goede geleiders hebben veel vrije elektronen slechte geleiders hebben weinig vrije atomen<br />
-metalen als koper en aluminium voldoen - glas en rubber zijn goede voorbeelden<br />
aan deze voorwaarde<br />
Elektrische spanning<br />
Verschillende energiebronnen leveren een zekere waarde die bepaalt hoe groot de aandrijving voor het vloeien<br />
van de stroom is. Batterijen van een bepaalde afmeting of volgens een bepaald ontwerp hebben verschillende<br />
waarden voor de grootte van de aandrijving. Deze aandrijving is de elektrische spanning. Het symbool is U. Als<br />
eenheid voor spanning wordt internationaal Volt (V) gebruikt.<br />
Elektrische stroomsterkte<br />
Hoe meer elektronen er in een bepaalde tijd (1 seconde) door een geleider vloeien, des te groter is de sterkte van<br />
deze stroom. De elektrische stroomsterkte is het begrip voor de hoeveelheid van de stromende elektrische lading<br />
door een dwarsdoorsnede van een geleider in een seconde. Het symbool is I. Als eenheid voor de stroomsterkte<br />
wordt Ampère (A) gebruikt<br />
Elektrische weerstand<br />
Door geleiders en apparaten wordt het vloeien van elektrische stroom beperkt. Zij werpen een weerstand op<br />
tegen de stroom. Het symbool voor weerstand is R. Als eenheid voor elektrische weerstand wordt internationaal<br />
Ohm (Ω) gebruikt.<br />
F100870#1
F100870#1<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling lichtwerking (1)<br />
Technische toepassing: zaklamp (warmtewerking)<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
batterij<br />
schakelaar<br />
gloeilamp<br />
Elektrische energie kan in lichtenergie worden omgezet. Voor<br />
apparaten als een zaklamp is een eenvoudige stroomkring<br />
voldoende. De eenvoudige stroomkring bestaat uit een<br />
spanningsbron, een schakelaar, leidingen en een elektrisch<br />
apparaat.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een zaklamp.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Zet de schakelaar aan!<br />
Foutopsporing:<br />
De zaklamp werkt niet?<br />
Geen probleem: denk na over de volgende vragen en probeer<br />
de fout te vinden.<br />
- is de gloeilamp goed in de fitting gedraaid?<br />
- is de schakelaar zo aangezet dat er contact wordt gemaakt?<br />
- controleer de draadverbindingen!<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling signaalwerking (2)<br />
Technische toepassing: deurbel<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
drukknop<br />
zoemer<br />
Bij de zaklamp wordt gebruik gemaakt van de lichtwerking<br />
van de elektrische stroom. Naast deze zichtbare signalen zijn<br />
er ook hoorbare signalen. Apparaten als een zoemer of bel<br />
zetten elektrische stroom om in hoorbare signalen.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een deurbel.<br />
Let op: de bel klinkt alleen als de knop wordt ingedrukt!<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Druk op de knop!<br />
Foutopsporing:<br />
De bel werkt niet?<br />
- controleer of de klemverbinding juist is aangesloten.<br />
- draai de aansluitingen van de zoemer in de stroomkring om.<br />
3
4<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling mechanische werking (3)<br />
Technische toepassing: ventilator<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
drukknop<br />
zoemer<br />
Elektrische energie is bij uitstek geschikt voor het verrichten<br />
van mechanisch werk. Hiervoor is een apparaat nodig<br />
dat de elektrische energie kan omzetten. Een elektromotor<br />
is een dergelijk apparaat.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een ventilator.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Let er bij het aanbrengen van de propeller op dat de bladen<br />
vrij kunnen bewegen!<br />
Zet de schakelaar aan!<br />
Foutopsporing:<br />
De ventilator werkt niet?<br />
- is de schakelaar zo aangezet dat er contact wordt gemaakt?<br />
- zijn de elektriciteitsdraden goed aangesloten?<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling lichtwerking (4))<br />
Technische toepassing: lichtsnoer<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
schakelaar<br />
gloeilamp<br />
Ook bij lichtsnoeren (kerstverlichting/feestverlichting) wordt<br />
gebruik gemaakt van de lichtwerking van een elektrische<br />
stroom. Voor een lichtsnoer zijn minstens 2 lampjes benodigd.<br />
Als er meer lampjes in het lichtsnoer worden gebruikt,<br />
dan moeten de lichtsnoeren tijdens de les groepsgewijs<br />
worden gemaakt. (i.v.m. beschikbare onderdelen)<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een lichtsnoer met 2 lampjes.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Gebruik eerst één gloeilamp.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Zet de schakelaar aan en kijk hoe fel het lampje brandt.<br />
Breng het 2e lampje aan.<br />
Kijk hoe fel de lampjes nu branden.<br />
Door de serieschakeling van meerdere lampjes wordt de beschikbare spanning verdeeld over het aantal aangesloten<br />
lampjes.<br />
F100870#1
F100870#1<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling mechanische werking (5)<br />
Technische toepassing: veilig aanzetten van machines<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
schakelaar<br />
omschakelaar<br />
motor<br />
Elektrische machines die mechanische arbeid verrichten zijn<br />
nuttig. Om per ongeluk aanzetten te voorkomen kan een extra<br />
schakelaar of drukknop worden ingebouwd. De schakelaars<br />
worden zo geplaatst dat ze niet allebei tegelijkertijd per ongeluk<br />
met de hand kunnen worden aangeraakt.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een ventilator waarbij 2 schakelaars nodig zijn<br />
om de ventilator in werking te stellen.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Let er bij het aanbrengen van de propeller op dat de bladen vrij<br />
kunnen bewegen!<br />
Druk op de schakelaars en kijk hoe de schakelaars na elkaar<br />
uitgezet en weer aangezet worden.<br />
Foutopsporing:<br />
De ventilator werkt niet?<br />
- is de schakelaar zo aangezet dat er contact wordt gemaakt?<br />
- zijn de elektriciteitsdraden goed aangesloten?<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling de werking van een zekering (6)<br />
Technische toepassing: beveiliging van machines tegen overbelasting<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
drukknop<br />
motor<br />
zekering<br />
De zekering is een belangrijk onderdeel in de elektrische<br />
stroomkring; bij overbelasting zorgt hij ervoor dat de stroomkring<br />
wordt onderbroken en dat de verbruiker (motor) wordt<br />
beschermd tegen verwoesting.<br />
(oververhitting - brandgevaar)<br />
Doel:<br />
Het zo maken van een stroomkring dat de motor niet meer<br />
werkt als de zekering wordt verwijderd.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Het controleren van geleiders en niet-geleiders:<br />
- verwijder voorzichtig de zekering uit de behuizing en breng<br />
verschillende andere materialen (hout, kunststof,<br />
metaal) aan; zet de schakelaar aan en kijk naar de geleiding (of<br />
niet !) van de verschillende materialen.<br />
5
6<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling magnetische werking (7)<br />
Technische toepassing: elektromagneet voor het optillen van lasten bij hijskranen<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
spoel met kern<br />
schakelaar<br />
De magnetische werking van elektrische stroom is van grote<br />
betekenis. Vele alledaagse toepassingen werken op basis van<br />
dit principe. Een geleider waar stroom doorheen gaat, wordt<br />
door een magneetveld omgeven wanneer er stroom door de<br />
geleider vloeit. Door middel van een ijzeren kern wordt de<br />
magnetische werking vergroot. Deze werking van elektrische<br />
stroom wordt in het dagelijks leven veel gebruikt in apparaten<br />
en machines zoals bijvoorbeeld deuropeners, elektromotoren<br />
en computers.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een elektromagneet.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Zet de schakelaar aan en probeer bij de ijzeren kern van de<br />
spoel of je met behulp van een metalen deel<br />
(bout, moer) een magnetische werking kan ontdekken.<br />
Aanvullende opdracht:<br />
Bekijk de magnetische eigenschappen van diverse andere<br />
materialen.<br />
Eenvoudige stroomkring serieschakeling werking strook van bimetaal (8)<br />
Technische toepassing: beveiliging van technische apparaten bij warmte-inwerking<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
zoemer<br />
strook, bimetaal<br />
Een strook van bimetaal kan op basis van zijn bijzondere eigenschappen<br />
als schakelaar worden gebruikt. De strook kan een<br />
stroomkring openen en sluiten. Twee metalen die verschillend<br />
uitzetten door warmte zijn stevig met elkaar verbonden. Door<br />
warmte-inwerking zet het metaal met het hoogste warmteinwerkingscoëfficiënt<br />
het meeste uit, waardoor de strook zal<br />
buigen. Wanneer de strook afkoelt, keert hij weer terug naar<br />
zijn oorspronkelijke staat. Hierdoor kan hij als zelfstandige<br />
schakelaar of als temperatuurmeter worden gebruikt.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een stroomkring waarbij het bimetaal als een<br />
schakelaar werkt; bij verhitting zal de zoemer gaan werken!<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Druk het bimetaal voorzichtig op het contact en probeer of de<br />
zoemer goed werkt.<br />
Verwarm onder toezicht het bimetaal. Wat zie je aan de metalen<br />
strook?<br />
Herhaal de opdracht een paar keer en meet hoe lang de<br />
zoemer blijft werken.<br />
F100870#1
F100870#1<br />
Vertakte stroomkring parallelschakeling lichtwerking (9)<br />
Technische toepassing: schakelingen voor verlichting binnen<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
spanningsbron<br />
schakelaar<br />
gloeilamp<br />
Omdat een serieschakeling veel beperkingen kent, wordt deze<br />
niet zo vaak gebruikt. We willen een ander soort schakeling<br />
ontdekken.<br />
Dit is de parallelschakeling; deze wordt zeer vaak gebruikt. Hoe<br />
kan een lamp in de woonkamer geschakeld zijn als deze meer<br />
dan één lamp heeft?<br />
Doel:<br />
Het maken van een parallelschakeling met 2 gloeilampen.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Zet de schakelaar aan: branden beide lampen?<br />
Zo ja; draai dan één van de beide lampjes een beetje los.<br />
De lampjes branden onafhankelijk van elkaar omdat lampje<br />
1 net als lampje 2 stroom via de kabel en de schakelaar (de<br />
hoofdleiding) krijgt.<br />
Hoe zat het ook al weer met de felheid waarmee de lampjes<br />
brandden in de serieschakeling?<br />
Vertakte stroomkring parallelschakeling licht-en signaalwerking (10)<br />
Technische toepassing: doorgangstester<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
spanningsbron<br />
zoemer<br />
gloeilamp<br />
Met een doorgangstester kan worden vastgesteld of een<br />
bepaald gedeelte van een stroomkring geleidt. Wanneer het te<br />
controleren stuk van de schakeling correct werkt, dan zal het<br />
lampje (wat door een batterij van stroom wordt voorzien) gaan<br />
branden. Het is wel belangrijk dat de schakeling niet onder<br />
stroom staat!<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een doorgangstester die met een zichtbaar en<br />
een hoorbaar signaal (zichtmelder/hoormelder) werkt. Beide<br />
signalen moeten samenwerken; wanneer een signaalgever<br />
uitvalt moet de andere het gewoon blijven doen!<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Controleer met de uiteinden een andere kabel!<br />
Je kunt met dit model ook geleidende en isolerende materialen<br />
van elkaar onderscheiden.<br />
Teken een schema waarbij de zoemer en de lamp samenwerken,<br />
maar afhankelijk van elkaar zijn. Wat is dit voor schakeling?<br />
7
8<br />
Vertakte stroomkring gecombineerde serie-en parallelschakeling lichtwerking (11)<br />
Technische toepassing: hoofdschakelaar in machines<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
spanningsbron<br />
schakelaar<br />
omschakelaar<br />
drukknop<br />
gloeilamp<br />
In een vertakte stroomkring vloeit de stroom parallel door de<br />
beide schakelaars. Eén schakelaar moet als functie hebben dat<br />
de totale stroomkring door hem onderbroken kan worden. Zo’n<br />
hoofdschakelaar wordt veel in technische apparaten gebruikt. In<br />
machines dient hij vaak als noodschakelaar om de stroom direct<br />
te onderbreken.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een schakeling met 2 schakelaars en een drukknop.<br />
Drukknop en omschakelaar dienen om de gloeilampen<br />
naar wens te laten branden. De schakelaar vervult de functie van<br />
hoofdschakelaar. Wanneer deze wordt uitgezet mogen de beide<br />
gloeilampen niet branden!<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding is<br />
te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Zet de hoofdschakelaar aan en druk op de omschakelaar en de<br />
drukknop. Zet dan de hoofdschakelaar uit; beide lampjes mogen<br />
niet meer branden.<br />
Vertakte stroomkring parallelschakeling lichtwerking (12)<br />
Technische toepassing: traploze licht/donkerschakeling van lampen<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
batterij<br />
Schema<br />
stelweerstand<br />
gloeilamp<br />
Het is natuurlijk bekend dat onze ogen zich aanpassen aan<br />
verschillende lichtsterktes. Dit wordt door de pupillen gedaan.<br />
Wanneer het donker is verwijden ze zich en wanneer het licht is<br />
vernauwen ze zich. Een lens van een fototoestel werkt precies<br />
zo. Zo’n lens kan snel op wisselende lichtverhoudingen worden<br />
ingesteld. Onze pupillen kunnen niet zo snel reageren. In een<br />
bioscoop wordt de hoeveelheid licht door speciale schakelingen<br />
gestuurd zodat we niet met een plotselinge overgang van licht<br />
naar donker en omgekeerd worden geconfronteerd. We willen<br />
graag de schakeling onderzoeken die hetzelfde doet.<br />
Doel:<br />
Het maken van een serie-en parallelschakeling (gecombineerde<br />
schakeling) waarbij het licht langzaam lichter of donkerder kan<br />
worden ingesteld.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding is<br />
te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Beweeg de verstelbare weerstand in beide richtingen!<br />
Welke samenhang bestaat er tussen de lengte van de weerstandsdraad<br />
en de felheid van de gloeilampen?<br />
Informatie:<br />
Lampen worden vandaag de dag met elektronische felheidsregelaars<br />
gestuurd; deze worden ook wel ‘dimmers’ genoemd.<br />
F100870#1
F100870#1<br />
Vertakte stroomkring parallelschakeling lichtwerking (13)<br />
Technische toepassing: verlichting op een fiets<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
spanningsbron<br />
massaverbinding<br />
gloeilamp<br />
Tot de complete verlichting van een fiets behoren:<br />
• dynamo of batterij als spanningsbron<br />
• schijnwerper als voorlicht, achterlicht<br />
• verbindingskabel en de onbekende X<br />
Voorlicht en achterlicht zijn parallel geschakeld; zo kunnen ze<br />
onafhankelijk van elkaar werken.<br />
Doel:<br />
Het maken van een fietsverlichting.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding is<br />
te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Het schema ziet er niet normaal uit; de retourkabels van de<br />
gloeilampen naar de generator ontbreken! Misschien helpt de<br />
contactstrook. (als frame van de fiets)<br />
Informatie:<br />
Het frame fungeert als massa en dient om de elektrische stroom<br />
terug te geleiden van de lampjes naar de dynamo. Zaklampen<br />
waarvan de behuizing uit metaal bestaat maken ook gebruik van<br />
dit principe.<br />
Vertakte stroomkring parallelschakeling signaalwerking (14)<br />
Technische toepassing: signaalinrichting met zicht-en hoormelder<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
zoemer<br />
gloeilamp<br />
drukknop<br />
schakelaar<br />
Vaak komt het voor dat zichtmelders niet of niet door iedereen<br />
worden gezien. Met een toegevoegde hoormelder kan een<br />
werkzaam meldapparaat ontstaan; verkeerslichten worden ook<br />
wel op deze manier ingezet.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een meldapparaat met onafhankelijk van elkaar<br />
werkende zicht-en hoormelders. De zichtmelder (gloeilamp)<br />
werkt middels een schakelaar, de hoormelder (zoemer) middels<br />
een drukknop.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding is<br />
te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Druk na elkaar op de schakelaar en de drukknop.<br />
Druk gelijktijdig op schakelaar en drukknop.<br />
Foutopsporing:<br />
Maak de schakeling zo dat de zichtmelder en de hoormelder samenwerken;<br />
hiervoor moet je de gloeilamp zo aansluiten dat hij<br />
licht geeft tijdens het geven van het signaal. Teken het schema!<br />
Bouw deze schakeling en controleer of hij werkt!<br />
9
10<br />
Vertakte stroomkring parallelschakeling werking strook van bimetaal (15)<br />
Technische toepassing: beveiliging van technische apparaten bij warmte-inwerking<br />
Tabel voor de onderdelen:<br />
Aantal Onderdeel Symbool<br />
Schema<br />
batterij<br />
zoemer<br />
motor met propeller<br />
strook, bimetaal<br />
Een strook van bimetaal kan op basis van zijn bijzondere eigenschappen<br />
als schakelaar worden gebruikt. De strook kan een<br />
stroomkring openen en sluiten. Twee metalen die verschillend<br />
uitzetten door warmte zijn stevig met elkaar verbonden. Door<br />
warmte-inwerking zet het metaal met het hoogste warmteinwerkingscoëfficiënt<br />
het meeste uit, waardoor de strook zal<br />
buigen. Wanneer de strook afkoelt keert hij weer terug naar zijn<br />
oorspronkelijke staat. Hierdoor kan hij als zelfstandige schakelaar<br />
of als temperatuurmeter worden gebruikt.<br />
Doel:<br />
Het bouwen van een schakeling waarbij het bimetaal als<br />
schakelaar fungeert. Wanneer deze strook wordt verwarmd<br />
werkt de zoemer als signaalgever en de motor met propeller<br />
als koeling.<br />
Opdracht:<br />
Maak de schakeling met de onderdelen zoals op de afbeelding<br />
is te zien.<br />
Leg de onderdelen conform het schema op tafel.<br />
Verbind de onderdelen met elektriciteitsdraad.<br />
Druk het bimetaal voorzichtig op het contact en probeer of de<br />
zoemer goed werkt.<br />
Verwarm onder toezicht het bimetaal; de motor schakelt zich<br />
parallel aan de zoemer aan en hij begint zijn ‘koeling’.<br />
Herhaal de opdracht een paar keer en meet hoe lang de zoemer<br />
blijft werken.<br />
Vergelijk de uitkomsten met opdracht 8!<br />
Het maken van een schakeling aan de hand van een tekst (16)<br />
Jullie hebben nu geleerd om een schakeling te maken aan de hand van een schema. Het is echter moeilijker om dit<br />
te doen met alleen een tekst als richtlijn.<br />
Doel:<br />
Teken schema’s en bouw de bijbehorende schakelingen! De volgorde van de opgaven is zo dat ze steeds moeilijker<br />
worden.<br />
Opdracht:<br />
Lees de tekst en probeer uit te vinden welke onderdelen je nodig hebt. In de tekst wordt verwezen naar een<br />
bepaald soort schakeling. Niet alleen lampjes, zoemers en weerstanden, maar ook schakelaars en drukknoppen<br />
kunnen in serie-of parallelschakeling worden gebouwd. De batterij heb je altijd nodig; die wordt dan ook niet apart<br />
vernoemd in de tekst.<br />
1. opdracht:<br />
Schakel 2 gloeilampen zo dat de elektrische stroom eerst door de ene lamp en afhankelijk van deze gloeilamp door<br />
de andere vloeit wanneer de schakelaar gesloten is.<br />
2. opdracht:<br />
Schakel 2 gloeilampen zo dat de elektrische stroom door lamp 1 en onafhankelijk van deze lamp ook door lamp 2<br />
vloeit. De beide lampen kunnen met één schakelaar aan en uit worden gezet!<br />
3. opdracht:<br />
Schakel 2 gloeilampen zo dat de elektrische stroom door lamp 1 en onafhankelijk van deze lamp ook door lamp 2<br />
vloeit. Iedere lamp moet apart aan en uit kunnen worden gezet!<br />
4. opdracht:<br />
Een gloeilamp en 2 schakelaars moeten zo worden gebouwd dat de beide schakelaars gesloten moeten zijn voordat<br />
de lamp gaat branden.<br />
5. opdracht:<br />
Voor een deurbel zijn 2 drukknoppen nodig omdat er 2 ingangen zijn. De hoormelder (zoemer) moet zo in de<br />
schakeling worden ingebouwd dat hij werkt wanneer één van de drukknoppen of beide drukknoppen ingedrukt<br />
worden.<br />
F100870#1
F100870#1<br />
Opdrachtvel: (17)<br />
1. opdracht:<br />
2. opdracht:<br />
3. opdracht:<br />
4. opdracht:<br />
5. opdracht:<br />
11
12<br />
De eenvoudige elektrische stroomkring<br />
-elektrische stroom vloeit alleen in een gesloten stroomkring en wanneer er een kracht inwerkt die de<br />
beweging van de elektronen opwekt.<br />
De eenvoudige stroomkring bestaat uit een elektrische energiebron (batterij, accumulator), een elektrisch apparaat<br />
(bijvoorbeeld: lamp, zoemer) dat de stroom in een benutbare vorm omzet, de verbindingsleidingen en een schakelaar.<br />
Elektrische stroom vloeit alleen binnen een gesloten stroomkring.<br />
schema – eenvoudige stroomkring<br />
open gesloten<br />
Werkingen van elektrische stroom<br />
Warmtewerking<br />
schema – eenvoudige stroomkring<br />
In veel technische apparaten wordt de warmtewerking van een elektrische stroom gebruikt. Door de stroom warmen<br />
draden op totdat ze gaan gloeien. Dit principe gebruikt men bij waterkokers, elektrische kachels en dompelaars.<br />
Lichtwerking<br />
Het gloeien van draden waar een elektrische stroom doorheen gaat brengt ook licht voort. Dit principe wordt bij<br />
gloeilampen gebruikt. De grootste hoeveelheid energie wordt echter in warmte omgezet. Het rendement in bruikbaar<br />
licht is gering. Door elektrische stroom kan er ook voor worden gezorgd dat gas licht gaat geven; dit principe wordt bij<br />
tl-buizen gebruikt en men verkrijgt op deze manier een veel grotere hoeveelheid licht.<br />
Chemische werking<br />
Elektrische stroom vloeit door geleidende vloeistoffen. In de industrie wordt dit gebruikt om voorwerpen van een<br />
metalen buitenlaag te voorzien. Men dompelt de voorwerpen onder in de geleidende vloeistof.<br />
Magnetische werking<br />
Wanneer stroom door een geleider beweegt, dan beïnvloedt deze zijn omgeving. Hij wekt een magnetische werking<br />
op. Door een geleidingsdraad om een spoel te wikkelen en deze te voorzien van een ijzeren kern kunnen door elektrische<br />
stroom grote magnetische krachten worden opgewekt.<br />
Apparaten voor de omzetting van elektrische energie en voor technisch gebruik<br />
zijn bijvoorbeeld:<br />
gloeilampen, tl-buizen, elektrische verwarmingselementen, elektromotoren, magneetspoelen,<br />
bellen, zoemers.<br />
F100870#1
F100870#1<br />
Opmerkingen bij het werken met de bouwdoos<br />
De opdrachten in de bouwdoos kunnen met een gelijkstroombron (batterijen of oplaadbare accumulatoren)<br />
worden gemaakt. Een spanning van 3 - 4,5 V is genoeg voor de opdrachten en de schakelingen.<br />
PROBEER NOOIT MET GROTERE SPANNINGEN TE WERKEN!!<br />
Bouw elektrische schakelingen altijd zonder spanning!<br />
Voor het maken van de stroomkringen en hun werkingen (optisch, akoestisch,<br />
thermisch, chemisch en magnetisch) worden symbolen en schema’s gebruikt.<br />
geleider<br />
vertakking geleider<br />
vertakking geleider, los te maken<br />
schakelaar, open<br />
schakelaar, gesloten<br />
omschakelaar<br />
drukknop, contact wat zelf<br />
teruggaat<br />
Deze heren hebben een grote bijdrage geleverd aan de ontdekking<br />
van de samenhang in een elektrische stroomkring.<br />
Georg Simon<br />
Ohm<br />
(weerstand)<br />
( spanning)<br />
geleider<br />
geleider<br />
geleider<br />
(stroomsterkte)<br />
geleider<br />
geleider<br />
geleider<br />
geleider<br />
geleider<br />
Alessandro Volta<br />
Andre Marie<br />
Ampere<br />
13