Elektrotechniek Open leerpakket weerstanden Openleerpakket Weerstanden Dit pakket vormt de Open Leertaak voor week 4 en 5 van Projectperiode 1. Dit pakket

ElektrotechniekElektrotechniek

Open Open leerpakket leerpakket

weerstandenweerstanden

Openleerpakket weerstanden

Openleerpakket Weerstanden

Dit pakket vormt de Open Leertaak voor week 4 en 5 van Projectperiode 1. Dit pakket kan je helemaal zelfstandig uitvoeren. Je kunt het het beste als volgt doen:

1. Neem eerst dit openleerpakket door, samen met de opdrachten

2. Als het nog niet helemaal duidelijk is doe het dan nog een keer.

3. Daarna mag je twee proeftoetsen maken.KleurkoderingWarmte ontwikkeling in weerstanden.

Als je nog meer informatie wilt hebben is kan ook het boek Elektrotechniek 1 MK van blz. 100 t/m110 gebruikt worden.


Inleiding weerstandenWeerstanden worden in de elektrotechniek veel toegepast. Ze worden

onder andere gebruikt als:

Serieweerstand :Als in serie met het toestel of de verbruiker een weerstand is aangesloten zal er tengevolge van de stroomdoorgang een spanningsval over de serieweerstand gaan staan zodat er een lagere spanning over het toestel komt te staan.

Praktisch voorbeeld van een serieweerstand: Voorschakelweerstand van een LED die op 12V gelijkspanning wordt aan gesloten.

Shuntweerstand :Als parallel aan een toestel een weerstand zal een deel van de stroom door de shuntweerstand gaan zodat stroombegrenzing kan worden bereikt.

Praktisch voorbeeld van een shuntweerstand: Shunt van een draaispoelmeter die gelijkstromen van 300mA kan meten


Vervolg inleiding weerstanden

Terugkoppelelement:Als vanuit de uitgang van een versterker een weerstand wordt aangesloten naar het ingangscircuit, dan kan de ingang “zien” wat de uitgang doet. Op deze manier kun je de versterking gaan regelen.

Praktisch voorbeeld van een terugkoppelweerstand: Een terugkoppelweerstand van een versterkerschakeling opgebouwd met operationele versterkers.

Spanningsdeler:Als meerdere weerstanden in serie geschakeld staan ontstaan over de afzonderlijke weerstanden deelspanningen

Praktisch voorbeeld van een spanningsdeler: Een voltmeter die 1 , 3 en 10 Volt kan meten.


Indeling naar Indeling naar weerstand weerstand

eigenschappeneigenschappenWeerstanden

Vast Regelbaar

Instelbaar ContinueVariabel

Geijkt Normaal


Indeling naar Indeling naar weerstand weerstand

eigenschappeneigenschappen• Een geijkte weerstand is een weerstand die

voor kalibratie van meetapparatuur gebruikt.• Normale weerstanden worden algemeen

toegepast naast andere componenten op prints.

• Bij een instelbare weerstand wordt de weerstandswaarde eenmalig afgeregeld.

• Bij een continue variabele weerstand wordt de weerstandswaarde vaak opnieuw verdraaid.


Kleurcodering op weerstanden

Als je een weerstand bekijkt hebben ze meestal verschillende kleurringen

Alle kleurringen samen vormen de kleurcodering. hierover is een beschermlak aangebracht zodat de kleuren niet kunnen vervagen.

De kleurcode verteld de waarde die de weerstand heeft, zo kan je dus aan de kleurcodering zien wat de weerstandswaarde is.

In de kleurcodering bestaat een kleurvolgorde om zo de kleuren om te zetten naar cijfers. Dit is met een ezelsbruggetje te onthouden.


Ezelsbruggetje van de kleurvolgorde:

Zij Bracht Rozen Op Gerrit’s Graf Bij Vies Grijs Weer

Leer dit zinnetje uit je hoofd omdat je het nog vaak nodig zult gaan hebben.


Vervolg ezelsbruggetje van de kleurvolgorde

Woord Zij Bracht Rozen Op

Kleur Zwart Bruin Rood Oranje

Cijfer 0 1 2 3

Woord Gerrit’s Graf Bij

Kleur Geel Groen Blauw

Cijfer 4 5 6

Woord Vies Grijs Weer

Kleur Violet Grijs Wit

Cijfer 7 8 9


Uitvoeringsvormen weerstanden

Weerstanden zonder kleurcoderingHierbij worden geen ringen gebruikt maar wordt de

weerstandswaarde er direct numeriek op gestempeld, omdat er onvoldoende ruimte op de weerstand aanwezig is. Onderstaande SMD illustratie verduidelijk een en ander.



Weerstanden met kleurcoderingKleurcodering met vier kleurringen

Deze codering wordt gebruikt voor normale weerstanden waarvan het weerstandsmateriaal bestaat uit een koolfilmlaagje



Weerstanden met kleurcoderingKleurcodering met vijf kleurringen

Deze codering wordt gebruikt voor nauwkeurige weerstanden; het weerstandsmateriaal bestaat uit metaalfilmlaagje


Functie van de ringen.

Weerstanden met vier ringen.De eerste twee ringen geven de eerste

twee getallen weerDe derde ring verteld ons hoeveel

nullen we er achter de twee cijfers moeten zetten.

De vierde ring is de tolerantie ring, maar daar straks meer over


Tekening Tekening voorbeeld Functie voorbeeld Functie

van de ringenvan de ringen

De eerste twee ringen staan voor de twee cijfers.

De derde ring geeft het aantal nullen weer.

De laatste ring is altijd de tolerantie ring.


Voorbeeld met vier ringen

Een weerstand heeft de volgende codering:

Ring #:kleur Functie Waarde

Ring 1:geel 1e getal 4

Ring 2:violet 2e getal 7

Ring 3: rood aantal nullen twee nullen

Ring 4:goud Tolerantie ± 5%

De weerstandswaarde is dus: 4700 ± 5%

In electrojargon is dit 4K7 ± 5%


Vervolg functie van Vervolg functie van de ringen.de ringen.

Weerstanden met vijf ringen.• De eerste drie ringen geven de eerste drie

getallen weer

• De vierde ring verteld ons hoeveel nullen we er achter de drie cijfers moeten zetten.

• De vijfde ring is de tolerantie ring, maar ook daar straks meer over


Tekening Tekening voorbeeld Functie voorbeeld Functie

van de ringenvan de ringen

De eerste ringen staan voor de drie cijfers.

De vierde ring geeft het aantal nullen weer.

De laatste ring is altijd de tolerantie ring.


Voorbeeld met vijf ringenEen weerstand heeft de volgende codering:

Ring #:kleur Functie Waarde

Ring 1:groen 1e getal 5

Ring 2:Blauw 2e getal 6

Ring 3: rood 3e getal 2

Ring 4:bruin aantal nullen 1

Ring 5: rood Tolerantie 2%

De weerstandswaarde is: 5620 2%

In electrojargon is dit 5K62 2%


De Tolerantie RingDe laatste ring is altijd de tolerantie ring

De regels hiervoor zijn als volgt:

• Kleur Tolerantie

• Bruin 1%

• Rood 2%

• Goud 5%

• Zilver 10%


Laagohmige weerstandenDe laagste weerstandswaarde die we tot nu toe weer kunnen geven

is met:

zwart, bruin zwart

0 1 0 = 1 Ohm

Als we nu weerstanden kleiner dan 1 Ohm willen aanduiden doen we dit als volgt:

Is de een na laatste ring zilver dan vermenigvuldigen we met 0,01.

Voor goud geldt een factor 0,1

In de praktijk worden laagohmige weerstanden vaak uitgevoerd als draadweerstanden. Het nadeel hiervan is dat ze niet inductie vrij zijn.


Notatie van weerstandswaarden

• De laagste weerstandswaarde die wordt verkocht is in de buurt van 0,1, de hoogste waarde is zo’n 100 M

• In elektrotechnische schema’s is er een vaste methode om weerstandswaarden weer te geven. Hierbij maken ze gebruik van 3 letters:

• R (soms wordt ook wel E gebruikt) geeft aan dat het eenheden zijn.

• K verteld ons dat het een aantal duizendtallen zijn; het getal moet dus met 1000 (Kilo) vermenigvuldigd worden.

• M Houdt in dat de weerstandswaarde met een factor miljoen (Mega) vermenigvuldigd moet worden.

• Als er in het getal een komma staat, wordt in plaats van de komma de letter gebruikt.

• Met de volgende voorbeelden wordt het bovenstaande je vast wel duidelijk.


Voorbeelden notatie van weerstandswaarden

• R (soms wordt ook wel E gebruikt) geeft aan dat het eenheden zijn.

• 47R komt overeen met 47 • 15E is hetzelfde als 15 • K verteld ons dat het een aantal duizendtallen zijn; het getal moet dus met 1000 (Kilo)

vermenigvuldigd worden.

• 39K is gelijk aan 39.000 • M Houdt in dat de weerstandswaarde met een factor miljoen (Mega) vermenigvuldigd

moet worden.

• 10M is dus 10 miljoen ohm• Als er in het getal een komma staat, wordt in plaats van de komma de letter gebruikt.

• 1E2 komt overeen met 1,2 • R33 is dus 0,33 • 1K8 is gelijk aan 1800 en 28K7 wordt dus 28700 • 26M1 staat voor 26.100.000


NTC-weerstandenNTC betekent Negatieve Temperatuur Coëfficiënt.

Negatieve Temperatuur omdat de weerstand daalt bij een temperatuur stijging.

Een Coëfficiënt is een vermenigvuldigings factor die aangeeft hoeveel de verandering is bij elke °C temperatuurverandering.

Omdat bij NTC’s de weerstand sterk verandert geldt de weerstandswaarde die de kleurcode aangeeft ook alleen maar bij een temperatuur van 25°C of 298K

In de elektrotechniek wordt dit aan geduid met R25

Verder hebben de NTC’s in principe dezelfde kleurcodering als gewone vaste weerstanden


NTC-weerstandenUitvoeringsvormen van NTC’s


NTC-weerstanden

T stijgt

R daalt

T

R


NTC-weerstanden• Toepassingen NTC-weerstanden:

– Temperatuurmeting in auto’s en in de industrie

– Temperatuur regelingen

– Vloeistofniveau-metingen


PTC-weerstandenPTC betekent Positieve Temperatuur

Coëfficiënt.

Positieve Temperatuur omdat de weerstand toeneemt bij een temperatuur stijging.

PTC’s hebben vaak een kleurband aan de top. In een handboek kun je dan opzoeken wat de eigenschappen van het component zijn.


PTC-weerstanden


Weerstandwaarde reeksen

Omdat het onmogelijk is om alle weerstandswaarden te maken zijn er kwaliteitsseries (kwaliteitreeksen) gemaakt.

Het is eenvoudig in te zien dat als de reeks langer wordt de tolerantie lager wordt.

Die waarden zitten altijd in een zogenaamde E-reeks, het getal achter de E geeft aan hoeveel weerstanden er in een reeks zitten als de weerstandswaarde tien maal zo hoog wordt. Dit noemen we een decade (deca betekend immers tien!)

Zo zit er in één decade van de E6-reeks bijvoorbeeld: 10 15 22 33 47 68

Vraag: Hoe komen ze nu aan deze getallen? Dat zit zo: je moet een getal vinden dat 10 oplevert als je het 6 maal met zichzelf vermenigvuldigt dat getal is ongeveer 1,47.


Opdracht reeksen

Oefening: start internet op en ga naar:http://www.passives.comp.Philips.com en

zoek de E-reeksen op.Dit is overgenomen uit een IEC publicatie

welke is dat?Welke reeksen staan hier op deze site

afgebeeld?


Dissipatie• Dissiperen is een duur woord voor omzetten in

warmte• Wanneer een weerstand teveel moet dissiperen zal

deze na een tijdje in rook opgaan.• Om dit te voorkomen is het goed om van weerstanden

twee dingen te kunnen berekenen:– De maximale stroom die door de weerstand mag

vloeien; de maximale stroomgang

– En de maximale spanning die over de weerstand mag staan; de maximale weerstandsspanning.


Vervolg Dissipatie• Hoe groter de het formaat van de weerstand is, des te meer

kan deze dissiperen.

• Onderstaand illustratie geeft de maten (in inch) weer als bij verschillende vermogens.


Afleiding van formule voor maximale

stroomdoorgang• Het vermogen wat door en weerstand wordt

gedissipeert is het product van spanning en stroom in formulevorm:

• P = U • I

• Volgens de wet van ohm is de spanning over een weerstand de stroomdoorgang vemenigvuldigt met de weerstand.

• U = I • R


Vervolg van de Afleiding van de

formule• Nu kunnen we de ene formule ook gaan

substitueren (in gaan vullen) in de andere.

• P = U • I (1)

• U = I • R (2)

• Bij formule (1) gebruiken we in plaats van de spanning U formule (2) zodat:

• P = I • R • I = I2 • R


Voorbeeld van stroomberekening

dissipatie• In een datascheet staat bijvoorbeeld dat de maximale dissipatie 350 mW bedraagt.

• Vraag: wat is de maximale stroomdoorgang als de weerstandswaarde 47 is.

• Oplossing: P = I2 • R. Gegeven is dat P = 350 mW = 0,35 W en dat R = 47 dus:

• 0,35 = I2 • 47 (Beide kanten door 47 delen:)

• 0,00745 = I2 (Beide kanten worteltrekken)

• I = 0,0863 A = 86,3 mA


Afleiding van formule voor

maximale weerstandsspanning• Het vermogen wat door en weerstand wordt

gedissipeert is het product van spanning en stroom in formulevorm:

• P = U • I

• Volgens de wet van ohm is de stroom door een weerstand de spanning gedeeld door de weerstand.

• I = U / R


Vervolg van de Afleiding van de

formule• Nu kunnen we de ene formule ook

substitueren (in gaan vullen) in de andere

• P = U • I (1)

• I = U / R (2)

• Bij formule (1) gebruiken we in plaats van de stroom I formule (2) zodat:

• P = U • U / R = U2 / R


Voorbeeld van spanningsberekening

dissipatie• In een datascheet staat bijvoorbeeld dat de maximale

dissipatie 550 mW bedraagt.

• Vraag: wat is de maximale stroomdoorgang als de weerstandswaarde 390 is.

• Oplossing gebruik formule: P = U2 / R. • Gegeven is dat P = 550 mW = 0,55 W en dat R = 390

• dus: 0,55 = U2 / 390• Daarna beide kanten met 390 vermenigvuldigen:

• 214,5 = U2 (Beide kanten worteltrekken)

• U = 14,65 V

Documents

Elektrotechniek Open leerpakket weerstanden Openleerpakket Weerstanden Dit pakket vormt de Open Leertaak voor week 4 en 5 van Projectperiode 1. Dit pakket