Paragraaf 1: Automaten
De meeste automaten zijn gemaakt om te beveiligen of te regelen. Maar wat doet zo’n automaat nou eigenlijk? Een automaat zet drie stappen:

1. Waarnemen
2. Denken
3. Handelen

Stap 1 het waarnemen wordt gedaan door sensoren, dat zijn de zintuigen van de automaat. Er zijn sensoren voor licht, geluid, druk, temperatuur, schadelijke gassen en noem maar op! Het gene wat de sensoren dan waarnemen zenden ze door middel van een (elektrisch) signaal uit naar de microprocessor (een kleine computer).
Die doet de tweede stap, het denken. Het denken gebeurd volgens een vast programma die je ook in een stroomschema kan weergeven. De microprocessor vergelijkt de signalen van de verschillende sensoren met elkaar. Op grond daarvan maakt de automaat een beslissing.
De derde stap is dan het handelen. Om de beslissing van de automaat uit te voeren, moeten er enkele schakelaars om worden gezet. Ook hiervoor zorgt de microprocessor.

Soms moet een automaat bijgesteld worden. Hiervoor moet steeds een controle worden uitgevoerd op de ingevoerde waarde. Controle uitoefenen op een ingestelde waarde van een automaat en dat vervolgens bijstellen noem je terugkoppeling.

Paragraaf 2: De Temperatuur Regelen: De Thermostaat
In de huiskamer wordt de temperatuur geregeld door een thermostaat. Als de temperatuur te laag wordt, schakelt de thermostaat de verwarming in. Als de temperatuur hoog genoeg is, schakelt de thermostaat de verwarming weer uit. Door dit te kunnen doen maken thermostaten gebruik van het uitzetten van vaste stoffen als de temperatuur stijgt.
Hoeveel millimeter een vaste stof uitzet hangt af van de volgende factoren:

1. De beginlengte van de staaf
2. De temperatuurstijging
3. De uitzettingscoëfficiënt van het materiaal

Dit is tevens ook de formule voor de vraag hoeveel millimeter de vaste stof uitzet. Want als je de temperatuurstijging vermenigvuldigt met de beginlengte van de staaf en die dan vermenigvuldigt met de uitzettingscoëfficiënt van het bijbehorende materiaal, krijg je het antwoord op de vraag hoeveel millimeter die vaste stof uitzet.

Door twee verschillende metalen strips stevig aan elkaar vast te maken, krijg je bimetaal. Als je zo’n bimetaal verwarmt, zetten beide strips uit. Omdat de strips van verschillende metalen gemaakt zijn, zet de ene strip sterker uit dan de andere. Daardoor trekt het bimetaal krom.

Paragraaf 3: Het Relais en de Transistor
Als een automaat een apparaat in schakelt, wordt er vaak gebruik gemaakt van elektromagneten. Je kunt een elektromagneet maken door een stuk geïsoleerd koperdraad in een spiraal op te rollen tot een spoel. Als je stroom door zo’n spoel laat lopen, wordt de spoel een magneet. Door middel van de rechterhandregel kun je bepalen waar de noordpool zit.
De magnetische kracht van een elektromagneet kan bepaald worden door drie factoren, namelijk:

1. De stroomsterkte door de spoel.
2. Het aantal windingen van de spoel.
3. Het materiaal van de kern.

Een schakelaar die door een elektromagneet geopend en gesloten wordt, noem je een relais. Met een relais kun je een kleine stroom gebruiken om een stroomkring te sluiten waar een grote stroom doorheen moet lopen. Bij een relais heb je te maken met twee stroomkringen:

1. De stroomkring van de elektromagneet.
2. De stroomkring die je met het relais wilt openen of sluiten.

Elk relais heeft dus een maakcontact en een breekconctact. Is de relais ingeschakeld en het lampje brand, dan staat hij op maakcontact. Is de relais niet ingeschakeld en brand het lampje wel, dan staat hij op breekcontact.

Tegenwoordig gebruiken we in plaats van een relais, ook een transistor. De transistor is kleiner en goedkoper dan een relais en verbruikt minder elektrische energie. Het nadeel is wel dat een transistor en minder grote stroom kan schakelen dan een realais.
Een transistor heeft drie aansluitpunten:

1. de Collector (C)
2. De Basis (B)
3. De Emitter (E)

Door een geschikte spanning tussen B en E aan te leggen, kun je een elektrische stroom van E naar C doorlaten of tegenhouden. De spanning die nodig is om te schakelen wordt ook wel de schakelspanning genoemd.

Paragraaf 4: NTC en LDR
Behalve geleiders en isolatoren zijn er ook nog halfgeleiders. Deze stoffen geleiden een elektrische stroom slechter dan een geleider, maar veel beter dan een isolator. Transistoren bestaat bijvoorbeeld ook uit halfgeleiders.

Sommige halfgeleiders worden gebruikt om er speciale weertanden van te maken: de NTC en de LDR.

De NTC is gemaakt van een halfgeleider waarvan de weerstand dus afhankelijk is van de temperatuur. Hoe groot de weerstand is, wordt weergeven bij 25 Graden Celsius.
De NTC is ook heel makkelijk bij het gebruik van het meten van hoge temperaturen. Dit door je door een schakeling te bouwen, waarin een NTC voorkomt. De NTC breng je aan op de plaats waar je de temperatuur wilt meten. De schaalverdeling op de stroommeter vervang je door een schaalverdeling in graden celsius.
Een NTC wordt altijd in serie geschakeld met gewone weerstand. Als er stroom door een NTC gaat lopen, stijgt de temperatuur van de NTC. Hierdoor vermindert de weerstand van de NTC, waardoor de stroom nog groter wordt, enzovoorts. De gewone weerstand dient voor het voorkomen van kortsluiting.

De weerstand van een LDR (Light Dependant Resistance) is afhankelijk van de hoeveelheid licht die op de LDR valt.

Paragraaf 5: Beveiligen met een Thermo-Element
In een geiser brandt meestal alleen een waakvlam. Pas als je de heetwaterkraan opendraait, gaat de gastoevoer naar de brander open. Het aardgas dat uit de brander stroomt, wordt vervolgens door de waakvlam aangestoken.
Als de waakvlam uitgaat, kan er zich een gevaarlijke situatie voordoen. Het aardgas die wordt toegevoerd vermengt zich dan met lucht, en zo kan er een zeer explosief gasmengsel ontstaan. Hierdoor hebben wij een waakvlambeveiliging. Die sluit de gastoevoer naar de branders automatisch af zodra de waakvlam uitgaat. Als sensor wordt hiervoor een thermo-element gebruikt.

Een thermo-element bestaat uit een ijzerdraad en een constantaandraad die aan de uiteinden in elkaar zijn gedraaid. De twee plaatsen waar de draden elkaar raken noem je de lassen.
Als één van beide lassen verhit wordt, ontstaat er een spanning tussen de beiden lassen. Hoe groot die spanning is , hangt af van de temperatuurverschil tussen de hete en de koude las. Hoe groter dit temperatuurverschil, des te groter wordt de spanning van het thermo-element.

De werking van de waakvlambeveiliging is als volgt. De hete las van het thermo-element wordt verhit door de waakvlam. De koude las is ongeveer op kamertemperatuur.
Zolang de waakvlam brandt, bestaat er een temperatuurverschil tussen de hete en de koude las. Het thermo-element levert dan voldoende spanning om van de spoel een elektromagneet te maken. De spoel trekt het ijzeren plaatje aan, zodat de gasklep open blijft.
Als de waakvlam uitgaat, koelt de hete las snel af. Het thermo-element levert dan geen spanning meer. De spel trekt het ijzeren plaatje niet meer aan. De gasklep wordt nu door een veer dichtgeduwd.
Als de waakvlam opnieuw aansteekt moet je zo’n 20 seconden een knop ingedrukt houden. Die knop zorgt ervoor, dat de gasklep zolang openblijft.
Dit alles noemt men een thermo-elektrische beveiliging.