23.07.2013 Views

Grondbeginselen elektrotechniek

Grondbeginselen elektrotechniek

Grondbeginselen elektrotechniek

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!