H2: Condensatoren

H2: Condensatoren:
Opbouw:
Condensator = passieve component bestaande uit 2 geleiders (platen) met een
isolator/diëlectricum(lucht, papier, kunststoffen) tussen.
Opgelet: 2 draden/printbanen kort naast elkaar is ook een condensator (Parasitaire Condensator)
Symbolen:
Definitie:
Condensator is in staat om hoeveelheid energie te bevatten.
Kan een lading (Q) opslaan door er gedurende een bepaalde tijd (t) stroom (I) door te laten
vloeien. (Q=I*t).
Verband tussen lading en spanning wordt aangegeven door de capaciteit ( C )
Eenheid Capaciteit:
Eenheid van Capaciteit is Farad (F).
Gelijkstroom gedrag:
De korte stroomimpuls die bij het inschakelen ontstaat is na 5 voorbij.
Verder vloeit er bij een gelijkspanning geen stroom meer door de condensator, omdat de polariteit
niet veranderd en de elektronen dus altijd tegen dezelfde plaat van de condensator komen tot de
condensator opgeladen is.
Voorbeeld: als R= 1k , en C = 10nF => da n is = 1*10^3 * 10*10^-9 = 10microsecond.
Wisselstroom gedrag:
Bij een wisselspanning vloeit er wel spanning] door de condensator. Bij wisselspanning kan de
condensator telkens na de topwaardes beginnen ontladen. Bij dat ontladen gaat de ampèremeter
uitslagen. (Hoe hoger de frequentie, hoe sneller hij zal uitslagen). Een condensator is een
wisselstroomweerstand.
Opmerkingen:
- een condensator moet altijd ontladen worden wanneer deze voor een andere toepassing gebruikt
gaat worden.
Aangeven van de capaciteitswaarde
Bij elektrolytische condensatoren:
(mits verkeerd gepolariseerd kan de elektrolytische condensator ontploffen)
Met cijfers en letters
3-cijfercodering
Bij kleine keramische schijfcondensators wordt wegens plaatsgebrek alleen de capaciteitswaarde
aangegeven in de vorm van een cijfercode die bestaat uit drie cijfers.
De linkse twee cijfers geven het basisgetal van de capaciteitswaarde aan, het derde cijfer is de
vermenigvuldiger onder de vorm van een macht van tien en het resultaat heeft de pF als basis.
Voorbeeld: 104 => 10 x 104 pF = 100 000 pF = 0,1 F
Schakelen van condensatoren
Serieschakeling
Door de condensatoren loopt overal dezelfde stroom en bijgevolg worden ze allen opgeladen tot
dezelfde lading Q. → Q = C1.U1 = C2.U2 = … = Cn.Un
Cs = totale vervangcapaciteit:
1/Cs = 1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn
Voor 2 condensatoren geldt ook: Cs = (C1.C2)/ (C1+C2)
Parallelschakeling
Spanning over de condensatoren is gelijk, de lading hoeft echter niet gelijk te zijn daar er
verschillende stromen in de parallel takken kunnen lopen.
Cp = totale vervangcapaciteit:
Cp = C1 + C2 + … + Cn
H3: Spoelen
Een spoel is een geleider die op een kunststoffen spoelvorm gewikkeld is.
In die spoelvorm kan eventueel een weekijzeren kern geschoven worden.
Opmerking: Licht opgerolde snoeren of gekrulde printbanen kunnen in sommige gevallen ook een
zekere “spoelwerking” hebben.
Symbolen
Gelijk- en wisselstroomgedrag
Als er door een spoel een elektrische stroom vloeit wordt er steeds een magnetisch veld
opgewekt.
Dit is magnetische energie.
gelijkspanning: Hierbij gedraagt de spoel zich als een elektromagneet. een spoel zal deze stroom
niet tegenhouden maar gewoon geleiden.
Als er toch een stroomval is, hebben we of met wisselspanning te maken of met gelijkspanning
met steeds veranderende momentele waarde. Hier zal de spoel de magnetische energie gebruiken
om de stroom in stand te houden, een spoel houdt niet van veranderingen. Magnetische energie
wordt omgezet in spanning = inductiespanning en komt over de spoel te staan.
Zelfinductiecoëfficiënt (L) =verhouding tussen spanningsval over de spoel en stroomverandering
per tijdseenheid.
- is te vergelijken met de capaciteit van een condensator.
- afhankelijk van o.a. het aantal wikkelingen, diameter, gebruikte
geleider, al dan niet aanwezig zijn van een kern, …
- hoe groter de L en/of hoe sneller de stroom door de spoel vloeit,
hoe groter de geïnduceerde spanning over de spoel.
Wisselspanning:
veroorzaakt inductiespanning, de spanningsval vergroot naarmate de
frequentie stijgt. Ze gedraagt zich als weerstand voor wisselspanningen.
Spoelen houden hoogfrequentiesignalen dus tegen in tegenstelling
tot condensatoren die deze juist doorlaten.
Wet van Lenz:
(minteken duidt op faseverschuiving van 180° v.d.
inductiespanning t.o.v. de bronspanning)
Eenheid van zelfinductie
Eenheid = Henry (H) (vooral in mH of uH)
Schakelen van spoelen
Als de magnetische velden elkaar niet te veel beïnvloeden gelden dezelfde wetten als bij
weerstanden.
Serieschakeling van spoelen
L s = L 1+ L 2 + … + L n
parallelschakeling van spoelen
2 spoelen in parallel:
Bij grote spoelen wordt de waarde van de zelfinductiecoëfficiënt op het
spoellichaam gedrukt, bij kleinere spoelen bestaat er een kleurcode die dezelfde is
als bij weerstanden, de eenheid is dan uH
Deel 3 H3 transistor
is actieve halfgeleidercomponent die gebruikt wordt om te schakelen en te versterken.
doperen= halfgeleidermateriaal zoals silicium heeft niet de juiste eigenschappen om er een
component van te maken daarom voegen ze een klein beetje van een andere stof toe.
-twee soorten: N en P typen.
-hoe meer vreemde stof, hoe beter de geleidbaarheid wordt.
-emitter is zeer sterk gedopeerd (zeer goed geleidbaar)
Een diode heeft 2 lagen anode/kathode, transistor heeft er 3 (NPN en PNP). De lagen worden ook
emitter(e), basis (b) en collector (c) genoemd.
Werking:
Voor de werking gebruiken we de NPN-transistor, voor PNP moet de polariteit omgedraaid
worden.
Emitter - basisdiode, voorwaarts aangesloten:
Zodra een spanning minstens even groot als de drempelspanning over de be-diode staat, is ze in
geleiding.Er vloeit dan een voorwaartste stroom die zeer sneltoeneemt met stijgende Ube
Bij een transistor wordt dit de emitterstroom genoemd: Ie (mA).
collector - basisdiode, invers aangesloten
bc-diode is in sper. voorwaartse stroom is gelijk aan nul. Doch is er nog steeds een kleine
lekstroom die bepaald wordt door de temperatuur v.d. transistor.
Icbo = lekstroom van collector naar basis (nA)
Beide spanningen tegelijkertijd aangesloten
afkortingen:
Ie=emitterstroom (ordegrootte mA)
Icbo= inverse lekstroom (stroompje van collector naar basis) (enkele nano ampėre)(verdubbelt per
10°C)
statische stroomversterkingsfactor= alpha of hfb
formules:
collector stroom: alpha=Ic/Ie
H4 fundamentele transistor schakelingen:
Heeft 4 aansluitingen 2voor in en 2 voor uit. Er wordt telkens 1 klem gemeenschappelijk
genomen. Op die manier zouden er 6verschillende schakelingen kunnen ontstaan.
G.B.S=gemeenschappelijke Basisschakeling (alpha) U=+ en I=G.E.S= gemeenschappelijke Emitterschakeling (beta) I,U,P=+
G.C.S= gemeenschappelijke Collectorschakeling (gamma) I=+ en U=-
Formules
Gezocht
Stroomversterkingsfactor
Ic
Ie
Lekstroom
G.B.S.
G.E.S.
of