ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1983-03 issue november [PDF]

Zitiervorschau

IL' mini - versterker belichtingsmeter zuinige zaklamp weerstandsdekade wind als energiebron

I e jaargang nr. 3 - november 1983 ISSN 0167-7349

Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-74200, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 1 2 1 , 6 1 9 0 AC Beek (L) Kantoortijden: 8-30 - 12.00 en 12.45 - 16.15 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13a, Beek (L)

Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.

Auteursrecht: De auteursrechtelijke bescherming van Elex strekt zich mede uit t o t de illustraties met inbegrip van de printed circuits, evenals t o t de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 Rljksoktroolwet mogen de in Elex opgenomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden, Indien de uitgeefster een ingezonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewerken; de uitgeefster is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en aktiviteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke vergoeding.

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag G m b H , 5133 Gangelt. ® U itgeversmaatschappij Elektuur B.V. - 1983 Printed in the Netherlands

9

Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

Hoofd redakteur: P.V. Holmes Chef redaktle: E.J.A. Krempelsauer Chef ontwerp: K.S.M. Walraven Redaktle Nederland: P.E.L. Kersemakers (hoofd landgroep), J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, I. Gombos, M.J. Wijffels

Uit de inhoud:

Lichtdimmers in huis zijn geen ongewone verscinijning, maar op een zaklamp hebben we er nog nooit eentje gezien. De handige hobbyist pakt zijn soldeerbout en maakt zélf iets. Kunnen de batterij kosten wat gedrukt worden. zuinig zaklampje biz. 14

Redaktle buitenland: A. Schommers, R.Ph. Krings Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.P. Wijnen Vormgeving: C. Sinke Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs jaarabonnement Nederland België buitenland f 39,50 Bfrs. 780 f 5 4 , — Een abonnement loopt van januari t o t en met december en kan elk gewenst moment ingaan. Bij opgave in de loop van het kalenderjaar w o r d t uiteraard slechts een deel van de abonnementsprijs berekend. Bij abonnementen die Ingaan per het oktober-, november- of decembernummer wordt tevens het volgende kalenderjaar In rekening gebracht. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart In d i t blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt). Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: C. Sinke, F.P.M, van Roy (advertenties) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag. Prijslijst nr. 1 is van toepassing. Korrespondentie: In linker bovenhoek vermelden: TV technische vragen LP lezerspost HR hoofdredaktie AW adreswijzigingen ADV advertenties ABO abonnementen RS redaktiesekretariaat

Al erg lang geleden is men op het idee gekomen om de stijve bries die doelloos over de vlakte jakkerde een nuttigere taak toe de bedelen. Met moderne technieken kan d i t verbeterd en geperfektioneerd worden. Hoewel, aan zo'n "simpel molentje" zitten nog heel wat haken en ogen. techniek aktueel: windenergie bIz. 30

De losse belichtingsmeter behoort nog bij veel amateurfotografen t o t de standaard uitrusting. Een modern koncept: onze belichtingsmeter gebruikt in plaats van een CdS-cel een fotodiode voor het meten van de lichtsterkte en lichtgevende dioden in plaats van een wijzer voor de uitiezing. elektronische belichtingsmeter bIz. 38

Geen enkel ander appnraat biedt zoveel mogelijkheden voor relatief weinig geld als de multimeter. Maar door het grote aanbod is het maken van een keuze niet eenvoudig. Daarom geven we aan waar op gelet moet worden bij de aanschaf en verkennen we de markt in vogelvlucht. onder de loep: multimeters bIz. 34

elextra

11-04

komponenten

11-53

zelfbouwprojekten knipperende zekeringdoorsmeltindikator 11-11 Het doorsmelten van een zekering in een apparaat uit zich in de regel als een domweg stilzwijgen. Dit simpele schakelingetje geeft met een knipperlampje een beleefde melding. zuinig zaklampje 11-14 Een dimmer om de lichtsterkte traploos te regelen en batterijkosten te verlagen. mini-versterker 11-22 Een eindversterker die een bescheiden vermogen levert (max. 10 W), maar wel geluid van hifi-kwaliteit. antennesplitser voor twee televisies Twee TV's op één antenne-aansluiting.

11-26

elektronische belichtingsmeter Handige schakeling voor amateurfotografen.

11-38

weerstandsdekade met vijf trappen 11-42 Een weerstandsdekade is een nauwkeurige weerstand die met schakelaars in stappen instelbaar is. zelfdenkend parkeerlicht 11-44 Om te voorkomen dat het parkeerlicht langer brandt dan nodig is. Een schakelingdie reageert opduisternis. multi-dimensionele balansregelaar 11-51 Een balansregelaar voor stereo-installaties met vier luidsprekers.

informatie, praktische tips elektronica netjes verpakt Eenvoudige kastjes, zelf gemaakt.

11-20

ohm "Weerstand" kan verschillende betekenissen hebben.

11-25

11-27 genormaliseerde weerstanden Over de E-12 reeks, die als norm geldt voor weerstand swaarden. techniek aktueel windenergie

11-30

kaleidoskoop . .

11-33

onder de loep . multimeters

11-34

R1/R2-kombinaties 11-36 Twee tabellen om zonder rekenarij parallelschakelingen en spanningsdelers door te lichten. nog een tip Twee handigheidjes bij het werken met gaatjesprint.

11-47

nieuwe produkten

11-52

kleurkode voor weerstandswaarden Een afscheurbare flap om boven de werktafel hangen.

te

grondbeginselen hoe zit dat: weerstanden

11-10

11-12 de wet van Ohm Kleine proefjes om deze grondregel van de elektronica de doorvorsen. weerstandsbrug 11-16 Een klassieke schakeling voor nauwkeurige vergelijkingsmetingen. meetkunde, deel 2 Onderdelen testen met een multimeter.

11-17

gedeelde spanning

11-28

DIGI-taal lessen in enen en nullen deel 3: nog meer poortschakelingen

, 11-48

bij de Noorpagino; Weerstand is het tema van dit nummer. In de elektronica zijn weerstanden veel gebruikte onderdelen, maar die elektronica zelf roept ook weerstand op. Weerstand bij vele elektronica-leken of mensen die, om welke reden dan ook, tegen de elektronica gekant zijn. Misschien dat die protesten verstommen als ze de op de voorplaat afgebeelde mini-versterker horen.

o u

Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-Schakelingen en over wat Elex nog méér voor de lezer betekenen kan.

Schema's

Weerstanden:

3k9 = 3,9 k n = 3900 a SMS = 6,8 M n = 6 8 0 0 0 0 0 ï l

01233 = 0,33 n Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4 M 7 = 4,7 M F = 0,000 0047 F

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets nog niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 1 2 1 , 6190 AC Beek (L>. — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus / 2 7 " w o r d e n interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet " L P " op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelen handelaar.

iKEDERLANOi

Er zijn speciale Elex-printen voor o n t w i k k e l d , in drie formaten :

Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (DIN.NEN). De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten z i j n o p z ' n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en D I N gebruikelijke tekens " & " , "> 1 " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar èn blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmetoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz w i l zeggen: 10 7 0 0 0 0 0 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

Meetwaarden Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van

20 kn/V. Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen.

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: = (pico) = 1 0 " ' ^ =een miljoenste van een miljoenste n =(nano) =iri~9 10" • een miljardste

Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4 : 16 cm x 10 cm (Europa-formaat) Elex-printen zijn goedkoper dan printen die speciaal en uitsluitend voor een bepaalde schakeling zijn o n t w i k k e l d . Als je zorgt steeds een paar Elexprintjes in voorraad te hebben, kun je bij het verschijnen van een nieuw nummer altijd meteen met bouwen beginnen. Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. Vaste doorverbindingen zoals de koperbanen van Elex-printen staan er echter niet op. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen. Tip: Plaats alvorens te solderen alle onderdelen, aansluitpennen en eventuele extra doorverbindingen (draadbruggen) op de print. Kontroleer alles aan de hand van de plattegrond. Soldeer pas indien alles in orde is bevonden.

p

jfostbH» 121 |6l90 m

Be«k ( L |

miljoenste m =(milli) duizendste k =(kilo) M =(Mega) G =(Giga)

=10"^

=een

= 10^ = 10* = 10'

= duizend = miljoen - miljard

Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma, maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden:

Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaardonderdelen, die goed verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt. De werkspanning van folie-kondensatoren moet minstens 20%

hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven.

OpAmp 741

indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien, in schema's en onderdelenlijsten w o r d t uitsluitend het gemeenschappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weergegeven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 7 4 1 , k o m t in de volgende "gedaanten" voor: M A 7 4 1 , LM 7 4 1 , MC 7 4 1 , RM 7 4 1 , SN 7 2 7 4 1 , enzovoorts. Elex-omschrijving: 7 4 1 . Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 è 30 wattsoldeerbout met een rechte 2 m m brede " l o n g l i f e " punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeerwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alie onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeert i n toe. Het t i n moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 è2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluit-

draad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draadi 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen t i n met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het t i n . De litze " z u i g t " het t i n nu op. 10.Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeergeschikt als oefenmateriaal.

Foutzoeken Doet de schakeling het niet meteen? Geen paniek! Nagenoeg alle fouten zijn snel op te sporen bij een systematisch onderzoek. Kontroleer allereerst de opgebouwde schakeling: — Zitten de juiste onderdelen op de juiste plaats? Kijk of de onderdelenwaarden en typenummers kloppen. — Zitten de onderdelen niet verkeerd om? Zijn de voedingsspanningsaansluitingen niet verwisseld? — Zijn de aansluitingen van halfgeleiders korrekt? Heeft u de onderdelenplattegrond misschien opgevat als het onderaanzicht van de schakeling, in plaats van het boven-aanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig. Voel eventueel de aansluitdraden met een pincet aan de tand. Omdat men fouten die men zelf gemaakt heeft nu eenmaal gemakkelijk over het hoofd ziet, verdient het aanbeveling om iemand anders ook eens naar de opgebouwde schakeling te laten kijken. Het is geen gek idee om aan de hand van de opbouw het schema te tekenen en d i t schema te vergelijken met het in Elex afgedrukte schema. Meet als volgende stap de voedingsspanning en — indien opgegeven — de meetpunten. Bedenk dat de spanning van een

bijna lege batterij snel daalt. Indien de fout in deze fase nóg niet is gevonden moet de vakman erbij worden gehaald. De meeste verkopers in elektronicazaken zijn zelf ook aardig thuis in de amateur-elektronica en zullen u als klant zeker willen helpen (als het niet druk Is). Bovendien kunt u gebruik maken van de technische vragenservice van Elex. Hoe duidelijker het probleem is omschreven, des te beter uw vraag kan worden beantwoord. Vergeet bijvoorbeeld niet om meetresultaten op te geven. Stuur geen schakelingen op. Elex repareert geen printen.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen delen moeten zijn geaard. * De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -doorvoer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel moeten mechanisch stevig zijn bevestigd. (Alléén een soldeerverbinding is onvoldoende!). * De aarddraad moet langer zijn dan de twee andere draden. Bij onverhoopt lostrekken van de netkabel b l i j f t de aardverbinding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 mm van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbrekingen en onderlinge kortsluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde meetklemmen; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspanningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

'Jij weet toch iets van televisies?" "Nou ja, meer van de buitenkant dan van de binnenkant. Waarom eigenlijk?" "Vanmiddag heb ik samen met Wim de oude TV van Vermeulen gesloopt. Een paar dingetjes daaruit heb ik meegebracht. Kijk maar!" En nu wil je zeker weten wat dat zijn?"

weerstand. En hoeveel weerstand een weerstand heeft drukt men in ohm uit. Ohm is dus de maat voor weerstand, snap je?" "Dat was een beetje veel weerstand tegelijk. Maar als ik het goed begrijp laat zo'n weerstand toch stroom door, dus hij geleidt. Waarom noemen ze het dan geen geleider?" "Weerstanden zijn eigenlijk ook geleiders, alleen slechte. De bedoeling van een weerstand is nou net om de stroom te remmen, vandaar die naam. Hoe hoger de weerstandswaarde is, des te slechter geleiden ze de stroom." "Waarom geven ze de weerstandswaarde dan niet met ampère aan?"

"Die gevalletjes met die gekleurde ringen zijn weerstanden."

"Waarom zouden ze?"

"Weerstanden? Heeft elektronica iets met politiek te maken?"

"Omdat ze maar één bepaalde stroom doorlaten. Je hebt toch zelf gezegd dat de stroom van de weerstand afhankelijk is."

"Nee, weerstanden zijn eigenlijk stroomremmen. Ze laten wel stroom door, maar omdat het materiaal waar een weerstand van gemaakt is slecht geleidt, kan de stroom er niet ongehinderd doorheen lopen." "Weerstand tegen het stroomgeweld dus eigenlijk!" "Eerder weerstand tegen hetspanningsgeweld. Het is de spanning die de stroom veroorzaakt. Als je een spanningsbron aansluit op een weerstand, dan gaat er één bepaalde stroom lopen. Niet meer en niet minder. De stroom is van de grootte van de weerstand afhankelijk." "Mijn weerstanden laten dus allemaal dezelfde stroom door." "Hoezo?" "Omdat ze allemaal even groot z i j n ! " "Nee, met de grootte van de weerstand bedoel ik de weerstandswaarde. Die dingen die je daar hebt heten dus weerstanden, maar dat wat ze doen, namelijk het remmen van de stroom, is weerstand bieden. Je kunt dus zeggen: Een weerstand heeft

"Ja, maar de stroom is niet alleen van de weerstand afhankelijk, maar ook van de spanning die over de weerstand staat. De weerstand remt de stroom, maar hoe hoger de spanning is, des te minder kan de weerstand uitrichten en des te meer stroom zal er lopen. Neem bijvoorbeeld een fiets die van een helling naar beneden rijdt. De berijder moet natuurlijk remmen, anders zou de fiets steeds sneller gaan rijden en kans lopen uit de bocht te vliegen. Hoe harder de fietser remt, des te langzamer zal de fiets rijden. Bij stroom is het net zo. Hoe hoger de weerstand (remkracht), des te kleiner de stroom (snelheid). Voor de fiets is echter ook de steilheid van de helling van belang. Van een steilere helling zal de fiets sneller naar beneden willen rijden, dus de wielrijder zal harder moeten remmen om de zaak in de hand te houden. Ook de stroom door een weerstand wordt groter als de spanning verhoogd wordt. Wil je de stroom even groot houden, dan moet je de weerstandswaarde vergroten. Trouwens, weerstanden worden ook heet als er veel stroom doorheen loopt." " E n als de weerstand het begeeft vliegt de stroom uit de bocht!"

knipperende zekeringdoorsmelfindikabr Een hele mond vol, de naam van deze schakeling, maar laat je er niet door afschrikken want met minder dan een hand vol onderdelen is dit schakelingetje gebouwd. Een "knipperende zekeringdoorsmeltindik a t o r " is een indikator, een aanduiding, in dit geval een lampje, dat gaat knipperen als de zekering van een uit het stopkontakt gevoed apparaat is doorgesmolten. Een minischakelingetje opgebouwd uit vier luttele komponenten, dat in vrijwel elk apparaat wel een plaatsje kan vinden. De schakeling staat parallel aan de zekering (aansluitpunten A en B in figuur 1). Zolang de zekering nog intakt is zijn de punten A en B rechtstreeks met elkaar doorverbonden en doet onze schakeling nog helemaal niets. Maar zodra de zekering doorsmelt en de stroom w o r d t onderbroken k o m t praktisch de volle netspanning tussen A en B te staan. In de éne halve periode van de netspanning zal D l gaan geleiden. De kondensator C l wordt opgeladen via D l , R1 en het (defekte) apparaat. Omdat D l gedurende de andere halve netperiode zal sperren wordt voorkomen

apparaat

300 nF/400 V

^-©[T^ &-

I

I

dat de kondensator zich in die t i j d kan ontladen. De kondensatorspanning zal door het laden toenemen totdat na enkele perioden de ontsteekspanning van het neon-lampje (ongeveer 80 V) bereikt wordt. Het is hier wellicht de plaats om uit te leggen wat het verschil is tussen een neonlampje en een gloeilampje. Een gloeilamp geeft licht door het heet worden van de geleidende gloeidraad. Een neon-lampje heeft geen gloeidraad, maar twee tegenover elkaar geplaatste elektroden met hiertussen een gas (neon). Normaal is d i t gas een isolator. Bij het bereiken van de doorslagspanning (ontsteekspanning) echter w o r d t het gas geïoniseerd (geleidend) en gaat het lampje stroom geleiden. Dit gebeurt onder uitzending van oranje licht. Nu terug naar onze schakeling. Op het moment dat het lampje bij 80 V ontstoken wordt en dus gaat geleiden, zal kondensator C l hierover ontladen. Dat gaat door totdat de konden-

satorspanning is gedaald t o t 60 V. De spanning is dan te laag geworden om de geïoniseerde toestand van het gas te handhaven. Daarom zal het lampje doven. Met het wederom opladen van C l herhaalt zich het hele proces weer; het lampje knippert. Indien gewenst kan het knipperritme (de knipperfrekwentie) veranderd worden door R1 en/of C l te veranderen: — R1 vergroten heeft t o t gevolg dat de pauzes tussen het oplichten van het lampje groter worden omdat de laadstroomkleiner wordt.

Het duurt iedere keer langer voordat C l opgeladen is t o t de ontsteekspanning. — C l vergroten heeft ook t o t gevolg dat de pauzes tussen het oplichten groter worden, maar het lampje zal nu feller oplichten (er zit immers meer lading in de kondensator). Vaak worden neon-lampjes met ingebouwde voorschakelweerstand geleverd, zodat ze rechtstreeks op de 220 V netspanning kunnen worden aangesloten. Voor deze schakeling zijn die lampjes echter niet geschikt, je moet een exemplaar nemen zonder voorschakelweerstand! Omdat de schakeling rechtstreeks aan het stopkontakt hangt moet alles mechanisch stabiel en elektrisch veilig worden gemonteerd. Lees daarom vooral de netspanningsregels die je vindt in elextra goed door. Foto 2 laat een mogelijke opbouw zien. Bij deze opbouw is gebruik gemaakt van een kroonsteenstrip met zes kontakten. Een goedkope oplossing die bovendien het soldeerwerk t o t een minimum beperkt, Elex-printen kunnen hiervoor en voor andere schakelingen die op de netspanning werken (dus zonder trafo) beter niet gebruikt worden omdat de kopersporen te dicht op elkaar liggen. De gebruikte onderdelen zijn zonder problemen verkrijgbaar. De kondensator moet wel opgewassen zijn tegen de netspanning (minstens 250 V ~ / 4 0 0 V = ) .

"Weerstanden", zo is in "hoe zit d a t ? " gezegd, "remmen de s t r o o m " . Eigenlijl< zijn weerstanden de middelste treeën van de trap van elektrische geleiders. Deze trap loopt van goede geleiders {koperdraden bijvoorbeeld) naar isolatoren (glas, keramiek, kunststoffen e t c ) . Weerstanden zijn voor de elektronicus van groot belang omdat met hun hulp stroom en spanning gedoseerd kunnen worden. Ook dat is in "hoe zit d a t ? " al aan de orde geweest: " A l s je een spanningsbron aansluit op een weerstand, dan gaat er een bepaalde stroom loDen."

te verhogen wordt de stroom kleiner. Als we van een vaste spanning uitgaan, dan zal de weerstand het stroomverbruik bepalen. Een 100 W gloeilamp verbruikt, als zij brandt, ongeveer een stroom van 0,45 A (figuur 2). Met de wet van Ohm kan de weerstand van de lamp berekend worden: 220 V = 484 12 3"^P 0":45A Het nameten van deze weerstand door middel van een universeelmeter op weerstandsbereik zal een veel lagere weerstandswaarde opleveren. Dat komt omdat de gloeidraad in R|

de wef van Ohm Georg Simon Ohm (1787 — 1 854) ontdekte dat de verhouding tussen spanning en stroom in één bepaalde geleider konstant is. Deze konstante, een materiaaleigenschap van die geleider, is de elektrische weerstand. Ohm formuleerde dit in de later naar hem vernoemde wet: U R I

batterij die aangesloten is op een 100 12 weerstand. Omdat de kring gesloten is zal er een stroom gaan lopen. Door het invullen van de waarden van spanning en weerstand in de formule, kunnen we achter de onbekende grootte van de stroom k o m e n :

Zonder de teoretische achtergrond door te spitten zullen we door middel van wat voorbeelden de zin en het nut van deze meest bekende wet van de elektrotechniek verduidelijken. In figuur 1 zien we een 4,5 V

l = W n = 0 ' 0 4 5 A = 45mA

4,5 V 100 12 = - ^

of:

Eén milliampère (mA) is één duizendste ampère. Ter kontrole kan de stroom met een multimeter met het bereik op 100 m A DC (DC = direct current = gelijkstroom) gemeten worden. De kleine berekening maakt duidelijk dat de weerstand de stroom op een bepaalde waarde, in dit geval 45 m A , vastlegt. Maar de formule laat nog meer zien. Verhogen we de spanning van de batterij, bijvoorbeeld door een extra cel in serie te schakelen, dan wordt de stroom ook groter. Voor 6 V krijgen we: 6V 1= = 0,06A = 6 0 m A 10012

Op verhoging van de weerstandswaarde reageert de stroom precies omgekeerd. 120 12 in plaats van 100 12 geeft:

' = Ï 2 ? ^ = ° ' ° 5 A = 50mA De stroom wordt dus kleiner. Maar laten we het geval van de weerstand en de spanning nog een keer verklaren met het voorbeeld van de fietser die van een helling naar beneden rijdt en moet remmen om zijn snelheid een beetje binnen de perken te houden. In dit voorbeeld is de steilheid van de helling de spanning en de snelheid van de fiets de stroom. Het remmen is de weerstand die tegen de snelheid (stroom) geboden wordt. Hoe steiler de helling, des te groter de snelheid van de fiets zal zijn. Zo geldt voor de elektrische schakeling: hoe groter de spanning, des te groter de stroom. Als de wiel rijder harder remt, dan zal zijn snelheid kleiner worden. Vertaald naar het elektrische geval: door de weerstandswaarde

koude toestand een veel lagere weerstand heeft dan in opgewarmde toestand. Van onze 100 W gloeilamp is die " k o u d e weerstand" slechts ongeveer 40 12, minder nog dan één tiende deel van de "warme weerstand". Dit heeft ook t o t gevolg dat er bij het inschakelen van een gloeilamp eventjes een heel grote stroom gaat

Figuur 1. De stroomkring, bestaande uit weerstand en batterij. Is gesloten. De stroom is afhankelijk van de weerstand en de spanning. Figuur 2. Ook een gloeilamp heeft weerstand. Deze is in koude toestand kleiner dan in warme toestand.

lopen totdat de gloeidraad op temperatuur is. De grootte van deze stroom is: spanningsvsl door kollektontraom kollektorstroom transistor

40 n

220 V I

220 V 40 n

= 5,5 A

Geen wonder dus dat de meeste gloeilampen juist bij het inschakelen kapot gaan. In de voorbeelden t o t nu toe waren de spanning en de weerstand bekend en werd uit die gegevens, door ze in te vullen in de wet van O h m , de stroom berekend. Oorspronkelijk heeft Ohm met " z i j n w e t " geen stromen berekend, maar van

R2 J220nf

verschillende materialen de weerstand bepaald door de spanning en de door die spanning veroorzaakte stroom in te vullen. Het is duidelijk dat je met de wet van Ohm één onbekende grootheid kunt berekenen als je de twee andere grootheden al weet. Voor Ohm zelf was de weerstand van het materiaal waardoor hij een stroom liet lopen de onbekende grootheid. Vaak is voor elektronici de stroom de te bepalen grootheid, die dan berekend w o r d t met de reeds bekende spanning en weerstand. Het k o m t echter ook wel eens voor, bijvoorbeeld bij transistorschakelingen met een weerstand in de koliektorleiding, dat stroom en weerstand gegeven zijn (figuur 3). De kollektorstroom veroorzaakt over de kollektorweerstand een bepaalde spanning, die weer met de wet van Ohm berekend kan worden. Met een weerstand kan dus een stroom in een spanning omgezet worden. Zo hebben we kennis gemaakt met de drie gedaantes van de wet van O h m : R =

Figuur 7. Twee weerstanden parallel hebben samen een kleinere weerstand dan één enkele. Daarom gaat de LED feller branden.

R

Maar genoeg teorie nu, Elex heeft niet voor niets het m o t t o : elektronica leren door experimenteren. Dus aan de slag. Daavoor hebben we nodig:

Figuur 4. R1 zorgt ervoor dat de stroom In de stroomkring niet te groot wordt. De stroom bedraagt, afhankelijk van de soort L E D , 20 tot 30 mA.

Figuur 6. Twee weerstanden in serie hebben samen meer weerstand; de LED brandt zwakker.

,=y u

Experimenten

Figuur 3. Een kollektorweerstand zet de kollektorstroom om In een spanning.

Figuur 5. Door een hogere weerstand wordt de stroom kleiner en gaat de LED zwakker branden.

U

1000 1

© T T

1

t

R2 220n|

— — -

1 platte 4,5 V batterij 1 weerstand van 100 f2 1 weerstand van 220 Ï2 1 LED (Light Emitting Diode), 5 mm 4>

Dit alles is voor een paar gulden in de elektronicahandel verkrijgbaar. Een LED is een lichtgevende diode die we hier gewoon als " l a m p j e " gebruiken. Je kunt ze krijgen in verschillende kleuren; de rode zijn in de regel het goedkoopste. Figuur 4 t o o n t een stroom-

kring bestaande uit de batterij, de 100 i ^ weerstand en de LED. De LED zal oplichten, vooropgesteld dat ze goed is aangesloten. De weerstand zorgt ervoor dat de diodestroom niet te groot w o r d t . De spanning over de LED is namelijk, afhankelijk van de kleur, 1,6 V t o t 2,4 V, terwijl de batterij 4,5 V levert. Rechtstreeks aansluiten van de LED op de batterij zou een veel te grote stroom t o t gevolg hebben, waardoor de LED kapot kan gaan. Bij dit experiment wordt de LED gebruikt om te zien hoeveel stroom er loopt. LED's branden feller naarmate de stroom groter is. Zetten we de 220 f2 weerstand in de kring in plaats van de 100 f2 weerstand dan zal de LED zwakker gaan branden (figuur 5). Als we biede weerstanden in serie schakelen (figuur 6), dan gaat de LED nog zwakker branden. Béide weerstanden " r e m m e n " de stroom. Het totale remeffekt is daarom groter. Bij de laatste schakeling staan beide weerstanden parallel (figuur 7). Nu brandt de LED feller, zelfs feller dan met alleen de 100 f2 weerstand in de stroomkring. Vreemd misschien op het eerste gezicht, want zou je niet denken dat twee weerstanden, net als bij de serieschakeling, de stroom dubbel zouden afremmen? De verklaring voor het feller branden is dat bij parallel schakelen de stroom een sluipweg krijgt aangeboden. Beide weerstanden remmen de stroom, maar omdat ze naast elkaar werken is de totale stroom groter dan bij een enkele weerstand. We moeten dus het volgende onderscheid maken: Weerstanden in serie bieden een grotere weerstandswerking dan de afzonderlijke weerstanden en weerstanden parallel een kleinere.

zuinig zai