Leereenheid 4. Diagnostische toets: Serieschakeling. Let op!

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Leereenheid 4. Diagnostische toets: Serieschakeling. Let op!"

Sterre van de Brink
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Leereenheid 4 Diagnostische toets: Serieschakeling Let op! Bij meerkeuzevragen: Duid met een kringetje rond de letter het juiste antwoord of de juiste antwoorden aan. Vragen gemerkt met: J O. Sommige van die uitspraken zijn juist, andere zijn onjuist. Als het antwoord juist is, trek dan een kringetje rond de J, is het antwoord onjuist, trek dan een kringetje rond de O. Onderstreep ook het woord dat de uitspraak onjuist maakt. Kies uit de lijst onder de toets het woord dat de uitspraak juist maakt en zet de letter die het woord voorafgaat in de open ruimte voor de uitspraak. Vragen gemerkt met: J O Sommige van die uitspraken zijn juist, andere zijn onjuist. Als het antwoord juist is, trek dan een kringetje rond de J, is het antwoord onjuist, trek dan een kringetje rond de O fig. 1 I = fig. 2 I = inductantie = fig. 3 I = capacitantie = Teken in fig. 5 hoe je de niet-ideale spoel voorgesteld in fig. 4 kan voorstellen. fig. 4 fig. 5 1

2 Serieschakeling J O. Voor het opstellen van het vectordiagram van een seriekring vertrekken we altijd van de spanningsvector J O Om sinusvormige grootheden samen te tellen, tel je de voorstellende vectoren samen op dezelfde manier als je krachtenvectoren samentelt in de mechanica J O. Je vindt altijd de som van sinusvormig veranderlijke grootheden die onderling in fase zijn verschoven door de vectoriële som te maken J O Om een vector bij een andere op te tellen zal je die vector, met behoud van zijn richting en zin, met zijn beginpunt altijd in het eindpunt van de andere vector plaatsen. De verbinding van het beginpunt van de eerste vector met het eindpunt van de tweede geeft dan de resulterende vector Om het vectordiagram van een seriekring op te stellen, zoeken we grafisch: 1 de totale spanning om een stroomsterkte I door de kring te sturen. 2 de stroomsterkte als gevolg van de gekende aangelegde spanning. a Stelling l is juist, 2 is onjuist. b Stelling 2 is juist, l is onjuist. c Beide stellingen zijn juist. d Geen van beide stellingen is juist J O. Vermits de deelspanningen in een seriekring onderling in fase verschoven zijn, moeten we ze vectorieel of algebraïsch optellen om de totale spanning te krijgen Teken het vectorendiagram van de inductieve RLC-seriekring in fig. 6. fig Teken het vectorendiagram van een RLC-seriekring voor de volgende gevallen: a X C < X L b X C = X L c X C > X L J O. Een kring waarin de stroom naijlt op de spanning is altijd inductief J O. Bij een inductieve kring is de tan ϕ altijd positief J O. Naarmate een kring meer inductief is, zal de stroom meer naijlen op de spanning J O In een capacitieve kring ijlt I voor op U J O. De spanningsdriehoek van een RLC-seriekring is een gelijkzijdige driehoek J O De impedantiedriehoek is congruent met of gelijkvormig aan de spanningsdriehoek. 2

3 Leereenheid Teken de impedantiedriehoek voor een inductieve RLC-seriekring De faseverschuivingshoek tussen spanning en stroom van een RLC-seriekring lezen we af op de: 1 spanningsdriehoek. 2 impedantiedriehoek. a Stelling l is juist, 2 is onjuist. b Stelling 2 is juist, l is onjuist. c Beide stellingen zijn juist. d Geen van beide stellingen is juist In een RLC-seriekring is I =.,. Z = J O. De faseverschuivingshoek van een RLC-seriekring neemt toe naarmate de gelijkstroomweerstand groter wordt J O. Voor een inductieve RLC-seriekring is tan ϕ = X L + XC. R J O De complexe rekenwijze maakt grafische constructies volledig overbodig Schrijf voor een RL-seriekring de complexe uitdrukking in de cartesiaanse en in de polaire vorm. cartesiaanse vorm polaire vorm Z U I Schrijf de complexe uitdrukking van de impedantie van een RC-seriekring in de polaire vorm: Z = cartesiaanse vorm: Z = Schrijf de complexe uitdrukking van de impedantie voor een RLC-seriekring. Z = Het complex toegevoegde van A 1 = a + jb =. Het complex toegevoegde van A 2 = A 2 a = J O. Het toegevoegde getal van een complex getal vormt in een grafische voorstelling het spiegelbeeld van het complexe getal t.o.v. de imaginaire as. 3

4 Serieschakeling (a+jb).(a jb) = J O. Bij een serieresonantie is I. Z = I. R J O. Voor een willekeurige RLC-seriekring kan je resonantie krijgen door de spanning te wijzigen We spreken van een serieresonantie als: 1 U bron in fase is met I. 2 U spoel = U condensator. a Stelling l is juist, 2 is onjuist. b Stelling 2 is juist, l is onjuist. c Beide stellingen zijn juist. d Geen van beide stellingen is juist De resonantiefrequentie van een RLC-seriekring 1 f r = J O. Bij resonantie is de stroomsterkte in een RLC-seriekring enkel beperkt door de gelijkstroomweerstand van de kring J O. In een RLC-seriekring vind je spanningen die hoger kunnen zijn dan de bronspanning J O. In een willekeurige LC-seriekring is I altijd 90 verschoven t.o.v. U Teken het vectorendiagram van de LC-seriekring in fig. 7 als X L > X C. fig Hoe groot is de impedantie Z van een LC-seriekring bij resonantie? Z = J O. Bij een trillingskring in resonantie is U = J O. De samenstellende deelspanningen van een kring met R en L in serie staan altijd loodrecht op elkaar J O. Als je de inductiecoëfficiënt L in een RL-seriekring opvoert dan zal U iets meer dan 90 voorijlen op I Als de gelijkstroomweerstand in een RL-seriekring heel klein is t.o.v. L, dan zal de stroomsterkte: 1 bijna in fase zijn met U. 2 bijna 90 voorijlen op U. 4

5 Leereenheid 4 a Stelling l is juist, 2 is onjuist. b Stelling 2 is juist, l is onjuist. c Beide stellingen zijn juist. d Geen van beide stellingen is juist J O. De spanningsdriehoek van een RL-seriekring is altijd een rechthoekige driehoek Teken het vectorendiagram van fig. 8. fig Pas de stelling van Pythagoras toe op de spanningsdriehoek van een RL-seriekring. U R = In een RL-seriekring is I = Teken de impedantiedriehoek van fig Pas de stelling van Pythagoras toe op de impedantiedriehoek van een RL-seriekring. Z = In een RL-seriekring is: a sin ϕ = Z. X L b cos ϕ = R. Z c tan ϕ = R. X L d sin ϕ = U. U R Als we in een RL-seriekring de frequentie opdrijven, dan zal: a R toenemen. b ϕ toenemen. c Z afnemen. d I toenemen Als R toeneemt in een RL-seriekring, dan zal: a X L constant blijven. b I dalen. c ϕ toenemen. d Z afnemen. 5

6 Serieschakeling Wil je in een RL-seriekring de stroomsterkte constant houden terwijl de frequentie af- neemt, dan zal de aangelegde spanning moeten Een smoorspoel zal: a gelijkstroom moeilijk geleiden. b wisselstroom met hoge frequentie goed geleiden. c de kortsluitstroom bij wisselspanningsinstallaties beperken. d de spanning aan een toestel in wisselstroomkringen verlagen Teken het vectorendiagram van de kring in fig. 9. fig J O. In een RC-seriekring zal de stroom altijd naijlen op de bronspanning Naarmate de capaciteit in een RC-seriekring toeneemt, zal: 1 de capacitantie toenemen. 2 de faseverschuiving toenemen. a Stelling l is juist, 2 is onjuist. b Stelling 2 is juist, l is onjuist. c Beide stellingen zijn juist. d Geen van beide stellingen is juist In een RC-seriekring is I =, Z = In een RC-seriekring is: a sin ϕ = XC. Z R b cos ϕ =. X C c tan ϕ = XC. R Z d sin ϕ =. X C Teken de impedantiedriehoek van een RC-seriekring. X C = 1 6

7 Leereenheid Als in een RC-seriekring de frequentie van de voedingsbron toeneemt, dan zal: a de capaciteit toenemen. b de faseverschuiving kleiner worden. c de stroomsterkte dalen. d de gelijkstroomweerstand afnemen J O De tan ϕ in een RC-seriekring zal altijd negatief zijn J O. Een niet-ideale condensator kunnen we voorstellen als een gelijkstroomweerstand met een ideale condensator in serie Het complement van de faseverschuivingshoek ϕ van een niet-ideale condensator noe- men we de Teken het spanningsvectorendiagram van de kring fig. 10. fig De impedantie van de kring in fig. 10 is Z = Teken de impedantiedriehoek van de kring in fig De complexe uitdrukking van de impedantie van de kring van fig. 10 is Z = In een kring met verschillende spoelen in serie is: 1 de totale impedantie gelijk aan de algebraïsche som van de impedanties. 2 de totale inductantie gelijk aan de algebraïsche som van de inductanties. a Stelling l is juist, 2 is onjuist. b Stelling 2 is juist, l is onjuist. c Beide stellingen zijn juist. d Geen van beide stellingen is juist R (Ω) L (mh) C (µf) f (Hz) Z (Ω) U (V) I (A) ϕ ( ) 10 95, ,

8 Serieschakeling Woordenlijst A af J minder B nooit K rechthoekige C stroomvector L reële D voorijlen M X L X C R E capacitief N frequentie F serie O algebraïsche G negatief P I(X L X C ) H complex Q spanning I positief 8

9 Oplossingen Antwoordsleutel Vraag U R U ; w.l X L U 1 ; X C w.c 4 Fig. 11 fig onjuist; spanningsvector; C 6 juist 7 juist 8 juist 9 a 10 onjuist; algebraïsch; H 11 Fig. 12 fig fig. 13 fig. 14 fig. 15 9

10 Oplossingen 13 juist 14 juist 15 juist 16 juist 17 onjuist; gelijkzijdige; K 18 juist 19 Fig. 16 fig c 21 I = U Z Z = R 2 + (X L X C ) 2 22 onjuist; toe; A 23 onjuist; X L + XC ; M R 24 juist 25 cartesiaanse vorm R + jx L R.I + j.x L.I I + j0 polaire vorm Z ϕ U ϕ I 0 26 Z = Z ϕ; Z = R jx C 27 Z = R + j(x L X C ) 28 a jb; A 2 a 29 onjuist; imaginaire; L 30 a 2 + b 2 31 juist 32 onjuist; spanning; N 33 c 34 f r = 1 2p L.C 35 juist 36 juist 37 juist 38 Fig. 17 fig nul ohm 40 juist 41 juist 42 onjuist; meer; J 10

11 Oplossingen 43 d 44 juist 45 Fig. 18 fig U R = U 2 U 2 L 47 I = U R 2 + X 2 L 48 Fig. 19 fig Z = R 2 + X 2 L 50 b 51 b 52 a en b 53 verminderen 54 c en d 55 Fig. 20 fig onjuist; naijlen, D 57 d 58 I = U Z Z = R 2 + X 2 C 59 c 60 Fig. 21 fig. 21 X C = 1 w.c 61 b 62 juist 63 juist 64 verlieshoek 11

12 Oplossingen 65 Fig. 22 fig Z = (R 1 + R 2 ) 2 + (X L1 + X L2 ) 2 67 Fig. 23 fig Z = R 1 + R 2 + j(x L1 + X L2 ) 69 b 70 R (Ω) L (mh) C (µf) f (Hz) Z (Ω) U (V) I (A) ϕ ( ) 11,66 10,00 +31,0 188, ,9 24,8 124,0 36,3 133,7 65,3 3, , ,5 12

Vergelijkbare documenten

Leereenheid 5. Diagnostische toets: Parallelschakeling. Let op!

Leereenheid 5. Diagnostische toets: Parallelschakeling. Let op! Leereenheid 5 Diagnostische toets: Parallelschakeling Let op! Bij meerkeuzevragen: Duid met een kringetje rond de letter het juiste antwoord of de juiste antwoorden aan. Vragen gemerkt met: J O. Sommige