Samenvatting - Elektriciteit en Elektronica

Deel 1: Elektriciteit –
Gelijkstroomtheorie
Hoofdstuk 1: inleiding in de elektriciteit
1.1. Elektrische apparaten
 Elektrisch apparaat bestaat uit 3 blokken:
 Opnemer
 Signaalverwerkend gedeelte
 Weergever




 Blokschema thermometer:
 Opnemer: thermistor (=weerstand gevoelig voor warmte)
waarde weerstand verandert indien temperatuur
verandert
 Signaalverwerkend gedeelte: reageert op temperatuur
verandering
Brugschakeling: leveren elektrisch signaal aan
weergever
 Weergever: LCD scherm

,  Blokschema audioverwerking:
 Opnemer: micro
neemt geluid op
 Verwerker: versterker
geeft elektrisch signaal door aan weergever
 Weergever: luidspreker
zet het elektrische signaal weer om tot geluid




1.2. Eigenschappen en opwekking van elektrische
energie

 elektrische energie:

Voordelen
 Verplaats zich snel, namelijk met de snelheid van het
licht
(300 000 km/s)
 Gemakkelijk, met eenvoudige middelen en kleine
verliezen, over grote afstanden te transporteren
 Gemakkelijk met eenvoudige apparatuur om te vormen
tot andere
praktisch onbegrensd werkgebied
 Veroorzaakt geen luchtvervuiling bij gebruik
 Geeft zeer groot comfort
 Verzekert in talrijke gevallen onze veiligheid
(op weg, spoor, lucht, zee)

Nadelen
 Niet in grote hoeveelheden op te stapelen
wanneer geproduceerd, onmiddellijk verbruiken
(uitz. Accumulatoren)
 Gevaarlijk bij aanraking

, Opwekking van elektrische energie:
 Statische bronnen:
o Galvanische elementen
o Opwekken van kleine hoeveelheden E
 Elektrische centrales/ lokale opwekker:
o E in werkplaatsen en woonhuizen
o Elektrische generatoren
o Afh van primaire energievormen:
thermische centrales
kerncentrales
windmoles
hudro-elektrische centrales
 Blokschema:
o Bron: elektrische centrale of lokale opwekker
zet primaire energie om in elektrische energie
o Tranformator: transfo
omvorming en transport: gepaste energie
overdracht
o Verbruiker: datgene dat de elektrische energie
opneemt




 Van centrale tot verbruiker:
 Transport van E naar verbruikers
hoogspanningskabels
ondergrondse kabelleidingen
 Vertrekt aan centrale onder hoge spanning (400-800kV)
 Via transformatorstations in de omgeving van
verbruikers omgevormd naar lagere spannig
 Toekomst: decentrale(lokale), gedistribueerde
opwekking grotere plaats

,1.3. Uitwerkingen van elektrische energie
 Elektrische stroom niet waar te nemen met zintuigen, omzetting
naar vorm die we wel kunnen waarnemen nodig

Verschijnsel Wat? Toepassing
Thermische  Joule-effect:  Elektrische
verschijnsele arbeid geleverd door elektrische verwarming
n stroom omgezet in warmte  Strijkijzer
 Broodrooster
 Smeltstop,…
Chemische  Elektrolyten: vloeibare geleiders  Elektrochemie:
verschijnsele  Potentiaalverschil tussen 2 elektronmetallurgie
n metalen elektroden in elektrolyt voor
 Stoffen uit elektrolyt worden metaalwinning
vrijgemaakt en verschijnen aan  Opladen elektrische
elektroden accumulatoren
 Metaaldeeltjes van elektrode naar
elektrolyt
Licht-  Botsen snelbewegende  Gastontladings-
Verschijnsele elektronen tegen atomen van Verlichtingsbuizen
n gasvormige stoffen  Draad gloeilampen
elektronen in aangeslagen
toestand
 Terug keer naar grondtoestand
uitzending elektromagnetische
Stralingsenergie (licht)
Magnetische  Geisoleerde koperen draad  Elektrische bel
verschijnsele aangesloten op bron, rond stukje  Relais en contactoren
n ijzer gewonden  Elektromagnetsiche
 Het ijzer wordt magnetisch en beveiligingsschakelaa
trekt ander ijzer aan rs

Mechanische  Stroomvoerende geleider in  Elektromotor
verschijnsele magnetisch veld  Piezo-kristallen als
n  Kwartskristal kan veranderingen sensoren in
ondergaan oiv uitwendig meettechniek
potentiaal verschil  Kristalluidsprekers
Fysiologische  Elektrocutie  Geneeskunde
verschijnsele  Stroomsterkte 0,1A in hartstreek  Weide afsluitingen
n levensgevaarlijk
 Dodelijke elektrocutie: 60V
 Veiligheidsspanning tot 24V




Hoofdstuk 2: opbouw van de stof
2.1. inleiding
 Stoffen in natuur opgebouwd uit moleculen

,  Molecuul: kleinste deeltje van stof welke nog alle eigenschappen
van die stof bezit
 Atomen: bouwstenen van moleculen (+/- 100 verschillende)



2.2. elektrische eigenschappen van het atoom
 Atoom bevat kern met 1 of meerdere ellipsvormige banen waar
elektronen met grote snelheid omheen bewegen
 Elektrische lading:
 Kern:
neutronen: neutraal, geen lading
protonen: positief elektrisch geladen +1,602.10^-19
 Elektronen: negatief elektrisch geladen -1,602.10^-19
 In normale toestand: atoom elektrisch neutraal
aantal protonen in kern gelijk aan aantal elektronen rond kern


2.3. Energie van het elektron
 2 inwerkende krachten op elektronen:
 Potentiële energie
positieve atoomkern trekt negatieve elektronen aan
 Kinetische energie
kracht die ontstaat door grote snelheid waarmee e- rond
de kern
wentelen
slingert e- van kern weg


 Kracht om e- weg te trekken van kern wordt in evenwicht
gehouden door aantrekkingskracht kern op e-
 e- op buitenste baan zwakst aangetrokken
bij metalen, vrije elektronen die vrij van ene metaal naar
andere
Bewegen


2.4. Vrije elektronen
 elektronen springen van buitenste baan ene atoom naar
buitenste baan andere atoom
 gedurende kort tijdsinterval e- losgemaakt uit atoom verband
vrije elektronen
 verschillende soorten materialen:

Geleiders Bezitten veel vrije elektronen koper
per volume eenheid goud
zilver
aluminium
Isolatoren Slechte geleiders, hebben Mica
geen of slechts weinig vrije Pertinax