INLEIDING In de eerste hoofdstukken van de cursus meettechnieken verklaren we de oorsprong van elektrische verschijnselen vanuit de bouw van de stof. Zo leer je o.a. wat elektrische stroom en spanning is, en dat niet alle stoffen de elektriciteit even gemakkelijk geleiden. Om de elektrische stroom nuttig te kunnen gebruiken, moet hij zich kunnen voort bewegen door een verbruiker. Voorbeelden van verbruikers zijn een gloeilamp, een motor, een wafelijzer. In hoofdstuk 5 over de elektrische stroomkring leer je hoe een verbruiker zodanig kan schakelen dat een spanningsbron de nodige elektrische stroomsterkte in de verbruiker veroorzaakt. Verder maak je kennis met een eerste passieve component (bouwsteen of onderdeel) die men gebruikt in een elektrisch kring namelijk de gelijkstroomweerstand (R). Om een lamp te laten branden, een rekenmachine te laten rekenen, een motor te laten draaien heb je een bron van elektrische energie nodig: een spanningsbron. Een overzicht van de verschillende uitvoeringen vind je in hoofdstuk 5. Omdat je elektriciteit niet kan zien is de beste manier om de gedragingen van de elektriciteit te begrijpen zelf schakelingen te bouwen en de werking te observeren. Daarom zijn in deze cursus een aantal oefeningen opgenomen. Om deze te kunnen uitvoeren heb je materiaal en een meettoestel nodig waarmee je spanning, stroom en weerstand kan meten.de leraar heeft de nodige componenten voor zien op een labotafel. We leren met wetenschappelijk notaties rekenen en ze correct in te geven op je rekentoestel. In de bijlagen bij deze eerste hoofdstukken wordt uitgelegd hoe je in elektrische schakelingen metingen kan uitvoeren met een multimeter. Je vindt er ook de lijst met materiaal voor het uitvoeren van de oefeningen. We leren dat eigenschappen van verbruikers wijzigen als ze anders geschakeld worden. Tussen de hoofdstukken staan herhalingsvragen. Hier kan je testen of je de nodige vaardigheden beheerst. Het laatste hoofdstuk behelst het aspect veiligheid bij een eenvoudige huisinstallatie. In bijlagen vind je een tabel met de belangrijkste tekensymbolen. Veel succes Meettechniek 1
INHOUD INLEIDING 1 ELEKTRISCHE STROOM? SPANNING EN WEERSTAND 1.1 Atomen 1.2 Vrij elektronen 1.3 Elektrische stroom 1.4 Spanning 1.5 Geleiders, isolatoren en halfgeleiders 1.6 Weerstanden 2 ELEKTRISCHE STROOMKRING 2.1 Stroomzin 2.2 Stroomsterkte 2.3 Spanning 2.4 Schemasymbool 2.5 Gesloten kring HERHALINGSVRAGEN (1-9) 3 METEN VAN SPANNING EN STROOM 4. WEERSTAND VAN MATERIALEN 4.1 Geleiders 4.1.1 Draden 4.1.2 Snoeren 4.1.3 Kabels 4.2 Benamingen van leidingen 4.2.1 Belgisch-coderingssysteem 4.2.2 CENELEC-coderingssysteem 4.3 Weerstand 4.4 Soortelijke weerstand of resistiviteit 4.5 Weerstand van leidingen 4.6 Meten van weerstand 4.7 Weerstanden 4.7.1 Weerstand als onderdeel 4.7.2 Schemasymbool 4.7.3 Weerstandswaarden HERHALINGSVRAGEN (10-13) Meettechniek 2
5 SPANNINGSBRONNEN EN VERBRUIKERS HERHALINGSVRAGEN (14) 5.1 Batterijen 5.1.1 Opbouw 5.1.2 Serieschakeling van batterijen 5.1.3 Oplaatbare batterijen 5.1.4 Capaciteit van een batterij 5.2 Elektronische voeding 5.3 Zonnecellen 5.4 Generatoren 5.4.1 Elektrische centrale 5.4.2 Distributienet 5.4.3 Transformator 5.5 Verwarmingselement 5.6 Gloeilampen 5.7 Electromotor 5.8 Opmerking elektrocutie HERHALINGSVRAGEN (15-17) 6 VEELVOUDEN EN ONDERDELEN VAN EENHEDEN HERHALINGSVRAGEN (18) 6.1 Wetenschappelijke notatie op je rekenmachine BIJLAGE MULTIEMETER 1 Schemasymbool 2. Meten van de stroomsterkte 3. Meten van de spanning 4. Meten van de weerstand 5. Meetbereiken 6. Aflezen van analoge multimeters 6.1 Spanning en stroom 6.2 Meten van weerstand 7. Digitalmultimeters 7 WET VAN OHM 7.1 De wet van Ohm 7.1.1 Formule 7.1.2 Afgeleide formules 7.1.3 Samenvatting Meettechniek 3
HERHALINGSVRAGEN (19-21) 8 SERIESCHAKELING VAN WEERSTANDEN 8.1 Schakeling 8.2 Eigenschappen 8.2.1 Grootte van de deelspanningen 8.2.2 Vervangingsweerstand 9 PARALLELSCHAKELING VAN WEERSTANDEN 9.1 Schakeling 9.2 Eigenschappen 9.2.1 Grootte van de deelspanningen 9.2.2 Vervangingsweerstand HERHALINGSVRAGEN (22-24) 10 VEILIGHEID 10.1 De huisinstallatie 10.1.1 Voorbeeld van een eenvoudige installatie 10.1.2 Eendraadsschema 10.1.3 Stroombanen 10.1.4 Smeltveiligheden 10.1.5 Automaat 10.1.6 Het verband tussen draaddoorsnede van de leidingen en zekeringen 10.1.7 Het nut van een aardingsverbinding 10.1.8 Differentieelschakelaar 10.1.9 Beveiliging tegen overspanning 10.1.10 Aansluiting op het net HERHALINGSVRAGEN (25-29) BIJLAGEN TEKENSYMBOLEN INHOUD NAWOORD Meettechniek 4
NAWOORD Dit was het laatste hoofdstuk van de cursus Meettechniek. De voornaamste begrippen en wetten die van toepassing zijn op een stroomkring met gelijkstroomweerstanden aangesloten op gelijk- of wisselspanningsbron ken je nu. Je begrijpt de werking van elektrische apparaten, toestellen en verbruikers aangesloten op de elektrische installatie van een woning. Je kan eenvoudige elektrische schema s lezen en tekenen en je weet hoe je verbruikers kan aansluiten op het distributienet. Ga je zelf een huisinstallatie of comfortschakeling realiseren of wijzigen dan is het noodzakelijk dat je de kennis en vaardigheden uit hoofdstuk. Veiligheid. beheerst. In de cursus Elektriciteit ga je eenvoudige handelingen en gereedschappen leren gebruiken om in de huisinstallatie te kunnen integreren. Je leert ook schema s tekenen en opbouwen op schakelborden. Nog veel succes met het bestuderen van technieken en het realiseren van praktische elektrische schakelingen! Meettechniek 5