Aanwijzingen. Figuur 1 LDR (NORP12) Weerstand - lichtsterkte grafiek (Let op: Logaritmische schaal) Nakijkmodel

Transcriptie

1 Rotterdam Academy Tentamenvoorblad Naam: Studentnr.: Groep/klas: Tentamen voor de: Arts en Crafts Officemanagement Opleiding(en): Engineering Maintenance & Mechanic Ondernemen Pedagogisch-Educatief Mw Accountancy Crossmediale Communicatie Studie: deeltijd voltijd Modulecode + naam: AET01 Analoge & Elektrotechniek Lokaal: Datum: <Kies een datum> aanvangstijd uur duur min. Aantal pagina s incl. voorblad: 7 Herkansing: ja nee Docent: R. Hoogendoorn aanwezig: ja nee 2 e lezer: H. Wimmenhove + Alwin Damman Toegestane hulpmiddelen geen rekenmachine grafische rekenmachine anders nl.:.. Uit te delen uitwerkpapier gelinieerd A4 blanco papier ruitjespapier 5 mm seto tentamen antwoordformulier Scannen door SETO Ja Nee anders nl.:.. Tentamenopgave: wel niet inleveren Cesuur Je kunt voor de 9 vragen van deze toets in totaal 100 punten halen. Bij 50 punten heb je een 5,5 Bijzonderheden meerkeuze-antwoorden op setoformulier antwoorden uitsluitend op het tentamenblad aantal door u ingeleverde pagina s vermelden: blz. geef antwoorden inclusief de bijbehorende volledige uitwerkingen/berekeningen/motivering anders nl.:.. 1 van 10

2 Aanwijzingen Begin elke nieuwe opgave op een nieuwe bladzijde, en benoem ook in tekst de stappen, die je neemt. Dit bevordert een vlotte en foutloze correctie! Mocht je het antwoord van een deelvraag niet kunnen bepalen en dat antwoord toch nodig hebben in een van de daaropvolgende deelvragen, handel dan als volgt : - OF : vul een lettersymbool in voor het ontbrekende antwoord - OF : vul een redelijke aangenomen waarde in voor het ontbrekende antwoord en reken vervolgens verder. Vermeld dit duidelijk in je antwoorden. Tip: Maak de situatie eerst visueel voordat je gaat rekenen. Succes! Gelijkstroom / Gelijkspanning Een lichtgevoelige weerstand (LDR) wordt in serie geschakeld met een constante weerstand. Een spanningsbron voedt deze schakeling met een constante spanning van 50 V. 10 Figuur 1 LDR (NORP12) Weerstand - lichtsterkte grafiek (Let op: Logaritmische schaal) pagina 2 van 10

3 De constante weerstand heeft een weerstand R. Er dient een schakeling ontworpen te worden die de lichtsterkte meet. Een versimpelde realisatie is het plaatsen van volt meter over een van de twee weerstanden. a) Wat moet de waarde van de constante weerstand zijn om een minimale spanning van 10 V te meten over de LDR in het bereik van Figuur 1. (5) ( ) ( ) ( ) (2) = (1) (2) b) Wat is de maximale spanning die dan gemeten kan worden in het bereik van Figuur 1. (5) ( ) (2) (1) ( ) ( ) (2) 2. Een zonnepaneel levert een spanning van 12V en een maximaal vermogen van 25W. (6) a) Bereken de tijd die het paneel nodig heeft om een batterij met een capaciteit van 20 Ah volledig op te laden. (3) 6 b) Indien de batterij 12 V levert, bereken de capaciteit die nodig is om een lamp met een vermogen van 20 W 24 uren te laten branden. (3) pagina 3 van 10

4 3. Bij het transporteren van elektrische stroom van Nederland naar Engeland wordt de BritNed kabel gebruikt voor energie transport. Deze kabel kan een vermogen van 1000 MW transporteren, waarbij het voltage gelijk is aan 450 kv. De kabel heeft een lengte van 260 km, een diameter van 43.9 mm en is gemaakt van koper. Ga er vanuit dat de temperatuur op de bodem van de Noordzee 10 is. a) Bereken de stroom door de leiding (2) b) Bereken de soortelijke weerstand van de kabel bij de gegeven temperatuur. (2) 10 c) Bereken de weerstand van de kabel. (2) ( ) ( ) ( ) ( ) d) Bereken de spanningsval en het vermogensverlies (2) e) Bereken het rendement van het transport (2) pagina 4 van 10

5 4. Gegeven de volgende schakeling: De stroom is gemeten door een ampère meter. a) Bepaal de vervangingsweerstand van weerstand 4 en 3. (3) 15 b) Bepaal de stroom door weerstand 3 (3) c) Bepaal de bronstroom (3) d) Bepaal de bronspanning (3) e) Indien een hogere waarde heeft, heeft de bronspanning dan ook een hogere waarde? (3) Ja, want er is een grotere spanning nodig om deze stroom te realiseren. pagina 5 van 10

6 Wisselspanning / wisselstroom Gegeven de volgende RL schakeling. De schakeling bevat een weerstand van 30 Ω en een Inductantie X L van 75 Ω in serie geschakeld. Deze schakeling wordt aangesloten op wisselspanning van 300 V 20 Hz. a) Bepaal de complexe uitdrukking van de spanning en de stroom (a+ bj) (4) ( ) 14 b) Bepaal de complexe uitdrukking van de impedantie (3) c) IJlt de spanning voor op de stroom? Licht dit toe (3) Ja, want dit is een inductieve schakeling d) Teken de resulterende bronspanning en stroom. Geef duidelijk de faseverschuiving aan. (4) ( ) (Tekening) Let op, Max U, Max I, Faseverschuiving (ongeveer, goede richting), pagina 6 van 10

7 2. Een kring bevat een gelijkstroomweerstand van 15 Ω en een condensator met een capaciteit van. Deze componenten zijn in serie aangesloten op een spanning van 230 V 50 Hz. a) Bereken de arbeidsfactor (4) ( ) b) Bereken het actief, het reactief en het schijnbaar vermogen (4) 12 c) Wat is de ideale arbeidsfactor? En waarom is dat de ideale arbeidsfactor? (4) 1, dan is er geen faseverschuiving en geen reactief vermogen. Het getransporteerde vermogen is dan gelijk aan het gebruikte vermogen. Hierdoor wordt energieverlies geminimaliseerd. 3. Een kring bevat een gelijkstroomweerstand van 20 Ω, een spoel met een zelfinductie van en een capacitantie X C van 10 Ω, in serie 13 pagina 7 van 10

8 aangesloten op een spanning van 400 V 50 Hz. a) Bereken de totale impedantie (4) ( ) b) Bereken de faseverschuiving (3) ( ) c) Ijlt de spanning voor op de stroom? Licht dit toe (3) Nee, dit is een capacitieve schakeling. De faseverschuiving is negatief. d) Teken de spanning en stroom als functie van de tijd voor minimaal 1 periode (3) (Tekening) Let op, Max U, Max I, Faseverschuiving (ongeveer, goede richting), Periode 4. Een driefasegenerator is in ster geschakeld. Deze is in ster aangesloten op 3 belastingen met ieder een vermogen van 1000 W met behulp van vier lijnen. De generator levert 230V per fase. Het nulpunt van de generator is verbonden met het nulpunt van de belasting. a) Bereken de lijnspanningen en de stromen door de 4 leidingen (5) 10 b) Hoe kan de spanning per belasting verhoogd worden? (5) Nullijn voort geen stroom, weghalen heeft dus geen invloed; belasting in driehoek geeft idd 400V 5. Een driefasegenerator is in driehoek geschakeld. Deze is in driehoek aangesloten 10 pagina 8 van 10

9 op een driefase motor met een vermogen van 10 kw. De lijnspanningen zijn ieder 400 V. Ga er vanuit dat de driefasemotor weergegeven kan worden als een driehoek met 3 weerstanden met gelijke weerstandswaarde. a) Bereken de lijnspanningen (5) en de stromen (5) door de 3 leidingen Lijnspanningen zijn gegeven. (400 V) (5) in driehoek : dus Lijnstromen (5) Formuleblad ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) pagina 9 van 10

10 pagina 10 van 10