Samenvatting Procesautomatisering
Hoofdstuk 1: Basiselektriciteit in de automatisering
Definitie:
Wat is elektriciteit? De term elektriciteit is genoemd naar het Griekse woord voor barnsteen,
elektron. Je kan namelijk statische elektriciteit opwekken door met een stuk barnsteen over een
wollen lap te wrijven.
In strikte zin is elektriciteit energie die opgewekt wordt door:
• Wrijving
• Warmte
• Scheikundige of magnetische inductie
Welke soorten elektriciteit?
Om een elektrische stroom te creëren is spanning nodig. Een gelijkspanningsbron levert altijd
gelijkstroom: het is een accu.
Stroom die voortdurend heen en weer stroomt en dus voortdurend wisselt van polariteit, is
wisselstroom. De stroom die elektriciteitsleveranciers aan huis leveren, is wisselstroom. Deze stroom
kan opgewekt worden in een elektriciteitscentrale of met behulp van windmolens.
Spanning
De grootheid elektrische spanning wordt in het SI eenheidsstelsel gemeten in volt. Deze eenheid is
genoemd naar Alessandro Volta. Onder andere voor de eenheid van spanning, volt, zijn decimale
toevoegsels nodig, omdat de grootte van elektrische spanningen erg grote verschillen kan vertonen.
Er zijn 2 soorten spanning, gelijkspanning en
wisselspanning.
Gelijkspanning wordt veel gebruikt in
toepassingen waar een relatief lage stroom
voldoende energie levert. Deze spanning kan
geleverd worden via een accu. De afkorting voor
gelijkspanning is DC (direct current).
Bij een tractor wordt enkel gelijkspanning gebruikt om de verschillende componenten te sturen. Het
instrumentenpaneel, de verlichting en de motorsturing werken op gelijkspanning.
De alternator die op de motor gemonteerd is, levert de nodige spanning. De verschillende
componenten worden via de accu gevoed.
Wisselspanning is geschikter dan gelijkspanning om elektrische energie over een lange
afstand te transporteren. De afkorting voor wisselspanning is AC (alternating current).
Meestal verandert de wisselstroom in 2/100 van een seconde van richting. In één seconde verandert
de stroom in dat geval dus 50 keer van richting. Het aantal keer dat de wisselstroom per seconde van
richting verandert, is de frequentie. In Europa bedraagt de netfrequentie 50 Hz.
1
,Opwekken van spanning
Elektrische spanning wordt opgewekt:
• Door scheikundige werking
• Door elektromagnetisme
• Door mechanische kracht
• Door zonnecellen
Scheikundige werking
Als je een koperen en een zinken plaat in een elektrolyt (meestal een zuur) onderdompelt, ontstaat
er spanning aan de platen. Alle accu’s werken volgens dit principe.
Elektromagnetisme
Als je een geleider (een koperdraad) beweegt in een magnetisch veld, wordt er een elektrische
stroom opgewekt in de geleider.
Mechanische kracht wordt opgewekt door het piëzoelektrische effect. Dat is een verschijnsel waarbij
kristallen van bepaalde materialen een elektrische spanning produceren onder invloed van druk (bv.
buiging) en omgekeerd ook vervormen wanneer er een elektrische spanning op wordt aangelegd.
Het wordt o.a. toegepast bij elektrische gasaanstekers, verouderde pick-upelementen, druktoetsen
in elektronische apparatuur en om inkt in een inkjetprinter te spuiten.
Zonnecellen zetten licht rechtstreeks om in elektriciteit. Ze worden aan elkaar geschakeld tot
modules, die op hun beurt stroom leveren aan batterijen of via omvormers aan het net.
Meten van spanning
Het is vrij eenvoudig om de spanning over een verbruiker te meten: je moet gewoon de
spanning meten tussen de twee draden die aankomen bij de verbruiker. Daarvoor
moet je de meter dus in parallel schakelen.
Multimeter spanning meten
𝑉̃ = Wisselspanning meten
⃛
𝑉̅ = Gelijkspanning meten
Gelijkspanning met 𝑉̃ meten: 0 V
Aansluiting multimeter
Com: altijd nodig = minkant/uitgang
V: nog = pluskant/ingang
2
,Stroomsterkte
De elektrische stroomsterkte is de hoeveelheid elektriciteit die door een elektrische leiding vloeit
gedurende een bepaalde tijdseenheid. Hoe meer elektronen per seconde worden verplaatst, hoe
meer elektriciteit per seconde door de leiding stroomt en hoe sterker de elektrische stroom is.
De eenheid van elektrische stroom is ampère, ook wel Amperage genoemd. Het symbool I is afgeleid
van het Franse woord intensité. De eenheid ampère is genoemd naar de Franse natuurkundige
Andre-Marie Ampère. Een stroom heeft een sterkte van 1 A als er in 1 seconde 6,3 triljoen
elektronen verplaatst worden.
Meten van stroom: Stroom meet je door de verbruiker en schakel de
amperemeter in serie.
Multimeter stroom meten
𝐴 ̃ = Wisselstroom meten
𝐴 ⃛ ̅ = Gelijkstroom meten
Aansluiting multimeter
Com: altijd nodig = minkant/uitgang
A: nog = pluskant/ingang
Polariteit
• Tekens:
o Bij een positieve klem: + (plusteken)
o Bij een negatieve klem: - (minteken)
• Kleuren:
o Rood voor een positieve klem
o Zwart of blauw voor een negatieve klem
• Grootte:
o De positieve accuklem is altijd de grootste klem.
o De negatieve accuklem is altijd de kleinste klem.
Serieschakeling
Sluit de minpool van de eerste accu aan op de
pluspool van de tweede accu. De spanning tussen
de pluspool van de eerste accu en de minpool van
de tweede accu bedraagt 24 V.
3
, Rv = R1 + R2 + R3 + ..
Parallelschakeling
De pluspool van de eerste accu wordt op de pluspool van de tweede accu aangesloten en de minpool
van de eerste accu op de minpool van de tweede accu. De positieve en negatieve polen hebben een
spanning van 12 V.
𝟏 𝟏 𝟏 𝟏
= + + +⋯
𝑹𝒗 𝑹𝟏 𝑹𝟐 𝑹𝟑
Elektriciteit beveiliging: veiligheidsklassen
4
Hoofdstuk 1: Basiselektriciteit in de automatisering
Definitie:
Wat is elektriciteit? De term elektriciteit is genoemd naar het Griekse woord voor barnsteen,
elektron. Je kan namelijk statische elektriciteit opwekken door met een stuk barnsteen over een
wollen lap te wrijven.
In strikte zin is elektriciteit energie die opgewekt wordt door:
• Wrijving
• Warmte
• Scheikundige of magnetische inductie
Welke soorten elektriciteit?
Om een elektrische stroom te creëren is spanning nodig. Een gelijkspanningsbron levert altijd
gelijkstroom: het is een accu.
Stroom die voortdurend heen en weer stroomt en dus voortdurend wisselt van polariteit, is
wisselstroom. De stroom die elektriciteitsleveranciers aan huis leveren, is wisselstroom. Deze stroom
kan opgewekt worden in een elektriciteitscentrale of met behulp van windmolens.
Spanning
De grootheid elektrische spanning wordt in het SI eenheidsstelsel gemeten in volt. Deze eenheid is
genoemd naar Alessandro Volta. Onder andere voor de eenheid van spanning, volt, zijn decimale
toevoegsels nodig, omdat de grootte van elektrische spanningen erg grote verschillen kan vertonen.
Er zijn 2 soorten spanning, gelijkspanning en
wisselspanning.
Gelijkspanning wordt veel gebruikt in
toepassingen waar een relatief lage stroom
voldoende energie levert. Deze spanning kan
geleverd worden via een accu. De afkorting voor
gelijkspanning is DC (direct current).
Bij een tractor wordt enkel gelijkspanning gebruikt om de verschillende componenten te sturen. Het
instrumentenpaneel, de verlichting en de motorsturing werken op gelijkspanning.
De alternator die op de motor gemonteerd is, levert de nodige spanning. De verschillende
componenten worden via de accu gevoed.
Wisselspanning is geschikter dan gelijkspanning om elektrische energie over een lange
afstand te transporteren. De afkorting voor wisselspanning is AC (alternating current).
Meestal verandert de wisselstroom in 2/100 van een seconde van richting. In één seconde verandert
de stroom in dat geval dus 50 keer van richting. Het aantal keer dat de wisselstroom per seconde van
richting verandert, is de frequentie. In Europa bedraagt de netfrequentie 50 Hz.
1
,Opwekken van spanning
Elektrische spanning wordt opgewekt:
• Door scheikundige werking
• Door elektromagnetisme
• Door mechanische kracht
• Door zonnecellen
Scheikundige werking
Als je een koperen en een zinken plaat in een elektrolyt (meestal een zuur) onderdompelt, ontstaat
er spanning aan de platen. Alle accu’s werken volgens dit principe.
Elektromagnetisme
Als je een geleider (een koperdraad) beweegt in een magnetisch veld, wordt er een elektrische
stroom opgewekt in de geleider.
Mechanische kracht wordt opgewekt door het piëzoelektrische effect. Dat is een verschijnsel waarbij
kristallen van bepaalde materialen een elektrische spanning produceren onder invloed van druk (bv.
buiging) en omgekeerd ook vervormen wanneer er een elektrische spanning op wordt aangelegd.
Het wordt o.a. toegepast bij elektrische gasaanstekers, verouderde pick-upelementen, druktoetsen
in elektronische apparatuur en om inkt in een inkjetprinter te spuiten.
Zonnecellen zetten licht rechtstreeks om in elektriciteit. Ze worden aan elkaar geschakeld tot
modules, die op hun beurt stroom leveren aan batterijen of via omvormers aan het net.
Meten van spanning
Het is vrij eenvoudig om de spanning over een verbruiker te meten: je moet gewoon de
spanning meten tussen de twee draden die aankomen bij de verbruiker. Daarvoor
moet je de meter dus in parallel schakelen.
Multimeter spanning meten
𝑉̃ = Wisselspanning meten
⃛
𝑉̅ = Gelijkspanning meten
Gelijkspanning met 𝑉̃ meten: 0 V
Aansluiting multimeter
Com: altijd nodig = minkant/uitgang
V: nog = pluskant/ingang
2
,Stroomsterkte
De elektrische stroomsterkte is de hoeveelheid elektriciteit die door een elektrische leiding vloeit
gedurende een bepaalde tijdseenheid. Hoe meer elektronen per seconde worden verplaatst, hoe
meer elektriciteit per seconde door de leiding stroomt en hoe sterker de elektrische stroom is.
De eenheid van elektrische stroom is ampère, ook wel Amperage genoemd. Het symbool I is afgeleid
van het Franse woord intensité. De eenheid ampère is genoemd naar de Franse natuurkundige
Andre-Marie Ampère. Een stroom heeft een sterkte van 1 A als er in 1 seconde 6,3 triljoen
elektronen verplaatst worden.
Meten van stroom: Stroom meet je door de verbruiker en schakel de
amperemeter in serie.
Multimeter stroom meten
𝐴 ̃ = Wisselstroom meten
𝐴 ⃛ ̅ = Gelijkstroom meten
Aansluiting multimeter
Com: altijd nodig = minkant/uitgang
A: nog = pluskant/ingang
Polariteit
• Tekens:
o Bij een positieve klem: + (plusteken)
o Bij een negatieve klem: - (minteken)
• Kleuren:
o Rood voor een positieve klem
o Zwart of blauw voor een negatieve klem
• Grootte:
o De positieve accuklem is altijd de grootste klem.
o De negatieve accuklem is altijd de kleinste klem.
Serieschakeling
Sluit de minpool van de eerste accu aan op de
pluspool van de tweede accu. De spanning tussen
de pluspool van de eerste accu en de minpool van
de tweede accu bedraagt 24 V.
3
, Rv = R1 + R2 + R3 + ..
Parallelschakeling
De pluspool van de eerste accu wordt op de pluspool van de tweede accu aangesloten en de minpool
van de eerste accu op de minpool van de tweede accu. De positieve en negatieve polen hebben een
spanning van 12 V.
𝟏 𝟏 𝟏 𝟏
= + + +⋯
𝑹𝒗 𝑹𝟏 𝑹𝟐 𝑹𝟑
Elektriciteit beveiliging: veiligheidsklassen
4
