Slides 2

Gelijkstroomnetwerken

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

1

Componenten I1 Aarde

V1

R1

Spanningsbron Stroombron Weerstand

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

2

1

Tekenafspraken • Bij een spanningsbron geeft een plus de positief gedefiniëerde pool aan. • Bij een stroombron geeft de pijl de positief gedefiniëerde stroomrichting aan. • Dit houdt niet in dat de werkelijk optredende stromen altijd positief zijn! EMDS

Micro and Nano scale Engineering

3

Wet van Ohm

R

-

+ U=I•R EMDS

Micro and Nano scale Engineering

4

2

Wetten van Kirchhoff • De algebraische som van alle stromen van of naar een knooppunt is 0 ampere. • De algebraische som van alle spanningen in een maas is 0 volt.

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

5

Oplossen van netwerken • Alle gereedschappen zijn nu voorhanden • Methode: zoek een aantal mazen met onafhankelijke maasstromen en pas de spanningswet van Kirchhoff toe op elke lus. • Los dan de set vergelijkingen op

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

6

3

Weerstanden

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

7

Weerstanden

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

8

4

Spanningsdeling

U2 = EMDS

R2 U R1 + R2

Micro and Nano scale Engineering

9

Potentiometer

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

10

5

Weerstandswaarden • • • •

2→ 2Ω • 2K2→ 2,2kΩ 2E→ 2Ω • 1M5 → 1,5MΩ 2K → 2kΩ → 2000Ω • 1E1 → 1,1Ω 2M → 2MΩ →2·106Ω

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

11

Weerstandreeksen • Weerstanden worden gemaakt met waarden volgens reeksen (E12/E24) • E12 heeft 10%, E24 heeft 5% klasse • Cursieve waarden zijn de E24 waarden toegevoegd aan de E12 waarden 10

11

12

13

15

16

18

20

22

24

27

30

33

36

39

43

47

51

56

62

68

75

82

91

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

12

6

Kleurcode weerstanden

EMDS

Kleur

Band 1

Band 2

Band 3

Zwart

0

0

X1

Tol

Bruin

1

1

X 1E1

1%

Rood

2

2

X1E2

2%

Oranje

3

3

X1E3

Geel

4

4

X1E4

Groen

5

5

X1E5

Blauw

6

6

X1E6

Violet

7

7

X1E7

Grijs

8

8

X1E8

Wit

9

9

X1E9

Goud

5%

Zilver

10%

Micro and Nano scale Engineering

13

Multimeter

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

14

7

Labvoeding

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

15

Spanningsbronnen • Een spanningsbron kan men voorstellen als een ideale spanningsbron in serie met een inwendige weerstand Ri

V

EMDS

Rlast

Micro and Nano scale Engineering

16

8

Stroombronnen • Een stroombron kan men voorstellen als een ideale stroombron met daaraan parallel een inwendige weerstand

Ri I

EMDS

Rlast

Micro and Nano scale Engineering

17

Superpositie • In een lineair netwerk de netwerkvariabelen voor elke bron apart berekenen en de resultaten daarna optellen. • Methode: Sluit alle spanningsbronnen kort en verwijder alle stroombronnen op de ene te beschouwen bron na. EMDS

Micro and Nano scale Engineering

18

9

Theorema van Thévenin • Elke bron kan worden voorgesteld als een enkele spanningsbron met open spanning UB en inwendige weerstand Ri. • Methode: Verwijder de last en bepaal de spanning over de aansluitingen (UB). • Vervang alle bronnen door hun inwendige weerstand en bepaal de weerstand over aansluitingen (Ri) • Sluit de last weer aan en bepaal stroom en spanning EMDS

Micro and Nano scale Engineering

19

Theorema van Norton • Elke bron kan worden voorgesteld als een enkele stroombron met kortsluitsstroom ICS en inwendige weerstand Ri. • Methode: Verwijder de last en bepaal de kortsluitstroom over de aansluitingen (ICS). • Vervang alle bronnen door hun inwendige weerstand en bepaal de weerstand over aansluitingen (Ri) • Sluit de last weer aan en bepaal stroom en spanning EMDS

Micro and Nano scale Engineering

20

10

Optimale vermogensoverdracht • Een kortgesloten bron levert geen vermogen evenals een open bron • Het is aan te tonen dat het maximale vermogen wordt overgedragen bij een lastweerstand die even groot is als de bronweerstand

EMDS

Micro and Nano scale Engineering

21

11