EVMT_10

53
EVMT 10 EPD Elektro dag 1 en 2 copyright 2011 Zelfstudie en huiswerk

description

Automotive electrical theory for engineers

Transcript of EVMT_10

  • EVMT 10 EPD Elektro dag 1 en 2

    copyright

    2011

    Zelfstudie en huiswerk

  • EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    3

    Introductie

    Welkom bij de training EPD Elektro. De training EPD Elektro bestaat uit twee dagen en is een vervolg op Basis Elektro van VMT. Omdat er steeds meer elektrische en elektronische systemen in de huidige installaties toegepast worden, is het van groot belang dat de kennis over deze systemen groot. Zeker de Eerste Verbrandings Motor Technicus die belast wordt met het diagnosestellen en oplossen van storingen. We gaan dan ook in deze training op een praktijkgerichte manier met deze systemen aan het werk. De verschillende doelstellingen zijn; het leren omgaan met de multimeter, de stroomtang en verschillende schemas. De geheime wapens van het storing zoeken in een elektrische installatie zijn, het op de juiste manier gebruik maken van de multimeter, de schemas en het logisch denken. Voor dit logisch denken is het belangrijk dat je als technicus de juiste systeemkennis op doet. In deze training zal het opvallen dat je als cursist alles zelf moet ervaren. De trainer treedt tijdens het uitvoeren van opdrachten op als coach. Op deze manier wordt het beste uit de training en uit jezelf gehaald. Zorg er verder voor dat je goed voorbereid op de training komt. Dit doe je door in ieder geval het zelfstudiepakket goed door te nemen en de bijbehorende vragen te maken. Deze vragen vind je achterin dit zelfstudiepakket. Deze zelfstudie is voor beide dagen. Maak eventueel aantekeningen over punten die je niet begrijpt. Stel deze dan aan de orde op de training. Wij wensen je een leerzame en bovenal een leuke trainingen toe.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    4

    Doelstellingen

    Het doel van deze training is: Het leren systematisch storing zoeken met een multimeter in elektrische installaties en

    schemas lezen. Voorwaarden: Kennen:

    o Het verband tussen elektrische spanning, elektrische stroom en elektrische weerstand o Meetmethode van systematisch storing zoeken

    - Meetmethode voor spanningsverliesmeten - Meetmethode voor kortsluiting - Meetmethode voor clandestiene verbruiker

    o Werking van accu, dynamo en startmotor o Werking van laadsysteem, startsysteem en diverse elektrische installaties

    Kunnen: o Meten van spanning, stroom en weerstand met de multimeter o Schema lezen van elektrische installaties o Toepassen van meetmethoden van systematisch storing zoeken

    Controleren van accu, laadsysteem, startsysteem, diverse elektrische installatie

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    5

    INTRODUCTIE ............................................................................................................................................................ 3 DOELSTELLINGEN ...................................................................................................................................................... 4

    1. DE THEORIE VAN DE ELEKTRICITEITSLEER....................................................................................... 8

    1.1 HET VRIJE ELEKTRON ................................................................................................................................... 8 1.2 ELEKTRISCHE LADING ................................................................................................................................ 10 1.3 SAMENVATTING: ........................................................................................................................................ 11 1.4 ELEKTRISCHE SPANNING U IN VOLT. .......................................................................................................... 12 1.5 ELEKTRISCHE STROOM I IN AMPRE. .......................................................................................................... 12 1.6 ELEKTRISCHE WEERSTAND R IN OHM. ....................................................................................................... 12 1.7 VERSCHILLENDE SOORTEN SPANNINGEN. ................................................................................................... 12 1.8 SPANNINGSVERLIES UV............................................................................................................................... 14 1.9 VOORVOEGSELS ......................................................................................................................................... 16 1.10 WET VAN OHM. .......................................................................................................................................... 17

    2. SERIE EN PARALLELSCHAKELING ........................................................................................................ 18

    2.1 SPANNINGSVERLIES .................................................................................................................................... 19 2.2 VERMOGEN ................................................................................................................................................ 20

    3. MEETAPPARATUUR .................................................................................................................................... 23

    3.1 MULTIMETER ............................................................................................................................................. 23 3.2 HET METEN VAN SPANNING, STROOM EN WEERSTAND................................................................................ 25

    Spanning meten: ................................................................................................................................................. 25 Stroom meten: .................................................................................................................................................... 25 Weerstand meten: ............................................................................................................................................... 26

    3.3 LED TESTER ............................................................................................................................................ 26 3.4 OSCILLOSCOOP ........................................................................................................................................... 26 3.5 ACCU CONTROLEGEREEDSCHAP ................................................................................................................. 27 3.6 MOTORTESTER ........................................................................................................................................... 27

    4. ELEKTRISCHE VERBINDINGEN .............................................................................................................. 28

    4.1 SOLDEREN EN ISOLEREN ............................................................................................................................. 28 4.2 GESOLEERDE KABELSCHOEN ..................................................................................................................... 28 4.3 KABELSCHOEN ........................................................................................................................................... 29 4.4 WATERDICHTE SOLDEER - EN KRIMP - VERBINDINGEN ............................................................................... 30

    5. METHODEN VAN STORINGZOEKEN ...................................................................................................... 31

    5.1 SPANNINGSVERLIEZEN ............................................................................................................................... 31 5.2 CLANDESTIENE VERBRUIKERS .................................................................................................................... 34 5.3 KORTSLUITING ........................................................................................................................................... 35 5.4 STARTSYSTEEM .......................................................................................................................................... 40 5.5 LAADSYSTEEM ........................................................................................................................................... 42

    Het laadstroomcontrolelampje ........................................................................................................................... 43 Metingen aan het laadsysteem............................................................................................................................ 43 Het meten van de laadstroom met de stroomtang .............................................................................................. 44

    6. ELEKTRISCHE EN ELEKTRONISCHE COMPONENTEN .................................................................... 45

    6.1 RELAIS ....................................................................................................................................................... 45 6.2 TRANSISTOR ............................................................................................................................................... 46 6.3 WEERSTAND ............................................................................................................................................... 48 6.4 DIODE EN LED ............................................................................................................................................ 49 6.5 CONDENSATOR ........................................................................................................................................... 50 6.6 GENTEGREERDE SCHAKELING(IC)............................................................................................................. 50

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    6

    6.7 DE PROCESSOR ....................................................................................................................................... 51

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    7

    o

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    8

    1. De theorie van de elektriciteitsleer.

    1.1 Het vrije elektron

    Om te kunnen begrijpen wat een elektrische stroom is, moeten we ons verplaatsen in de wereld

    van de onzichtbare deeltjes. Elke stof, of het nu een vaste stof, een vloeistof of een gas is, is

    opgebouwd uit moleculen. Een molecuul is het allerkleinste deeltje van een stof waarbij alle

    eigenschappen van die stof nog helemaal aanwezig zijn.

    Een molecuul bestaat uit twee of meer atomen, afhankelijk van de stof. Een voorbeeld hiervan

    is een watermolecuul.

    Een watermolecuul (Afb. 1) is opgebouwd uit een zuurstofatoom (O) en twee waterstofatomen

    (H). De chemische formule is H2O.

    Afb. 1 een watermolecuul

    Een atoom bestaat uit een kern, met daaromheen draaiend een of meer elektronen (Afb. 2). De

    kern is positief geladen, elektronen zijn negatief geladen. De positieve lading van een atoom

    komt overeen met het aantal elektronen die om de kern heen draaien. In dat geval is het

    atoom elektrisch neutraal.

    Afb. 2 een kern met een elektron

    O

    H H

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    9

    Positieve ladingen en negatieve ladingen trekken elkaar aan. De positieve lading van de kern

    trekt aan de negatief geladen elektronen en houdt deze in hun baan.

    In Afb. 3 is te zien dat ongelijke ladingen elkaar aantrekken en dat gelijke ladingen elkaar

    afstoten.

    Afb. 3 verschillende ladingen

    Doordat ongelijke ladingen elkaar

    aantrekken blijft het elektron om zijn baan

    om de atoomkern zweven. Dit is

    weergegeven in Afb. 4.

    Afb. 4 een atoom

    Zijn er meer dan twee elektronen in een atoom, dan draaien deze in een grotere baan om de

    kern. Alle banen liggen op ongeveer dezelfde afstand ten opzichte van elkaar en worden schil

    genoemd.

    In Afb. 5 is de opbouw van een koperatoom aangeven.

    Afb. 5 een koperatoom

    +

    + +

    +

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    10

    In de buitenste ring bevindt zich slechts n elektron. Omdat het er maar n is en omdat het

    ver van de kern verwijderd is, kan dit elektron gemakkelijk uit zijn baan loskomen. Het zal op

    zoek gaan naar een ander atoom wat ook een elektron verloren heeft, immers daar is een

    plaats vrij.

    Elektronen die uit hun baan ontsnapt zijn en onderweg zijn naar een nieuw atoom noemen we

    vrije elektronen. Vrije elektronen komen voor in metalen, maar ook bijvoorbeeld in koolstof.

    Stoffen die vrije elektronen bezitten, zijn in staat elektrische stroom te geleiden en worden

    daarom geleiders genoemd. Dit komt bij alle metalen voor.

    Naarmate de atomen groter worden, bezitten ze meer elektronen en dus ook schillen of banen.

    Het gevolg daarvan is dat de buitenste elektronen verder van de kern verwijderd zijn en dus

    ook minder aantrekkingskracht van de positieve kern ondervinden. Hierdoor kunnen ze dus

    makkelijker loskomen van het atoom. Dit betekent dus dat de stof waarbij de elektronen het

    verst verwijderd zijn van de atoomkern betere geleiders zijn.

    Hierbij moet je bijvoorbeeld denken aan de stof Goud. Goud heeft maar liefst 6 banen om de

    atoomkern heen terwijl het atoom waterstof er maar 1 heeft. Dit betekent dus dat Goud een

    zeer goede geleider is en dat zuiver water een isolator is.

    Dit is de reden waarom bij de betere geluidsapparatuur hun elektrische aansluitingen van een

    goud laagje worden voorzien. Zon verguld contactvlak zorgt voor een minimaal verlies.

    Stoffen die geen of erg weinig vrije elektronen bezitten noemen we isolatoren.

    Een stof die veel vrije elektronen bezit is een goede geleider (ijzer, koper, goud)

    Een stof die weinig vrije elektronen bezit is een isolator. (kunststof, hout, silicium)

    1.2 Elektrische lading

    Normaal gesproken zijn stoffen opgebouwd uit atomen die geheel neutraal zijn, dus evenveel

    negatieve lading (elektronen) hebben als een positieve lading (kern.) Als voorbeeld nemen we

    koper. Een koperatoom heeft 29 positief geladen deeltjes in de kern en 29 negatief geladen

    deeltjes om de kern heen zweven. Wanneer een elektron zich vrij maakt uit het atoom dan is er

    geen neutrale toestand meer. Het atoom heeft een elektron, een negatief geladen deeltje te

    weinig. De lading blijkt dan positief te zijn. Het vrije elektron is negatief geladen.

    Wanneer nu een stof (aluminium, koper, accuplaat) erg veel atomen heeft waarbij een elektron

    te kort is, dan is die stof positief geladen. Het wil elektronen ontvangen. Wanneer diezelfde stof

    juist veel meer vrije elektronen heeft dan atomen, dan is er sprake van een negatieve lading.

    Bij een accu zorgt de chemische werking ervoor dat zon toestand zich voordoet.

    In Afb. 6 is dit schematisch weergegeven.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    11

    In Afb. 6 bezit plaat A erg veel atomen met een elektron te weinig. Plaat B heeft daarentegen

    te veel vrije elektronen. Het verschil in lading tussen die twee platen noemen we elektrisch

    spanningsverschil kortweg spanning.

    Afb. 6 De elektronen springen over als er een geleider tussen de negatief en positief geladen gedeelte geplaatst wordt

    Wanneer nu een geleider (koperdraad, lamp) tussen beide platen wordt aangesloten, dan

    kunnen de vrije elektronen verzameld in plaat B naar plaat A stromen. Zie Afb. 6.

    De chemische reactie in de accu zorgt er weer voor dat via het elektrolyt (accuzuur) de vrije

    elektronen weer bij A weggehaald worden en bij plaat B terechtkomen. Zolang dit duurt, blijven

    de elektronen zich dus verplaatsen. Pas als de chemische werking is uitgeput dan stopt het

    proces. De accu is leeg. Het verplaatsen van elektronen noemen we elektrische stroom,

    kortweg stroom.

    Als de verbinding tussen plaat A en B erg dik is dan zullen erg veel vrije elektronen tegelijkertijd

    kunnen stromen. Denk bijvoorbeeld aan een startkabel. Een startkabel heeft dan weinig

    weerstand tegen elektrische stroom. Bij een zeer dun draadje, bovendien gemaakt van een stof

    met niet erg veel vrije elektronen (gloeidraad van een lamp) kunnen er maar weinig

    tegelijkertijd doorheen.

    1.3 Samenvatting:

    Geleider: Stof die veel vrije elektronen bevat

    Isolator: Stof die weinig tot geen vrije elektronen bevat

    Stroom: Waar elektronen (door bijvoorbeeld koperdraad) stromen (verplaatsen) spreken

    we van een elektrische stroom

    Spanning: Om deze elektronenstroom opgang te brengen is een ladingsverschil nodig. Dit

    ladingsverschil heet het elektrisch spanningsverschil, kortweg spanning

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    12

    Weerstand: Bepaalde stoffen (koper) bezitten meer vrije elektronen dan andere (hout). Een

    stof met veel vrije elektronen kan dus gemakkelijk elektronen verplaatsen. Deze

    stof heeft dus een lage weerstand voor stroom. De mate waarin de elektronen in

    hun bewegingen worden belemmerd, wordt weerstand genoemd.

    1.4 Elektrische spanning U in volt.

    Om een stroom tot stand te brengen hebben we dus een ladingsverschil nodig. Dit

    ladingsverschil is het spanningsverschil tussen twee punten.

    De spanning wordt aangegeven met de letter U. De eenheid van spanning is de Volt,

    afgekort door de letter V.

    Voorbeeld: de accu heeft een spanning van 12,7 volt, ofwel U = 12,7V

    1.5 Elektrische stroom I in ampre.

    Wanneer er een ladingsverschil is EN er is een verbinding tussen beide ladingen dan kan er een

    stroom lopen. Dus wanneer er op een geladen accu een lamp en bedrading wordt aangesloten

    loopt er een stroom.

    De stroom wordt aangegeven met de letter I. De eenheid van stroom is de Ampre,

    afgekort door de letter A.

    Voorbeeld: de dynamo laadt de accu met 4,5 ampre, ofwel I = 4,5A.

    1.6 Elektrische weerstand R in Ohm.

    Hoe meer vrije elektronen een stof heeft, hoe makkelijker deze stof stroom zal kunnen

    geleiden. De mate waarin de elektrischestroom tegen gewerkt wordt, noemen we de weerstand

    van het materiaal.

    De weerstand wordt aangegeven met de letter R. De eenheid van weerstand is de Ohm,

    het symbool hiervoor is, .

    Voorbeeld: de spoel van een relais is 120 Ohm, ofwel R = 120

    1.7 Verschillende soorten spanningen.

    Nominale spanning In bijvoorbeeld scheepsmotoren hebben we te maken met een 12- of een 24 volt systeem. De lampen, relais elektromotoren, etc. zijn dus gemaakt voor het werken op 12- of 24 volt.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    13

    Als we de technische gegevens, bij een 12 volt installatie, van een startmotor opzoeken blijkt zelfs dat de minimale spanning 8,5 volt moet zijn. Toch blijkt dat als we in de praktijk gaan meten we meestal geen 12 volt meten. Het kan zijn 11,3 volt of 14,2 volt of nog een andere waarde. Echter bij de groothandel gaan we nu eenmaal niet lampjes bestellen met een spanningswaarde van ongeveer 11 tot 15 volt. We bestellen gewoon lampjes van 12 volt. Dit is de genoemde spanning ofwel de Nominale waarde. Hoe zit het dan verder met de waarden die we in de praktijk tegen kunnen komen? Om te kunnen bepalen of we nu wel of niet met een storing te maken hebben is het van belang te weten welke spanning we minimaal en maximaal moeten hebben. Dan moeten we ook nog kijken onder welke bedrijfsomstandigheden dat dan is. Dat heeft te maken met het feit dat de spanning van de accu benvloed wordt door bijvoorbeeld de stroomafname. Wanneer een accu goed geladen is en in goede conditie is zal er via chemische weg een elektrische spanning van 12,72 volt aan de accupolen meetbaar zijn. Deze spanning wordt wel de bronspanning genoemd. Wanneer de accu een stroom moet gaan leveren, er is dus een verbruiker ingeschakeld, zal blijken dat de spanning aan de accupolen lager wordt. Hoeveel lager die spanning dan wordt is moeilijk te zeggen. De factoren die dat bepalen zijn: Ladingstoestand accu: Hoe voller de accu, hoe langer een hoge waarde vast gehouden kan

    worden.

    Conditie van de accu: Hoe beter de conditie van de accu hoe langer een hoge waarde vast gehouden kan worden.

    Temperatuur: Een warmere accu geeft een hogere spanning af Stroomsterkte: Bij een hoge stroom zal de spanning aan de accupolen lager zijn.

    Voorbeeld: Wanneer we op een goed geladen accu een lamp van 55 Watt aansluiten, zal de spanning nauwelijks meetbaar dalen. Gaan we vervolgens starten met diezelfde accu, dan zal de spanning wel wat verder gedaald zijn, maar nog steeds niet spectaculair. Voorbeeld: Wanneer we op een goed geladen accu, maar een slechte conditie heeft, een lamp van 55 Watt aansluiten, zal de spanning meetbaar dalen. Gaan we vervolgens starten met diezelfde accu, dan zal de spanning veel verder gedaald zijn, misschien wel zover dat de startmotor helemaal niet meer draait. Het blijkt dus erg moeilijk te zijn om aan te geven welke spanning onder welke omstandigheid wordt bereikt. Wat we wel kunnen zeggen, of anders opzoeken, is welke waarde we onder bepaalde omstandigheden moeten hebben. We kennen dan de volgende situaties;

    Volledige rusttoestand (alles is uit) Starten Contact aan, motor uit Motor draait

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    14

    Volledige rusttoestand. Hierbij is alleen maar de spanning belangrijk voor de onderdelen met elektronisch geheugen en eventueel alarmsysteem. Meestal wordt hierbij 10,5 volt als absoluut minimum opgegeven.

    Starten.

    Tijdens het starten hebben we niet alleen te maken met de minimale spanning die de startmotor nodig heeft om rond te draaien nodig, maar ook de minimale waarde die bijvoorbeeld het motorregelsysteem (ontsteking en inspuiting) nodig heeft. Draait de motor voor ons gehoor goed rond kan het dus nog steeds zo zijn dat er te weinig elektrische spanning is. Voor de meeste systemen ligt deze waarde boven de 11,0 volt. Wanneer we nu een accuspanning gaan meten tijdens volledige rusttoestand en die waarde blijkt bijvoorbeeld 12,0 volt te zijn, dan weten we nog niet hoeveel het is tijdens starten. Dus om dit te kunnen bepalen, moet er tijdens starten gemeten worden. Dit noemen we de klemspanning. Klemspanning is dus de accuspanning tijdens belasting.

    Contact aan, motor uit; klemspanning.

    Wanneer de motor niet draait, maar wel het contact aan hebben staan wordt de accu iets belast. Dit noemen we de klemspanning. Vooral de conditie kan van belang zijn, omdat gedurende een langere tijd een bepaald verbruik gevraagd wordt. Bijvoorbeeld relais die zijn ingeschakeld of een motormanagementcomputer die een bepaalde stroom vraagt. Of tijdens werkzaamheden aan de motor blijft het contact aan staan en eventueel wat verbruikers.

    Motor draait; laadspanning

    Wanneer de motor draait hebben we niet meer te maken met een accuspanning, maar met de spanning die de dynamo afgeeft. Dit is de laadspanning. Dit kunnen we echter meten op de accupolen. Omdat de cellen in de accu nogal gevoelig zijn voor een iets te hoge spanningswaarde en omdat bij een iets te lage waarde er niet of nauwelijks geladen wordt, is deze spanningswaarde erg kritisch. Als vuistwaarde in de praktijk kun je aanhouden minimaal 13,6 volt en maximaal 14,4 volt bij een 12 volt installatie en minimaal 26 volt en maximaal 28,5 volt bij een 24 volt installatie. Wanneer de waarde te laag wordt, wordt er niet voldoende geladen, wanneer de waarde te hoog wordt, gaat de accu koken. Het water verbruik stijgt enorm en de platen zullen gaan sulfateren. Hierdoor loopt de conditie van de accu sterk terug. Met name in de winter zal dan een startprobleem optreden.

    1.8 Spanningsverlies Uv

    De accu of de dynamo leveren een bepaalde spanning. Het is de bedoeling dat deze spanning bij de verbruiker komt die we inschakelen. Dus als we bij de verbruiker een spanning meten dat lager is dan de accuspanning of de laadspanning dan hebben we een probleem onderweg naar de verbruiker. Dit probleem kan in de plus of in de massa zitten. We noemen dit probleem spanningsverlies. Uv.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    15

    Hoeveel mag dit spanningsverlies dan zijn? Logische en simpele vraag, echter het antwoord is lastig te geven. Tenminste niet in getallen. De benadering in de praktijk moet als volgt zijn: Werkt de verbruiker zoals het moet? Ja, dan is elk spanningsverlies wat geconstateerd

    wordt acceptabel. Werkt de verbruiker niet zoals het hoort, dan is elk gemeten spanningsverlies teveel en

    moet het probleem opgelost worden. Hoe meten we spanningsverlies? Dat kan op zeer veel mogelijke manieren gedaan worden. Echter kies altijd voor een rechtstreekse benadering. En vergeet nooit het volgende:

    Schakel altijd de verbruikers in!! Stel je wilt een schakelaar controleren. Meet dan met een voltmeter direct over de schakelaar heen. (zie V3 in het schema van afbeelding 7.) Geeft de meter 0 volt aan dan weet je dat de schakelaar goed is. Geeft de meter bijvoorbeeld 5,6 volt aan dan betekent dit dat de schakelaar 5,6 volt wegneemt van de voedingsspanning. Dus voor de verbruiker blijft dan maar 12 volt min 5,6 volt is 6,4 volt over. De schakelaar moet dan vervangen worden. Wanneer bij dezelfde meting de voltmeter 12 volt aangeeft dan betekend dit dat totaal geen verbinding inwendig van de schakelaar is. Als je toch de schakelaar aangezet hebt, dan is deze dus stuk. In andere delen van het elektrisch circuit komt ook spanningsverlies voor. Dit meet je steeds met je voltmeter. De meter wordt eroverheen aangesloten. Dus bijvoorbeeld een massa controle voer je uit door de meter aan te sluiten op de min accu en op de min verbruiker.

    In onderstaande tabel nog even een verkorte samenvatting bij een 12 volt installatie.

    Soort spanning Symbool waarde Opmerking Plaats van meten (zie

    schema)

    bronspanning Ub 12,72 Onbelaste accu spanning, schakelaar open, lamp brand niet

    V1 op + en van accu

    klemspanning Uk Lager dan 12,72 Belaste accu spanning, schakelaar gesloten, lamp brand.

    V1 op + en van accu

    laadspanning Ulaad 13,6 tot 14,4 volt Spanning die door de regelaar van de dynamo afgeregeld wordt. Dus motor loopt.

    V1 op + en van accu

    Componentspanning (aangelegde spanning)

    Uc Nominaal 12 volt Altijd de verbruiker inschakelen. V2 op + en van

    verbruiker

    Spanningsverlies Uv 0,0 tot . Zie bovenstaande tekst

    V3 (dit zijn slechts 2 voorbeelden)

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    16

    1.9 Voorvoegsels

    In het dagelijkse leven, zeggen we niet ik heb vandaag honderdduizend (100.000) meter met de auto gereden. Wat we wel zeggen is dat we 100 kilometer gereden hebben. Afgekort is dit dan 100 km. Kilo staat in dit geval dus voor 1.000 keer. We noemen dit een voorvoegsel. In de elektro is de ontstekingspanning bij de bougie tienduizend Volt (10.000V). Met een voorvoegsel wordt dit tien kilovolt ofwel 10 kV. Een ander voorbeeld van een voorvoegsel is de milli. Dit staat voor 1 duizendste. In getal vorm wordt dit geschreven als 0,001. Voorbeeld hiervan is; n duizendste ampre is 1 ampre (0,001 A is 1 mA). Er bestaan nog veel meer voegsels, de meest voorkomende in de elektrotechniek worden in onderstaande tabel weergegeven.

    Voorvoegsel Teken Betekenis In getal vorm Voorbeeld

    Mega M Miljoen 1.000.000 1.000.000=1 M Kilo k Duizend 1.000 5.000 V = 5 kV

    milli m Duizendste 0,001 0,024 A = 24 mA

    micro miljoenste 0,000.001 0,000.035 F = 35 F

    V V1

    V

    V lamp

    schakelaar

    accu

    V4

    V2 V

    V3

    +

    _

    Afb. 7

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    17

    1.10 Wet van Ohm.

    Het zal duidelijk zijn dat er een verband is tussen stroom, spanning en weerstand. Wanneer we een 24 volt lamp aansluiten op twee accus die 24 volt geschakeld zijn dan zal het goed branden. Wanneer we de lamp aansluiten op n batterij van 12 volt dan zal de lamp wel branden maar niet optimaal. Doordat de spanning te laag is zal de stroom ook te laag zijn. We weten ook dat de bedrading voor de startmotor veel dikker is dan de bedrading naar het bedieningspaneel toe. De startmotor heeft een zeer lage weerstand, waardoor er een grote stroom doorheen kan, maar dan moet je de kabels ook dik maken. De lampjes en meters op het bedieningspaneel hebben een veel hogere weerstand. De stroom is daarom erg laag. Daardoor kan de fabrikant voor dunne bedrading kiezen. Er is dus een verband tussen stroom, spanning en weerstand. De wet van Ohm geeft dit verband aan, en luid als volgt:

    De stroom(I) is recht evenredig met de spanning(U) en omgekeerd evenredig met de weerstand(R).

    Met andere woorden. Een te lage spanning aan de verbruiker, veroorzaakt een te lage stroom. Een verbruiker met weinig weerstand veroorzaakt een grotere stroom dan een

    verbruiker met een hoge weerstand. De wet van Ohm kan ook in formule vorm worden opgeschreven.

    U=IxR Rekenvoorbeeld:

    Bij dit rekenvoorbeeld wordt onderstaand schema gebruikt.

    De weerstand van de claxon is:

    R = 3 .

    Wanneer de claxon werkt, wordt de

    accu belast en daardoor de

    accuspanning iets lager, bijvoorbeeld

    12 V. de belaste accuspanning heet

    de klemspanning Uk. De spanning

    over de claxon heet de aangelegde

    spanning.

    Uk = I x R

    12 = I X 3

    Stroom I = 12 : 3 = 4 A

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    18

    2. Serie en parallelschakeling

    In een installatie zijn diverse verbruikers gemonteerd. Bijna al deze verbruikers zijn gemaakt

    voor 12- of 24 volt en moeten dus dezelfde plus en min krijgen. Daarvoor moeten ze parallel

    ten opzicht van elkaar geschakeld worden. Voordeel hiervan is dat ze elkaar niet benvloeden.

    Bijvoorbeeld als 1 van de verbruikers uitvalt, de rest gewoon door blijft functioneren.

    Bij een parallelschakeling wordt de stroom ergens na de accu vertakt naar de verschillende

    verbruikers die ingeschakeld zijn.

    Wanneer alles in orde is, is de spanning over al deze verbruikers gelijk aan de accuspanning.

    Dit noemen we een parallelschakeling (Afb. 10). De spanning over de verbruikers is gelijk en de

    stroom door de verbruikers kan verschillend zijn.

    Afb. 10 een parallel schakeling

    Zekeringen, stekkers, relais, schakelaars en dergelijke zijn altijd achter elkaar geschakeld. De

    stroom naar een verbruiker moet door alle onderdelen gaan. Dit noemen we dan ook een

    serieschakeling (Afb. 11). De stroom door alle onderdelen is gelijk, terwijl de spanningen over

    deze onderdelen verschillend zijn.

    Afb. 11 een serie schakeling

    Samenvatting

    Bij een elektrische installatie die goed in orde is:

    Is de spanning over elke ingeschakelde verbruiker gelijk aan de spanning die op de

    installatie staat (accuspanning of dynamospanning).

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    19

    Zal de stroom zich verdelen over de ingeschakelde verbruikers.

    Word de stroomsterkte bepaald door de weerstand in de verbruiker en de weerstanden

    in de elektrische onderdelen en aansluitingen voor en na de verbruiker.

    2.1 Spanningsverlies

    Ondanks dat veel verbruikers parallel geschakeld zijn, is de serieschakeling tijdens het

    storingzoeken het belangrijkste uitgangspunt.

    Immers de onderdelen waarin de storingen zich voordoen staan altijd in serie met de

    verbruiker. Dit betekent dus dat we in de praktijk altijd in een serieschakeling aan het meten

    zijn. Bekijk als voorbeeld het schema van afb. 12

    Als we in een circuit gaan meten, zijn we ook altijd spanningsverliezen aan het meten. In Afb.

    12 zijn minstens 10 stroomovergangen te zien, waar spanningsverliezen op kunnen treden.

    Afb. 12 in een simpele serieschakeling zijn al 10 stroomovergangen

    Wanneer de stroom belemmerd wordt door een weerstand of door een loszittende of

    geoxideerde aansluiting, is er een hogere spanning nodig om deze overgangsweerstand te

    overbruggen. Er is echter geen hogere spanning beschikbaar omdat de dynamo of accu een

    maximum uitgang heeft. Het gevolg is dus dat er spanning verloren gaat in deze overgang.

    Deze verloren spanning noemt men ook wel spanningsverlies.

    Voorbeeld

    De schakelaar in Afb. 13 heeft door slijtage een weerstand gekregen van R = 1 .

    De accuspanning UK = 12,5 V en de gemeten stroom is I = 2 A.

    Afb. 13 weerstand (spanningsverlies) in de schakelaar

    De spanning over de schakelaar is:

    U1 = I X R

    U1 = 2 x 1 = 2 V

    R = 1

    12,5 V

    I = 2 A

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    20

    Deze spanning over de schakelaar is spanningsverlies. Door dit spanningsverlies wordt de

    spanning over de lamp 2 volt minder, dus:

    U2 = UK - Uverlies

    U2 = 12,5 - 2 = 10,5 V

    Spanningsverlies is dus een elektrische storing. Het grootst mogelijke spanningsverlies is een

    onderbroken draad of losse stekkerverbinding.

    Het heeft geen zin om de weerstand van een slechte schakelaar te meten, omdat je niet weet

    hoeveel Ohm toelaatbaar is. Het spanningsverlies wordt bepaald door de hoeveelheid stroom.

    Een kleine stroom van bijvoorbeeld 0,1 A veroorzaakt maar een klein spanningsverlies van:

    U1 = I X R

    U1 = 0,1 x 1 = 0,1 V

    Daarentegen veroorzaakt een grote stroom van 10 A een groot spanningsverlies van:

    U1 = I X R

    U1 = 10 x 1 = 10 V

    Om spanningsverlies op te sporen is het meten van spanningen de betrouwbaarste manier.

    2.2 Vermogen

    Het vermogen is de hoeveelheid energie die door een verbruiker wordt omgezet per

    tijdseenheid. Het opgenomen vermogen van een elektrische verbruiker is te bepalen door de

    stroom door de verbruiker en de spanning over de verbruiker met elkaar te vermenigvuldigen.

    Als formule teken wordt de hoofdletter P gebruikt. De eenheid van vermogen is Watt, afgekort

    met de letter W.

    Voorbeeld: het vermogen van een lamp is 21 watt, ofwel P = 21 W.

    In formule vorm bepalen we het vermogen als volgt:

    Vermogen (watt) = Spanning (Volt) x Stroom (Ampre)

    P = U x I

    Het vermogen staat vaak vermeld op een verbruiker.

    Op een lamp staat 12V/21 W. Deze lamp is gemaakt voor een 12 V installatie, maar kan ook

    langere tijd op bijvoorbeeld 15 V branden. Een lamp van 10 W geeft minder licht dan een lamp

    van 21 W. In dit geval heeft het aantal Watt betrekking op de hoeveelheid licht. Bij een

    accuspanning van 12,4 V is de stroom door deze lamp:

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    21

    P = U x I

    21 = 12,4 x I

    I = 21 / 12,4

    I = 1,7 A

    Voor een groep verbruikers is een zekering gemonteerd. De grootte van de zekering wordt

    aangegeven met de hoeveelheid stroom die de zekering kan doorlaten, voordat hij doorsmelt.

    Dit kan bijvoorbeeld 10 A zijn. Achter deze zekering van 10 A kan een bepaald vermogen

    aangesloten worden. In de theorie is dit vermogen:

    P = de stroom die de zekering kan doorlaten, maal de spanning van de installatie.

    Bij stilstaande motor: P = 10 x 12,5 P = 125 W

    Bij draaiende motor: = 10 x 14 P = 140 W

    In de praktijk wordt rekening gehouden met een bepaalde veiligheidsmarge en zal het

    aangesloten vermogen aanzienlijk minder zijn dan 125 W.

    Bij een 24 V installatie is de spanning twee keer zo hoog als bij de 12 volt installatie. Bij gelijk

    blijvend vermogen is dan maar de helft van de stroom nodig. Dit is gunstig, want bij minder

    stroom zijn de spanningsverliezen minder.

    Warmteontwikkeling in een slechte schakelaar is ook vermogen, maar dan wel een ongewenste

    soort vermogen. Bij een slechte schakelaar uit het voorbeeld is het vermogensverlies:

    Pv = Us X I

    Pv = 0,4 x 10

    Pv = 4 W

    De warmte ontwikkeling zoals hierboven beschreven staat, is de omgezette wrijvings- en

    botsings- energie van de elektronen die door de geleider bewegen. Bij een verbruiker met een

    hoog vermogen is de stroom groot. Er zijn dan veel elektronen die door de geleider bewegen,

    dus ontstaat er veel warmte.

    Als de leiding dan een grote weerstand heeft, wordt de elektronenstroom afgeremd, zodat de

    warmte ontwikkeling in de leiding groter is. Het gevolg is dus dat de verbruiker minder energie

    toegevoerd krijgt. Ofwel op de plek van de warmte ontwikkeling, heerst ook altijd een

    spanningsverlies.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    22

    Om de wrijvings- en botsings- energie zo klein mogelijk te houden is het van belang dat de

    stroomvoerende geleider de juiste doorsnede heeft. Als de draaddoorsnede juist is, dan zal de

    warmte ontwikkeling en dus het verlies in de draad tot een minimum zal worden beperkt.

    Hieronder volgt een voorbeeld hoe de draaddoorsnede juist bepaald kan worden.

    We nemen een voorbeeld uit de personenauto garage.

    Een klant wil een constantstroom aansluiting in de trekhaakstekkerdoos en stekker van de

    caravan. In de caravan kunnen de volgende verbruikers worden aangesloten:

    - Koelkast 120 W

    - TV 90 W

    - Twee lampen van elk 21 W

    Het totale vermogen dat ingeschakeld kan worden is: 120 + 90 + 42 = 252 W.

    De spanning van de accu is 12,6 V.

    De stroom door de draad is dan:

    P = U X I

    252 = 12,6 x I

    I = 252 / 12,6

    I = 20 A

    We houden in dit geval een veiligheidsmarge aan van 1,2 maal de maximaal te verwachte

    stroom, 20 x 1,2 = 24 A. We kiezen vervolgens voor een 25 A zekering.

    Uit de tabel kunnen we aflezen dat de draaddoorsnede voor de constante stroomdraad in deze

    trekhaak stekkerdoos 6 mm2 moet worden. De reeds aanwezige massakabel in de stekkerdoos-

    en stekkeraansluiting is 2,5 mm2. Deze kabel zal dus ook aangepast moeten worden.

    Te gebruiken smeltzekering in A

    Draaddoorsnede in mm2 Toelaatbare stroom bij continue gebruik in A

    Kortstondig toelaatbare maximale stroom in A

    0,4 0,5 0,5 1,5

    2 0,75 2,5 5

    2,5 1 3 10

    5 1,5 6 15

    15 2,5 15 25

    20 4 20 40

    25 6 25 60

    35 10 40 100

    60 16 70 175

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    23

    3. Meetapparatuur

    Om storingen in elektrische installaties op te sporen is er verschillende meetapparatuur

    beschikbaar.

    Voorbeelden van deze meetapparatuur afb. 14 om aan de elektrische installatie te meten zijn:

    Multimeter LED tester Oscilloscope of scoop Accutester Motortester

    Multimeter LED-tester Scoop Motortester

    Afb. 14 Meetapparatuur

    3.1 Multimeter

    Met een multimeter kunnen we de verschillende eenheden van de elektriciteit controleren. Deze

    eenheden zijn: Spanning Volt V U Stroom Ampre A I

    Weerstand Ohm R

    Er zijn vele verschillende multimeters. De meters verschillen ten opzichte van elkaar niet veel.

    De kwaliteit en de prijs van een multimeter zijn afhankelijk van:

    Kwaliteit en levensduur van het display Degelijkheid van de kast en de mechanische delen Levensduur van de aansluitbussen en meetpennen

    Bij de beschrijving van de werking van de multimeter is er nu gekozen voor de Fluke 23. Deze

    multimeter is te vergelijken met alle doorsnee multimeters.

    In Afb. 15 is een Fluke 23 multimeter afgebeeld

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    24

    Afb. 15 de verschillende meetstanden van de Fluke 23

    Metingen die met de Fluke 23 mogelijk zijn:

    Stand van de schakelaar Gemeten eenheid Meet mogelijkheden Betekenis van

    mogelijkheden

    Spanning Volt: VAC VDC

    VDC

    Wisselspanning Gelijkspanning

    Gelijkspanning 0 300 mV

    Weerstand Ohm: De meter kiest zelf het

    schaalbereik, , K of

    M

    Diodetest Volt Drempelspanning van de

    diode

    Stroom Ampre AC

    DC

    Wisselstroom

    Gelijkstroom

    De aansluiting van de rode testpen moet verzet worden voor het meetbereik van 10 A of 300

    MA. Bij deze metingen wordt de meter beveiligd door twee aparte zekeringen in de meter.

    Stroomtang

    Voor het meten van stromen kan een stroomtang op de meter worden aangesloten. De meter

    wordt dan ingesteld en afgelezen op 300 mV en geeft dan een stroom aan van 0 tot 300 A. Het

    voordeel van een stroomtang is dat er geen verbindingen losgenomen hoeven te worden.

    Afleesbereik

    Met de drukknop in het midden van de draaiknop kan het automatische afleesbereik de nauwkeurigheid) handmatig worden vastgezet i.v.m. het aantal cijfers achter de komma.

    De blokjeslijn onder op het display laat zien hoe de meetwaarde kan wisselen tijdens een meting. Het is een analoge weergave en heet de bar-graph. Deze weergave werkt sneller dan de weergave van de cijfers op het display.

    1 A = 1000 mA (milli-ampere) 1 V = 1000 mV (milivolt)

    1 K = 1000

    1 M = 1.000.000 O.L. = Overload

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    25

    3.2 Het meten van spanning, stroom en weerstand

    We hebben net de mogelijkheden van de multimeter besproken. Nu gaan we kijken hoe we de

    multimeter aan moeten sluiten om de spanning, stroom en weerstand te kunnen meten.

    Afb. 16 een spanningsmeting Afb. 17 een stroommeting

    Afb. 18 een weerstandsmeting

    Spanning meten:

    De spanning wordt met een voltmeter parallel over een verbruiker gemeten, terwijl de

    verbruiker ingeschakeld is (Afb. 16). De weerstand van de voltmeter is hoog. Dit is van groot

    belang, want anders zou de stroom door de voltmeter de schakeling benvloeden.

    Stroom meten:

    De stroom wordt met de ampremeter in serie met de verbruiker gemeten, terwijl de verbruiker

    ingeschakeld is (afb. 17). De weerstand van de ampremeter is laag. Dit is van groot belang,

    omdat de ampremeter nu in serie staat. Zou de weerstand hoog zijn, dan belemmert de meter

    teveel de stroom door de schakeling. Dit mag in geen geval gebeuren, want ook hier is het zo

    dat de ampremeter nooit de schakeling mag benvloeden.

    Sluit de ampremeter dus nooit parallel aan de verbruiker. Dit kan leiden tot schade aan de

    multimeter.

    Doordat de inwendige weerstand van een ampremeter zeer laag is zal de stroom erg groot

    worden. De zekeringen in de meter slaan dan door of de meter wordt inwendig beschadigd.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    26

    Weerstand meten:

    De weerstand wordt met een ohmeter gemeten door de meter en de verbruiker rechtstreeks op

    elkaar aan te sluiten (afb. 18). Belangrijk hierbij is dat alle andere verbindingen met de

    verbruiker los zijn gehaald. Anders wordt de meetwaarde teveel benvloed en kan zelfs de

    meter beschadigen.

    De spanning van de batterij in de meter is voor deze metingen belangrijk.

    3.3 LED tester

    De LED tester is een spanningszoeker, zoals voorheen het proeflampje. Bij het meten van

    spanning moet een LED tester parallel geschakeld worden over een verbruiker of ander

    elektrisch gedeelte. Evenals de multimeter moet de LED tester een grote weerstand hebben.

    Anders zou het zelf een verbruiker zijn, waardoor de meting niet meer klopt. Tijdens het meten

    met de LED tester is de meetstroom zeer klein, maar wel iets groter dan bij een multimeter.

    Bij een goede multimeter is de meetstroom door de meter praktisch 0 A.

    Verder is het zo dat de LED tester niet de gemeten spanning laat zien. De LED tester gaat al bij

    een spanning van ongeveer 2 volt branden.

    3.4 Oscilloscoop

    De scoop (afb. 14) is een meetapparaat om spanningen te meten en zichtbaar te maken. Het

    zichtbaar maken van het spanningsverloop is belangrijk om bijvoorbeeld signalen van sensoren

    te controleren. Deze signalen kunnen van langzaam tot zeer snel wisselen, maar in ieder geval

    zijn de wisselingen voor een multimeter te snel om te volgen. Op het beeldscherm zijn twee

    assen aangegeven. De verticale as (ook wel de y as genoemd) geeft de grootte van de

    spanning weer. Terwijl de horizontale as (ook wel de X as genoemd) de spanningsduur of wel

    de tijdsduur aangeeft. Voorkomende signaalvormen in de motortechniek zie je in Afb. 20 en 21.

    Afb. 20 een wisselspanning Afb. 21 een blokspanning

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    27

    3.5 Accu controlegereedschap

    Met de accutester wordt de conditie van de accu gecontroleerd. Bij een grote stroomafname

    uit de accu, bijvoorbeeld de startstroom, mag de accuspanning niet te veel zakken. De

    accutester kan met een klein stroompje al controleren of de conditie accu goed is of niet.

    Ook zijn er nog oudere testers op de markt. Deze tester belasten de accu enkele seconden met

    een stroom van ongeveer 80 tot 200 A. De voltmeter van de accutester meet bij deze stroom

    de klemspanning en dit is dan weer een maat voor de conditie.

    Afb. 22 Moderne accutester Afb. 23 Oudere accutester

    3.6 Motortester

    Met de motortester is het mogelijk om in korte tijd een aantal metingen uit te voeren om een

    diagnose te stellen aan bepaalde systemen, zoals o.a. startsysteem, laadsysteem,

    ontstekingssysteem, motorconditie en uitlaatgassamenstelling.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    28

    4. Elektrische verbindingen

    Een van de belangrijkste voorwaarde waaraan een elektrische installatie aan voldoen moet, is

    dat alle elektrische verbindingen in goed staat verkeren. Zoals al eerder is aangegeven,

    ontstaat er bij een slechte verbinding een spanningsverlies. En waar een spanningsverlies

    ontstaat, ontstaat ook de nodige warmte ontwikkeling.

    Om het spanningsverlies zo klein mogelijk te maken moeten alle stekkerverbindingen dus in

    goede staat verkeren.

    Dit betekent dus dat als we in de praktijk een draad moeten herstellen extra accessoires

    monteren, dat we er dan ook moeten voor zorgen dat we een goede verbinding maken.

    Maak dus in geen geval gebruik van de wel bekende scot-blokjes.

    Er zijn veel manieren om elektrische verbindingen tot stand te brengen. De meest voorkomende

    elektrische verbindingen zijn:

    Solderen en isoleren Waterdichte krimp- en soldeerverbinders Knelverbindingen zoals:

    De gesoleerde kabelschoen De ongesoleerde kabelschoen

    4.1 Solderen en isoleren

    Goed soldeermateriaal is zeer belangrijk voor een goed hechting en het doorvloeien in de

    verbinding. Verbindingen die sterk gaan trillen, kunnen beter niet gesoldeerd worden i.v.m.

    kans op breuk.

    De soldeerverbinding moet gesoleerd worden. Dit kan gebeuren met krimpkous of met

    zelfvulkaniserende tape. Krimpkous is in diverse diameters in de handel verkrijgbaar. Standaard

    krimpkous heeft een diameter na krimp van 50 %; bijv.: 4mm wordt 2 mm. Krimpkous met een

    lijmlaag aan de binnenkant krimpt meer dan 50 % en de lijm zorgt tevens voor een waterdichte

    afsluiting. Het krimpen gebeurt door het warm maken van de krimpkous. Zelfvulkaniserende

    tape is, mits strak om de verbinding gewikkeld, zeer goed isolerend.

    4.2 Gesoleerde kabelschoen

    Deze kabelschoen moet gemonteerd worden met

    een momenttang afb. 23, die geschikt is voor de

    gesoleerde kabelschoen.

    afb. 23 een momenttang voor de gesoleerde kabelschoentjes

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    29

    De isolatiehuls is er in drie kleuren afbeelding 24a. De kleur heeft betrekking op de

    draaddoorsnede die gemonteerd moet worden. Dit kan per fabrikant iets verschillen.

    Rood 0,5 1,0 mm2 Blauw 1,0 2,5 mm2 Geel 2,5 6 mm2

    Het is het beste om kabelschoenen met trekontlasting te gebruiken (Afb. 24b)

    Afb. 24a set kabelschoentjes Afb. 24b kabelschoen met trekontlasting

    4.3 Kabelschoen

    Deze kabelschoen moet ook met een speciale momenttang aan de draad gemonteerd worden.

    De ongesoleerde stekkers passen in n - of meer - polige isolatiehulzen. Dit is praktisch voor

    het maken en herstellen van verbindingen in kabelbomen.

    Er zijn veel verschillende vormen van dit soort stekkers, hulzen en verbindingsmaterialen. In

    Afb. 25 zijn er enkele voorbeelden gegeven.

    Afb. 25 verschillende mogelijkheden van ongesoleerde kabelschoenen

    Er zijn vier afmetingen i.v.m. de te monteren doorsnede:

    0,5 1,0 mm

    1,0 2,5 mm

    2,5 4,0 mm

    4,0 6,0 mm

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    30

    4.4 Waterdichte soldeer - en krimp - verbindingen

    De soldeerverbinder (Afb. 26a) is een doorzichtige huls met in het midden een ring soldeertin.

    De gestripte draadeinden worden in de soldeerverbinder gestoken en het geheel wordt

    verwarmd. De soldeerring smelt in de koperdraden en de huls krimpt om de kabelisolatie.

    Afb. 26a Soldeerverbinding

    Een andere uitvoering is de krimpverbinder (Afb. 26b). In plaats van een soldeerring in het

    midden wordt hier met een tang het middendeel met de koperdraad vastgeklemd. Vervolgens

    wordt door verwarming de hele huls om de kabel gekrompen.

    Bedrading die door beplating gaat moet worden beschermd met een doorvoertules. Dit

    voorkomt dat de bedrading door kan schuren, wat dan weer kortsluiting tot gevolg kan hebben.

    Afb. 26b Krimpverbinding

    Naast het maken van goede verbindingen in de elektrische schakelingen, is het ook van groot

    belang dat je tijdens het meten aan een elektrische schakeling gebruik maakt van een goede

    verbindingen tussen de multimeter en de schakeling. Hier zijn verschillende hulpmiddelen voor

    te koop, zoals bijvoorbeeld krokodillenbekken of testpennen die je langs de bedrading in de

    stekker kan steken (zonder hierbij iets te beschadigen). Verder is het soms ook nodig om een

    y kabel te maken, zo kun je dan toch altijd met een gesloten stroomkring meten (ofwel belast

    meten).

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    31

    5. Methoden van storingzoeken

    In het vorige hoofdstuk hebben we gekeken naar de verschillende stekkerverbindingen. Deze

    verbindingen waren belangrijk, omdat er anders grote kans op storingen was.

    Natuurlijk kijkt niet iedereen naar de juiste stekkerverbinding en zullen er dus ook altijd

    storingen in elektrische installaties optreden. Ook slijtage en oxidatie zullen voor storingen

    kunnen zorgen. Hoe we deze storingen op kunnen lossen, gaan we nu bekijken.

    Er zijn meerdere soorten storingen, zoals:

    Spanningsverlies Clandestiene verbruikers Kortsluiting

    Het vaststellen van een storing

    Luister goed naar de klacht van de klant.

    Controleer, indien mogelijk, samen met de klant de klacht.

    Voer altijd een visuele controle uit. Voorbeelden hiervan zijn:

    Defecte lampen, zekeringen Losgeraakte stekkerverbindingen Slechte of geoxideerde bedrading en verbindingen

    Waarneer deze visuele controle niets oplevert, dan moeten we gaan meten.

    5.1 Spanningsverliezen

    Een bruikbare manier om spanningsverlies te vinden is de V1-V2-V3-V4 meetmethode. Hierbij

    zijn de volgende stappen te onderscheiden: V1 = Klemspanning accu

    V2 = Spanning over de verbruiker V3 = Spanning over bedrading min-gedeelte

    V4 = Spanning over bedrading plusgedeelte

    Aandachtspunten bij de V1-V2-V3-V4 meetmethode zijn: Ga pas meten als andere controles geen oplossing bieden (kijken, luisteren, ruiken, etc) Alleen meten wanneer je zelf de storing waarneemt Altijd in belaste situatie meten, dus verbruikers in schakelen. Alle verbindingen blijven aangesloten Meet met de multimeter, meetstand spanning VDC Meet V1 t/m V4 consequent door V1 = V2 + V3+ V4

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    32

    In afb. 27 staat een schematische weergave van de V1-V2-V3-V4 meetmethode weergegeven.

    Hieronder worden de vier metingen van de V1-V2-V3-V4 meetmethode uitgesplitst in:

    Gemeten spanning (welke waarde moet het zijn?) Praktische uitvoering (hoe doe je het?) Doel van de meting (waarom meet je dit?) Waarde van de meting (wat zegt de daadwerkelijk gemeten waarde?)

    V1 Gemeten spanning

    Klemspanning (12V)

    Praktische uitvoering

    Is normaal geen probleem een schema is hierbij ook niet nodig. Rechtstreeks op + en accu meten.

    Doel van de meting

    Met deze meting bepaal je de referentie waarden

    Waarde 12 Volt (indien te laag, dan overstappen naar methoden voor laadsysteem

    controleren of accutest)

    V2 Gemeten spanning

    Spanning over de verbruiker (12V)

    Praktische uitvoering

    Rechtstreeks op + en - aansluiting verbruiker.

    Is meestal geen probleem. Indien een component meerder aansluitingen heeft, moet een schema geraadpleegd worden. Indien de stekkerverbindingen te ver

    weg zijn weggebouwd ofwel moeilijk bereikbaar zijn, kijk dan waar wel snel gemeten kan worden. De component inclusief bedrading tot aan de

    stekkerverbinding waaraan men meet, moet dan gezien worden als verbruiker

    Doel van de meting

    Met deze meting bepaal je of het probleem gezocht moet worden in de verbruiker of in de bedrading.

    Waarde 12 Volt, dan is de verbruiker defect. Minder dan 12 volt, dan zit de storing in de bedrading.

    Afb. 27 de V1 V2 V3 V4 meetmethode

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    33

    V3 Gemeten spanning

    Spanning over bedrading min-gedeelte (0V)

    Praktische uitvoering

    De meetpunten zijn bij de V1 en de V2 meting al bepaald, dus een schema is hierbij niet nodig.

    Doel van de meting

    Met deze meting bepaal je of de massa in zijn geheel in orde is.

    Waarde 0 volt. Indien de verbruiker niet goed werkt is elk spanningsverlies te veel. Kijk wel eerst naar de plus. Wanneer het spanningsverlies daar veel hoger is dan hier

    dan eerst die repareren.

    V4 Gemeten spanning

    Spanning over bedrading plusgedeelte

    Praktische uitvoering

    Ook hier zijn de meetpunten bij de V1 en de V2 meting al bepaald, een schema is

    hierbij van belang als terug gemeten moet worden.

    Doel van de meting

    Met deze meting bepaal je of de plus in zijn geheel in orde is.

    Waarde 0 volt. Indien de verbruiker niet goed werkt is elk spanningsverlies te veel. Kijk

    wel eerst naar de massa. Wanneer het spanningsverlies daar veel hoger is dan hier dan eerst die repareren.

    Door meting V3 en V4 weten we of het probleem in de massa of plus zit. Er moeten nu

    deelmetingen uitgevoerd worden. Dit is nodig om precies er achter te komen welke verbinding,

    zekering, schakelaar of draadstuk het probleem geeft.

    In onderstaande afbeelding is een voorbeeld gegeven van hoe dat gaat.

    Afb. 28 het terugmeten naar de storing toe

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    34

    5.2 Clandestiene verbruikers

    Een clandestiene verbruiker neemt stroom uit de accu, terwijl we dat niet willen. Gevolg hiervan

    is dat de accu ontladen wordt. Als dat lang genoeg heeft geduurd kan er niet meer gestart

    worden. Dit is natuurlijk niet de bedoeling. Om te kijken of we te maken hebben met een

    clandestiene verbruiker moeten we de ruststroom meten. Dit doen we met een ampremeter in

    serie met de totale massakabel en minpool accu.

    In de Afb. 29 wordt getoond hoe een ampremeter aangesloten moet worden om de

    ruststroom te meten. Afb. 29 een ruststroommeting

    Voer de meetmethode als volgt uit en houd met volgende punten rekening:

    Controleer of de accu, accupolen en klemmen goed zijn. Meet met de multimeter op de stand ADC en begin met het meetbereik van 10 A

    Sluit de meter aan tussen de massakabelklem en de minpool van de accu Is de gemeten stroom lager dan 0,3 A, zet dan de rode meetpen over op meetbus waarbij

    300 mA staat. Is de gemeten stroom minder dan 50 mA (0,05A), dan is deze kleine ruststroom niet de

    oorzaak van de lege accu.

    Is de gemeten stroom meer dan 50 mA, verwijder dan zekering nummer 1 uit de zekeringkast. Als de stroom niet daalt, monteer dan weer de zekering en verwijder nummer 2. Ga door totdat de stroom duidelijk daalt. De clandestiene verbruiker moet na deze zekering zitten.

    Plaats deze zekering terug en maakt delen in deze groep los, totdat de verbruiker gevonden wordt, waarbij de stroom weer minder wordt.

    Houd rekening met verbruikers die niet gezekerd zijn. Vaak komt het voor dat er meer dan 1 zekeringkast is. Houd rekening met door de klant zelf ingebouwde apparatuur. Relais, met name waarin elektronische schakelingen in zijn opgenomen, kunnen clandestien

    stroomverbruik veroorzaken.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    35

    5.3 Kortsluiting

    Kortsluiting is een duidelijke storing, want de zekering gaat defect. De zekering beveiligt de

    elektrische installatie tegen te hoge stromen en daardoor tegen brand. De waarde van de

    zekering moet altijd zo gekozen zijn, dat de zekering de zwakste schakel van het circuit is.

    Wanneer een zekering met een te hoge waarde wordt gemonteerd, loop je het risico dat de

    bedrading, stekkerverbindingen en schakelcontacten van relais en schakelaars te zwaar belast

    worden. In het ergste geval ontstaat er brand, maar op zijn minst gaat er iets stuk.

    Een zekering kan stuk zijn gegaan door overbelasting. Doordat verbruikers met teveel

    vermogen achter die zekering gemonteerd zijn. De oorzaak is dan niet kortsluiting.

    Bij kortsluiting is een plusdraad in contact gekomen met de massa. Doordat er dan een circuit

    ontstaat met een zeer lage weerstand, zal de stroom erg hoog oplopen. De plaats van een

    kortsluiting is vaak moeilijk te vinden.

    Om het op sporen van een kortsluiting te vergemakkelen kun je een 21 Watt lamp gebruiken.

    Deze lamp zet je dan op de positie van de defecte zekering. Dit is aangegeven in Afb. 30.

    Afb. 30 de meetmethode bij kortsluiting

    Onthoud: Als de lamp fel brandt dan is er kortsluiting. Brandt de lamp zwak of helemaal niet dan is er geen kortsluiting.

    Voer de meetmethode als volgt uit en houd met volgende punten rekening:

    Sluit een 21 W lamp aan op de plaats van de defecte zekering Schakel n voor n de verbruikers in die op de betreffende zekering aangesloten zijn. Als de 21 W lamp bij het inschakelen van een verbruiker zwak gaat branden, dan is er geen

    sprake van kortsluiting. Er staan meerdere verbruikers in serie. Als de 21 W lamp bij het inschakelen fel gaat branden, dan is er in dat circuit een

    rechtstreekse verbinding naar massa, dus kortsluiting Laat de betreffende verbruiker ingeschakeld staan en neem eventuele stekkerverbindingen

    los (Afb. 31 geeft hiervan een voorbeeld)

    Als de 21 W lamp fel blijft branden, zit de kortsluiting in de bedrading voor de verbruiker

    21 W

    kortsluiting

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    36

    Schemalezen

    Kennis hebben van de basis begrippen spanning, stroom, weerstand, meetapparatuur,

    verbindingen en meetmethoden is belangrijk. Maar ook het werken met schemas is belangrijk.

    Een elektrisch schema gebruik je om een antwoord op de volgende vragen te krijgen.

    Hoe werkt het systeem? (bijvoorbeeld motorbeveiliging) Waar zijn de massa aansluitingen? Hoeveel stekkerverbindingen zijn er? Waar zijn die stekkers en hoe zien ze eruit? Met welke zekering(en) hebben we te maken? In welke stand moeten de schakelaars staan om iets te laten werken? Wat wordt er dan met elkaar verbonden en wat onderbroken? Etc.

    Je begrijpt dat we zo nog even door kunnen gaan. Bedenk in de praktijk altijd van dit soort vragen. Kun je geen antwoord geven pak dan het schema erbij, want daar is het voor.

    De totale elektrische installatie van een installatie is te groot en ingewikkeld om op 1 blaadje te

    zetten. Tegenwoordig maken de fabrikanten dus complete boekwerken. Steeds meer worden ze

    zelfs op Cd-rom gezet. Het deel wat je dan nodig hebt kan uitgeprint worden. Om er voor te

    zorgen dat er een overzichtelijke geheel ontstaat heeft men het totale schema in systeemdelen

    gezet, bijvoorbeeld:

    Motormanagement Veiligheidssystemen Comfort systemen Enz,

    Vermelding van de onderdelen kan op een apart blad, of op elk deelschema worden

    aangegeven. Zon lijst noemen we een legenda. Plaats van onderdelen, stekkers en

    massaverbindingen, etc. worden vaak ook weer in een apart hoofdstuk aangegeven.

    kortsluiting

    21 W

    Afb. 31 de storing is gevonden

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    37

    Er zijn veel verschillen in de manieren waarop de fabrikanten hun elektrische schemas

    vormgeven. Dit zal waarschijnlijk altijd wel zo blijven, ondanks alle afspraken over normalisatie

    en standaardisering. Gebruik schemas veel, dan krijg je er vanzelf handigheid en ervaring in.

    Bovendien leer je de verschillen en de overeenkomsten herkennen.

    Schemas kunnen op verschillende manieren weergegeven worden:

    Plus en massa zijn bij de verbruikers getekend (Afb. 32) De pluslijnen zijn boven en de massalijn is beneden in het schema getekend; dit wordt een

    stroomloopschema of watervalschema genoemd (Afb. 33) Een combinatie van deze twee schemasoorten (Afb. 34)

    Afb. 32 Plus en massa bij de verbruikers

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    38

    Afb. 33 Stroom- of watervalschema

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    39

    Afb. 34 Combinatie van schemas

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    40

    5.4 Startsysteem

    In de techniek hebben we veel verschillende soorten elektrische systemen. Zo zijn er

    bijvoorbeeld verlichtingssystemen, alarmsystemen en audiosystemen. We lichten in dit

    zelfstudiepakket twee specifiek elektrische systemen eruit, om deze wat nader te kunnen

    bekijken.

    Dit zijn;

    Het startsysteem Het laadsysteem

    We beginnen met het startsysteem. De delen van het startsysteem zijn:

    De accu Het contactslot Startrelais en start motor Bedrading en aansluitingen

    De werking van het systeem is als volgt:

    Het contactslot schakelt tijdens starten het startrelais in Het startmotorrondsel wordt door het startrelais al langzaam draaiend naar de starterkrans

    bewogen door de aantrekspoel

    Vervolgens schakelt het relais de grote startstroom in en blijft het rondsel tijdens het starten in aangrijping met de starterkrans door de vasthoudspoel.

    Voor het starten is veel elektrisch vermogen nodig, dus een grote stroom. De kwaliteit van de

    accu is belangrijk. Een oude of slechte accu heeft een hoge inwendige weerstand. De

    inwendige weerstand wordt gecontroleerd met een accutester.

    De stroom gaat in de accu van de minpool naar de pluspool. Deze stroom en de inwendige

    weerstand veroorzaken in de accu een spanningsverlies.

    Omdat de startstroom zo groot is, zal er bij een slechte accu snel te weinig klemspanning op de

    accupolen overblijven, met als gevolg startproblemen. Bij een goede accu zal tijdens het starten

    de klemspanning niet onder de 10 V komen bij 0 C.

    Goede aansluitingen op de accu en de startmotor voorkomen natuurlijk ook spanningsverlies.

    De capaciteit van een accu geeft aan hoeveel tijd de accu een bepaalde stroom kan leveren. Op

    de accu wordt de capaciteit aangegeven in Ah (ampre-uur), bijvoorbeeld 145 Ah.

    De capaciteit is ook van belang bij het opladen. Hoe groter de capaciteit, hoe langer de

    oplaadtijd.

    Zowel bij laden als ontladen geldt:

    capaciteit (Ah)=stroom (A) x tijd (h)

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    41

    Een auto met een dieselmotor heeft een accu met meer capaciteit nodig, omdat er meer

    vermogen nodig is voor starten en voorgloeien dan bij een benzine- of gasmotor (o.a. vanwege

    de hogere compressieverhouding).

    Om de laadtoestand van een accu te kunnen controleren, moeten de volgende punten

    gecontroleerd worden:

    Soortelijke massa elektrolyt minimaal 1260 kg/m3

    Onderling verschil soortelijke massa tussen cellen maximaal 20 kg/m3 Bronspanning accu:

    o Leeg 12,3 V o Vol 12,6 V

    Meten aan het startsysteem

    Met de multimeter in de voltstand kunnen we aan een startsysteem ook goed een diagnose

    stellen. Om een goede controle uit te voeren, dienen de volgende punten tijdens het starten

    gecontroleerd te worden (zie ook Afb. 35)

    1. Meet de accuspanning tussen de punten A en C. Richtlijn 12 volt installatie 10,5 V bij 20 C. Bij lagere temperaturen kan de spanning ca.1 Volt zakken.

    2. Meet de spanning over de startmotor. In verband met de aansluiting is dit niet altijd mogelijk. Meet over de ingaande klem van de startmotor of relais en het huis van de startmotor (BD).

    3. Meet het spanningsverlies in de min van het startstroom deel. Meet over de minpool van de accu en het huis van de startmotor (CD).

    4. Meet het spanningsverlies in de plus van het startstroom deel. Meet over de pluspool van de accu en de ingaande aansluitklem van de startmotor (AB).

    Afb. 35 een schematische weergave van een startmotor

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    42

    5.5 Laadsysteem

    Naast de controle van het startsysteem, kunnen we dus ook het laadsysteem controleren.

    Voordat de uit te voeren controle metingen nader wordt toegelicht, wordt eerst nog even in

    gegaan op de werking van de dynamo.

    In de statorspoel van de dynamo wordt door het draaiend magnetische veld van de rotorspoel

    een wisselspanning opgewekt. Deze wisselspanning wordt door de diodebrug omgezet in een

    gelijkspanning. Bij toenemend toerental van de dynamo wordt de opgewekte spanning te hoog

    voor de elektrische installatie van de auto. De spanning moet daarom worden afgeregeld

    worden op max. 14,5 V en 28 V bij een 24 V installatie. Dit gebeurt door de spanningsregelaar,

    die de rotorstroom steeds korte tijd onderbreekt, als de spanning te hoog wordt.

    Doordat de dynamospanning hoger is dan die van de accu kan er een laadstroom gaan lopen,

    waardoor de accu weer wordt bijgeladen, verder kunnen ook de verbruikers worden gevoed.

    De accu is hoofdzakelijk nodig om de motor te kunnen starten. De stroom voor de andere

    verbruikers moet bij draaiende motor door de dynamo worden geleverd.

    De dynamo kan stroom leveren aan de verbruikers en laadstroom aan de accu. Er zijn

    verschillende toestanden mogelijk (Afb. 36):

    1. De accu is leeg. De dynamo levert een grote laadstroom aan de accu en stroom aan de

    verbruikers.

    2. Laag dynamotoerental. De accu moet de dynamo meehelpen om de verbruikers van

    voldoende stroom te voorzien. De accu wordt hierdoor ontladen.

    3. Hoog dynamotoerental. De dynamo kan voldoende stroom aan de verbruikers leveren en de

    accu bijladen.

    4. De accu is vol. De dynamo hoeft alleen de verbruikers van stroom te voorzien. Er gaat geen

    laadstroom naar de accu.

    Afb. 36 een schematische weergave van een laadsysteem

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    43

    Het laadstroomcontrolelampje

    Het laadstroomcontrolelampje gaat uit als de dynamo goed werkt. Als het lampje uit is,

    betekent het echter niet altijd dat de accu geladen wordt. De benaming

    laadstroomcontrolelampje is dan ook feitelijk onjuist. Als het lampje stuk is, is er geen

    voorbekrachtiging van de rotorspoel mogelijk, maar gaat de dynamo wel werken (Afb. 37). De

    reden dat de dynamo wel kan gaan werken ondanks dat hij geen voorbekrachtiging heeft, ligt

    aan het feit dat de rotor altijd nog wat magnetisme in zich heeft. Dit noemt men ook wel

    remanent magnetisme.

    Afb. 37 de elektrische schakeling van het laadstroomcontrolelampje

    Oorzaken waardoor het lampje kan blijven branden, zijn:

    De dynamo draait niet of met te laag toerental Bedrading D+ is niet in orde Spanningsregelaar en/of dynamo is defect

    Metingen aan het laadsysteem

    Aan het laadsysteem kunnen we de volgende controle metingen uitvoeren:

    Controleer eerst of het juiste type accu met voldoende capaciteit gemonteerd is

    Meet de bronspanning van de accu. Dit is de onbelaste accuspanning bij stilstaande motor

    zonder ingeschakelde verbruikers (meet ca. 10 minuten). Bij ruim 12,6 V is de accu goed en

    geladen. Beneden 12,3 Volt is de accu leeg en/of in slechte conditie.

    Belast een accu met voldoende lading vervolgens gedurende ca. 2 minuten door bijvoorbeeld

    het inschakelen van een verbruiker. Meet dan de klemspanning. Deze mag hoogstens enkele

    tienden van een volt lager zijn dan de bronspanning.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    44

    Schakel de verbruiker uit en start de motor. Meet de klemspanning op de accupolen.

    Afhankelijk van de belasting en het toerental zal de spanning tussen de 13,5 volt -14,4 volt

    zijn. Deze afgeregelde dynamospanning is de hoogste spanning die op de installatie kan en

    mag voorkomen.

    Het meten van de laadstroom met de stroomtang

    Niet alleen de spanning is in het laadsysteem is van belang, maar ook zeker de laadstroom is

    van groot belang. De laadstroom kunnen we niet zo maar met een multimeter meten, dit komt

    omdat deze niet tegen de hoge stromen bestendig is. De laadstroom in het laadsysteem

    kunnen we wel meten in combinatie met een stroomtang.

    De dynamostroom is in twee verschillende soorten van stromen te verdelen. Dit zijn:

    Verbruikersstroom Laadstroom

    De verbruikersstroom kunnen we in de B+ leiding direct bij de dynamo meten. Als we de

    laadstroom van een accu willen weten, dan moeten we zo dicht mogelijk bij de accu gaan

    meten.

    Verder is het zo dat; de verbruikersstroom + de laadstroom = de dynamostroom.

    Om een goeie stroom meting uit te voeren, moeten de volgende punten in de gaten worden

    gehouden.

    1. De accu moet in orde zijn

    2. De stroomtang om alle B+ draden monteren voor de verbruikersstroom te meten

    3. De stroomtang om alle massadraden bij de accu monteren voor de dynamostroom te meten

    4. De motor laten draaien en zoveel mogelijk verbruikers inschakelen

    Waarneer er achteraf te veel verbruikers gemonteerd zijn, kan het standaard dynamovermogen

    te weinig zijn. Er moet dan een zwaarder type dynamo gemonteerd worden, die meer stroom

    kan leveren.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    45

    6. Elektrische en elektronische componenten

    In dit zelfstudiepakket hebben we het uitgebreid gehad over verschillende elektrische

    schakelingen en systemen. Ook hebben we gekeken hoe we storingen kunnen lokaliseren en

    hoe we testapparatuur moeten gebruiken.

    Naast dit alles is er nog een onderwerp niet belicht. Dit zijn de elektrische en elektronische

    componenten.

    In dit hoofdstuk gaan we de volgende componenten nader bekijken:

    Relais Transistor Weerstand Diode en Led Condensator Gentegreerde schakeling (IC)

    6.1 Relais

    Door gebruik te maken van een relais is het

    mogelijk om bedrading en schakelaars lichter

    uit te voeren.

    Een kleine stuurstroom door een lichte

    schakelaar bedient de relaisspoel. Daardoor

    wordt een grote stroom door de contacten in

    het relais ingeschakeld Afb. 38.

    Afb. 38 Gebruik van een relais

    Een relais heeft n groot nadeel, maar dat geld voor alle componenten met een spoel, en dat is, dat tijdens het uitschakelen van het relais een zelfinductiespanning ontstaat. De waarde hiervan kan oplopen tot 300 volt. Deze inductiespanning kan kortstondig over elektronische componenten staan (computers, diodes en transistors), waarmee deze componenten stuk gaan.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    46

    Er moet dus iets aan gedaan worden. Vaak kiest men ervoor om een klein componentje in de

    relaisbehuizing te monteren. Dit kan een vonkblusweerstand zijn, maar ook een diode. Zon

    diode wordt dan parallel over de relaisspoel gemonteerd. Zie afb. 40.

    Afb. 40 een relais met een vrijloopdiode (blusdiode)

    6.2 Transistor

    Het relais dat hiervoor besproken is, is nog steeds een

    mechanische schakelaar. Het relais heeft dus ook de

    nadelen van een mechanische schakelaar, zoals

    bijvoorbeeld het inbranden, de snelheid van schakelen

    en een behoorlijke omvang.

    Een transistor afb. 41 valt onder de elektronica van een

    motorinstallatie. Een transistor valt onder de

    halfgeleiders. Dit houdt in dat een transistor van

    halfgeleider materiaal gemaakt is. Een halfgeleider is

    een materiaal dat onder specifieke omstandigheden

    gaat geleiden. Het basismateriaal waarvan de

    halfgeleiders zijn gemaakt is silicium.

    Afb. 41 Transistor

    De voordelen van elektronicatoepassingen in

    de auto zijn:

    Kleine afmetingen en licht Geen mechanisch bewegende delen Hoge schakelsnelheid Het stroomverbruik is klein Grotere betrouwbaarheid en levensduur

    Afb. 42 Een schakeling m.b.v. een transistor

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    47

    De transistor is als schakelaar (afb. 42) is te

    vergelijken met een relais, maar heeft de

    boven-genoemde voordelen van de

    elektronica. Door een kleine stroom op de

    basis te sturen wordt een grote stroom van

    collector naar emitter doorgelaten (afb. 43).

    Toepassingen van transistorschakelingen

    zijn:

    De spanningsregelaar van de dynamo De ontstekingsmodule Als signaalversterker bijvoorbeeld in een

    motormanagementcomputer

    Afb. 43 Twee soorten transistors

    In Afb. 44 is de transistor schematisch weergegeven als een watermodel. Aan de hand van dit

    watermodel is de werking van een transistor te verklaren.

    Wordt er een druk op de basis (b) gezet dan gaat de klep tussen de collector (c) en de emitter

    (e) open staan. Een grotere hoofdstroom kan zich dan van de collector (c) naar de emitter (e)

    verplaatsen. Wordt de druk op de basis (b) vergroot, dan gaat ook de klep tussen de collector

    (c) en de emitter (e) verder open staan. Er kan nu nog meer water doorheen stromen. Een

    transistor kan dus als versterker gebruikt worden.

    Wordt de druk op de basis (b) te hoog, dan gaat de transistor defect.

    Afb. 44 een watermodel van een transistor

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    48

    6.3 Weerstand

    Weerstanden in elektronische schakelingen zorgen voor een bepaalde spanningsverdeling of

    stroombegrenzing. Er zijn veel verschillende vormen en typen in de weerstanden. In Afb. 45

    staan er enkele aangegeven.

    Afb. 45 Verschillende weerstanden

    De meeste weerstanden

    hebben een vaste waarden,

    maar er zijn ook

    weerstanden waarvan de

    weerstandswaarde instelbaar

    is. De weerstanden waarvan

    de weerstand instelbaar is,

    noemt men potentiometer

    ( Afb. 46).

    Afb. 46 Potmeters

    Naast de vaste- en de instelbare

    weerstanden zijn er ook nog speciale

    weerstanden. Deze weerstanden

    worden gebruikt als:

    Temperatuursensoren, meestal NTC en soms PTC

    Lichtsensor (LDR) (Afb. 47)

    Afb. 47 Temperatuur- en lichtsensor

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    49

    6.4 Diode en Led

    De diode (Afb. 48) is een elektronisch

    component die de stroom slechts in n

    richting doorlaat. In doorlaatrichting

    aangesloten heeft elke diode een

    spanningsverlies van ongeveer 0,5 tot 0,7 V.

    Dit noemt men de drempelspanning. In de

    praktijk wordt 0,7 V aangehouden

    Afb. 48 Diode

    De multimeter heeft meetstand om dioden te controleren. In deze meetstand levert de meter

    een kleine stroom en bij deze stroom moet het spanningsverlies in de doorlaatrichting van 0,5

    tot 0,7 V zijn. Na het omwisselen van de meetpennen moet de meter in de sperrichting O.L.

    (overload) aangeven.

    De LED (Afb. 49) is een lichtgevende diode en wordt

    gebruikt als signaalverlichting. De meest

    voorkomende kleuren zijn, rood, groen en geel. De

    spanning die een LED kan hebben is 1,6 tot 3 V en

    het stroomverbruik is 1 tot 50mA. Dit hangt af van

    de kleur en grootte van de LED.

    In de autotechniek gaan we uit van 2 volt en 20mA.

    Afb. 49 LED

    Om de stroom te beperken en om de LED op de 12 volt installatie te gebruiken moet er een

    voorschakelweerstand gebruikt worden. Deze weerstand moet zoveel spanningsverlies

    veroorzaken zodat er maar 2 volt voor de LED over blijft. De berekening gaat als volgt.

    Afgeregelde spanning bij lopende motor is 13,6 volt. De weerstand moet dus 13,6 min 2 volt is

    11,6 volt als spanningsverlies veroorzaken. De stroom mag niet boven de 20mA komen.

    Dus:

    U = I X Rv

    Rv = U / I

    Rv = 11,6 / 0,02

    Rv = 580

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    50

    Overigens wordt in de praktijk meestal een weerstand van 1k gebruikt. De lichtopbrengst is

    iets minder, maar de LED blijft eeuwig goed.

    De voorschakelweerstand kan ook in de LED opgenomen zijn. In dat geval is de LED geschikt

    voor 12 V. Dit wordt dan wel eens een autoLED genoemd.

    Afb. 49 een schakeling van een led

    6.5 Condensator

    De condensator (Afb. 49) kan een elektrische lading opslaan en weer vrijgeven. In

    elektronische schakelingen wordt de condensator onder andere gebruikt voor tijdvertragingen.

    Afb. 49 Verschillende condensators

    6.6 Gentegreerde schakeling(IC)

    In een IC (Afb. 50) zitten complete elektronische systemen. Een IC kan honderden tot vele

    tienduizenden schakelingen bevatten. Dit soort schakelingen komt steeds meer voor bij speciale

    IC-toepassingen in de auto.

    Afb. 50 Gentegreerde schakeling (IC)

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    51

    6.7 De processor

    Tegenwoordig vinden we erg veel elektronica in onze autos. Veel van die elektronica is opgebouwd uit zeer ingewikkelde ICs. Bovendien kan er een programma in gestopt worden. Dit is een serie opdrachten, maar dan wel in computertaal. Dergelijke ICs worden processor genoemd of wel microprocessor.

    Dit is het einde van de Zelfstudie. Deze Zelfstudie is zo universeel mogelijk opgezet. Er bestaat echter in de praktijk geen universele uitvoering. Alle fabrikanten hebben hun eigen uitvoeringen en oplossingen. Als je hierover onduidelijkheden bent tegengekomen of vragen hebt, zoek dit dan uit in je eigen werksituatie en breng het op de RPT-dag ter sprake tijdens de behandeling van de Zelfstudie. Veel succes op de RPT-dag.

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    52

  • Zelfstudie en huiswerk

    EVMT 10 EPD ELEKTRO DAG 1 EN DAG 2

    08 - 1 1

    53

    Bijlage: symbolen