project L een 0. Know how: 3 1. Probleem of behoefte Keuze en ontwerp Productie Deuralarm Drukalarm 17 4.

Transcriptie

1 project L een 0. Know how: De elektrische kringloop Delen van de elektrische 6 kringloop 1. Probleem of behoefte Keuze en ontwerp Mogelijkheden Keuze Productie Deuralarm Drukalarm Test Evaluatie Productevaluatrie Procesevaluatie

2 project K een is samengesteld door de leerkrachten techniek het Heilige-Drievuldigheidscollege in Leuven. Zij zouden het jammer vinden als hun werk zonder hun toestemming zou gebruikt worden. 2 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

3 0 Know how: Vooraleer een alarm te ontwikkelen, willen we de basis van elektriciteit onder de knie krijgen. We doen dit door een elektriciteitcentrale op laagspanning te bouwen. Tegelijk leren we de delen van de elektrische kringloop beter kennen 0.1 De elektrische kringloop Schrijf de juiste naam onder elk onderdeel. Schakel daarna de onderdelen tot een lampje oplicht: Schets hieronder je opstelling: TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 3

4 In de plaats van te schetsen kan je ook een elektrisch schema tekenen. Dit is veel eenvoudiger. Alle onderdelen worden dan voorgesteld met een symbool. Dit zijn er enkele Schrijf de juiste naam onder elk symbool. Kies uit LED, geleider, lamp, zoemer, bel, batterij, schakelaar. Teken hieronder het stroomschema van je eerste opstelling. Zorg ervoor dat je met je schema onmiddellijk de werking van de elektrische kring begrijpt: Trek daarom slechts horizontale of verticale lijnen, Plaats geen symbolen op een hoek, Werk overzichtelijk. De elektrische kringloop bestaat uit 4 delen: (stroom-)bron verbruiker schakelaar geleiders Zo werkt elektriciteit: Een stroombron levert een elektronenstroom die in een verbruiker omgezet wordt in licht, een beweging, warmte, De stroom loopt door geleiders van de positieve naar de negatieve pool van de bron. Als de kring niet gesloten is, kan de stroom niet lopen en is er geen omzetting. Met een schakelaar open of sluit je de elektrische kringloop. Als er geen verbruiker in een gesloten kring staat, krijg je kortsluiting. De elektronen lopen dan zeer snel van de + pool naar de pool. De bron raakt snel uitgeput en er ontstaat brandgevaar. 4 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

5 Plaats de gebruikte onderdelen in de juiste groep: Bron Verbruiker Schakelaar Geleider Je kent zeker nog andere onderdelen die je in de elektrische kringloop kan plaatsen. Schrijf ze op de juiste plaats: Bron Verbruiker Schakelaar Geleider In dit mapje staan alleen proeven op laagspanning (0 tot 50 volt). Dit is een veilige spanning: je zal helemaal geen stroom voelen als je hem aanraakt. Netspanning (via het stopcontact, in België volt) en hoogspanning (vanaf 1000 volt) kunnen levensgevaarlijk zijn. Daarom zijn ze voorbehouden aan de elektricien en ervaren doehet-zelvers. Doordenkertjes: Wat stelt dit symbool voor? Wat is hier aan de hand? Waarvoor waarschuwt dit bord? TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 5

6 0.2 Delen van de elektrische kringloop Vooraf monteren we een laagspanning elektriciteitscentrale. Dit zijn de onderdelen: 1 mdf plaat van 145 x 210 x 12 mm, 1,5 kroonsteen (18 deeltjes), 1 fitting E 10 met lampje 3.5 V, 0.2 A, 1 interval zoemertje, 1 LED en weerstand, 1 drukschakelaar, 4,5 V batterij, 15 spijkertjes van 20 mm, 1 elastiek, 10 testsnoertjes 10 verzonken kruisschroeven van 15 mm, 2 bolschroefjes van 10 mm, 2 soldeeroogjes, 2 batterijklemmen, kunststoflijm. Teken onderstaand raster fijntjes op je multiplex plaatje. Op de snijpunten staat de linkerrand van een onderdeeltje. 6 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

7 0.2.1 Stroombronnen Plaats de stroombron van je elektriciteitscentrale op de mdf-plaat. Alle aanduidingen zie je op de vorige pagina. Boor een gaatje van 10 mm door de mdf-plaat voor de batterij. (coördinaten 65, 105) Klop een spijkertje ongeveer 1 cm in de kopse kant van de plaat. Bevestig de batterij met een elastiek Batterijen In een batterij zit een chemisch product (zuur) dat elektriciteit kan opwekken. Je vindt batterijen in vele maten en met verschillende spanning. Verbind de batterij met de naam: Platte batterij 4,5 V Penlite AA 1,5 V Ronde Batterij 1,5 V Blokbatterij 9V Penlite AAA 1,5 V Blokbatterij 6 V Knopcel Let op de namen van de chemische producten: alcaline, mercury (= kwik) cadmium. Natuurlijk moeten deze zware metalen na gebruik selectief ingezameld worden. Hoe? Accu s of oplaadbare batterijen Een oplaadbare batterij is een soort accu. Dit woord komt van accumulator wat ongeveer oplader betekent. Voor bijna alle gewone batterijen bestaat een evenwaardig oplaadbaar model met de bedrukking RECHARGEABLE. Gewone batterijen ontploffen als je ze oplaadt. Uitkijken dus. TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 7

8 Een autoaccu is een van de oudste voorbeelden. Meestal is het van 12 V. Ook voor een digitaal fototoestel, een laptop, een telegeleide speelgoedauto, een boormachine, heb je oplaadbare batterijen. Omdat je ze wel 1000 keer kan opladen, zijn ze minder belastend voor het milieu en tevens goedkoper. Eigenlijk zouden we ertoe moeten komen geen wegwerpbatterijen meer te gebruiken. Let wel, net zoals gewone batterijen bevatten accu s zware metalen en moeten ze selectief ingezameld worden. Waarvoor zijn de accu s hiernaast bestemd? Volle batterij? Meet de spanning! Zo test je de spanning van een batterij: Zet de schakelaar van de multimeter op een cijfer uit het vak DCV. Hou de rode meetpen tegen de positieve pool, de zwarte tegen de negatieve. Pas het meetbereik aan (zoek van 200m tot 1000). De waarde:. Eenheid: Wat kan je nog allemaal met deze multimeter meten?.. Deze multimeter is digitaal. Je merkt het aan het display met cijfertjes. Daarnaast bestaat er ook een analoge multimeter. Er staan geen cijfertjes op, maar de waarde wordt aangegeven met een.. 8 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

9 0.2.2 Verbruikers Monteer de verbruikers op de elektriciteitscentrale: de fitting met het lampje, het zoemertje, het kroonsteentje met een LED en een weerstand. Boor de gaatjes voor de schroeven vooraf met een houtboor van 2 mm Lampen Als je een lamp(je) koopt, moet de spanning overeenkomen met de spanning van de stroombron. De spanning van het lampje is., die van de stroombron:... Het verschil vormt hier geen probleem. Als het verschil echter groter is dan zal. A is de afkorting voor.., de eenheid voor stroomsterkte. Kijk ook steeds naar de breedte van de schroefdraad. In dit geval meet hij: mm. Op de verpakking staat 10 E (van Edison). Wie was Edison?.. De elektrische stroom loopt door het lampje. Op 2 plaatsen komt de stroom in contact met het lampje: Aan het en de.. De gloeidraad is van wolfram, een metaal dat tot meer dan 3000 graden warm kan worden. Na een tijd breekt hij. De elektriciteit wordt in het lampje omgezet tot warmte (ongeveer 80 %) en licht (20 %). Omdat het in verhouding zo weinig licht geeft, heeft het een slecht rendement. Dit is de reden waarom grote gloeilampen niet meer verkocht worden. TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 9

10 Zoemers Deze zoemer werkt op 1 tot 5 V spanning, is beschermd tegen verkeerd aansluiten. Hoe kan je de zoemer verkeerd aansluiten?. Wat is het resultaat? Het zwarte draadje hoort bij de negatieve (-) pool van de batterij, het rode (of gele) bij de positieve (+) pool. Dit zoemertje is polariteitsgebonden Leds Een LED (light emitting diode) is een elektronisch componentje dat licht geeft als er stroom in een bepaalde richting doorloopt. Je kan het in een kring opnemen als je er een weerstandsdraadje voorplaatst om de stroom te beperken. Waarin worden LED s nog gebruikt? LED s hebben wel heel wat voordelen: goedkoop, lange levensduur, weinig verbruik. Werkt een LED als je het omgekeerd aansluit? Net als het zoemertje is een LED polariteitsgebonden. Waaraan herken je de negatieve pool van het ledje? Andere verbruikers Ken je nog andere verbruikers die op batterijen (laagspanning) kunnen werken? TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

11 0.2.3 Geleiders Een materiaal dat elektrische stroom doorlaat noem je een Een laat geen stroom door Enkele technieken: Ontmantelen (of strippen), zo doe je het: of Draden in kroonsteentjes verbinden: Welk kroonsteentje is goed verbonden? Strip 2 eindjes draad, verbind ze correct in een kroonsteentje. Solderen - Schuur even over de gladde delen die moeten verbonden worden. VEILIG SOLDEREN - Breng eerst even soldeertin aan op het eerste deel, daarna op het tweede. - Leg of hou beide delen tegen mekaar en laat met de soldeerbout de aangebrachte tin in mekaar vloeien. Soldeer een eenvoudig vormpje met lasdraad: de eerste letter van je naam, een hartje, - Raak het metalen deel van de soldeerbout nooit met de handen aan. Dunne werkhandschoenen beschermen je vingers. - Zet je rustig aan een tafel om te werken. - Leg de soldeerplaat op een werkplankje, een metalen plaatje of een houder, niet op de tafel. - Verlucht de ruimte, was je handen na het solderen. Kleur voor de isolator: Positieve of negatieve pool: Positieve pool : rood Negatieve pool: zwart andere kleur TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 11

12 Monteer de geleiders op de elektriciteitscentrale: De kroonsteentjes: 1. Knip de kroonsteentjes zoals op de afbeelding. 2. Boor de gaatjes en schroef de kroonsteentjes vast. 3. Draai de spijkertjes vast. De punt komt precies in het midden van het kroonsteentje. Draad: 4. Soldeer de soldeeroogjes aan 2 witte stukken draad van ong. 5 cm. Strip en draai het andere einde stevig in mekaar. Verbind zoals op de afbeelding. 4. Verbind ook het zoemertje. De gele draad is hier de positieve pool. 5. Knip de stukjes draad voor het de LED. Strip, draai de eindjes in mekaar en verbind. 6. Knip 2 stukjes draad voor de batterij, strip en klem ze op de batterijklemmen. Verstevig zo nodig door het klemmetje vast te solderen. Verbind.. 12 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

13 Ook dit zijn geleiders Schrijf de correcte naam: EXTRA: Zoek de materialen die stroom geleiden: Schakelaars Plaats de drukschakelaar op je elektriciteitscentrale. Lijm (of schroef) de drukschakelaar op de juiste plaats. Verbind de drukschakelaar en het kroonsteentje met draadjes als op de tekening. Op de overige deeltjes van het kroonsteentje kan je later je alarmtoestelletje aansluiten. Schakelaars met 2 (of meer) vaste standen (on-/offschakelaar) Druk je 1 keer op de schakelaar, dan staat hij aan, druk je nog eens, dan is hij uit. Je kan hem vergelijken met een gewone.. Drukschakelaars: Zolang je drukt, sluit je de kring en werkt de verbruiker. De meest gekende schakelaar is de... Als je niet op de toets drukt, is de elektrische kring dus open / gesloten. We noemen het een schakelaar NO (normaal open). Ook het omgekeerde bestaat: je drukt niet en de kring is gesloten: een schakelaar NC (van het Engelse Normal Closed). Een toepassing:.. Met deze wasspeld kan je zowel een NO- als NC-schakelaar bouwen: Soort schakelaar? NO of NC Soort schakelaar? NO of NC TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 13

14 0.2.5 Schakelingen Leg je elektriciteitscentrale naast die van je buur. Maak een schakeling zodat 2 tegelijk branden. Er zijn 2 oplossingen mogelijk. Bij de eerste branden de lampjes maar flauw, bij de tweede veel feller. Vraag ev. raad aan je leerkracht. Teken de verbindingen hieronder. 1 e oplossing 2 e oplossing Besluit: Het lampje brandt fel, weinig, niet. Werken de verbruikers nog als je 1 verbruiker (een lampje) uitschalelt? Ja, neen. Besluit: Het lampje brandt fel, weinig, niet. Werken de verbruikers nog als je 1 verbruiker (een lampje) uitschalelt? Ja, neen. Deze schakeling is een serieschakeling. De verbruikers zijn in 1 kring aan de batterij aangesloten. De verbruikers krijgen te weinig spanning en werken daarom maar weinig, in dit geval op halve kracht. Deze schakeling is een parallelschakeling. De verbruikers zijn afzonderlijk aan de batterij aangesloten en werken daarom op volle kracht. Het schema: Crocodile Clips heeft een heel boeiend programma waarmee je op de computer kan leren schakelen. Downloaden van de basisversie kan thuis gratis (niet op een netwerk): Surf naar Ontwerp bovenstaande elektrische kringen ook op je computer: 14 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

15 1 Behoefte of probleem: We willen dat niemand nog stiekem in onze kamer kan sluipen. Daarom zoeken we een alarm om onze bezittingen, ramen en deuren te beveiligen. Bijkomende eisen: - niet te duur, - zelf in te stellen. 2 Keuze en ontwerp: 2.1 Mogelijkheden: Mini alarm Wanneer werkt dit alarm? - - Waar kan je dit alarm plaatsen?.. Beantwoordt het aan onze behoefte? Prijs: Zelf in te stellen: Alarm uit de handel Zoek op internet een alarm, print af (of schets) en onderzoek of het aan de behoefte voldoet. TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 15

16 Wanneer werkt dit alarm? - - Waar kan je dit alarm plaatsen?.. Beantwoordt het aan onze behoefte? Prijs: Zelf in te stellen: Alarmpjes om zelf te maken: Deuralarm Wanneer werkt dit alarm?... Waar kan je dit alarm plaatsen?. Beantwoordt het aan onze behoefte? Prijs: Zelf in te stellen: Drukalarm Wanneer werkt dit alarm?... Waar kan je dit alarm plaatsen?. Beantwoordt het aan onze behoefte? Prijs: Zelf in te stellen: 2.2 Keuze Verantwoording: We kiezen voor.. omdat: TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

17 3 Productie: 3.1 Deuralarm Onderdelen: montageplaat mdf 147 x 105 x 12, kroonsteentje: 2-delig, houten wasspeld, 3 schroefjes, 1 boutje, doorsnede 3, 2 soldeerlipjes, draad doorsnede 0.5, isolator (om tussen de wasspeld te steken) en een touwtje. Zorg hier zelf voor! Montage: 1. Haal voorzichtig de wasspeld uit mekaar, de veer mag niet vervormen. 2. Boor in de wasspeld (Ø 4) waar de schroeven en de bout moeten komen. 3. Schroef het onderste deel van de wasspeld op het plaatje. Bevestig een soldeerlipje tussen de wasspeld (klemmend deel) en de kop van het schroefje. 4. Bevestig boutje en moertje (moertje bovenaan) op het andere deel. Klem een soldeerlipje onder het moertje. 5. Soldeer aan elk lipje een draadje van ong. 10 cm. 6. Zet opnieuw de wasspeld in mekaar. 7. Verbind de draadjes met de kroonsteentjes, bevestig het kroonsteentje zoals aangegeven. 8. Klem een isolator met een touwtje eraan tussen de wasspeld. 9. Boor 4 gaten in het montageplaatje zodat je het kan bevestigen. Tekening: Welke schakelaar is dit? Met vaste standen (on/off) NO - NC TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 17

18 3.2 Drukalarm (NO) Onderdelen: een leeg brik van 1 liter (vb. van melk of fruitsap) (zorg er zelf voor), een kroonsteentje (2-delig), 20 cm snoer, aluminiumfolie (zorg er zelf voor), plastic kleefband (zorg er zelf voor), stukje tochtstrip. Montage: 1. Knip en plooi het aluminiumbrik zoals aangegeven. 2. Schroef het snoertje aan 1 zijde vast aan het kroonsteentje, rafel de andere zijden ong. 30 uit. 3. Leg het uitgerafelde stukken tussen 2 dichtgeplooide blaadjes aluminiumfolie (ong. 40 x 40). 4. Kleef de 2 delen aluminiumfolie op het brik. 5. Kleef de delen tochtstrip op de rand. Tekening: Welke schakelaar is dit? Met vaste standen (on/off) NO - NC 18 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven

19 4 Test: Verbind een alarmsysteempje met je elektriciteitscentrale. Teken hieronder in kleur de verbindingen die je maakt. ALARM Installeer je elektriciteitscentrale met alarmen en bewijs met minstens 2 voorbeelden dat ze goed werkt. TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven 19

20 5 Evaluatie: 5.1 Productevaluatie Met dit project willen we je een bruikbaar alarm laten maken. Vink aan in hoeverre ben je daarin geslaagd? Werkt prima en is bruikbaar Werkt maar weet niet wat ermee aan te vangen Werkt maar ligt al (bijna) in de prullenbak Werkt niet Wat was GOED NIET GOED Kan je de minder goede eigenschappen verbeteren? 5.2 Procesevaluatie Ga je je alarm ergens installeren? Heel zeker Ja Misschien wel Absoluut niet Ons project L een was natuurlijk ook bedoeld om je de werking van elektriciteit te leren begrijpen. Weet je nu hoe een elektrische kring in de praktijk werkt? Ja, zeer goed Ja, goed Min of meer Neen, niet goed Vond je L een een leuk project? Ja, zeer leuk Ja, leuk Min of meer Neen, niet leuk 20 TECHNIEK 1 e jaar: project L een Heilige-Drievuldigheidscollege, Leuven