De batterij (de voeding)
Wat is de batterij?
Een batterij is een ten eerste een voeding. Dat is een onderdeel van een apparaat of een schakeling dat zorgt voor de nodige spanning en stromen, ook wel energie. Dit is alleen in de elektronica zo. Ten tweede bevat batterij cellen. Er zit een keten in van minstens twee aan elkaar verbonden elektrische cellen.
Een batterij heeft twee polen: een minpool (-) en een pluspool (+). Deze polen hebben elektrische lading. Dat wil zeggen dat bij de minpool veel elektronen zitten en bij de pluspool weinig. De grootte van het spanningsverschil wordt aangeven in de eenheid volt (de afkorting is V). De hoeveelheid elektronen die stroomt wordt weergeven in de eenheid ampère (de afkorting is A).
Een batterij die je kan opladen is een secundaire batterij, ook wel een accu genoemd. Zulke batterijen worden vaak meerdere malen gebruikt. Dat komt doordat ze kunnen worden opgeladen en dus meerdere malen gebruikt kunnen worden. Dat gebeurt door de batterij aan een batterijlader of lader aan te sluiten. Hoe die processen in zijn werk gaan leg ik uit in ‘hoe werkt een batterij?’.
Een batterij die je niet kan opladen is een primaire batterij of een wegwerpbatterij. Wegwerpbatterijen worden vaak gebruikt voor kleine (meestal draagbare) apparaten die weinig energie gebruiken, bijvoorbeeld afstandsbedieningen of horloges.
Hiernaast is het symbool te zien van een batterij. à
Je kunt batterijen naar formaat, chemische samenstelling en soort indelen. Met de soort wordt bedoeld of een batterij oplaadbaar is of niet. Bijvoorbeeld een penlite, een platte batterij, blokbatterijen en onderhoudsvrije batterijen. Ze verschillen ook in volt en formaten. De meest gebruikte zijn AA batterijen. Je hebt ook AAA batterijen, knopbatterijen (voor bijvoorbeeld horloges).
Hoe werkt een batterij?
De velen elektronen bij de minpool willen daar weg. De pluspool van een batterij wil elektronen ‘aanzuigen’. Dat heet spanning tussen de minpool en de pluspool.
Zodra een batterij wordt aangesloten op een elektrisch apparaat, kunnen de elektronen uit de minpool wegstromen. Er ontstaat dan een elektrische stroom.
Je mag nooit beide polen van een batterij direct met elkaar verbinden. Anders stromen de elektronen heel snel van de minpool naar de pluspool. Als dat gebeurt ontstaat er kortsluiting. Bij kortsluiting is de batterij heel erg snel leeg.
Geschiedenis van de batterij
In 1881 ontwierp en ontwikkelde de Luxemburgse ingenieur Henri Tudor de materialen en gereedschappen voor de productie van de eerste in de praktijk toepasbare loodzwavelzuurbatterij met Planté-platen.
De Belgische wetenschapper Gaston Planté ontwikkelde de eerste bruikbare batterij. De belangrijkste ontdekking van Planté was dat de chemische samenstelling van de positieve en negatieve platen veranderde door een elektrische stroom door de batterij te laten vloeien. Hij ontdekte ook dat dit proces omkeerbaar was.
De Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta is bekend geworden door de ontdekking van de elektrische batterij. Volta ontdekte de grondbeginselen van de batterij: elektrische energie kan worden omgezet in chemische energie en chemische energie kan worden omgezet in elektrische energie. Uiteindelijk gingen Volta en de Italiaanse arts en natuurkundige Luigi Galvani (bekend geworden door zijn ontdekking van elektriciteit) samenwerken. Hun werk heeft geleid tot de opkomst van de wereldwijde batterij-industrie.
Het lampje
Wat is een lampje?
Een lamp is een voorwerp dat gebruikt wordt om licht mee te verspreiden/creëren. Om licht te maken, heb je elektriciteit nodig. De meeste lampen werken op elektriciteit. Elektriciteit is nu zo’n dagelijkse energie dat mensen het niet eens meer opmerken. Echter is elektriciteit al meer dan 100 jaar oud.
Maar er zijn ook lampen die op batterijen werken. Daar werken we op school voor werkstukken vooral mee.
Maar om elektriciteit te maken, heb je iets nodig dat elektriciteit maakt. Dat doet een dynamo (wat op je fiets zit) en de grotere versie is een generator. Een dynamo of een generator is een machine waarin mechanische energie omgezet wordt in elektrische energie.
Maar hoe wordt die stroom omgezet in licht? Als voorbeeld neem ik de dynamo van een fiets. In zo’n dynamo zit een magneet en een spel van kopperdraad. Door te trappen (en dus kracht te zetten op de pedalen), gaan de fietswielen draaien en wordt het rubberen wieltje van de dynamo in beweging gebracht. Dat staat in verbinding met een magneet, die in een spoel ronddraait en een spanningsveld opwekt. Het spanningsveld zorgt ervoor dat een elektrische stroom opgewekt wordt in een gesloten stroomkring waar de fietslamp mee verbonden is.
Zo zit een lampje ook in elkaar. In een gloeilamp zit een heel dun draadje speciaal metaal. De weerstand is zo groot dat het gaat gloeien als er stroom doorheen gaat. Na een bepaalde tijd is het metaaldraad doorgebrand. Dan heeft de stroomkring geen gesloten verbinding meer. De lamp gaat daarom kapot.
Hiernaast is het symbool van en lampje te zien. à
Er zijn verschillende soorten lampen. Je hebt bijvoorbeeld gloeilampen, halogeenlampen, Tl-buizen, olielampen, spaarlampen, ledjes en lantaarns. De eenheid die voor lampen wordt gebruikt heet Watt (de afkorting is W).
Hoe werkt een lampje?
Zoals ik al eerder zei, en lamp heeft een voeding nodig. Je kan bijvoorbeeld een gloeilampje aansluiten op een batterij door middel van krokodillenbekjes. In krokodillenbekjes zitten namelijk geleiders, die de elektriciteit opvangen van de batterij en doorgeven aan het lampje. Als je een lampje geen voeding geeft, gaat het lampje ook niet branden.
In een gloeilamp zit een gloeidraad (het metaaldraadje). Dat draadje is een weerstand, de elektronen kunnen daar maar moeilijk doorheen. Terwijl ze door de gloeidraad stromen, brengen ze ook de gloeidraad aan het gloeien. Vandaar waarschijnlijk de naam.
Geschiedenis van het lampje
Tot in de middeleeuwen werden er voor verlichting lampjes gebruikt, die branden op olie, dat was geperst uit zaden. In de 19de eeuw begonnen mensen petroleumlampen te gebruiken, waardoor de verlichting beter werd. Ook werd er veel gasverlichting gebruikt. Dit werd al in de 18de eeuw uitgevonden maar begonnen mensen nu pas te gebruiken. Aan het einde van de 19de eeuw werd de booglamp uitgevonden. Dit was de eerste elektrische lamp. Maar het licht at de lamp gaf was erg fel, en dus niet zo geschikt voor woningen. De lamp werd wel gebruikt voor het verlichten van bijvoorbeeld pleinen. In 1879 vindt Thomas Edison de gloeilamp uit. 1882 bouwden ze in New York de eerste elektriciteitscentrale. Deze centrale kon maar 1200 lampen tegelijk laten branden en één wijk van licht voorzien. Dat is nu flink verandert. Nu kan niemand meer zonder verlichting!
Een schakelaar
Wat is een schakelaar?
Een schakelaar is een verbinder, waarbij vaak 2 geleidende delen met elkaar verbonden worden/maken. Een schakelaar kan een stroomkring gesloten houden, maar ook onderbreken. Met een schakelaar een stroomkring verbreken is makkelijker dan een snoertje steeds los te maken of de lamp los te draaien. De bekendste is de lichtschakelaar in huis waarmee een lamp ‘aan’ of ‘uit’ gedaan kan worden. Andere schakelaars zijn tijdschakelaar, netschakelaar, kwikschakelaar, spaarschakelaar, helder en- donkerschakelaars hotelschakelaar. Je hebt ook schakelaars die uit meerdere delen bestaan.
Een schakelaar die maar één stroomkring onderbreekt heet een enkelpolige schakelaar. Een schakelaar die twee stroomkringen onderbreekt heet een dubbelpolige schakelaar en een schakelaar die meer dan twee stroomkringen onderbreekt heet een meerpolige schakelaar.
Een andere bekende schakelaar is de omschakelaar. Die onderbreekt één stroomkring en sluit een andere stroomkring.
Een schakelaar die alleen een normale stroom of spanning kan schakelen, wordt een lastschakelaar of een ‘belastingschakelaar’ genoemd. Er zijn dus heel veel verschillende soorten schakelaars.
Hoe werkt een schakelaar?
We nemen hiervoor een gewone schakelaar.
Stroom moet altijd rond kunnen stromen door een schakeling. Wanneer de schakelaar open is, kan de stroom er niet doorheen lopen, omdat de stroomkring onderbroken is. Als de stroomkring onderbroken is kan de lamp (waarop de schakelaar staat aangesloten) niet branden.
Door de schakelaar te sluiten wordt de schakeling weer compleet en kan de stroom van de batterij naar de lam stromen en weer terug. Als dat gebeurt, gaat de lamp branden. Zo werken alle schakelaars.
Hiernaast is het symbool van de schakeling te zien. à
De geschiedenis van de schakelaar
De geschiedenis van de schakelaar is onderverdeeld in een heleboel onderwerpen.
Maar helaas is er bijna niks te vinden over de geschiedenis. Het spijt mij heel erg, maar ik heb echt niks kunnen vinden… L
De weerstand
Wat is de weerstand?
Er zijn onderdelen die speciaal zijn gemaakt om elektronen af te remmen. Dat heet een weerstand. Een weerstand is een elektrisch component die de eigenschap elektrische weerstand heet. De weerstand kan door die eigenschap elektrische energie omzetten in warmte- energie. Door die eigenschap van het materiaal wordt de stroom ladingen afgeremd. Weerstanden worden vooral gebruikt in zogenaamde elektrische netwerken. Dat is een netwerk van elektrische componenten, ook wel netwerkelementen genoemd.
Voor dit component is er volgens de ‘wet van Ohm’ een vaste verhouding tussen de aangelegde spanning en de stroom die vloeit. Dit heet weerstandswaarde. Deze weerstandswaarde wordt aangegeven met de letter R.
De grootte van een weerstand wordt aangegeven met de eenheid ohm (van de Duitse natuurkundige Georg Ohm) met het symbool W. Hiernaast zie je het symbool van een weerstand. ß
Hoe werkt een weerstand?
Met een weerstand kun je heel precies de gewenste hoeveelheid stroom instellen. Natuurlijk ligt dat ook aan de grote van de weerstand. Als je een kleine weerstand gebruikt, kunnen er veel elektronen makkelijk doorheen. Dan is de voeding ook sneller leeg. Als je een grotere weerstand gebruikt, gaan de elektronen er met meer moeite doorheen en zal de hoeveelheid stroom niet zo groot zijn. Dan gaat de voeding (batterij) langer mee. Hoe groter het aantal ohm is, des te kleiner de stroom is die door de weerstand kan.
Het aantal ohm kun je aflezen op de weerstand. Dat staat aangegeven door middel van gekleurde ringen. Dat is een bepaalde kleurcode. Hier staat alle kleuren op een rijtje met de goede code erbij:
Kleur Getal Kleur Getal
Zwart 0 Groen 5
Bruin 1 Blauw 6
Rood 2 Paars 7
Oranje 3 Grijs 8
Geel 4 Wit 9
Met dit schema kan je gemakkelijk uitrekenen hoe groot de weerstand is.
Geschiedenis van de weerstand
Georg (Simon) Ohm is een Duitse natuurkundige, geboren op 16 maart 1787 en gestorven op 6 juli 1854. Georg is bekend geworden door de naar hem genoemde wet van Ohm. Hierin legt hij uit hoe elektrische spanning en elektrische stroom met elkaar samenhangen. Hij was ook degene die de weerstand heeft uitgevonden.
De potmeter
Wat is een potmeter?
Er bestaan weerstanden die voortdurend van weerstand kunnen veranderen. Om dan telkens een andere weerstand aan te sluiten, kost er veel moeite. Daarom zal het veel makkelijker zijn als je maar één weerstand hebt die je kan instellen. Gelukkig zijn die al uitgevonden. Namelijk de regelbare weerstand of een potmeter.
Je komt ze overal tegen. Denk maar aan een volumeknop van de radio of televisie. Dat is een draaipotmeter. Dat heet zo, omdat je de volumeknop kan draaien.
Beide einden van de weerstand net zoals de slede hebben een elektrisch contact. Dit heet een afnemende weerstand of een toenemende weerstand.
Verder heb je ook de schuifpotmeter, waarvan de weerstandswaarde varieert als je een onderdeel ervan verschuift. Met een instelpotmeter kun je met een schroevendraaier de gewenste weerstand precies instellen. Als je daaraan draait, verschuift een loper over weerstandsmateriaal.
Hoe werkt een potmeter?
Een potmeter werkt vrij simpel. Als je een volumeknop hebt van je stereo, hoef je alleen maar het knopje om te draaien en je hebt harder of zachter geluid. Maar hoe werkt dat nou van binnen?
Binnenin een potmeter zitten twee koperen schijfjes. Die schuiven langs elkaar als je aan de knop draait.
Je kan een potmeter vergelijken met een gloeilamp. In een gloeilamp is het zo: hoe dunner de draad, des te minder weerstand er is. De elektronen kunnen er makkelijk doorheen. Maar hoe dikker en langer de draad wordt, des te meer weerstand er is en des te moeilijker de elektronen door de draad kunnen. Dat werkt ook zo met een potmeter. Hoe meer afstand de loper moet afleggen, des te zachter het geluid is van de radio.
Geschiedenis van de potmeter
Helaas hoort dit component tot één van de weinige waarvan ik echt geen geschiedenis kon vinden. Nergens op het internet staat iets over de voorloper van de LDR enz. Het spijt me heel erg, maar ik heb helaas niets kunnen vinden… L
Een diode
Wat is een diode?
Een diode lijkt heel sterk op een weerstand, maar het werkt heel anders. Een diode kun je vergelijken met een ventiel van je fiets. Eerst moet je een bepaalde druk overwinnen eerdat het ventiel zich opent en je er lucht in kan pompen. Je pompt de lucht in het ventiel. Er kan wel lucht in de band stromen, maar geen lucht uit het ventiel stromen.
De richting waarin de elektronen wel kunnen heet de doorlaatrichting. De tegenovergestelde richting is de sperrichting.
Dat doet een diode ook. Een diode is een speciaal soort weerstand. Een diode laat de stroom maar in een richting door en niet de andere kant. De elektronen gaan altijd van links naar rechts.
Op een diode is aan één kant een ring te zien. Die ring geeft de minkant van de diode aan. Aan die minkant moet de minpool van de batterij aangesloten worden.
Maar ook bij een diode gaat de stroom pas stromen als de spanning over de diode een bepaalde waarde heeft bereikt. De spanning is afhankelijk van het type diode.
Diodes worden soms ook wel gelijksrichters genoemd, omdat ze gebruikt kunnen worden voor het omzetten van een wisselstroom in een gelijkstroom (dat leg ik uit in het volgende hoofdstuk). De meeste diodes zijn halfgeleiders. Dat is een materiaal met bijzondere elektrische eigenschappen.
Hoe werkt een diode?
Dat heb ik al grotendeels uitgelegd in ‘wat is een diode?’. Diodes gebruik je om een stroom maar één kant op te laten gaan. Dat zie je bijvoorbeeld in een fiets als ventiel. De lucht kan er wel in, maar niet meer uit. Hiernaast zie je het symbool van een diode. à
Geschiedenis van de diode
De diode is uitgevonden door John (Ambrose) Fleming. Hij is geboren op 29 november 1849 en gestorven op 18 april 1945. John Fleming was een Engelse elektrotechnicus en natuurkundige.
Hij werd bekend door de uitvinding van de eerste radiobuis (vacuümdiode) waarmee de elektronica een feit werd.
Hij is geholpen door een Amerikaanse zakenman Thomas (Alva) Edison. Hij is geboren op 11 februari 1847 en gestorven op 18 oktober 1931.
Ook heeft hij hulp gekregen van een Italiaanse natuurkundige. Guglielmo Marconi is geboren op 25 april 1874 en gestorven op 20 juli 1937. Hij is bekend geworden door zijn uitvinding van de draadloze telegrafie in 1895. hij hielp mee met het werk van Heinrich Hertz (een Duitse natuurkundige). In 1909 ontving Guglielmo de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn uitvindingen.
Wisselspanning en gelijkspanning
Wat is wisselspanning en gelijkspanning?
We beginnen met gelijkspanning. Gelijkspanning is een elektrische stroom met een constante stroomrichting. Niet alleen de richting is constant bij gelijkspanning, ook de sterkte ervan is constant.
Batterijen en accu’s bijvoorbeeld hebben gelijkspanning. De stroom die een batterij geeft gaat altijd in dezelfde richting. De batterij levert dan gelijkstroom op.
De spanning op de pluspool van een batterij is steeds constant. Dat is te zien met een rechte lijn. à
In tegenstelling van gelijkspanning is wisselspanning. Een wisselstroom is een elektrische stroom met een wisselende stroomrichting. Precies wat de naam eigenlijk al zegt.
Bijvoorbeeld een fietsdynamo is een spanningsbron van wisselspanning. Met wisselspanning wisselt het teken voortdurend. Dat betekent dat het niet positief blijft. Het gaat van positief naar negatief. De stroom die een fietsdynamo levert, wisselt daarom voortdurend van richting. Het levert wisselstroom. Als je deze beweging gaat tekenen in een grafiek, wordt dat getekend als een golfbeweging. ß
Hoe werkt een wisselspanning en gelijkspanning?
We nemen voor wisselspanning de dynamo als voorbeeld.
Het ronddraaien van een dynamo geeft afwisselend een stroompje van de ene naar de andere richting. Dan is er sprake van wisselspanning. Als de koperdraadwindingen van de dynamo wisselend aangesloten worden op de uitgangsklemmen, zal de stroom steeds in dezelfde richting lopen. Dan geeft de dynamo wisselstroom af.
Voor gelijkspanning is te vergelijken met een roter. De spoelen daarvan draaien tussen de beide magneetpolen. Dat gebeurt ook in de spoelen van de ronddraaiende roter. Maar op het moment dat de stroom van richting wil gaan veranderen, verandert ook de aansluiting van de sleepcontacten aan de spoel. Daardoor blijft de stroom dezelfde richting op gaan en verandert dus niet.
Geschiedenis van de wisselspanning en gelijkspanning
Nikola Tesla was een Amerikaanse uitvinder, elektronicus en natuurkundige. Hij is geboren op 9 juli 1856 en gestorven op 7 januari 1943. Hij is bekend geworden door wisselstroomgenerator uit te vinden en van alle andere belangrijke componenten van het huidige elektriciteitsnet. Naar hem is ook een symbool vernoemd: van zijn achternaam Tesla is eenheid en symbool T vernoemd.
De LED
Wat is een LED?
Een LED is simpel gezegd een diode. In de winkel kan je genoeg diodes kopen met verschillende toepassingen. Bijvoorbeeld diodes die een wisselstroom gelijk kunnen richten of die licht geven. Het laatste geval heeft een eigen naam: een LED. Dat is een afkorting van Light Emitting Diode.
Een LED geeft dus licht. Je hebt ze in verschillende kleuren. De bekendste zijn blauw, rood, geel, groen en oranje. Ook heb je LEDs die licht uitstralen die een menselijk oog niet kan zien. Dat licht heet infrarood licht, omdat het licht van zichzelf een rode gloed heeft.
Een LED heeft twee pootjes. Dat zijn aansluitingspootjes en de één is kort en de andere is iets langer. Het lange pootje is de pluskant en het korte pootje is de minkant. Behalve aan de pootjes kan je ook aan het lensje (bovenaan de LED) zien waar de minkant en de pluskant is. Aan de minkant zit namelijk een deukje. Dan moet de andere dus de pluskant zijn.
Die moet je aansluiten aan de voeding (de batterij). Hoe je dat doet, vertel ik in ‘hoe werkt een LED?’.
De eigenschap van een diode is dat een diode de elektronen maar één kant uit laat gaan. Dat doet een LED ook. Daarom is wel van belang dat je dat LED goed aansluit. Als je dat niet doet, brandt de LED door. Hierboven zie je de LEDs met licht, hiernaast zie je hoe een LED eruit ziet. à
Hoe werkt een LED?
Als je een LED wil aansluiten, moet je dat wel god doen.
Ten eerste moet je een LED niet direct aansluiten op een voeding. Dan is de kans groot dat de LED te veel stroom krijgt en doorbrand.
En ten tweede moet je een LED aansluiten op een voeding van ca. 1,6 volt. Als je het zou aansluiten op een voeding van bijvoorbeeld 9,0 volt, zou de spanning voor de LED te hoog zijn. Wat er dan gebeurt is dat er een te grote stroom door de LED gaat. Het gevolg is dat de LED doorbrand. Om dat te voorkomen, kun je een weerstand gebruiken om de stroom te verminderen. Dit waren de punten die je moet weten voordat je een LED gaat aansluiten.
Als je een LED wilt aansluiten buig je de pootjes voorzichtig uit elkaar. Je kan ze eventueel op maat knippen met een zijkniptang. Daarna kan je de LED solderen in je schakeling. Zorg er wel voor dat de minpool aan de minkant zit en de pluspool aan de pluskant van de LED. En klaar is kees! Hiernaast is het symbool van de LED te zien. à
Geschiedenis van de LED
De uitvinder van de LED is Nick Holonyak Junior. Hij is geboren op 3 november 1928 en is een elektronicus. Hij vond de LED uit in 1962. op dat moment was hij in dienst als wetenschapper verbonden aan het General Electric Company Laboratory in New York.
Een serieschakeling en parallelschakeling
Wat is een serie/parallelschakeling?
We beginnen met een serieschakeling. Een serieschakeling is een reeks schakelingen die na elkaar geschakeld zijn. Als een elektron van de minpool naar de pluspool stroomt, moet hij door alle weerstanden heen. De totale weerstand van een serieschakeling kun je berekenen door elke schakeling apart bij elkaar op te tellen. Je spreekt pas echt van een serieschakeling als de stroom zich niet verder vertakt. Het kenmerk van een serieschakeling is dat de stroomsterke (I) over alle apparaten dezelfde waarde heeft.
Een parallelschakeling is een schakeling die je achter elkaar zet. Als een elektron van de minpool naar de pluspool stroomt, hoeft hij niet door alle schakelingen heen. Doordat de schakelingen achter elkaar liggen, zijn er verschillende wegen om naar de pluspool te komen.
Hoe meer schakelingen serie zijn geschakeld, hoe minder weerstand je hebt. Bij een parallelschakeling is dat net andersom. Hoe meer schakelingen, hoe meer weerstand er is.
Hoe werkt een serie/parallelschakeling?
Hiervoor moet je in de praktijk werken. Ook heb ik het al uitgelegd in ‘wat is een serie/parallelschakeling?’.
Geschiedenis van de serie/parallelschakeling
Helaas hoort dit component tot één van de weinige waarvan ik echt geen geschiedenis kon vinden. Nergens op het internet staat iets over de voorloper van de LDR enz. Het spijt me heel erg, maar ik heb helaas niets kunnen vinden… L
De condensator
Wat is een condensator?
Ik heb verteld dat je een batterij kunt opladen. Ook stroom kan je opladen. Dat doe je met een condensator. Een condensator is een elektrisch onderdeel dat je met stroom kunt opladen. Het bestaat uit twee geleiders met een betrekkelijk groot oppervlak. Die bevinden zich dicht bij elkaar en door een isolator worden gescheiden. Door de isolator kan geen stroom lopen.
Een andere belangrijke eigenschap is dat een condensator geen gelijkstroom kan doorlaten. Onder bepaalde voorwaarden kan het wel wisselstroom doorlaten.
Maar ook de condensator krijgt een elektrische lading. Je kan een condensator vergelijken met een batterij. Sommige batterijen kun je ook opladen en later kun je de batterij van de lading afhalen. Met een condensator haal je de lading eruit en niet eraf. Je kan een condensator dus gebruiken als een oplaadbare batterij, alleen werkt het iets anders.
Er zijn een boel verschillende typen condensatoren. Er zijn bijvoorbeeld condensatoren die een pluspool en een minpool hebben, maar er zijn er ook een paar die dat niet hebben. Dan maakt het dus niet uit hoe je die condensator aansluit. Hierboven zijn die twee condensatoren afgebeeld.
Hoe werkt een condensator?
Je kan een condensator vergelijken met een bak water. Je vult de bak met water. Als je dat met een condensator vergelijkt ben je het eigenlijk aan het opladen. Als je de bak leeg gooit, ontlaad je de condensator. Het leeggooien van de bak kost tijd en is daarom afhankelijk van de inhoud van de bak, wat je kan vergelijken met de capaciteit van de condensator. De capaciteit is het vermogen of kracht om een bepaalde prestatie te leveren. De capaciteit wordt uitgedrukt in de eenheid farad, afgekort F.
Als je een condensator aansluit op een batterij, gebeurt er iets merkwaardigs. De geleider die je hebt aangesloten op de minpool van de batterij, stroomt vol met elektronen vanuit de batterij. Deze geleider gaat veel elektronen bevatten en wordt daardoor negatief geladen. Aan de andere kant gebeurt precies het omgekeerde. De elektronen die in de geleider zaten. Stromen naar de pluspool van de batterij. De geleider gaat weinig elektronen bevatten en wordt daardoor negatief geladen. Als beide geleiders elektrisch geladen zijn, stopt de stroom en hebben ze dezelfde spanning gekregen als de twee polen van de batterij.
Bij gelijkspanning werkt een condensator als een isolator. Bij wisselspanning werkt een condensator als een geleider.
De geschiedenis van de condensator
De condensator is uitgevonden door medicus, wiskundige, natuurkundige en astronoom. Petrus (Pieter) van Musschenbroeck is geboren op 14 maart 1692 en gestorven op 19 september 1761. hij hield zich bezig met de leer van de elektriciteit en capillaire werkingen. Maar de condensator was niet zijn enige uitvinding. Hij heeft dingen uitgevonden wat nu heel erg vanzelfsprekend is. Hieronder zijn de symbolen te zien van een condensator met plus en minpool en zonder.
De LDR
Wat is een LDR?
Een LDR is de engelse afkorting van een Light Dependent Resistor. Ook wordt de LDR een lichtgevoelige weerstand genoemd. Het is een elektrisch component waarvan de weerstand beïnvloed wordt door de hoeveelheid licht die erop valt.
De weerstandswaarde van een LDR wordt kleiner, als de LDR veel licht opvangt. Hierdoor kan de waarde van de weerstand heel erg variëren. LDRs reageren erg traag. Dat zal verklaren waarom bijvoorbeeld de donkerweerstand ca. 1-10W is, terwijl de lichtweerstand 75-300W is. Het is ook afhankelijk van het type LDR en de hoeveelheid licht die erop valt.
Hoe werkt een LDR?
LDRs worden vaak gebruikt als buitenverlichting. Dat zie je heel vaak. Als het donker begint te worden, gaan de lampen aan. Maar hoe werkt dat eigenlijk? Gaan ze gewoon vanzelf aan? Hebben ze ogen die zien wanneer het donker begint te worden? Dat ga ik nu uitleggen.
LDRs hebben sensoren. Een sensor is een zogenaamde ‘voeler’. Het is een kunstmatige uitvoering van iets dat in de biologie een zintuig heet. In de techniek heet het gewoon een sensor.
Sensoren voelen als het ware. Ook kan je sensoren afstellen op tijd. Op een bepaalde tijd begint het natuurlijk donker te worden. Dat kan je met een LDR instellen.
Je hebt ook LDRs die ‘voelen’ wanneer er iemand langsloopt. Als je langsloopt, gaat de lamp aan. De sensoren voelen dan trillingen en ze zijn dan zo geprogrammeerd dat de lamp aanspringt. LDRs hebben dus geen ogen of oren, alleen een simpele sensor. Hiernaast is het symbool van een LDR te zien. à
Geschiedenis van de LDR
Helaas hoort dit component tot één van de weinige waarvan ik echt geen geschiedenis kon vinden. Nergens op het internet staat iets over de voorloper van de LDR enz. Het spijt me heel erg, maar ik heb helaas niets kunnen vinden… L
Een transistor
Wat is een transistor?
Een transistor kun je gebruiken als een versterker. Ook is een transistor de belangrijkste actieve halfgeleider. Een halfgeleider is een materiaal met bijzondere elektrische eigenschappen, meestal gevormd door een niet- geleidende stof zoals silicium.
Je hebt twee basistransistors: de oorspronkelijke bipolaire transistor (daarvan zijn twee types, PNP en NPN) en de veldeffecttransistor (FET). De eerste wordt gestuurd door middel van een stroompje en de tweede wordt gestuurd door middel van een spanning.
Een transistor kan ook gebruikt worden als een elektronische schakelaar. Namelijk, als er stroom van de basis naar de emitter loopt, kan er een grotere stroom van de collector naar de emitter lopen. Met behulp van een plaatje wordt deze uitleg misschien iets duidelijker. à
Een kleins stroompje op de B=basis laat een grotere stroom lopen van de C=collector naar de E=emitter.
Als je een transistor niet goed aansluit, werkt de schakeling niet.
Hoe werkt een transistor?
Dat heb ik al grotendeels in ‘wat is een transistor?’ verteld:
‘Een kleins stroompje op de B=basis laat een grotere stroom lopen van de C=collector naar de E=emitter’.
Dat is eigenlijk het hele verhaal. Hiernaast is het symbool van een transistor te zien. à
Geschiedenis van de transistor
De transistor is in 1947 uitgevonden door drie heren: John Bardeen (23 mei 1908 – 30 januari 1991, een Amerikaanse natuurkundige), Walter Barttain (10 februari 1902, een Schots- Amerikaanse natuurkundige) en Wiliam Shockley (13 februari 1910 – 12 augustus 1989, een Brits- Amerikaanse natuurkundige. Ze kwamen na elkaar, maar hebben het idee steeds verder uitgewerkt tot de transistor klaar was. De naam van de transistor is opgebouwd uit drie Engelse woorden: transfer, transconductance en resistor. Van die woorden hebben ze één geheel gevormd.
Wat is de batterij?
Een batterij is een ten eerste een voeding. Dat is een onderdeel van een apparaat of een schakeling dat zorgt voor de nodige spanning en stromen, ook wel energie. Dit is alleen in de elektronica zo. Ten tweede bevat batterij cellen. Er zit een keten in van minstens twee aan elkaar verbonden elektrische cellen.
Een batterij heeft twee polen: een minpool (-) en een pluspool (+). Deze polen hebben elektrische lading. Dat wil zeggen dat bij de minpool veel elektronen zitten en bij de pluspool weinig. De grootte van het spanningsverschil wordt aangeven in de eenheid volt (de afkorting is V). De hoeveelheid elektronen die stroomt wordt weergeven in de eenheid ampère (de afkorting is A).
Een batterij die je kan opladen is een secundaire batterij, ook wel een accu genoemd. Zulke batterijen worden vaak meerdere malen gebruikt. Dat komt doordat ze kunnen worden opgeladen en dus meerdere malen gebruikt kunnen worden. Dat gebeurt door de batterij aan een batterijlader of lader aan te sluiten. Hoe die processen in zijn werk gaan leg ik uit in ‘hoe werkt een batterij?’.
Hiernaast is het symbool te zien van een batterij. à
Je kunt batterijen naar formaat, chemische samenstelling en soort indelen. Met de soort wordt bedoeld of een batterij oplaadbaar is of niet. Bijvoorbeeld een penlite, een platte batterij, blokbatterijen en onderhoudsvrije batterijen. Ze verschillen ook in volt en formaten. De meest gebruikte zijn AA batterijen. Je hebt ook AAA batterijen, knopbatterijen (voor bijvoorbeeld horloges).
Hoe werkt een batterij?
De velen elektronen bij de minpool willen daar weg. De pluspool van een batterij wil elektronen ‘aanzuigen’. Dat heet spanning tussen de minpool en de pluspool.
Zodra een batterij wordt aangesloten op een elektrisch apparaat, kunnen de elektronen uit de minpool wegstromen. Er ontstaat dan een elektrische stroom.
Je mag nooit beide polen van een batterij direct met elkaar verbinden. Anders stromen de elektronen heel snel van de minpool naar de pluspool. Als dat gebeurt ontstaat er kortsluiting. Bij kortsluiting is de batterij heel erg snel leeg.
Geschiedenis van de batterij
In 1881 ontwierp en ontwikkelde de Luxemburgse ingenieur Henri Tudor de materialen en gereedschappen voor de productie van de eerste in de praktijk toepasbare loodzwavelzuurbatterij met Planté-platen.
De Belgische wetenschapper Gaston Planté ontwikkelde de eerste bruikbare batterij. De belangrijkste ontdekking van Planté was dat de chemische samenstelling van de positieve en negatieve platen veranderde door een elektrische stroom door de batterij te laten vloeien. Hij ontdekte ook dat dit proces omkeerbaar was.
De Italiaanse natuurkundige Alessandro Volta is bekend geworden door de ontdekking van de elektrische batterij. Volta ontdekte de grondbeginselen van de batterij: elektrische energie kan worden omgezet in chemische energie en chemische energie kan worden omgezet in elektrische energie. Uiteindelijk gingen Volta en de Italiaanse arts en natuurkundige Luigi Galvani (bekend geworden door zijn ontdekking van elektriciteit) samenwerken. Hun werk heeft geleid tot de opkomst van de wereldwijde batterij-industrie.
Wat is een lampje?
Een lamp is een voorwerp dat gebruikt wordt om licht mee te verspreiden/creëren. Om licht te maken, heb je elektriciteit nodig. De meeste lampen werken op elektriciteit. Elektriciteit is nu zo’n dagelijkse energie dat mensen het niet eens meer opmerken. Echter is elektriciteit al meer dan 100 jaar oud.
Maar er zijn ook lampen die op batterijen werken. Daar werken we op school voor werkstukken vooral mee.
Maar om elektriciteit te maken, heb je iets nodig dat elektriciteit maakt. Dat doet een dynamo (wat op je fiets zit) en de grotere versie is een generator. Een dynamo of een generator is een machine waarin mechanische energie omgezet wordt in elektrische energie.
Maar hoe wordt die stroom omgezet in licht? Als voorbeeld neem ik de dynamo van een fiets. In zo’n dynamo zit een magneet en een spel van kopperdraad. Door te trappen (en dus kracht te zetten op de pedalen), gaan de fietswielen draaien en wordt het rubberen wieltje van de dynamo in beweging gebracht. Dat staat in verbinding met een magneet, die in een spoel ronddraait en een spanningsveld opwekt. Het spanningsveld zorgt ervoor dat een elektrische stroom opgewekt wordt in een gesloten stroomkring waar de fietslamp mee verbonden is.
Zo zit een lampje ook in elkaar. In een gloeilamp zit een heel dun draadje speciaal metaal. De weerstand is zo groot dat het gaat gloeien als er stroom doorheen gaat. Na een bepaalde tijd is het metaaldraad doorgebrand. Dan heeft de stroomkring geen gesloten verbinding meer. De lamp gaat daarom kapot.
Hiernaast is het symbool van en lampje te zien. à
Er zijn verschillende soorten lampen. Je hebt bijvoorbeeld gloeilampen, halogeenlampen, Tl-buizen, olielampen, spaarlampen, ledjes en lantaarns. De eenheid die voor lampen wordt gebruikt heet Watt (de afkorting is W).
Hoe werkt een lampje?
Zoals ik al eerder zei, en lamp heeft een voeding nodig. Je kan bijvoorbeeld een gloeilampje aansluiten op een batterij door middel van krokodillenbekjes. In krokodillenbekjes zitten namelijk geleiders, die de elektriciteit opvangen van de batterij en doorgeven aan het lampje. Als je een lampje geen voeding geeft, gaat het lampje ook niet branden.
In een gloeilamp zit een gloeidraad (het metaaldraadje). Dat draadje is een weerstand, de elektronen kunnen daar maar moeilijk doorheen. Terwijl ze door de gloeidraad stromen, brengen ze ook de gloeidraad aan het gloeien. Vandaar waarschijnlijk de naam.
Tot in de middeleeuwen werden er voor verlichting lampjes gebruikt, die branden op olie, dat was geperst uit zaden. In de 19de eeuw begonnen mensen petroleumlampen te gebruiken, waardoor de verlichting beter werd. Ook werd er veel gasverlichting gebruikt. Dit werd al in de 18de eeuw uitgevonden maar begonnen mensen nu pas te gebruiken. Aan het einde van de 19de eeuw werd de booglamp uitgevonden. Dit was de eerste elektrische lamp. Maar het licht at de lamp gaf was erg fel, en dus niet zo geschikt voor woningen. De lamp werd wel gebruikt voor het verlichten van bijvoorbeeld pleinen. In 1879 vindt Thomas Edison de gloeilamp uit. 1882 bouwden ze in New York de eerste elektriciteitscentrale. Deze centrale kon maar 1200 lampen tegelijk laten branden en één wijk van licht voorzien. Dat is nu flink verandert. Nu kan niemand meer zonder verlichting!
Een schakelaar
Wat is een schakelaar?
Een schakelaar is een verbinder, waarbij vaak 2 geleidende delen met elkaar verbonden worden/maken. Een schakelaar kan een stroomkring gesloten houden, maar ook onderbreken. Met een schakelaar een stroomkring verbreken is makkelijker dan een snoertje steeds los te maken of de lamp los te draaien. De bekendste is de lichtschakelaar in huis waarmee een lamp ‘aan’ of ‘uit’ gedaan kan worden. Andere schakelaars zijn tijdschakelaar, netschakelaar, kwikschakelaar, spaarschakelaar, helder en- donkerschakelaars hotelschakelaar. Je hebt ook schakelaars die uit meerdere delen bestaan.
Een schakelaar die maar één stroomkring onderbreekt heet een enkelpolige schakelaar. Een schakelaar die twee stroomkringen onderbreekt heet een dubbelpolige schakelaar en een schakelaar die meer dan twee stroomkringen onderbreekt heet een meerpolige schakelaar.
Een andere bekende schakelaar is de omschakelaar. Die onderbreekt één stroomkring en sluit een andere stroomkring.
Een schakelaar die alleen een normale stroom of spanning kan schakelen, wordt een lastschakelaar of een ‘belastingschakelaar’ genoemd. Er zijn dus heel veel verschillende soorten schakelaars.
Hoe werkt een schakelaar?
We nemen hiervoor een gewone schakelaar.
Stroom moet altijd rond kunnen stromen door een schakeling. Wanneer de schakelaar open is, kan de stroom er niet doorheen lopen, omdat de stroomkring onderbroken is. Als de stroomkring onderbroken is kan de lamp (waarop de schakelaar staat aangesloten) niet branden.
Door de schakelaar te sluiten wordt de schakeling weer compleet en kan de stroom van de batterij naar de lam stromen en weer terug. Als dat gebeurt, gaat de lamp branden. Zo werken alle schakelaars.
De geschiedenis van de schakelaar
De geschiedenis van de schakelaar is onderverdeeld in een heleboel onderwerpen.
Maar helaas is er bijna niks te vinden over de geschiedenis. Het spijt mij heel erg, maar ik heb echt niks kunnen vinden… L
De weerstand
Wat is de weerstand?
Er zijn onderdelen die speciaal zijn gemaakt om elektronen af te remmen. Dat heet een weerstand. Een weerstand is een elektrisch component die de eigenschap elektrische weerstand heet. De weerstand kan door die eigenschap elektrische energie omzetten in warmte- energie. Door die eigenschap van het materiaal wordt de stroom ladingen afgeremd. Weerstanden worden vooral gebruikt in zogenaamde elektrische netwerken. Dat is een netwerk van elektrische componenten, ook wel netwerkelementen genoemd.
Voor dit component is er volgens de ‘wet van Ohm’ een vaste verhouding tussen de aangelegde spanning en de stroom die vloeit. Dit heet weerstandswaarde. Deze weerstandswaarde wordt aangegeven met de letter R.
De grootte van een weerstand wordt aangegeven met de eenheid ohm (van de Duitse natuurkundige Georg Ohm) met het symbool W. Hiernaast zie je het symbool van een weerstand. ß
Hoe werkt een weerstand?
Met een weerstand kun je heel precies de gewenste hoeveelheid stroom instellen. Natuurlijk ligt dat ook aan de grote van de weerstand. Als je een kleine weerstand gebruikt, kunnen er veel elektronen makkelijk doorheen. Dan is de voeding ook sneller leeg. Als je een grotere weerstand gebruikt, gaan de elektronen er met meer moeite doorheen en zal de hoeveelheid stroom niet zo groot zijn. Dan gaat de voeding (batterij) langer mee. Hoe groter het aantal ohm is, des te kleiner de stroom is die door de weerstand kan.
Kleur Getal Kleur Getal
Zwart 0 Groen 5
Bruin 1 Blauw 6
Rood 2 Paars 7
Oranje 3 Grijs 8
Geel 4 Wit 9
Met dit schema kan je gemakkelijk uitrekenen hoe groot de weerstand is.
Geschiedenis van de weerstand
Georg (Simon) Ohm is een Duitse natuurkundige, geboren op 16 maart 1787 en gestorven op 6 juli 1854. Georg is bekend geworden door de naar hem genoemde wet van Ohm. Hierin legt hij uit hoe elektrische spanning en elektrische stroom met elkaar samenhangen. Hij was ook degene die de weerstand heeft uitgevonden.
De potmeter
Wat is een potmeter?
Er bestaan weerstanden die voortdurend van weerstand kunnen veranderen. Om dan telkens een andere weerstand aan te sluiten, kost er veel moeite. Daarom zal het veel makkelijker zijn als je maar één weerstand hebt die je kan instellen. Gelukkig zijn die al uitgevonden. Namelijk de regelbare weerstand of een potmeter.
Beide einden van de weerstand net zoals de slede hebben een elektrisch contact. Dit heet een afnemende weerstand of een toenemende weerstand.
Verder heb je ook de schuifpotmeter, waarvan de weerstandswaarde varieert als je een onderdeel ervan verschuift. Met een instelpotmeter kun je met een schroevendraaier de gewenste weerstand precies instellen. Als je daaraan draait, verschuift een loper over weerstandsmateriaal.
Hoe werkt een potmeter?
Een potmeter werkt vrij simpel. Als je een volumeknop hebt van je stereo, hoef je alleen maar het knopje om te draaien en je hebt harder of zachter geluid. Maar hoe werkt dat nou van binnen?
Binnenin een potmeter zitten twee koperen schijfjes. Die schuiven langs elkaar als je aan de knop draait.
Je kan een potmeter vergelijken met een gloeilamp. In een gloeilamp is het zo: hoe dunner de draad, des te minder weerstand er is. De elektronen kunnen er makkelijk doorheen. Maar hoe dikker en langer de draad wordt, des te meer weerstand er is en des te moeilijker de elektronen door de draad kunnen. Dat werkt ook zo met een potmeter. Hoe meer afstand de loper moet afleggen, des te zachter het geluid is van de radio.
Geschiedenis van de potmeter
Helaas hoort dit component tot één van de weinige waarvan ik echt geen geschiedenis kon vinden. Nergens op het internet staat iets over de voorloper van de LDR enz. Het spijt me heel erg, maar ik heb helaas niets kunnen vinden… L
Een diode
Wat is een diode?
Een diode lijkt heel sterk op een weerstand, maar het werkt heel anders. Een diode kun je vergelijken met een ventiel van je fiets. Eerst moet je een bepaalde druk overwinnen eerdat het ventiel zich opent en je er lucht in kan pompen. Je pompt de lucht in het ventiel. Er kan wel lucht in de band stromen, maar geen lucht uit het ventiel stromen.
De richting waarin de elektronen wel kunnen heet de doorlaatrichting. De tegenovergestelde richting is de sperrichting.
Op een diode is aan één kant een ring te zien. Die ring geeft de minkant van de diode aan. Aan die minkant moet de minpool van de batterij aangesloten worden.
Maar ook bij een diode gaat de stroom pas stromen als de spanning over de diode een bepaalde waarde heeft bereikt. De spanning is afhankelijk van het type diode.
Diodes worden soms ook wel gelijksrichters genoemd, omdat ze gebruikt kunnen worden voor het omzetten van een wisselstroom in een gelijkstroom (dat leg ik uit in het volgende hoofdstuk). De meeste diodes zijn halfgeleiders. Dat is een materiaal met bijzondere elektrische eigenschappen.
Hoe werkt een diode?
Dat heb ik al grotendeels uitgelegd in ‘wat is een diode?’. Diodes gebruik je om een stroom maar één kant op te laten gaan. Dat zie je bijvoorbeeld in een fiets als ventiel. De lucht kan er wel in, maar niet meer uit. Hiernaast zie je het symbool van een diode. à
Geschiedenis van de diode
De diode is uitgevonden door John (Ambrose) Fleming. Hij is geboren op 29 november 1849 en gestorven op 18 april 1945. John Fleming was een Engelse elektrotechnicus en natuurkundige.
Hij werd bekend door de uitvinding van de eerste radiobuis (vacuümdiode) waarmee de elektronica een feit werd.
Hij is geholpen door een Amerikaanse zakenman Thomas (Alva) Edison. Hij is geboren op 11 februari 1847 en gestorven op 18 oktober 1931.
Ook heeft hij hulp gekregen van een Italiaanse natuurkundige. Guglielmo Marconi is geboren op 25 april 1874 en gestorven op 20 juli 1937. Hij is bekend geworden door zijn uitvinding van de draadloze telegrafie in 1895. hij hielp mee met het werk van Heinrich Hertz (een Duitse natuurkundige). In 1909 ontving Guglielmo de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn uitvindingen.
Wat is wisselspanning en gelijkspanning?
We beginnen met gelijkspanning. Gelijkspanning is een elektrische stroom met een constante stroomrichting. Niet alleen de richting is constant bij gelijkspanning, ook de sterkte ervan is constant.
Batterijen en accu’s bijvoorbeeld hebben gelijkspanning. De stroom die een batterij geeft gaat altijd in dezelfde richting. De batterij levert dan gelijkstroom op.
De spanning op de pluspool van een batterij is steeds constant. Dat is te zien met een rechte lijn. à
In tegenstelling van gelijkspanning is wisselspanning. Een wisselstroom is een elektrische stroom met een wisselende stroomrichting. Precies wat de naam eigenlijk al zegt.
Bijvoorbeeld een fietsdynamo is een spanningsbron van wisselspanning. Met wisselspanning wisselt het teken voortdurend. Dat betekent dat het niet positief blijft. Het gaat van positief naar negatief. De stroom die een fietsdynamo levert, wisselt daarom voortdurend van richting. Het levert wisselstroom. Als je deze beweging gaat tekenen in een grafiek, wordt dat getekend als een golfbeweging. ß
Hoe werkt een wisselspanning en gelijkspanning?
We nemen voor wisselspanning de dynamo als voorbeeld.
Het ronddraaien van een dynamo geeft afwisselend een stroompje van de ene naar de andere richting. Dan is er sprake van wisselspanning. Als de koperdraadwindingen van de dynamo wisselend aangesloten worden op de uitgangsklemmen, zal de stroom steeds in dezelfde richting lopen. Dan geeft de dynamo wisselstroom af.
Voor gelijkspanning is te vergelijken met een roter. De spoelen daarvan draaien tussen de beide magneetpolen. Dat gebeurt ook in de spoelen van de ronddraaiende roter. Maar op het moment dat de stroom van richting wil gaan veranderen, verandert ook de aansluiting van de sleepcontacten aan de spoel. Daardoor blijft de stroom dezelfde richting op gaan en verandert dus niet.
Nikola Tesla was een Amerikaanse uitvinder, elektronicus en natuurkundige. Hij is geboren op 9 juli 1856 en gestorven op 7 januari 1943. Hij is bekend geworden door wisselstroomgenerator uit te vinden en van alle andere belangrijke componenten van het huidige elektriciteitsnet. Naar hem is ook een symbool vernoemd: van zijn achternaam Tesla is eenheid en symbool T vernoemd.
De LED
Wat is een LED?
Een LED is simpel gezegd een diode. In de winkel kan je genoeg diodes kopen met verschillende toepassingen. Bijvoorbeeld diodes die een wisselstroom gelijk kunnen richten of die licht geven. Het laatste geval heeft een eigen naam: een LED. Dat is een afkorting van Light Emitting Diode.
Een LED geeft dus licht. Je hebt ze in verschillende kleuren. De bekendste zijn blauw, rood, geel, groen en oranje. Ook heb je LEDs die licht uitstralen die een menselijk oog niet kan zien. Dat licht heet infrarood licht, omdat het licht van zichzelf een rode gloed heeft.
Een LED heeft twee pootjes. Dat zijn aansluitingspootjes en de één is kort en de andere is iets langer. Het lange pootje is de pluskant en het korte pootje is de minkant. Behalve aan de pootjes kan je ook aan het lensje (bovenaan de LED) zien waar de minkant en de pluskant is. Aan de minkant zit namelijk een deukje. Dan moet de andere dus de pluskant zijn.
Die moet je aansluiten aan de voeding (de batterij). Hoe je dat doet, vertel ik in ‘hoe werkt een LED?’.
De eigenschap van een diode is dat een diode de elektronen maar één kant uit laat gaan. Dat doet een LED ook. Daarom is wel van belang dat je dat LED goed aansluit. Als je dat niet doet, brandt de LED door. Hierboven zie je de LEDs met licht, hiernaast zie je hoe een LED eruit ziet. à
Hoe werkt een LED?
Als je een LED wil aansluiten, moet je dat wel god doen.
En ten tweede moet je een LED aansluiten op een voeding van ca. 1,6 volt. Als je het zou aansluiten op een voeding van bijvoorbeeld 9,0 volt, zou de spanning voor de LED te hoog zijn. Wat er dan gebeurt is dat er een te grote stroom door de LED gaat. Het gevolg is dat de LED doorbrand. Om dat te voorkomen, kun je een weerstand gebruiken om de stroom te verminderen. Dit waren de punten die je moet weten voordat je een LED gaat aansluiten.
Als je een LED wilt aansluiten buig je de pootjes voorzichtig uit elkaar. Je kan ze eventueel op maat knippen met een zijkniptang. Daarna kan je de LED solderen in je schakeling. Zorg er wel voor dat de minpool aan de minkant zit en de pluspool aan de pluskant van de LED. En klaar is kees! Hiernaast is het symbool van de LED te zien. à
Geschiedenis van de LED
De uitvinder van de LED is Nick Holonyak Junior. Hij is geboren op 3 november 1928 en is een elektronicus. Hij vond de LED uit in 1962. op dat moment was hij in dienst als wetenschapper verbonden aan het General Electric Company Laboratory in New York.
Een serieschakeling en parallelschakeling
Wat is een serie/parallelschakeling?
We beginnen met een serieschakeling. Een serieschakeling is een reeks schakelingen die na elkaar geschakeld zijn. Als een elektron van de minpool naar de pluspool stroomt, moet hij door alle weerstanden heen. De totale weerstand van een serieschakeling kun je berekenen door elke schakeling apart bij elkaar op te tellen. Je spreekt pas echt van een serieschakeling als de stroom zich niet verder vertakt. Het kenmerk van een serieschakeling is dat de stroomsterke (I) over alle apparaten dezelfde waarde heeft.
Een parallelschakeling is een schakeling die je achter elkaar zet. Als een elektron van de minpool naar de pluspool stroomt, hoeft hij niet door alle schakelingen heen. Doordat de schakelingen achter elkaar liggen, zijn er verschillende wegen om naar de pluspool te komen.
Hoe werkt een serie/parallelschakeling?
Hiervoor moet je in de praktijk werken. Ook heb ik het al uitgelegd in ‘wat is een serie/parallelschakeling?’.
Geschiedenis van de serie/parallelschakeling
Helaas hoort dit component tot één van de weinige waarvan ik echt geen geschiedenis kon vinden. Nergens op het internet staat iets over de voorloper van de LDR enz. Het spijt me heel erg, maar ik heb helaas niets kunnen vinden… L
De condensator
Wat is een condensator?
Ik heb verteld dat je een batterij kunt opladen. Ook stroom kan je opladen. Dat doe je met een condensator. Een condensator is een elektrisch onderdeel dat je met stroom kunt opladen. Het bestaat uit twee geleiders met een betrekkelijk groot oppervlak. Die bevinden zich dicht bij elkaar en door een isolator worden gescheiden. Door de isolator kan geen stroom lopen.
Een andere belangrijke eigenschap is dat een condensator geen gelijkstroom kan doorlaten. Onder bepaalde voorwaarden kan het wel wisselstroom doorlaten.
Maar ook de condensator krijgt een elektrische lading. Je kan een condensator vergelijken met een batterij. Sommige batterijen kun je ook opladen en later kun je de batterij van de lading afhalen. Met een condensator haal je de lading eruit en niet eraf. Je kan een condensator dus gebruiken als een oplaadbare batterij, alleen werkt het iets anders.
Hoe werkt een condensator?
Je kan een condensator vergelijken met een bak water. Je vult de bak met water. Als je dat met een condensator vergelijkt ben je het eigenlijk aan het opladen. Als je de bak leeg gooit, ontlaad je de condensator. Het leeggooien van de bak kost tijd en is daarom afhankelijk van de inhoud van de bak, wat je kan vergelijken met de capaciteit van de condensator. De capaciteit is het vermogen of kracht om een bepaalde prestatie te leveren. De capaciteit wordt uitgedrukt in de eenheid farad, afgekort F.
Als je een condensator aansluit op een batterij, gebeurt er iets merkwaardigs. De geleider die je hebt aangesloten op de minpool van de batterij, stroomt vol met elektronen vanuit de batterij. Deze geleider gaat veel elektronen bevatten en wordt daardoor negatief geladen. Aan de andere kant gebeurt precies het omgekeerde. De elektronen die in de geleider zaten. Stromen naar de pluspool van de batterij. De geleider gaat weinig elektronen bevatten en wordt daardoor negatief geladen. Als beide geleiders elektrisch geladen zijn, stopt de stroom en hebben ze dezelfde spanning gekregen als de twee polen van de batterij.
Bij gelijkspanning werkt een condensator als een isolator. Bij wisselspanning werkt een condensator als een geleider.
De geschiedenis van de condensator
De condensator is uitgevonden door medicus, wiskundige, natuurkundige en astronoom. Petrus (Pieter) van Musschenbroeck is geboren op 14 maart 1692 en gestorven op 19 september 1761. hij hield zich bezig met de leer van de elektriciteit en capillaire werkingen. Maar de condensator was niet zijn enige uitvinding. Hij heeft dingen uitgevonden wat nu heel erg vanzelfsprekend is. Hieronder zijn de symbolen te zien van een condensator met plus en minpool en zonder.
De LDR
Wat is een LDR?
Een LDR is de engelse afkorting van een Light Dependent Resistor. Ook wordt de LDR een lichtgevoelige weerstand genoemd. Het is een elektrisch component waarvan de weerstand beïnvloed wordt door de hoeveelheid licht die erop valt.
De weerstandswaarde van een LDR wordt kleiner, als de LDR veel licht opvangt. Hierdoor kan de waarde van de weerstand heel erg variëren. LDRs reageren erg traag. Dat zal verklaren waarom bijvoorbeeld de donkerweerstand ca. 1-10W is, terwijl de lichtweerstand 75-300W is. Het is ook afhankelijk van het type LDR en de hoeveelheid licht die erop valt.
Hoe werkt een LDR?
LDRs worden vaak gebruikt als buitenverlichting. Dat zie je heel vaak. Als het donker begint te worden, gaan de lampen aan. Maar hoe werkt dat eigenlijk? Gaan ze gewoon vanzelf aan? Hebben ze ogen die zien wanneer het donker begint te worden? Dat ga ik nu uitleggen.
Sensoren voelen als het ware. Ook kan je sensoren afstellen op tijd. Op een bepaalde tijd begint het natuurlijk donker te worden. Dat kan je met een LDR instellen.
Je hebt ook LDRs die ‘voelen’ wanneer er iemand langsloopt. Als je langsloopt, gaat de lamp aan. De sensoren voelen dan trillingen en ze zijn dan zo geprogrammeerd dat de lamp aanspringt. LDRs hebben dus geen ogen of oren, alleen een simpele sensor. Hiernaast is het symbool van een LDR te zien. à
Geschiedenis van de LDR
Helaas hoort dit component tot één van de weinige waarvan ik echt geen geschiedenis kon vinden. Nergens op het internet staat iets over de voorloper van de LDR enz. Het spijt me heel erg, maar ik heb helaas niets kunnen vinden… L
Een transistor
Wat is een transistor?
Een transistor kun je gebruiken als een versterker. Ook is een transistor de belangrijkste actieve halfgeleider. Een halfgeleider is een materiaal met bijzondere elektrische eigenschappen, meestal gevormd door een niet- geleidende stof zoals silicium.
Je hebt twee basistransistors: de oorspronkelijke bipolaire transistor (daarvan zijn twee types, PNP en NPN) en de veldeffecttransistor (FET). De eerste wordt gestuurd door middel van een stroompje en de tweede wordt gestuurd door middel van een spanning.
Een transistor kan ook gebruikt worden als een elektronische schakelaar. Namelijk, als er stroom van de basis naar de emitter loopt, kan er een grotere stroom van de collector naar de emitter lopen. Met behulp van een plaatje wordt deze uitleg misschien iets duidelijker. à
Als je een transistor niet goed aansluit, werkt de schakeling niet.
Hoe werkt een transistor?
Dat heb ik al grotendeels in ‘wat is een transistor?’ verteld:
‘Een kleins stroompje op de B=basis laat een grotere stroom lopen van de C=collector naar de E=emitter’.
Dat is eigenlijk het hele verhaal. Hiernaast is het symbool van een transistor te zien. à
Geschiedenis van de transistor
De transistor is in 1947 uitgevonden door drie heren: John Bardeen (23 mei 1908 – 30 januari 1991, een Amerikaanse natuurkundige), Walter Barttain (10 februari 1902, een Schots- Amerikaanse natuurkundige) en Wiliam Shockley (13 februari 1910 – 12 augustus 1989, een Brits- Amerikaanse natuurkundige. Ze kwamen na elkaar, maar hebben het idee steeds verder uitgewerkt tot de transistor klaar was. De naam van de transistor is opgebouwd uit drie Engelse woorden: transfer, transconductance en resistor. Van die woorden hebben ze één geheel gevormd.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden
H.
H.
ik wil weten hoe kortsluiting werkt!!!!!!
8 jaar geleden
Antwoorden