6 VEELVOUDEN EN ONDERDELEN VAN EENHEDEN

Transcriptie

1 6 VEELVOUDEN EN ONDERDELEN VAN EENHEDEN Bij weerstanden, maar ook bij spanning en stroom, kunnen zeer uit een lopende waarden voorkomen. Spanning kan liggen tussen bijvoorbeeld 0, V en V. stroom tussen 0, A en vele duizenden ampères. Het is duidelijk dat bij het rekenen met dergelijke getallen gemakkelijk fouten kunnen ontstaan, vooral als de nullen achter de komma staan. De oplossing voor dit probleem ken je uit het dagelijks leven, namelijk het gebruik van voorvoegsels zoals kilo en milli. Niemand zegt dat de afstand tussen Brussel en Leuven m is, noch dat een lijn een dikte heeft van 0,001 m. We gebruiken dan eenvoudig de kilometer en de millimeter. Dezelfde voorvoegsels gebruik je voor bijvoorbeeld massahoeveelheden: milligram, kilogram enzovoort. Er zijn veel meer voorvoegsels dan we in het dagelijks leven gebruiken, maar ze hebben alle hetzelfde doel: het vermijden van overbodige nullen en het beter leesbaar maken van zeer grote en zeer kleine getallen. Voor de volledigheid laten we hieronder de belangrijkste voorvoegsels de revue passeren. De cursieve voorvoegsels verdienen de voorkeur omdat ze steeds 1OOOx zo groot zijn als het voorvoegsel dat er direct boven staat. 1 millimeter is dus 1000 micrometer, 1 micrometer is 1000 nanometer, 1 kilometer is 1000 meter enzovoort. Voor de niet-cursieve voorvoegsels gaat dat niet op (1 cm = 10 mm enzovoort). Meestal schrijven we de eenheden en de voorvoegsels niet voluit. We kiezen mm i.p.v. millimeter en km i.p.v. kilometer. Meettechniek Hoofdstuk 6 1

2 Op dezelfde manier kunnen we ook bij de eenheden voor spanning, stroom en weerstand voorvoegsels gebruiken. Enkele voorbeelden: Een spanning van V = 8 kv (kilovolt). Een spanning van 0,030 V = 30 mv (millivolt). Een stroom van 0, A = 70 µa (micro-ampère). Een weerstand van Ω = 22 kω (spreek uit: kilo-ohm). Een weerstand van Ω = 1,2 MΩ (spreek uit: mega-ohm). In de volgende lessen bespreken we nog meer eenheden, zoals de eenheid van frequentie, de hertz (Hz) en de eenheid van capaciteit, de farad (F). Het spreekt vanzelf dat je ook voor die eenheden de voorvoegsels uit de tabel kan gebruiken om de getallen in een hanteerbare vorm te brengen. Voorbeelden Een frequentie van Hz = 27 MHz (megahertz). Een capaciteit van 0, F = 12 pf (picofarad). Als je nog wat moeite hebt met het gebruik van de voorvoegsels, gebruik dan volgend truukje Probeer of je de komma drie plaatsen naar rechts of naar links kan schuiven om het getal te vereenvoudigen. Dit geldt alleen voor de cursieve voorvoegsels, dus niet voor centi-, deci-, deca- en hecto-. Voorbeeld 0, A = 0,07 ma (komma drie plaatsen naar rechts) 70 pa (komma nogmaals drie plaatsen naar rechts). Voorbeeld: Ω= kω (komma drie plaatsen naar links, ofwel drie nullen eraf) = 1,2 MΩ (nogmaals de komma drie plaatsen naar links). Bij gebruik van een voorvoegsel dat hoger in de tabel staat gaat de komma dus naar rechts; staat het voorvoegsel lager in de tabel, dan gaat de komma naar links. Meettechniek Hoofdstuk 6 2

3 Wetenschappelijke notatie op je rekentoestel / Om vlug een oefening in de wetenschappelijke notatie in te geven, is er op je rekentoestel een speciale toets namelijk X10 x (2, ) 3 toetsen we in als volgt: ( 2. 3 X10 x (-) 4 ) X 3 Exe Indien je steeds je uitkomst of elk ingevoerd getal in de wetenschappelijke notatie wil, kan,je je rekentoestel zo instellen dat je rekentoestel dit automatisch geeft. Werkwijze: Duw 3 maal op je mode toets. Je ziet dan op je scherm staan: fix Sci Norm Kies2. Er staat nu op je scherm: Sci 0~9 Je kan nu een getal kiezen tussen o en 9. Kies je bvb 5 dan wit dit zeggen dat je rekentoestel altijd het kommagetal voor de macht van 10 gaat laten bestaan uit 5 cijfers (1 voor de komma en 4 erachter). Kies je bvb 2 dan zal het kommagetal slechts bestaan uit 1 cijfer voor en 1 cijfer na de komma. Voorbeeld Stel je rekentoestel in volgens de hierboven vermelde werkwijze en kies op het einde 5. druk het getal in en druk op EXE. Je rekentoestel toont nu de wetenschappelijke notatie van het getal nml x10-3 Wil je je rekentoestel weer op de decimale notatie, gebruik dan de volgende werkwijze: duw 3 maal op je mode toets. Kies 3 (Norm). Je krijgt nu op je scherm: Norm 1~2 Je hebt dus weer 2 mogelijkheden. Kies je voor 1, dan zal je rekentoestel enkel nog de wetenschappelijke schrijfwijze gebruiken als je resultaat bestaat uit meer dan 10 cijfers of al je resultaat een kommagetal is dat begint met 0,00. Kies je voor 2, dan zal je rekentoestel enkel nog de wetenschappelijke schrijfwijze gebruiken als je resultaat bestaat uit meer dan 10 cijfers of a! je resultaat een kommagetal is dat begint met 0, Voorbeeld Geef de oefening 1: 200 in. Wanneer je Norm 1 kiest, krijg,je als resultaat op je scherm:.5 x 10-3 Wanneer je Norm 2 kiest, krijg,je als resultaat op je scherm: 0,005 Meettechniek Hoofdstuk 6 3

4 Giga Mega kilo eenheid milli micro G M k m µ Meettechniek Hoofdstuk 6 4

5 BIJLAGE: DE MULTIMETER Als je in elektrische circuits fouten wil opsporen of je wil de werking van elektrische schakelingen observeren dan kan je niet zonder meetinstrumenten. Een meetapparaat waarmee men spanning, stroom en weerstand kan meten is een multimeter. In de handel vind je twee soorten multimeters: analoge multimeters die de gemeten waarde met een naaldvormige wijzer aanduiden op een schaal en digitale multimeters die met een cijferdisplay de gemeten waarde weergeven. 1 Schemasymbool In een elektrische schema wordt een V-, A- of Q-meter voorgesteld door een cirkel met de eenheid van de te meten grootheid. Meettechniek Hoofdstuk 6 5

6 2 Meten van de stroomsterkte De volgende figuren tonen hoe je te werk gaat voor het meten van stroom in een eenvoudige schakeling met een lampje (fig. 30). Open de elektrische kring tussen de pluspool van de batterij en het lampje of tussen het lampje en de minpool van de batterij (fig 31). Sluit de ampèremeter in serie met het lampje en de batterij aan zoals in fig.32 De polariteit van de meter moet zo zijn dat de stroom aan, de (+) aansluiting van de meter binnen vloeit en aan de (-) aansluiting van de meter terug buiten komt. Meettechniek Hoofdstuk 6 6

7 3 Meten van spanning De spanning over een verbruiker meetje door er parallel een voltmeter over te plaatsen. De (-) aansluiting van de meter moet aangesloten worden aan de negatieve zijde en de (+) aansluiting aan de positieve zijde van de schakeling. Meettechniek Hoofdstuk 6 7

8 4 Meten van weerstand Een onbekende weerstand van een verbruiker meet je door een ohmmeter parallel over de verbruiker de plaatsen. Het elektrische circuit waarin de verbruiker zich bevindt moet eerst onderbroken worden. 5 Meetbereiken Met een multimeter is het mogelijk uiteenlopende spanningen, stromen en weerstand te meten. De belangrijkste meetbereiken die je op een multimeter terug vind zijn: gelijkstroom gelijkspanning wisselspanning weerstand Sommige hebben ook nog een wisselstroombereik en meetbereiken voor het meten van frequenties, capaciteiten, db-waarden. Door middel van een schakelaar kan je bet gewenste meetbereik instellen. Op de multimeter van Fig. 37 kan je uit 8 bereiken kiezen voor het meten van gelijkspanning (V)=O,15V, O,5V, 1,5V, 5V, 15V, 50V, l5oven 500V. Meettechniek Hoofdstuk 6 8

9 Je zal je misschien afvragen waarom de universeelmeter niet zo gemaakt is dat hij contmu ingesteld is voor het meten spanningen van 0 tot 500V. De reden is dat zo n meter een spanning van blivoorbeeld IV niet nauwkeurig aanwij st. Op een schaal van V is een spanning van lv niet goed afte lezen doordat de wijzer nauwelijks uitslaat. Bij het meten van onbekende stromen of spanningen begin je met te meten op het hoogste bereik. In ons geval dus het 500 V-bereik. Slaat de wijzer nauwelijks uit, dan schakel je over op het I 50V bereik. Je schakelt net zo lang naar een lager meetbereik totdat de wijzer een goed afleesbare uitslag geeft. Geen te klein meetbereik inschakelen. want het kan een defect aan de multi-meter veroorzaken. 6 Aflezen van analoge multimeters 6.1 SPANNING EN STROOM De multimeter van fig.37 heeft schaalindelingen voor gelijk-spanning en -stroom van voor de bovenste, en voor de onderste schaal. Wanneer nu bijvoorbeeld de schakelaar op een meetbereik staat van 150 V. Dan lezen we de gemeten waarde af op de schaal van en vermenigvuldigen de afgelezen waarde met 10. Kiesje het meetbereik van 500 V. dan lees je op de schaal van de gemeten waarde af en vermenigvuldig deze met een factor 100. Meettechniek Hoofdstuk 6 9

10 Voorbeelden In fig. 36a staat de schakelaar op een meetbereik van 1,5 V gelijkspanning. Je leest de stand van de meter af op een schaalindeling waarvan de voile schaalaanduiding een veelvoud is van het ingestelde meetbereik, in dit geval de schaal van De wijzer duidt op de schaal van een waarde aan van 11. De gemeten spanning is: 11 x 0,1 = 1,1 V. In fig. 36b is de multimeter ingesteld voor het meten van gelijkstroom tot 500 ma voile schaal. De wijzer duidt op de schaal van een waarde aan van 3,5. De gemeten stroom is: 3,5 x 100 = 350 ma. 6.2 METEN VAN WEERSTAND De schaal voor het aflezen van weerstandswaarde in ohm vind je bij de multimeter helemaal beneden terug. Als je schaalverdeling goed bekijkt is deze niet meer mooi in gelijke delen ingedeeld. Links begint de schaalverdeling met een waarde oneindig en helemaal rechts vind je de waarde 0. Voor je een weerstandsmeting gaat uitvoeren controleer je eerst of de meter juist 0 Ω aangeeft. Dit doe je door de aansluitklemmen van de meter kort te sluiten (de twee aansluitklemmen met elkaar verbinden = 0 Ω). Met de regelknop (zie fig. 37) kan je de uitslag van de wijzer bijregelen. Meettechniek Hoofdstuk 6 10

11 Het meetbereik van de multimeter van fig. 37 is ingesteld op ohm x 10. D.w.z. dat je de afgelezen waarde, in dit voorbeeld geeft de wijzer 15 aan op de ohm-schaal, vermenigvuld igt met een factor 10. aarde is dan: 15 x 10 = 150 Ω. De gemeten weerstandsw 7 Digitale multimeters De multimeters die nu algemeen gebruikt worden zijn digitaal. Een digitale multimeter geeft de gemeten waarde weer op een cijferdisplay waardoor bet aflezen van de meter gemakkelijker is. Sommige digitale multimeter zoeken zelf het juiste spanning, stroom- of ohm-bereik. Een digitale multimeter is gebruiksvriendelijker. Een analoge meter heeft het voordeel dat hij snelle variaties van spanning en stroom beter kan weergeven. Meettechniek Hoofdstuk 6 11