1) PPT Elektrotechniek.pdf

# Basisbegrippen elektriciteit en het SI-stelsel Dit deel introduceert de fundamentele concepten van elektriciteit, het internationale eenhedenstelsel (SI), de bijbehorende meetinstrumenten en essentiële elektrische componenten zoals spanning, stroom en weerstand. ### 1.1 Het SI-stelsel Het SI-stelsel, of "système international d'unités", is een internationaal erkend metrisch systeem dat zorgt voor uniformiteit in de weergave van grootheden en eenheden. Dit bevordert eenvoudige internationale gegevensuitwisseling en is de wettelijke standaard in de EU. Het systeem kent zeven onafhankelijke basiseenheden [4](#page=4): * **Lengte:** meter (m) * **Massa:** kilogram (kg) * **Tijd:** seconde (s) * **Elektrische stroom:** ampère (A) * **Absolute temperatuur:** kelvin (K) * **Hoeveelheid stof:** mol (mol) * **Lichtsterkte:** candela (cd) #### 1.1.1 SI-prefixen Aan SI-basiseenheden kunnen prefixen worden toegevoegd om veelvouden of delen ervan aan te duiden [5](#page=5). | Prefix | Symbool | Naam | Decimaal | | :----- | :------ | :----------- | :----------------------------------------------------- | | Y | Yotta | quadriljoen | 1.000.000.000.000.000.000.000.000 | | Z | Zetta | triljard | 1.000.000.000.000.000.000.000 | | E | Exa | triljoen | 1.000.000.000.000.000.000 | | P | Peta | biljard | 1.000.000.000.000.000 | | T | Tera | biljoen | 1.000.000.000.000 | | G | Giga | miljard | 1.000.000.000 | | M | Mega | miljoen | 1.000.000 | | k | kilo | duizend | 1.000 | | h | hecto | honderd | 100 | | da | deca | tien | 10 | | d | deci | een tiende | 0.1 | | c | centi | een honderdste | 0.01 | | m | milli | een duizendste | 0.001 | | µ | micro | een miljoenste | 0.000.001 | | n | nano | een miljardste | 0.000.000.001 | | p | pico | een biljoenste | 0.000.000.000.001 | | f | femto | een biljardste | 0.000.000.000.000.001 | | a | atto | een triljoenste | 0.000.000.000.000.000.001 | | z | zepto | een triljardste | 0.000.000.000.000.000.000.001 | | y | yocto | een quadriljoenste | 0.000.000.000.000.000.000.000.001 | Voorbeeld: 1 kilometer (km) is gelijk aan 1000 meter (m) [5](#page=5). ### 1.2 Elektrische stroom Elektrische stroom wordt gedefinieerd als de vrije beweging van elektronen die energie wordt toegevoegd. Dit kan gebeuren via een batterij, stopcontact, of zonnepanelen. De stroomsterkte ($I$) wordt wiskundig uitgedrukt als de hoeveelheid lading ($Q$) per tijdseenheid ($t$) [7](#page=7) [8](#page=8): $$I = \frac{Q}{t}$$ * $I$: Stroomsterkte in ampère (A) [8](#page=8). * $Q$: Elektrische lading in coulomb (C) [8](#page=8). * $t$: Tijd in seconden (s) [8](#page=8). Men kan dit vergelijken met het debiet van water [8](#page=8). #### 1.2.1 Effecten van stroom Elektrische stroom kan verschillende effecten veroorzaken: * **Thermisch effect:** Elektrische verwarming [9](#page=9). * **Chemisch effect:** Elektrolyse, zoals galvaniseren [9](#page=9). * **Magnetisch effect:** Afvalscheiding [9](#page=9). * **Mechanisch effect:** Elektromagneten en elektromotoren [9](#page=9). * **Visueel effect:** Verlichting, zoals TL-lampen [9](#page=9). * **Fysiologisch effect:** Elektrocutie [9](#page=9). ### 1.3 Elektrische spanning Elektrische spanning is het potentiaalverschil tussen twee punten in een circuit. Een elektrische bron heeft een min-klem met een lager potentiaal dan de plus-klem. Spanning wordt uitgedrukt in volt (V) en de grootheid is $U$. Dit is vergelijkbaar met de hoogte waarvan water valt, wat het potentiaalverschil aangeeft [10](#page=10). #### 1.3.1 Spanningsbronnen Spanningsbronnen kunnen worden onderverdeeld in verschillende types: * **Gelijkspanningsbron:** Levert een constante spanning met een vaste polariteit [11](#page=11). * **Regelbare gelijkspanningsbron:** Maakt het mogelijk de gelijkspanning aan te passen [11](#page=11). * **Wisselspanningsbron:** Levert een spanning die periodiek van richting en grootte verandert [11](#page=11). #### 1.3.2 Ontstaan van elektrische spanning Elektrische spanning kan op diverse manieren ontstaan: * **Piëzo-elektrisch effect:** Het opwekken van spanning door mechanische druk op bepaalde materialen [12](#page=12). * **Thermo-elektriciteit:** Het opwekken van spanning door temperatuurverschillen [12](#page=12). * **Foto-elektrisch effect:** Het opwekken van spanning door lichtinvloed [12](#page=12). * **Galvanische elektriciteit:** Chemische reacties die spanning genereren (batterijen) [12](#page=12). * **Mechanische/magnetische energie naar elektrische energie:** Generatoren die bewegingsenergie omzetten in elektrische energie [12](#page=12). ### 1.4 Elektrische weerstand Elektrische weerstand ($R$) is een maat voor de mate waarin een materiaal de doorstroming van elektrische stroom belemmert. De eenheid is ohm (Ω), en dit is doorgaans een vaste waarde voor een gegeven materiaal. Het symbool voor weerstand is een zigzaglijn. Het inverse van weerstand is geleiding ($G$), uitgedrukt in siemens (S) [13](#page=13): $$G = \frac{1}{R}$$ #### 1.4.1 Wet van Pouillet De weerstand van een geleider wordt bepaald door de wet van Pouillet [16](#page=16): $$R = \rho \cdot \frac{l}{A}$$ * $R$: Weerstand van het materiaal/de geleider in ohm (Ω) [16](#page=16). * $\rho$: Soortelijke weerstand van het materiaal in ohm-meter (Ω.m) [16](#page=16). * $l$: Totale lengte van de geleider in meter (m) [16](#page=16). * $A$: Oppervlakte van de dwarsdoorsnede van de geleider in vierkante meter (m²) [16](#page=16). #### 1.4.2 Kleurencodes voor weerstanden Weerstanden worden vaak gemarkeerd met kleurencodes om hun waarde aan te geven. Een geheugensteuntje hiervoor is "Zij bracht rozen op Gerrits graf bij vies grijs weer" [14](#page=14). ### 1.5 Wet van Ohm De wet van Ohm beschrijft de relatie tussen spanning ($U$), stroom ($I$) en weerstand ($R$) in een elektrisch circuit [18](#page=18): $$I = \frac{U}{R}$$ Deze formule kan ook worden herschreven als $U = I \cdot R$ of $R = \frac{U}{I}$ [18](#page=18). > **Tip:** De wet van Ohm is fundamenteel voor het berekenen van de relatie tussen deze drie basisgrootheden. ### 1.6 Elektrisch vermogen Elektrisch vermogen ($P$) is de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt ontwikkeld in een verbruiker of geleverd door een bron. De eenheid is watt (W) [19](#page=19). $$P = U \cdot I$$ Het vermogen kan ook uitgedrukt worden als $P = I^2 \cdot R$ of $P = \frac{U^2}{R}$. De gegevens op het kenplaatje van een motor geven vaak het benodigde vermogen aan [19](#page=19). #### 1.6.1 Elektrische arbeid of energie Elektrische arbeid of energie ($W$) is het resultaat van vermogen dat over een bepaalde tijd wordt geleverd. De eenheid is joule (J) [20](#page=20). $$W = P \cdot t = U \cdot I \cdot t$$ Met de wet van Ohm kan dit ook geschreven worden als: $$W = I^2 \cdot R \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t$$ Elektrische arbeid houdt dus rekening met het vermogen van een installatie in relatie tot de tijd [20](#page=20). #### 1.6.2 Rendement Rendement ($\eta$) vergelijkt het nuttig geleverde vermogen met het totaal toegevoerde vermogen. Het is een dimensieloze grootheid [21](#page=21). $$\eta = \frac{P_{\text{nuttig}}}{P_{\text{toegevoerd}}} = \frac{W_{\text{nuttig}}}{W_{\text{toegevoerd}}}$$ Om het rendement procentueel uit te drukken, wordt het resultaat vermenigvuldigd met 100 [21](#page=21). > **Tip:** Gloeilampen hebben een zeer slecht rendement, wat heeft geleid tot verboden op hun verkoop [22](#page=22). ### 1.7 Meetinstrumenten Diverse instrumenten worden gebruikt om elektrische grootheden te meten: * **Multimeter:** Een veelzijdig instrument dat spanning, stroom en weerstand kan meten [38](#page=38). * **Analoge multimeter:** Gebruikt een wijzer om de waarde aan te geven [38](#page=38). * **Digitale multimeter:** Toont de waarde digitaal op een scherm [38](#page=38). * **Basis functionaliteiten:** Meten van spanning (DC/AC), stroom (DC), weerstand, en continuïteitstest [38](#page=38). * **Meetprocedure weerstand:** Altijd spanningsloos meten. Een gesloten circuit geeft 0 Ω aan, een onderbroken circuit geeft oneindig (OL - Open Loop) aan [39](#page=39). * **Meetprocedure continuïteit:** Geeft een 'biepje' bij verbinding en 'OL' bij geen verbinding [41](#page=41). * **Meetprocedure spanning:** Altijd onder spanning meten, parallel aan de verbruiker (#page=42, 43). Meet effectieve waarde bij AC sinusvormige signalen [42](#page=42) [43](#page=43). * **Meetprocedure stroom:** Altijd onder spanning meten, in serie met de verbruiker (#page=44, 45). Meet effectieve waarde bij AC sinusvormige signalen [44](#page=44) [45](#page=45). * **Stroomtang:** Meet stroom zonder de kring te hoeven onderbreken, door het magnetisme rond de geleider te meten. Vereist zorg om over slechts één geleider te meten [46](#page=46). * **Wattmeter:** Meet vermogen, vereist doorgaans drie aansluitingen [47](#page=47). * **Energiemeter:** Meet verbruikte energie, vaak terug te vinden in woningen [48](#page=48). #### 1.7.1 Gebruik van een multimeter * **Weerstand meten:** Sluit de meetsnoeren aan op de VΩHz en COM-ingangen. Zorg dat het te meten component spanningsloos is [39](#page=39). * **Continuïteit testen:** Gebruik de continuïteitstestfunctie (vaak aangeduid met een geluidssymbool). Een 'biep' geeft een gesloten circuit aan [41](#page=41). * **Spanning meten:** Sluit de meetsnoeren aan op de VΩHz en COM-ingangen. Verbind de multimeter parallel aan de spanningsbron of het component [43](#page=43). * **Stroom meten:** Sluit de meetsnoeren aan op de 10A of mA en COM-ingangen. Verbind de multimeter in serie met het circuit [45](#page=45). > **Tip:** Bij het meten van een batterij met een multimeter, geeft een hogere spanning dan aangegeven aan dat de batterij nog vol is, en een lagere spanning dat deze (bijna) leeg is [49](#page=49). ### 1.8 Basiscomponenten * **Breadboard:** Een bord voor het prototyping van circuits zonder solderen. Het heeft interne verbindingsschema's voor het eenvoudig schakelen van componenten [50](#page=50). ### 1.9 Gelijkstroom (DC) en Wisselstroom (AC) * **Gelijkstroom (DC - Direct Current):** Een stroom met een constante stroomrichting, het gevolg van gelijkspanning. Voorbeelden zijn batterijen en DC-bronnen [70](#page=70). * **Wisselstroom (AC - Alternating Current):** Een stroom die voortdurend van waarde en richting verandert, vaak op een willekeurige of periodieke wijze. Dit is het gevolg van wisselspanning. Voorbeelden zijn het stopcontact en generatoren [71](#page=71). #### 1.9.1 Periode en Frequentie * **Periode ($T$):** De tijd die nodig is voor één volledige cyclus van een periodiek signaal in seconden (s) [73](#page=73). * **Frequentie ($f$):** Het aantal periodes per seconde, uitgedrukt in hertz (Hz). De relatie is $f = \frac{1}{T}$ [73](#page=73). #### 1.9.2 Gemiddelde waarde De gemiddelde waarde van een willekeurig veranderlijke stroom of spanning in een bepaald tijdsinterval is het rekenkundig gemiddelde van de momentane waarden in dat interval. Voor veel AC-signalen (waarbij de positieve en negatieve delen symmetrisch zijn) is de gemiddelde waarde over één periode nul [74](#page=74). #### 1.9.3 Sinusoïdale spanning en stroom Een sinusoïdale spanning is een wisselspanning waarvan de momentane waarde een sinusfunctie is van de tijd [75](#page=75): $$u = \hat{U} \cdot \sin(\omega \cdot t)$$ * $\hat{U}$: Amplitude (maximale waarde) in volt (V) [75](#page=75). * $\omega$: Cirkelfrequentie, $\omega = 2 \cdot \pi \cdot f$ [75](#page=75). * $f$: Frequentie in hertz (Hz) [75](#page=75). * $t$: Tijd in seconden (s) [75](#page=75). #### 1.9.4 Effectieve (RMS) waarde De effectieve waarde (RMS - Root Mean Square) van een wisselstroom of -spanning is de waarde die een gelijkstroom of -spanning zou moeten hebben om in dezelfde weerstand dezelfde hoeveelheid warmte te ontwikkelen [77](#page=77). Voor een sinusvormige spanning geldt de relatie: $$\hat{U}_{\text{max}} = \sqrt{2} \cdot U_{\text{rms}}$$ Als bij AC-signalen geen specifieke waarde wordt gegeven, wordt standaard de effectieve waarde bedoeld [80](#page=80). > **Tip:** De RMS-waarde is cruciaal omdat het de waarde is die de thermische impact van de wisselstroom/spanning bepaalt. ### 1.10 Elektromagnetisme en inductie * **Magnetisme opgewekt in een geleider:** Een stroomvoerende geleider wekt een magnetisch veld ($B$) op rondom zich. De sterkte van dit veld is evenredig met de stroomsterkte. De richting van het magneetveld kan worden bepaald met de kurkentrekkerregel of de rechterhandregel [84](#page=84). * **Induceren van een spanning in een geleider:** Wanneer een magneet met een bepaalde snelheid langs een geleider beweegt, wordt er een spanning geïnduceerd in de geleider. Dit fenomeen heet elektromagnetische inductie. De geïnduceerde spanning ($e$) kan berekend worden met [85](#page=85): $$e = B \cdot l \cdot v$$ * $e$: Geïnduceerde spanning in volt (V) [85](#page=85). * $B$: Magnetische fluxdichtheid in tesla (T) [85](#page=85). * $l$: Lengte van de geleider [85](#page=85). * $v$: Snelheid waarmee de magneet en geleider elkaar kruisen [85](#page=85). * **Sinusoïdale spanning door rotatie:** Door geleiders te laten roteren in een magnetisch veld, wordt een sinusvormige spanning opgewekt, wat een principe is achter AC-generatoren [86](#page=86). #### 1.10.1 Opwekkingsvormen van elektriciteit Elektriciteit kan worden opgewekt door middel van verschillende bronnen die de benodigde rotatie of beweging leveren, zoals windturbines, waterkrachtcentrales, kerncentrales en dynamo's [87](#page=87). ### 1.11 Meetprincipes en berekeningen #### 1.11.1 Spanning, stroom en vermogen in serieschakelingen Bij een serieschakeling is de stroom door elke component gelijk. De totale spanning over de serieschakeling is de som van de deelspanningen over de individuele componenten. #### 1.11.2 Spanning, stroom en vermogen in parallelschakelingen Bij een parallelschakeling is de spanning over elke component gelijk. De totale stroom door de parallelschakeling is de som van de deelstromen door de individuele componenten. #### 1.11.3 Berekening van vermogen en energie * **Vermogen:** Kan berekend worden met $P = U \cdot I$. In sporttoepassingen kan het vermogen dat nodig is om de zwaartekracht te overwinnen berekend worden met $E = m \cdot g \cdot h$, waarna het vermogen wordt verkregen door de energie te delen door de tijd [61](#page=61) [63](#page=63). * **Energie:** Kan berekend worden in joule ($W = P \cdot t$) of kilowattuur ($E = P \cdot t$) [61](#page=61) [62](#page=62). * **Kostprijs:** De kostprijs van energieverbruik wordt berekend op basis van het verbruik in kilowattuur en het tarief per kWh [67](#page=67). #### 1.11.4 Niet-ideale spanningsbronnen In de realiteit hebben spanningsbronnen een interne weerstand. Dit leidt tot een spanningsval over de interne weerstand, waardoor de gemeten spanning lager is dan de opgewekte spanning ($E$). Hoe kleiner de interne weerstand, hoe groter de stroom en hoe kleiner de gemeten spanning [37](#page=37). #### 1.11.5 Schakelschema's * **Eéndraadschema:** Geeft de essentiële elektrische componenten en hun verbindingen weer op een vereenvoudigde manier . * **Principeschema:** Geeft de functionele opbouw van een schakeling weer . * **Situatieplan:** Geeft de locatie van de elektrische componenten weer in een fysieke ruimte . > **Tip:** Elektrische schema's worden tegenwoordig vaak digitaal ontworpen met software zoals Trikker, Microsoft Visio of draw.io . ### 1.12 Soorten schakelaars en verbindingen * **Enkelpolige schakelaar:** Bedient één lichtpunt vanaf één plaats . * **Dubbelpolige schakelaar:** Zet de verbruiker volledig spanningsloos, toepasbaar in vochtige ruimtes . * **Serieschakelaar (dubbele ontsteking):** Bediening van twee verschillende lichten vanaf één punt met twee knoppen . * **Wisselschakelaar:** Bediening van één lichtpunt vanaf twee plaatsen . * **Kruisschakelaar:** Gebruikt in combinatie met twee wisselschakelaars om een lichtpunt vanaf meer dan twee plaatsen te bedienen . * **Dubbelpolige wisselschakelaar:** Bediening vanaf twee plaatsen en volledige spanningslooszetting van de verbruiker . * **Drukknop:** Een monostabiele schakelaar (veert terug na indrukken), vereist een teleruptor voor permanente verlichting . * **Enkelpolige teleruptor:** Wordt gebruikt met één of meerdere drukknop(pen) om een licht te bedienen . * **Stopcontact:** Zorgt voor de beschikbaarheid van elektrische energie dicht bij de verbruiker . ### 1.13 Basisbewegingen en hun relatie tot elektriciteit * **Afstand:** Hoe ver een object zich heeft verplaatst, gemeten in meters (m) . * **Snelheid:** De verandering van afstand per tijdseenheid, gemeten in meters per seconde (m/s) of kilometers per uur (km/u) . $$v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$$ * **Versnelling:** De verandering van snelheid per tijdseenheid, gemeten in meters per seconde kwadraat (m/s²) . $$a = \frac{\Delta V}{\Delta t}$$ --- # Schakelingen en de wetten van Kirchhoff Dit deel behandelt de analyse van elektrische netwerken, inclusief serieschakelingen, parallelschakelingen en gemengde netwerken, met een focus op de wetten van Kirchhoff voor het berekenen van stromen en spanningen. ### 2.1 Serieschakeling In een serieschakeling zijn componenten achtereenvolgens geschakeld, waardoor er slechts één pad voor de stroom is. De totale weerstand is de som van de individuele weerstanden. De spanning over elke component is afhankelijk van zijn weerstand en de totale stroom [25](#page=25) [26](#page=26). * **Formule totale weerstand:** $R_s = \sum R = R_1 + R_2 + R_3 +...$ [25](#page=25). * **Formule spanningswet (voor een serieschakeling):** $U_{totaal} = U_1 + U_2 + U_3 +...$ [25](#page=25). > **Tip:** Bij het oplossen van oefeningen met serieschakelingen, herken dat de stroom ($I$) door elke component hetzelfde is. De deelspanningen ($U$) over de weerstanden sommeren zich tot de totale spanning. ### 2.2 Parallelschakeling Bij een parallelschakeling zijn componenten parallel geschakeld, waardoor er meerdere paden voor de stroom zijn. De totale stroom splitst zich over de verschillende takken. De spanning over elke parallel geschakelde component is gelijk [28](#page=28). * **Formule totale stroom:** $I_{totaal} = I_1 + I_2 + I_3 +...$ [28](#page=28). * **Formule totale weerstand:** $\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} +...$ [28](#page=28). * **Formule spanningswet (voor een parallelschakeling):** $\frac{U}{R_p} = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2} + \frac{U}{R_3} +...$ [28](#page=28). > **Tip:** In een parallelschakeling is de spanning ($U$) over elke tak gelijk. De totale stroom ($I$) splitst zich over de takken, waarbij de stroom door een tak omgekeerd evenredig is met de weerstand in die tak. ### 2.3 Gemengde netwerken Gemengde netwerken combineren serieschakelingen en parallelschakelingen. De analyse van deze netwerken vereist een systematische aanpak, waarbij de regels voor serieschakelingen en parallelschakelingen stapsgewijs worden toegepast om het netwerk te vereenvoudigen [34](#page=34). * **Tip:** Herteken het schema van een gemengd netwerk om het visueel te vereenvoudigen, bijvoorbeeld door complexe parallelle secties te vervangen door hun equivalente weerstand [34](#page=34). * Voor het berekenen van stromen en spanningen in elk component van een gemengd netwerk, is het essentieel om alle deelstromen en deelspanningen te bepalen [35](#page=35) [36](#page=36). ### 2.4 Componenten in een elektrisch netwerk Een elektrisch netwerk bestaat uit drie basiselementen: 1. **Spannings- of stroombron:** Levert de elektrische energie (bv. batterij, stopcontact) [31](#page=31). 2. **Verbruiker:** Een component die energie omzet (bv. weerstand, lamp) [31](#page=31). 3. **Verbinding:** Draden die de bron en de verbruikers met elkaar verbinden [31](#page=31). In schema's worden verschillende zaken met pijlen aangeduid [32](#page=32): * **Spanning van de bron:** Aangegeven in de richting van de stroom [32](#page=32). * **Spanning over een weerstand (belasting):** In tegengestelde richting van de stroom [32](#page=32). * **Stroom door het netwerk:** Van de positieve naar de negatieve klem van de bron [32](#page=32). ### 2.5 Spanningsbron en stroombron Het is belangrijk om het verschil te kennen tussen spannings- en stroombronnen : * **Spanningsbron:** Levert een (vrijwel) constante spanning. De geleverde stroom varieert met de belasting volgens de wet van Ohm. Voorbeelden zijn een batterij of een stopcontact . * **Stroombron:** Levert een (vrijwel) constante stroom. De geleverde spanning varieert met de belasting volgens de wet van Ohm . ### 2.6 De wetten van Kirchhoff De wetten van Kirchhoff zijn fundamentele regels voor de analyse van elektrische netwerken. Ze stellen ons in staat om onbekende stromen en spanningen te berekenen, zowel handmatig als met behulp van wiskundige methoden zoals matrices . #### 2.6.1 Eerste wet van Kirchhoff (Stroomwet - KCL) De eerste wet van Kirchhoff, ook wel de stroomwet genoemd, stelt dat de som van de stromen die een knooppunt binnenkomen gelijk is aan de som van de stromen die het knooppunt verlaten. Equivalenter, de algebraïsche som van alle stromen in een knooppunt is nul, waarbij toekomende stromen positief worden gerekend en weglopende stromen negatief . * **Formulering:** $\sum I_{in} = \sum I_{out}$ of $\sum I = 0$ . #### 2.6.2 Tweede wet van Kirchhoff (Spanningswet - KVL) De tweede wet van Kirchhoff, de spanningswet, stelt dat in een gesloten elektrische kring de algebraïsche som van alle spanningsveranderingen (potentiaalverschillen) nul is. Dit betekent dat de som van de electromotorische spanningen (bronspanningen) gelijk is aan de som van de producten van de stroomsterkte en de bijbehorende weerstand in de kring . * **Formulering (potentiaalverschillen):** $\sum E + \sum U = 0$ . * **Formulering (EMK en weerstand):** $\sum E = \sum I \cdot R$ . > **Tip:** Bij het toepassen van de spanningswet is het cruciaal om consistent te zijn met de gekozen stroomrichtingen en de conventies voor potentiaalstijgingen en -dalingen over componenten en bronnen . #### 2.6.3 Combinatie van de wetten van Kirchhoff De wetten van Kirchhoff bieden een krachtige methode om complexe elektrische netwerken te analyseren. Door de stroomwet (KCL) toe te passen op knooppunten en de spanningswet (KVL) op lussen, kunnen stelsels van lineaire vergelijkingen worden opgesteld om onbekende stromen en spanningen te bepalen . * **Werkwijze:** 1. Identificeer alle knooppunten in het netwerk . 2. Benoem alle stromen en teken hun richting (een willekeurige richting kiezen als deze onzeker is) . 3. Stel het aantal benodigde onafhankelijke vergelijkingen op: * Aantal KCL-vergelijkingen: Aantal knopen - 1 . * Aantal KVL-vergelijkingen: Aantal takken - (Aantal knopen - 1) . 4. Schrijf de KCL-vergelijkingen op voor de knooppunten . 5. Kies een omloopzin voor elke lus en schrijf de KVL-vergelijkingen op, waarbij correct omgegaan wordt met de tekens van spanningsverschillen over weerstanden en bronnen . * Stroomrichting over weerstand volgens omloopzin: $\Delta U = -IR$ . * Stroomrichting over weerstand tegen omloopzin: $\Delta U = +IR$ . * Spanningsbron van - naar + volgens omloopzin: $+U$ . * Spanningsbron van + naar - volgens omloopzin: $-U$ . 6. Los het stelsel van vergelijkingen op. Een positieve uitkomst voor een stroom betekent dat de gekozen richting correct was; een negatieve uitkomst betekent dat de stroom in de tegenovergestelde richting vloeit . #### 2.6.4 Berekenen met matrices Stelsels van lineaire vergelijkingen die voortkomen uit de wetten van Kirchhoff kunnen efficiënt worden opgelost met behulp van matrices . * **Matrixvermenigvuldiging:** De relatie tussen spanningen, weerstanden en stromen kan worden uitgedrukt in matrixvorm ($A = B \cdot I$). Om de stroomvector ($I$) te vinden, kan de inverse van de weerstands-/coëfficiëntenmatrix ($B$) worden gebruikt: $I = B^{-1} \cdot A$ . * **Werkwijze met rekenmachine (TI Nspire/TI 84 Plus):** 1. Voer de matrices $A$ (resultaatvector) en $B$ (coëfficiëntenmatrix) in . 2. Bereken $B^{-1} \cdot A$. De resulterende kolomvector bevat de waarden van de stromen ($I_1, I_2,...$) . #### 2.6.5 Berekenen met Row Reduced Echelon Form (RREF) Een alternatieve matrixmethode is het gebruik van Row Reduced Echelon Form (RREF). Dit vereenvoudigt de augmented matrix (de matrix die de coëfficiënten en de resultaten bevat) tot een vorm waarin de oplossingen direct afleesbaar zijn . * **Werkwijze met rekenmachine (TI Nspire/TI 84 Plus):** 1. Definieer een matrix die het stelsel vergelijkingen representeert, inclusief de constante termen . 2. Gebruik de RREF-functie op de rekenmachine. De laatste kolom van de resulterende matrix bevat de oplossingen voor de onbekenden (stromen) . > **Tip:** Bij het toepassen van de wetten van Kirchhoff en matrixmethoden, vergeet de interne weerstanden ($R_i$) van de bronnen niet indien deze in de opgave zijn gegeven. De juiste opstelling van de vergelijkingen en de matrices is cruciaal voor een correcte uitkomst . --- # Meetapparatuur en meetmethoden Deze sectie behandelt de praktische aspecten van het gebruik van multimeters en stroomtangen voor het meten van elektrische grootheden, met nadruk op veilige procedures en de interpretatie van resultaten. ### 3.1 Multimeters: functionaliteiten en gebruik Een multimeter is een essentieel meetinstrument met basisfunctionaliteiten die nodig zijn voor elektronische metingen [38](#page=38). #### 3.1.1 Soorten multimeters Er zijn analoge en digitale multimeters, waarbij de focus in deze cursus ligt op digitale multimeters [38](#page=38). #### 3.1.2 Essentiële functionaliteiten van een digitale multimeter Voor basisgebruik voldoet een digitale multimeter aan de volgende criteria [38](#page=38): * Meting van spanning (DC/AC). * Meting van stroom (DC is vereist, AC niet per se). * Meting van weerstand. * Continuïteitstest. * Autorange is geen vereiste [38](#page=38). #### 3.1.3 Aanschaf en gebruik Indien een individuele aankoop van een digitale multimeter overwogen wordt, ligt de richtprijs tussen 30 en 50 euro. Het is toegestaan om een toestel gedurende zes maanden te gebruiken. Bij het meebrengen van een gebruikte multimeter is het aan te raden een reservebatterij mee te nemen [38](#page=38). #### 3.1.4 Aansluitingen Voor de meeste metingen worden de meetsnoeren als volgt aangesloten: * Rood meetsnoer: in de VΩHz aansluiting [39](#page=39). * Zwart meetsnoer: in de COM (common) aansluiting [39](#page=39). ### 3.2 Meten van weerstand Het meten van weerstand moet **altijd spanningsloos** gebeuren [39](#page=39) [40](#page=40). #### 3.2.1 Principe van weerstandsmeting * Wanneer de geleidende delen van de meetsnoeren tegen elkaar worden gehouden, wordt een weerstand van 0 Ohm gemeten [39](#page=39). * Wanneer de meetsnoeren ver van elkaar worden gehouden, wordt een oneindige weerstand (∞ Ohm) gemeten, wat op het meettoestel vaak wordt weergegeven als OL (Open Loop) [39](#page=39). #### 3.2.2 Nauwkeurig meten Om weerstanden zo nauwkeurig mogelijk te meten, dient de multimeter ingesteld te worden op de meest geschikte range voor de te meten weerstand [40](#page=40). #### 3.2.3 Veiligheid bij weerstandsmeting Het is **NOOIT** toegestaan om weerstand te meten onder spanning [39](#page=39) [40](#page=40). ### 3.3 Continuïteitstest Een continuïteitstester (ook wel doorgangstester genoemd) controleert op de aanwezigheid van een elektrische verbinding [41](#page=41). #### 3.3.1 Functionaliteit * Geeft een "biepje" wanneer er een verbinding wordt gemaakt [41](#page=41). * Geeft OL (Open Loop) weer als er geen verbinding is [41](#page=41). #### 3.3.2 Veiligheid bij continuïteitstest Een continuïteitstest moet **altijd spanningsloos** gebeuren [41](#page=41). ### 3.4 Meten van spanning Spanningsmetingen gebeuren **onder spanning** [42](#page=42). #### 3.4.1 Meetmethode Spanning wordt altijd **parallel** met de verbruiker gemeten [43](#page=43). #### 3.4.2 Meetwaarden bij AC-spanning Met een multimeter kan enkel DC- of sinusvormige AC-spanningen gemeten worden. Voor andere golfvormen is een oscilloscoop vereist. De multimeter geeft bij AC-spanning de **effectieve waarde** weer [42](#page=42). #### 3.4.3 Aansluitingen * Rood meetsnoer: in de VΩHz aansluiting [42](#page=42). * Zwart meetsnoer: in de COM aansluiting [42](#page=42). ### 3.5 Meten van stroom Stroommetingen gebeuren **onder spanning** [44](#page=44). #### 3.5.1 Meetmethode Stroom wordt altijd **in serie** met de verbruiker gemeten [45](#page=45). #### 3.5.2 Meetwaarden bij AC-stroom Net als bij spanning, kan een multimeter met AC-stroom enkel sinusvormige stromen meten. De multimeter geeft hierbij de **effectieve waarde** weer [44](#page=44). #### 3.5.3 Aansluitingen * Rood meetsnoer: in de 10A of mA aansluiting, afhankelijk van de te verwachten stroomsterkte [44](#page=44). * Zwart meetsnoer: in de COM aansluiting [44](#page=44). ### 3.6 Meten van stroom met een stroomtang Een stroomtang biedt als voordeel dat de stroomkring niet onderbroken hoeft te worden [46](#page=46). #### 3.6.1 Principe De stroomtang meet het magnetisme dat afhankelijk is van de stroomsterkte [46](#page=46). #### 3.6.2 Aandachtspunt Het is cruciaal om de stroomtang over slechts **één geleider** te plaatsen en niet over twee of drie geleiders [46](#page=46). #### 3.6.3 Meetconditie Meten van stroom met een stroomtang gebeurt **onder spanning** [46](#page=46). ### 3.7 Meten van vermogen Het meten van vermogen gebeurt **onder spanning** [47](#page=47). #### 3.7.1 Formule Vermogen wordt berekend met de formule: $P = U \times I$ [47](#page=47). #### 3.7.2 Meetinstrumenten * Een wattmeter heeft 3 aansluitingen [47](#page=47). * Een combinatie van een voltmeter en een ampèremeter wordt gebruikt voor het meten van vermogen en heeft 4 aansluitingen [47](#page=47). ### 3.8 Meten van energie Het meten van energie gebeurt **onder spanning** [48](#page=48). #### 3.8.1 Formule Energie wordt berekend met de formule: $E = P \times t = U \times I \times t$. De eenheid is kilowattuur (kWh) [48](#page=48). #### 3.8.2 Toepassing Een energiemeter, zoals die in huizen wordt teruggevonden, is een voorbeeld van een apparaat voor het meten van energie [48](#page=48). ### 3.9 Praktische oefening met eigen multimeter Tijdens een praktische oefening kan de student met de eigen multimeter verschillende metingen uitvoeren [49](#page=49). #### 3.9.1 Te meten zaken * Weerstandswaarden van gegeven weerstanden (met de juiste range) [49](#page=49). * Controleren of een gloeilampje defect is [49](#page=49). * Meting van de spanning van een batterij [49](#page=49). > **Tip:** Als een batterij niet meer is opgeladen, zal de gemeten spanning lager zijn dan de aangegeven spanning. Als de batterij volledig is opgeladen, kan de gemeten spanning hoger zijn dan de aangegeven spanning [49](#page=49). #### 3.9.2 Zekeringen De student dient na te gaan of de zekeringen van de eigen multimeter vervangen kunnen worden en, indien mogelijk, welke zekeringen aangekocht moeten worden [49](#page=49). --- # Digitale tools voor elektrotechnisch ontwerp De introductie van softwarepakketten zoals Tinkercad, LTSpice en Microsoft Visio maakt het mogelijk om elektrische schakelingen en netwerken te ontwerpen, simuleren en visualiseren [51](#page=51) [69](#page=69). ### 4.1 Tinkercad Tinkercad is een gratis softwarepakket dat ingezet kan worden ter voorbereiding op het toepassen van elektrotechnische kennis in het labo. Om met Tinkercad te leren werken, doorloopt men eerst het ingebouwde 'Leercentrum' en daarna worden oefeningen zelfstandig gemaakt [51](#page=51) [52](#page=52). #### 4.1.1 Tinkercad: Leercentrum Het leercentrum van Tinkercad biedt tutorials om de software aan te leren. Men dient te klikken op 'Alle Circuits Tutorials' en vervolgens bij 'Circuits basisc.' op 'Alleen weergeven'. Het is cruciaal om alle stappen in de volgende zeven tutorials zelfstandig te begrijpen, omdat dit noodzakelijk is voor het succesvol uitvoeren van de oefeningen. Naast de basiscircuits worden ook 'Micro:bit projects' tutorials aangeraden, waarvan er vijf zijn [52](#page=52) [53](#page=53). #### 4.1.2 Tinkercad: Oefeningen Na het voltooien van de tutorials is het tijd om Tinkercad in te oefenen. Elke oefening start met een nieuw project, waarbij gebruik gemaakt wordt van een breadboard. De oefeningen worden benoemd met de titel van de slide waaruit ze komen, wat de terugvindbaarheid ten goede komt [54](#page=54). ##### 4.1.2.1 Oefening 1: Serie schakelen van weerstanden **Voorbereiding:** 1. Teken op papier de schakeling van twee weerstanden van elk 500 Ω in serie [55](#page=55). 2. Bereken de equivalente weerstand [55](#page=55). **Uitvoering (Tinkercad):** 3. Schakel op een breadboard twee weerstanden van 500 Ω in serie [55](#page=55). 4. Meet met de multimeter de totale weerstand. Deze zou moeten overeenkomen met de berekende waarde [55](#page=55). ##### 4.1.2.2 Oefening 2: Parallel schakelen van weerstanden **Voorbereiding:** 1. Teken op papier de schakeling van twee weerstanden van elk 500 Ω in parallel [56](#page=56). 2. Bereken de equivalente weerstand [56](#page=56). **Uitvoering (Tinkercad):** 3. Schakel op een breadboard twee weerstanden van 500 Ω in parallel [56](#page=56). 4. Meet met de multimeter de totale weerstand. Deze zou moeten overeenkomen met de berekende waarde [56](#page=56). ##### 4.1.2.3 Oefening 3: Weerstand gevoed door een bron **Voorbereiding:** 1. Teken op papier een schema waarbij een weerstand van 100 Ω gevoed wordt door een gelijkspanningsbron van 10 V [57](#page=57). 2. Bereken de stroom doorheen dit netwerk [57](#page=57). **Uitvoering (Tinkercad):** 3. Teken de bovenstaande schakeling in Tinkercad [57](#page=57). 4. Meet met de multimeter de stroom doorheen de kring. Deze zou moeten overeenkomen met de berekende waarde [57](#page=57). ##### 4.1.2.4 Oefening 4: Niet-ideale spanningsbron **Voorbereiding:** 1. Teken op papier een niet-ideale spanningsbron waarbij de interne spanning ($E$) 10 V bedraagt, de interne weerstand ($R_i$) 1 Ohm is en de belastingsweerstand ($R_L$) 9 Ω bedraagt [58](#page=58). 2. Bereken de stroom doorheen de kring, en meet de spanning $U$ (klemspanning) [58](#page=58). **Uitvoering (Tinkercad):** 3. Teken de bovenstaande schakeling in Tinkercad. Maak gebruik van een breadboard [58](#page=58). 4. Meet met de multimeter de stroom doorheen de kring en meet de klemspanning $U$. Deze zou moeten overeenkomen met de berekende waarde [58](#page=58). 5. Verlaag de belastingsweerstand ($R_L$) van 9 Ω naar 4 Ω, en observeer de verandering in de klemspanning $U$ [58](#page=58). ##### 4.1.2.5 Oefening 5: Spanningsdeler **Theorie:** Een spanningsdeler is een serieschakeling van twee of meer weerstanden waarbij over een bepaalde weerstand een gewenste spanning kan worden verkregen [59](#page=59). **Uitvoering (Tinkercad):** 1. Maak in Tinkercad een spanningsdeler waarbij over een weerstand 12 V wordt gemeten. De voeding die over de volledige schakeling is aangesloten is 90 V [59](#page=59). ### 4.2 LTSpice LTSpice is een gratis softwarepakket dat tegenwoordig veel gebruikt wordt voor het ontwerpen en uitwerken van elektrische netwerken, in plaats van traditionele papieren schema's [69](#page=69). > **Tip:** Download LTSpice via de verstrekte link op de website van de opleiding en installeer de software op uw Windows- of Mac-apparaat. Een demonstratie van de software wordt gegeven in de les [69](#page=69). ### 4.3 Microsoft Visio Hoewel niet specifiek uitgewerkt in de verstrekte tekst, wordt Microsoft Visio vermeld als een softwarepakket dat gebruikt kan worden voor het ontwerpen, simuleren en visualiseren van elektrische schakelingen en netwerken. Dit suggereert dat Visio vergelijkbare functionaliteiten kan bieden voor elektrotechnisch ontwerp [51](#page=51) [69](#page=69). --- # Normering en veiligheid Dit onderdeel behandelt Europese richtlijnen en normen, met name de CE-markering, en hun cruciaal belang voor productveiligheid en de vrije handel binnen de EU [88](#page=88). ### 5.1 Richtlijnen Een richtlijn is een bindend besluit van de Europese Unie dat regels bevat voor lidstaten. Lidstaten zijn verplicht om een richtlijn uit te voeren, maar mogen zelf beslissen hoe ze dit aanpakken. De inhoud van de richtlijn moet door de lidstaat in eigen wetgeving worden geïmplementeerd, wat in België doorgaans gebeurt via een Koninklijk Besluit. Europese richtlijnen zijn gratis te raadplegen via http://eur-lex.europa.eu [88](#page=88) [90](#page=90). ### 5.2 Normen Een norm biedt praktische en technische invulling om te voldoen aan een richtlijn. Een geharmoniseerde norm is een Europese norm die aangeeft hoe aan een richtlijn kan worden voldaan en is enkel geldig binnen Europa. Hoewel het gebruik van een geharmoniseerde norm niet verplicht is, biedt het wel maximale juridische dekking. (Belgische) normen zijn tegen betaling verkrijgbaar via http://www.nbn.be/ [89](#page=89). #### 5.2.1 Organisaties die normen opstellen * **Comité Européen de Normalisation (CEN):** Opgericht in 1961 door nationale standaardiseringscomités in de Europese Economische Gemeenschap en de Europese Vrijhandelsassociatie. Normen van het CEN staan bekend als Europese norm (EN) [91](#page=91). * **International Organization for Standardization (ISO):** Een internationale organisatie die normen vastlegt en een samenwerkingsverband is van nationale standaardisatieorganisaties in 156 landen wereldwijd [91](#page=91). * **International Electrotechnical Commission (IEC):** Gevestigd in Genève, Zwitserland, ontwikkelt algemene internationale normen voor de veiligheid van elektrische componenten en apparatuur wereldwijd [92](#page=92). * **Bureau voor Normalisatie (NBN):** Dit is de Belgische nationale normalisatie-instelling, die in 2003 het Belgisch Instituut voor Normalisatie (BIN) verving [92](#page=92). #### 5.2.2 Zelf normen opzoeken Als VIVES-student kunnen normen worden opgezocht via de Limo-databank van de bibliotheek. De stappen omvatten het aanmelden bij Limo, het zoeken naar 'NBN' onder 'Databanken', het selecteren van de MyNBN Normendatabank – Leeszaal en het kiezen van 'Associatie KU Leuven' [93](#page=93). **Voorbeeld van normopzoeking:** Een oefening kan bestaan uit het opzoeken van een norm die iets behandelt over 'implantaten', het achterhalen van de kostprijs ervan, en het onderzoeken van de norm NBN EN ISO 9999 (onderwerp, jaartal, aantal uitgaven, mogelijkheid tot opslaan). Verder kan gevraagd worden om codes binnen de norm NBN EN ISO 9999 te interpreteren en een code te vinden die 'assistieve producten voor sporters' behandelt [94](#page=94) [95](#page=95). ### 5.3 CE-markering #### 5.3.1 Definitie en doel De CE-markering, die op veel producten te vinden is, geeft aan dat een product voldoet aan de geldende Europese regels binnen de Europese Economische Ruimte (EER). CE staat voor Conformité Européenne. De CE-markering heeft twee hoofddoelen: het mogelijk maken van vrije handel binnen de EU en het garanderen van de veiligheid van producten [96](#page=96). #### 5.3.2 Verantwoordelijkheid van de fabrikant De fabrikant brengt zelf de CE-markering aan en verklaart hiermee dat het toestel voldoet aan alle relevante EU-richtlijnen. Indien er een ongeluk gebeurt met het toestel, wordt nagegaan of aan deze eisen is voldaan. Indien niet, is de fabrikant verantwoordelijk; indien wel, is de gebruiker verantwoordelijk wegens een gemaakte fout. De fabrikant draagt de volledige verantwoordelijkheid voor de verklaring dat aan alle eisen is voldaan [97](#page=97). #### 5.3.3 Aangemelde instantie (Notified Body) Omdat het voldoen aan de machinerichtlijn complex kan zijn, kan een 'notified body' of aangemelde instantie worden ingeschakeld. Een notified body is een door de overheid aangewezen keurings- of testinstituut dat producten test. Voor bepaalde machines, zoals medische apparatuur, is het inschakelen van een notified body verplicht. Vinçotte is een voorbeeld van een notified body in België [98](#page=98). #### 5.3.4 Procedure voor het verkrijgen van een CE-markering De procedure om een CE-markering te verkrijgen omvat de volgende stappen [99](#page=99): 1. Onderzoek aan welke EU-eisen het product moet voldoen. 2. Controleren of het product aan de specifieke eisen voldoet. 3. Nagaan of het product getest moet worden door een aangemelde instantie. 4. Testen van het product. 5. Samenstellen van het technisch dossier. 6. Aanbrengen van de CE-markering en opstellen van een verklaring van overeenstemming. Meer informatie over de CE-markering is te vinden op https://europa.eu/youreurope/business/product/ce-mark/index_nl.htm [99](#page=99). #### 5.3.5 Wijzigingen aan producten met CE-markering Indien een aanpassing wordt gedaan aan een sporttechnologisch toestel met een CE-markering, kan de CE-markering vervallen. Een fundamentele wijziging wordt gedefinieerd. Bij een dergelijke wijziging moeten specifieke procedures worden gevolgd. Na een wijziging kan de verantwoordelijkheid anders komen te liggen [100](#page=100). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | SI-stelsel | Het internationale stelsel van eenheden (Système International d'Unités), een metrisch systeem dat uniformiteit biedt voor het weergeven van grootheden en eenheden, wat internationale gegevensuitwisseling vergemakkelijkt. | | Basiseenheden | De zeven onderling onafhankelijke eenheden die de fundamentele grootheden van het SI-stelsel vertegenwoordigen, waaronder lengte (meter), massa (kilogram), tijd (seconde), elektrische stroom (ampère), absolute temperatuur (kelvin), hoeveelheid stof (mol) en lichtsterkte (candela). | | SI-prefixen | Vermenigvuldigingsfactoren die aan SI-eenheden kunnen worden toegevoegd om veelvouden of delen van die eenheden aan te geven, zoals kilo (k, 10³), mega (M, 10⁶) en milli (m, 10⁻³). | | Stroom | De vrije beweging van elektronen die ontstaat wanneer energie wordt toegevoegd aan een atoom, waardoor elektronen zich kunnen verplaatsen. Wiskundig gedefinieerd als de hoeveelheid elektrische lading (Q) die per tijdseenheid (t) door een doorsnede vloeit, met de formule $I = \frac{Q}{t}$. | | Elektrische lading | De fundamentele eigenschap van materie die elektrische verschijnselen veroorzaakt, uitgedrukt in Coulomb (C). | | Coulomb | De eenheid van elektrische lading. | | Ampère | De eenheid van elektrische stroomsterkte (symbool A). | | Volt | De eenheid van elektrische spanning (symbool V). | | Elektrische spanning | Het potentiaalverschil tussen twee punten in een elektrisch circuit, dat de drijvende kracht is achter de stroom. | | Weerstand | De mate waarin een materiaal de doorstroming van elektrische stroom belemmert, uitgedrukt in Ohm (Ω). | | Ohm | De eenheid van elektrische weerstand (symbool Ω). | | Geleiding | Het omgekeerde van weerstand, wat aangeeft hoe goed een materiaal elektrische stroom geleidt. De eenheid is Siemens (S), waarbij $G = \frac{1}{R}$. | | Siemens | De eenheid van elektrische geleiding. | | Wet van Ohm | Een fundamentele wet in de elektrotechniek die de relatie tussen spanning (U), stroom (I) en weerstand (R) beschrijft: $I = \frac{U}{R}$ of $U = I \cdot R$ of $R = \frac{U}{I}$. | | Elektrisch vermogen | De snelheid waarmee elektrische energie wordt omgezet of overgedragen, uitgedrukt in Watt (W). Berekend met de formules $P = U \cdot I$, $P = I^2 \cdot R$ of $P = \frac{U^2}{R}$. | | Watt | De eenheid van elektrisch vermogen. | | Elektrische arbeid | De totale hoeveelheid elektrische energie die wordt verbruikt of geleverd over een bepaalde periode, uitgedrukt in Joule (J) of kilowattuur (kWh). Berekend met $W = P \cdot t = U \cdot I \cdot t$. | | Joule | De eenheid van energie of arbeid. | | Rendement | De verhouding tussen het nuttige vermogen of de nuttige energie en het totaal toegevoerd vermogen of de totaal toegevoerde energie, uitgedrukt in een percentage (η). | | Serieschakeling | Een schakeling waarbij componenten na elkaar zijn verbonden, zodat de stroom door elk component dezelfde is en de spanningen zich optellen. De totale weerstand is de som van de individuele weerstanden ($R_{s} = \sum R$). | | Parallelschakeling | Een schakeling waarbij componenten naast elkaar zijn verbonden, zodat de spanning over elk component dezelfde is en de stromen zich optellen. De inverse van de totale weerstand is de som van de inversen van de individuele weerstanden ($\frac{1}{R_{p}} = \sum \frac{1}{R}$). | | Gemengd netwerk | Een elektrisch netwerk dat een combinatie is van zowel serie- als parallelschakelingen. | | Spanningbron | Een elektrische component die een (ongeveer) constante spanning levert, waarbij de stroom varieert afhankelijk van de belasting. | | Stroombron | Een elektrische component die een (ongeveer) constante stroom levert, waarbij de spanning varieert afhankelijk van de belasting. | | Wetten van Kirchhoff | Een set van twee wetten die de basis vormen voor de analyse van elektrische netwerken: de stroomwet (KCL) en de spanningswet (KVL). | | Stroomwet van Kirchhoff (KCL) | Stelt dat de som van de stromen die een knooppunt binnenstromen gelijk is aan de som van de stromen die het knooppunt verlaten. De algebraïsche som van de stromen in een knooppunt is nul. | | Spanningswet van Kirchhoff (KVL) | Stelt dat de som van de potentiaalverschillen (spanningen) over de verschillende elementen in een gesloten kring gelijk is aan nul. Of, de som van de elektromotorische spanningen is gelijk aan de som van de spanningsvallen over de weerstanden. | | Gelijkstroom (DC) | Een elektrische stroom die een constante stroomrichting heeft. | | Wisselstroom (AC) | Een elektrische stroom die voortdurend van waarde en richting verandert. | | Periode (T) | De tijd die nodig is voor één volledige cyclus van een periodieke wisselstroom of -spanning. | | Frequentie (f) | Het aantal periodes per seconde van een wisselstroom of -spanning, uitgedrukt in Hertz (Hz). $f = \frac{1}{T}$. | | Gemiddelde waarde | Het rekenkundig gemiddelde van de momentane waarden van een stroom of spanning over een bepaald tijdsinterval. Voor periodieke wisselstromen is de gemiddelde waarde over één periode nul. | | Sinusoïdale spanning | Een wisselspanning waarvan de momentane waarde wordt beschreven door een sinusfunctie, $u = \hat{u} \cdot \sin(\omega \cdot t)$, waarbij $\hat{u}$ de amplitude is en $\omega$ de cirkelfrequentie. | | Amplitude (Û) | De maximale waarde van een sinusoïdale spanning of stroom. | | Cirkelfrequentie (ω) | Gerelateerd aan de frequentie (f) door $\omega = 2 \pi f$, en bepaalt de snelheid van de sinusgolf. | | Effectieve (RMS) waarde | De waarde van een gelijkstroom die in een bepaalde weerstand dezelfde hoeveelheid warmte zou ontwikkelen als de betreffende wisselstroom. Voor een sinus is de effectieve waarde $U_{rms} = \frac{\hat{u}}{\sqrt{2}}$. | | RMS (Root Mean Square) | De wiskundige berekening voor de effectieve waarde, waarbij de wortel uit het gemiddelde van de kwadraten wordt genomen. | | CE-markering | Een conformiteitsmarkering die aangeeft dat een product voldoet aan de relevante Europese richtlijnen en normen, wat vrije handel binnen de EU mogelijk maakt en de productveiligheid garandeert. | | Richtlijn | Een bindend besluit van de Europese Unie dat regels bevat voor lidstaten, die verplicht zijn de richtlijn uit te voeren, maar zelf de implementatiemethode mogen bepalen. | | Norm | Een praktische of technische invulling die aangeeft hoe aan een richtlijn kan worden voldaan. Een geharmoniseerde norm is een Europese norm die niet verplicht is, maar maximale juridische dekking biedt. | | Notified body (Aangemelde instantie) | Een door de overheid aangewezen keurings- of testinstituut dat producten test om te controleren of ze voldoen aan specifieke EU-richtlijnen, wat bij bepaalde machines verplicht is. | | Afstand | De mate waarin een object zich heeft verplaatst, uitgedrukt in meters (m). | | Snelheid | De verandering van afstand per tijdseenheid, uitgedrukt in meters per seconde (m/s) of kilometers per uur (km/u). | | Versnelling | De verandering van snelheid per tijdseenheid, uitgedrukt in meters per seconde kwadraat (m/s²). | | Schakelaar | Een component met twee stabiele standen die wordt gebruikt om een elektrische kring te openen of te sluiten om apparaten te bedienen. | | Drukknop | Een component met één stabiele stand die alleen een contact maakt zolang de knop wordt ingedrukt. | | Teleruptor | Een relais dat, in combinatie met een drukknop, wordt gebruikt om verlichting te bedienen, zelfs na het loslaten van de knop. | | Stopcontact (Wandcontactdoos) | Een contactdoos die wordt gebruikt om elektrische energie beschikbaar te maken voor verbruikers. | | Eéndraadschema | Een schematische weergave van een elektrische installatie waarbij alle componenten op één lijn worden getekend, vaak gebruikt voor het tonen van de logische verbindingen. | | Situatieplan | Een plattegrond van een gebouw of locatie waarop de plaatsing van elektrische componenten, zoals stopcontacten en schakelaars, is aangegeven. | | Elektromagnetische inductie | Het principe waarbij een spanning wordt opgewekt in een geleider wanneer deze wordt blootgesteld aan een veranderend magnetisch veld. | | Magnetische fluxdichtheid (B) | Een maat voor de sterkte van een magnetisch veld, uitgedrukt in Tesla (T). | | Lussen (in een netwerk) | Een gesloten pad in een elektrisch netwerk dat kan worden doorlopen zonder hetzelfde punt meer dan eens te passeren. | | Knooppunten (in een netwerk) | Een punt in een elektrisch netwerk waar drie of meer geleiders samenkomen. |