elektriciteit en automatisering les 4

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Electriciteit les 4

Wat is een LDR?

•  Licht gevoelige weerstand (Light Dependent Resistor)
•  Veel gebruikt als een SENSOR in een buitenlamp
•  LDR reageert op LICHT

Wat is een NTC?

Waar wordt een NTC toegepast?

 Negatieve Temperatuur Coëfficiënt

 Lage weerstand bij hoge temperaturen.

(meeste weerstanden worden hoger als het warm wordt)

Kan als sensor gebruikt worden in een automatische schakeling

NTC

•  Negatieve Temperatuur Coëfficiënt 
  
• Lage weerstand bij hoge temperaturen.  (meeste weerstanden worden hoger als het warm wordt)
• Kan als sensor gebruikt worden in een automatische schakeling
  

 Wat is een NTC?

 Waar wordt een NTC toegepast?

Sensoren

LDR (kassaband bij een winkel,  lichtsensor bij een lamp die in het donker aan gaat)

NTC (in een thermostaat, op een koeler in de computer)

Stuursysteem

• Een stuursysteem is een uitbreiding op een meetsysteem. 
  

• Een stuursysteem meet een natuurkundige grootheid, maar kan daarop ook een actie uitvoeren indien de gemeten waarde een bepaalde waarde overschrijdt.
  

• Bijv. een rookmelder die gaat piepen als deze rook waarneemt of een babyfoon die gaat piepen als deze met de ingebouwde thermometer een temperatuur meet die te hoog of laag is voor een baby.
  

Regelsysteem

• Een regelsysteem is een uitbreiding op een stuursysteem. 
  

• Een regelsysteem is een stuursysteem met terugkoppeling (feedback) naar de gemeten waarde. Het doel van een regelsysteem is om de gemeten waarde bij te sturen, zodat deze binnen vooraf bepaalde waarden blijft.
  

•  Waar je bij een stuursysteem zelf actie moet ondernemen om de situatie te veranderen, bijv. de kachel aanzetten als de babyfoon piept dat de temperatuur te laag is, kan een regelsysteem dit zelf. Deze moet dan in verbinding staan met de verwarming om deze bij te sturen.
  

Onderdelen van een automatische schakeling
 

Er zijn drie onderdelen:

1. De sensor, deze neemt waar dat er iets gebeurt
   
2. De verwerker, deze "bekijkt" het signaal en bepaald of er een aktie moet komen
   
3. De actuator, deze  maakt de reactie.
   

Is er terugkoppeling bij:
Een voerautomaat voor de hond levert elke dag 250g voer af

1. wel terugkoppeling
2. geen terugkoppeling

Is er terugkoppeling bij:
een strijkijzer

1. wel terugkoppeling
2. geen terugkoppeling

Is er terugkoppeling bij:
Een auto remt en het remlicht gaat branden.

1. wel terugkoppeling
2. geen terugkoppeling

Is er terugkoppeling bij:
Een watergeefsysteem voor planten zorgt voor een constante vochtigheid van de aarde

1. wel terugkoppeling
2. geen terugkoppeling

Op een snelweg in Australië staat om de 10km een snelheidsmeter die op die plek je snelheid meet. De snelheidsmeter is gekoppeld aan een stoplicht. Dat springt op rood als je te snel rijdt. Teken het blokschema.

• Als beide schakelaars in stand 1 staan (zoals in de figuur) is de stroomkring gesloten en brandt de lamp. Als vervolgens één van de schakelaars (het doet er niet toe welke) in stand 2 gezet wordt, gaat de lamp uit. Als daarna de andere schakelaar ook in stand 2 gezet wordt gaat de lamp weer aan. Enzovoort. 

In de figuur hiernaast hangt een lamp (L) boven de trap. Deze kun je zowel onderaan als bovenaan de trap met een schakelaar (S) aan en uit doen. De schakeling die hiervoor nodig is, is hiernaast ook afgebeeld. Leg uit hoe deze schakeling werkt.

Een strijkijzer van 1600 W wordt 55 minuten gebruikt. Bereken de Energie in  joule die hiervoor nodig is.

De uiteinden van een lange dunne constantaandraad worden met de polen van een
accu verbonden. Hierdoor gaat er een stroom door de draad lopen. De  stroomsterkte door de draad bedraagt 6A en het vermogen is 40 W. Bereken de weerstand van de draad.

  R₁ = 65 Ω, de spanning over de spanningsbron = 24 V en de stroomsterkte = 0.712 A.  Bereken de weerstand van R₂.

In de schakeling is R1 = 32,0 Ω, R2 = 48,0Ω, R3 = 14,0 Ω, De stroomsterkte is 0,318A en de spanning over de schakeling is 9 volt. Bereken R₄

Een benzineauto heeft een gemiddeld verbruik van 1:15. De verbrandingsenergie van benzine is 33 ∙ 10⁶ J/L. De motor heeft een rendement van 35%. De auto legt in totaal een afstand af van 450 km. Hoeveel energie is er nuttig gebruikt.

Een motorrijder staat voor een verkeerslicht te wachten. Het verkeerlicht springt op groen. De motor trekt op en na 4,0 s heeft de motor een snelheid van 54 km/h (eenparig versnelde beweging). Bereken de afstand die de motorrijder heeft afgelegd in deze 4,0 s. 

Een vleermuis maakt gebruik van echo locatie, waarbij na 0,040 seconde het ultrasoon geluid terugkomt, omdat het tegen een insect is aangekomen. De buitentemperatuur is 20°C. (Tabel 15)

 Bereken de afstand tussen de vleermuis en het insect.

Saskia rijdt op een brommer. In eerste instantie staat ze voor een verkeerslicht. Hieronder is het v,t-diagram weergeven van het verdere verloop van de snelheid gedurende de eerste 25 seconden. a. Bereken de versnelling in de eerste 5,0 seconden.

b. Bereken de totale afstand die Saskia heeft afgelegd in 25 seconden.

Hierboven staat een v,t-diagram van een voertuig dat niet eenparig optrekt.
Bepaal ongeveer de afgelegde weg na 6 seconden. 

• 1 hokje 0,5 s ∙ 2,5 m/s = 1,25 m 
  
• Schatting 66-68 hokjes 
  
• 67 ∙ 1,25 = 84 m

Tijdens een biatlon wordt er 180 km gefietst en 42 km hardgelopen. Een sporter heeft 4,5 uur voor het fietsen nodig gehad en 3,0 uur en 14 minuten voor het hardlopen. Bereken de gemiddelde snelheid in m/s. 

Hiernaast staat een schakeling

afgebeeld. Teken het bijbehorende
schakelschema.

Welke lampjes gaan ook uit als je lampje 1 losdraait?

• 2 en 3
• Welke lampjes gaan ook uit als je lampje 2 losdraait? _______ 
  
• geen
• Welke lampjes gaan ook uit als je lampje 3 losdraait?_______ 
  
• geen

Hoe groot is de spanning

over het middelste lampje?

Hoe groot is de stroomsterkte

door het middelste lampje?

Hoe groot is de spanning

over het middelste lampje?

Hoe groot is de stroomsterkte

door het middelste lampje?

Huiswerk voor

Leren §1 t/m 6 behalve §5