Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor...

31
Elektrotechniek voor “Dummies”

Transcript of Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor...

Page 1: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Elektrotechniek

voor “Dummies”

Page 2: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Het programma

Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies”

• Spanning/stroom

• Vermogen

• Weerstand (Resistantie)

• Wet van Ohm

• Serie/Parallel

• AC-DC

• Multimeter

• Componenten

• Weerstand

• Draadweerstand

• Condensator

• Diode

• LED

• Transistor

• IC

15-11-2014 Gastendag 3railforum 3

Vragen? → Onderbreek!

Page 3: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Veiligheid

• Elektrotechniek kan ZEER gevaarlijk zijn als je niet precies weet

wat je doet!!

• Met name hoogspanning/hoogstroom

• 1x iets verkeerd aansluiten en het kan direct kapot gaan, maar

• Gevaarlijker is als het niet helemaal goed zit, en wel werkt, want

daar kan een vonk tussen gaan komen

DUS: PAS ALTIJD OP!!

15-11-2014 Gastendag 3railforum 4

Page 4: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

De Basis • Grootheden en eenheden

• Stroom ↔ ampere (A) = (C/s)

• Lading ↔ coulomb (C) = (A·s)

• Spanning ↔ volt (V) = (J/C)

• Vermogen ↔ watt (W)

• Energie ↔ joule (J)

• Eenheid voluit → kleine letter, afgekort hoofdletter

(Anders wordt er verwezen naar Alessandro Volta/André-Marie

Ampère/Georg Simon Ohm enz.)

•Spanning ≠ Stroom!!!(later meer)

• Nog een veelgemaakte fout: 2000mA ≠ 2000MA

15-11-2014 Gastendag 3railforum 5

Page 5: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Stroom

15-11-2014 Gastendag 3railforum 6

• Elektrische stroom is de mate van verandering van de lading

in de tijd, gemeten in ampere (A)

• Dus hoeveel elektronen er eigenlijk elke seconde door een

draad heen bewegen

• Stroom ‘loopt’ dus!

• Positief indien van + naar –

Negatief indien van – naar +

Page 6: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Spanning

• Elektrische spanning is een potentiaalverschil tussen twee

punten, gemeten in volt (V)

• De spanning geeft aan hoeveel energie het voor de elektronen

kost om van het ene punt naar het andere punt te bewegen

• Spanning ‘staat’ dus!

• Positief indien van + naar –

Negatief indien van – naar +

15-11-2014 Gastendag 3railforum 7

Page 7: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Stroom vs. Spanning

Stroom

• Lading

• ampere (A)

• Stroom ‘loopt’

Spanning

• Potentiaalverschil

• volt (V)

• Spanning ‘staat’

15-11-2014 Gastendag 3railforum 8

Er staat dus geen 'stroom op een stopcontact'. Er staat alleen spanning

op, die ervoor zorgt dat er een stroom kan gaan lopen als er een

apparaat aangesloten wordt.

Of even stroom op de modelbaan zetten- daar geldt hetzelfde voor, er

staat alleen spanning op de baan.

Page 8: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Vermogen

• Spanning * Stroom = W ≈ VA

• VA wordt vaak gebruikt als eenheid van schijnbaar vermogen.

(effectieve waardes; ga ik hier niet behandelen)

15-11-2014 Gastendag 3railforum 9

Page 9: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Weerstand (Resistantie)

• Om te beginnen:

Mocht ik resistantie zeggen, dat is “hetzelfde” als weerstand.

Maar i.v.m. studie noem ik dit net anders

• Voor een weerstand geldt de Wet van Ohm (volgende slide)

• Eenheid van weerstand is ohm, Ω

15-11-2014 Gastendag 3railforum 10

Page 10: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Wet van Ohm

• Verband tussen stroom, spanning en weerstand

• (Alleen bij Ohmse materialen)

• U = I x R, R = U / I, I = U / R

• Samen met P = U x I

• 2 Grootheden bekend, dan zijn de andere 2 uit te rekenen

• Dus als de spanning en weerstand bekend is kan de stroom

en het vermogen uitgerekend worden

15-11-2014 Gastendag 3railforum 11

Page 11: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Samenvatting

Stroom, Spanning, Weerstand

• Stroom → A

• Spanning → V

• Weerstand → ohm

• Stroom loopt, Spanning staat

• Even als een bak water:

• Lading = Hoeveelheid water

• Spanning = Druk op het water

• Stroom = Stroomsnelheid

• Weerstand = Kraan

15-11-2014 Gastendag 3railforum 12

Page 12: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Kortsluiting / Open klem

R = 0, I = ∞ R = ∞, I = 0

15-11-2014 Gastendag 3railforum 13

Page 13: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Serie / Parallel

Zelfde stroom door elk element

Spanningsdeling

Zelfde spanning over elk element

Stroomverdeling

15-11-2014 Gastendag 3railforum 14

Page 14: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

• Alternating Current (AC) ; Direct Current (DC)

• Gelijkstroom (DC) verwisseld niet van potentiaal

• Wisselstroom (AC) verwisseld van potentiaal

AC/DC

15-11-2014 Gastendag 3railforum 15

Page 15: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter

Handmatig Auto-ranged

15-11-2014 Gastendag 3railforum 16

Page 16: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter (2)

15-11-2014 Gastendag 3railforum 17

Page 17: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Wat is een Multimeter

• Multimeter is een:

• amperemeter

• voltmeter

• ohmmeter (continuiteittester)

• (capaciteitmeter)

• (diodetester)

• (transistortester)

• (temperatuurmeter)

• (frequentiemeter)

• In 1

• Afgekort MM

15-11-2014 Gastendag 3railforum 18

Page 18: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter als amperemeter (1)

1. Probes GOED aansluiten

2. Voeding uitschakelen voor dat MM aangesloten wordt

3. Stroom ‘loopt’ dus circuit openen en MM in serie aansluiten

4. Indien geen autorange; grootste bereik kiezen (Let op AC/DC)

5. Voeding aanzetten

6. Eventueel kleiner bereik kiezen

7. Voeding uitschakelen

8. MM loskoppelen en circuit weer sluiten

15-11-2014 Gastendag 3railforum 19

Page 19: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter als amperemeter (2)

• Dus:

Alle stroom die door het circuit

gaat moet ook door de

amperemeter

• Hiernaast te zien als schema

15-11-2014 Gastendag 3railforum 20

Page 20: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter als voltmeter (1)

1. Probes GOED aansluiten

2. Voeding uitschakelen voor dat MM aangesloten wordt

3. Spanning ‘staat’ dus MM in parallel aansluiten

4. Indien geen autorange; grootste bereik kiezen (Let op AC/DC)

5. Voeding aanzetten

6. Eventueel kleiner bereik kiezen

7. Voeding uitschakelen

8. MM loskoppelen

Let op: de tips/andere componenten niet aanraken

15-11-2014 Gastendag 3railforum 21

Page 21: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter als voltmeter (2)

• Dus:

Spanning is potentiaal verschil,

vandaar voltmeter parallel

• Hiernaast te zien als schema

15-11-2014 Gastendag 3railforum 22

Page 22: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter als ohmmeter (1)

1. Probes GOED aansluiten

2. Voeding uitschakelen voor dat MM aangesloten wordt

3. Componenten uit het circuit halen

4. Indien geen autorange; passend bereik kiezen

5. Eventueel ander bereik kiezen

6. MM loskoppelen

Let op: de tips/andere componenten niet aanraken

15-11-2014 Gastendag 3railforum 23

Page 23: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Multimeter als ohmmeter (2)

• Dus:

Weerstand wordt gemeten terwijl

de te meten componenten uit het

circuit genomen zijn

• Hiernaast te zien als schema

15-11-2014 Gastendag 3railforum 24

Page 24: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

• Verschillende soorten en maten

• Voor berekening van waarde → Wet van Ohm (R = U / I)

Weerstand

15-11-2014 Gastendag 3railforum 25

Page 25: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Draadweerstand

• Bedrading heeft ook een zekere weerstand!

• R = (ρ x L)/ A

• ρ = soortelijke weerstand [Ωm] - (van koper = 17x10^-9 [Ωm])

• L = lengte [m]

• A = oppervlak van de draad [m²] ( , indien cirkel)

• Lage waardes, maar

• De wet van Ohm geldt “ALTIJD”, oftewel over elke weerstand

waar een zekere stroom doorloopt zal ook een spanning

staan, dus een spanningsval over de draad!!

• Voor de baan: ringleiding

15-11-2014 Gastendag 3railforum 26

Page 26: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Diode

• Component dat de stroom maar in 1 richting doorlaat

• Spanningsval van ong. 0,7 V

• Hierdoor geschikt om van AC -> DC te gaan (gelijkrichting)

• Dan gelijkrichter nemen; let op gelijkspanning is hoger dan

wisselspanning

• ∗ 2 1,4

15-11-2014 Gastendag 3railforum 27

Page 27: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Condensator

• Slaat lading op als er een spanningsverschil over staat.

• In vele vormen, soms polair (Elco, tantaal)

15-11-2014 Gastendag 3railforum 28

Page 28: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Led

• Light Emitting Diode -> Diode die licht geeft

• Spanningsval hangt af van de kleur

• Imax meestal 20mA of voor low current 2mA

• Werkt alleen op DC!!!

15-11-2014 Gastendag 3railforum 29

Page 29: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

(Bipolaire) Transistor

• Soort “bestuurbare schakelaar”

met versterking

• PNP of NPN

15-11-2014 Gastendag 3railforum 30

Page 30: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

IC (chip)

• Integrated Circuit

• Hele schakeling in 1 chip

15-11-2014 Gastendag 3railforum 31

Page 31: Elektrotechniek - 3rail · 2014. 11. 16. · Het programma Spoedcursus Elektrotechniek voor “dummies” • Spanning/stroom • Vermogen • Weerstand (Resistantie) • Wet van

Afsluiting

• Dit was de st(r)oomcursus elektrotechniek

• Vragen?

15-11-2014 Gastendag 3railforum 32