| Basis-elektroanika | Side ophelle M/D/J: |
| Dizze side jout in ienfāldich oersjoch en tagelyk in foarbyld fan technysk Frysk. |
Elektrisiteit:
In wetter-model.
As wetter lang op in stien falt, dan komt der op dat plak
in kūltsje yn 'e stien.
No kinne wy wetter hiel moai mjitte mei drippen, want in
drip wetter is gewoanlik
altyd like grut. Dy drippen kinne wy b.g. meitsje troch
in amer mei wetter mei in skinktute op 'e kant te
hālden. En wat mear drippen der falle - b.g. troch in
bredere tute - wat grutter it gat wźze sil. In
wetterstream fan 10 drippen yn 'e sekonde makket yn in
jier in 10 kear grutter gat as in wetterstream fan 1 drip
yn 'e sekonde.
Mar as it wetter fan hiel heech falt, dan is de
śtwurking folle grutter as wannear't leger wei komt.
Stel dat in drip fan 10 meter heech falt, dan sil it
kūltsje 10 kear grutter wźze as wannear't it fan 1
meter heech falt.
Koartsein: de śtwurking - it "fermogen" - fan
it wetter is evenredich mei de hichte x de stream. Of
oars sein: ien drip yn'e sekonde fan 10 meter hichte
makket yn in beskate tiid in like djip gat as twa drippen
yn'e sekonde fan 5 meter hichte.
De totale śtwurking - de enerzjy - fan it wetter hinget
ek noch ōf fan de tiid: yn 10 kear safolle tiid sil it
gat 10 kear sa grut wźze. De grutte fan it śteinlik
ūntstiene gat is dan evenredich mei de enerzjy, oftewol
mei hichte x stream x tiid.
 |
It wettermodel. Ien drip fan in grutte hichte makket inselde gat as twa drippen fan de heale hichte . |
Oersetting nei it elektryske
model.
Elektryske stream kinne wy ek mjitte yn altyd gelikense
"drippen", mar dy hjitte dan
"elektroanen". Wy soene dy stream dus śtdrukke
kinne yn elektroanen yn'e sekonde, mar om't dy
elektroanen sa lyts binne, brūke wy de ienheid Ampźre,
dat is 6.250.000.000.000.000.000 elektroanen yn 'e
sekonde!
En krektlyk as by de wetterdrippen de hichte is it by de
elektrisiteit de "spanning" dy't ek ynfloed op
'e śtwurking of it fermogen hat. Dy spanning drukke wy
śt yn Volt, wylst wy foar it elektryske fermogen de
ienheid Watt hawwe. Dźrby is 1 Watt = 1 Volt x 1
Ampźre. In 6 volts autolampe dy't 10 Ampźre
"lūkt", dy ferbrūkt dus 6 x 10 = 60 Watt (W).
Wat dat fermogen betsjut kinne wy dśdlik sjen by de
gloeilampen: in lampe fan deselde soarte mei 2x safolle
watts fermogen jout 2x safolle ljocht. Mar wat wy betelje
moatte, hinget śteinlik ōf fan hoelang oft wy de lampe
oan hān hawwe, dus fan de ferbrūkte enerzjy. Hawwe wy
in lampe fan 100 Watt 10 oeren lang oan, dan ferbrūkt dy
yn dy tiid 100 x 10 = 1000 Watt-oeren, oftewol 1
kiloWatt-oere (kWh).
Boppe seagen wy dat wy de wetterstream grutter meitsje kinne troch it brūken fan in bredere tute oan 'e amer. Wy sizze dan dat sa'n tute in legere "wjerstān" hat as in smellen.
By elektrisiteit spilet wjerstān ek in rol. Dźrby is it sa dat de wjerstān b.g. yn 'e lampe sit: by in autolampe fan 60 Watt is de wjerstān 2x sa grut as by ien fan 120 Watt en dźrom lūkt er ek mar de helte fan'e stream.
De elektryske wjerstān drukke wy śt yn Ohm (S), wźrby't 1 Ohm = 1 Volt/ 1 Ampźre, oftewol 1S = 1V/1A.
As wy wer nei de 60 Watts autolampe sjogge, dy't ommers 10 Ampźre loek by 6 Volt, dan moat dy in wjerstān hawwe fan 6 Volt/ 10 Ampźre = 0,6 Ohm.
De 120 Watts autolampe lūkt 120/6 = 20 Ampźre en hat dus in wjerstān fan 6 Volt/ 20 Ampźre = 0,3 Ohm. (Dy hat dan yn it algemien in koartere en/of tsjūkere gloeitried as de 60 W lampe).
Yn 'e elektrotechnyk en de elektroanika brūke wy foar stream de ōfkoarting I, foar spanning V en foar wjerstān R. Wy kinne dan koart sizze: R=V/I. By de 60 Watts lampe wurdt dat: R=6/10=0,6 .
Gelieders
en isolatoaren
De elektryske stream wol troch de iene stof makliker
hinne as troch de oare. De stream wol hiel maklik troch
metalen. Dźrom neame wy in metaal in
"gelieder", want dy geliedt de stream tige
maklik. Tige goede gelieders binne koper en goud. In
minder goede gelieder is koalstof (poatlead).
Guon oare stoffen litte de elektryske stream hast
hielendal NET troch. Dat neame wy
"isolatoaren", want se isolearje de
elektrisiteit. Tige goede isolatoaren binne plastik en
beskate soarten keramyk (ierdewurk, stien).
"Echte" wjerstannen.
Yn 'e elektroanika hawwe wy faak ferlet fan ūnderdielen
mei in beskate wjerstān. Dźr soene wy fansels lampen
foar brūke kinne, mar dy hawwe net sa'n lange
libbensdoer. Boppedat hoecht der faak ek net safolle
fermogen yn.
Dźrom brūke wy "koalwjerstannen", dat binne
keramyske buiskes mei in koalstoflaachje derop. Op beide
einen sit in metalen dopke dat kontakt makket mei de
koallaach. Oan dy dopkes sitte dan triedden om de
wjerstān oan te sluten. Faak sit der in spiraalfoarmige
greef yn 'e koalstof om de wjerstān heger te meitsjen.
De koalwjerstannen wurde gewoanlik brūkt yn wearden
tusken 10 S en
1 miljoen S (ek
wol neamd Megohm en oanjūn mei MS .
Yn sa'n wjerstān mei net al tefolle fermogen, want dan
wurdt er hjit en giet er stikken. As der wat mear
fermogen yn moat, dan hat it keramyk-buiske wat gruttere
ōfmjittings. De grutste koalwjerstannen meie sawat twa
Watt hawwe en dan binne der lytsere fan 1W, 1/2W, 1/4W,
1/8W, 1/16W. De ōfmjitting fan sa'n wjerstān stiet dus
los fan 'e wjerstānswearde.
 |
Oare wjerstannen.
Moat der mear fermogen yn in wjerstān, dan wurde
triedwjerstannen brūkt. Dat binne keramyske buiskes
dźr't tried op wūn is, kreas yn spiraalfoarm en sūnder
tsjin inoar oan te kommen. Oer dy tried sit dan wer in
hjitte-bestindige lak. Tige grutte kinne wol 100 Watt
ferarbeidzje.
Koalwjerstannen meie wolris wat fan wearde feroarje.
Dźrom binne se net geskikt foar mjitapparaten. Dźrom
wurde dan ek wol triedwjerstannen brūkt, mar ek wol
metaalfilm-wjerstannen. Dat binne keramyske buiskes
dźr't in metaallaach op dampe is. Sokke wjerstannen
wurde ek wol brūkt yn fersterkers, om't se minder rūs
jouwe.
In bysūndere wjerstān is de draaiwjerstān of
potentiometer, dy't bestiet śt in rūne
baan mei koalstof of tried dźr't in kontakt oer hinne
rint. Op dy wize kin de wjerstān ynsteld wurde. In
tapassing is it regeljen fan de lūdsterkte.
Rint der in oere lang in stream troch in tried of in lampe of sa, dan binne der in hielebulte elektroanen fan 'e iene kant nei de oare gien. Dy elektroanen meiinoar neamt men lading. Wy kinne soene dy lading śtdrukke kinne yn elektroanen, mar om't dy sa'n lytse lading hawwe, brūke wy in oare ienheid, de Coulomb. En in Coulomb krije wy, as wy in sekonde lang 1 Ampźre rinne litte.
Litte wy de 60 Watts autolampe 10 minuten baarne, dat is 600 sekonden, dan is der 600 sekonden x 10 Ampźre = 6000 Coulomb troch dy lampe rūn.
Plus
en min.
Elektrisiteit kinne wy śt in batterij helje. Sa'n
batterij hat twa poalen, in "plus"
(meastentiids it koperen dopke) en de "min" (it
sinken omskot).
By it wetter-model giene de wetterdrippen fan 'e amer nei
ūnderen nei de stien. De oare kant śt koe net. Sa is it
by in batterij ek: de elektroanen komme śt de min-kant
en se geane b.g troch in lampke en dan nei de plus-kant.*
Sa'n stream hjit in gelykstream en de batterij levert in
gelykspanning.
Us gewoane elektrysk hat net in fźste plus- en min-kant,
mar dźr draaie de poalen (of de "polariteit")
elke sekonde 50x om. Dat hjit wikselspanning en is om
beskate redenen foardieliger.
*Men soe it oarsom ferwachtsje, mar dy
termen "plus" en "min" binne betocht
foar 't de elektroanen bekend wiene.
Kondinsators.
As wy twa metalen plaatsjes skiede troch in
isolaasje-plaatsje, dan kin sa'n struktuer elektrisiteit
of better sein lading opnimme. Ferbine wy nammentlik it
iene plaatsje mei de plus fan in batterij en de oare mei
de min, dan wurde de elektroanen fan it plaatsje oan 'e
min-kant oanlutsen troch de plus-kant, want ūngelyk
lūkt inoar oan. En wat tinner it isolaasje-plaatsje is,
wat sterker dy oanlūking is en wat mear lading deryn
kin. Fansels kin der ek mear yn, as wy de platen grutter
meitsje. Meitsje wy de kondinsator los fan 'e batterij en
dogge de beide triedden fan de kondinsator tsjininoar oan
("koartsluting"), dan springt der ek wier in
fonk oer!
 |
Kondinsator mei lucht as
isolaasje. Rjochts mei de platen tichter byinoar en dźrom mei mear elektroanen. |
Sa'n struktuer neame wy in "kondinsator", om't
er de lading "kondinsearret". En wat mear
elektrisiteit der yn in kondinsator kin, wat grutter syn
"kapasiteit" is.
De kapasiteit fan in kondinsator wurdt śtdrukt yn Farad.
In kondinsator fan 1 Farad kin 1 Coulomb oan lading
bergje, as der 1 Volt spanning tusken de beide triedden
stiet. Oars sein: as wy yn sa'n kondinsator oer in tiid
fan 1 sekonde in stream I fan 1 Ampźre rinne litte, dan
is er opladen oant in spanning V fan 1 Volt. Of yn
formulefoarm: V = I x t /C, want de spanning V wurdt
grutter as de stream I of de tiid t grutter binne of de
kapasiteit C lytser.
Yn 'e praktyk is de Farad fierste grut. In kondinsator
fan 1 mikrofarad (1 µF) is al in flinke grutten, en dat
is dan mar 1 miljoenste Farad of 10-6 Farad.
Gewoaner is de nanofarad (nF) = 10-9 Farad, of
noch lytser de pikofarad (pF) = 10-12 Farad.
De kapasiteit fan kondinsators om tydlik in bytsje lading
op te bergjen, jout yn 'e elektroanika grutte
mūglikheden. Dat benammen om't der by in
spanningsferoaring op in kondinsator daliks lading nedich
is, mei as gefolch dat in kondinsator besiket om de
spanning gelyk te hālden.
Dat slagget fansels allinne mar foart in koarte perioade,
om't de lading dan dochs tafierd wurdt. In kondinsator
lit dźrom flugge spanningsferoarings
troch (wikselspanning) mar gjin gelykspanning, want dy
kin net troch de isolaasjeplaat.
 |
Elektrolityske kondinsators.
Kondinsators binne der yn allerhande soarten, meast neamd
nei de isolaasje: keramyske, mika, foly ens. Troch metaal
en isolaasje op te rōljen kin faak in grutte kapasiteit
yn in lyts rōltsje. In bysūnder soarte binne de
elektrolityske kondinsators (elko's). Dy besteane yn
prinsipe śt twa aluminium platen yn in floeistof, it
elektrolyt. Wurdt dźr no in spanning op set, dan
ūntstiet op ien fan 'e aluminiumplaten in tige tin
laachje aluminium-oksyde, wat in tige goede en sterke
isolator is. Op dy wize kinne tige grutte kapasiteiten
helle wurde.
Op in elko is altyd de plus-kant oanjūn, meastentiids
mei in ring. Dy polariteit mei NET OMKEARD wurde, want
dan giet de elko stikken. Boppedat moat der benammen by
elko's om tocht wurde dat de oanleine spanning net boppe
de oanjūne maksimum wearde komt.
Searje en parallel.
Sette wy 2 wjerstannen R1 en R2 efterinoar, dan is de
wjerstān Rx oan de uterste einen gelyk oan de som,
oftewol Rx = R1 + R2. Dat hjit searjeskeakeling.
Ynpleats fan mei de wjerstān R fan in ūnderdiel kinne
wy ek mei syn gelieding G rekkenje. Dy is it omkearde,
dus G=1/R.
Sette wy 2 wjerstannen R1 en R2 neistinoar, dan is de
totale gelieding Gx gelyk oan de som, oftewol
Gx=1/R1+1/R2. Dat hjit parallelskeakeling. De totale
wjerstān wurdt dan: Rx=1/Gx=1/(1/R1+1/R2). Of oars:
Rx=(R1.R2)/(R1+R2).
Sette wy 2 kondinsators C1 en C2 parallel, dan komt dat
derop del dat it opperflak fan har platen byinoar opteld
wurdt, ofwol de totale kapasiteit wurdt Cx=C1+C2.
De kondinsator jout oan wikselstream in soarte wjerstān;
dy neame wy ympedānsje (Y). De ympedānsje wurdt lytser
as de kondinsator grutter wurdt, dus Y=k/C, wźrby't k in
konstante is.
Sette wy 2 kondinsators C1 en C2 yn searje, dan wurdt de
totale ympedānsje Yx=Y1+Y2 = k/C1 + k/C2. De totale
kapasiteit wurdt dan Cx = k/Yx = k/(k/C1+k/C2) =
1/(1/C1+1/C2).
Of oars sein: Cx= (C1.C2)/(C1+C2).
Elk hat wolris fan in magneet heard. Dat is in stik metaal dat izer oanlūkt.
Mar neist de bekende "permaninte" magneten, binne der ek elektro-magneten, dy't allinne izer oanlūke as der in elektryske stream oan tafierd wurdt. Ien en oar berźst op it effekt dat in elektryske stream troch in tried in magnetysk fjild opwekt. Dat effekt wurdt noch sterker as men dy tried yn in lus leit.
Elk hat ek wolris fan in dynamo heard: dy sitte op'e fyts. As it redsje yn 't rūn draait, dan begjin de fytslampe te baarne. Dat berźst op it effekt dat in feroarjend magnetysk fjild yn in tried in elektryske spanning opwekt. Yn in dynamo sit in tried dy't yn in hielebulte lussen opwūn is en dy lussen draaie dan yn of by in magneet.
In spoel is eins in tried mei in bulte lussen. Stjoere wy troch dy tried in elektryske stream, dan wekt dy in magnetysk fjild op. As er grut genōch is, lūkt er ek wier izer oan.
Feroarje wy no dy stream, dan wurdt yn deselde lussen in spanning opwekt. Dat betsjut dat in spoel de stream besiket gelyk te hālden; fan dy eigenskip kin yn 'e elektroanika ek wer nuttich gebrūk makke wurde.
De eigenskip om sa'n spanning op te wekken hjit "selsynduksje" en wurdt śtdrukt yn Henry.
In spoel is 1 Henry as dy by in streamferoaring fan 1 Ampźre per sekonde in spanning fan 1 Volt opwekt. De measte spoelen binne folle lytser en de selsynduksje wurdt dan ek meast śtdrukt yn millihenry (mH) = 10-3 Henry of mikrohenry (µH) = 10-6 Henry.
De selsynduksje wurdt grutter by mear lussen*, mar wurdt ek tige ferhege troch de lussen te lizzen om in kearn fan izer of ferryt of soks.
* Twa kear safolle lussen jout twa kear sa'n sterk magnetysk fjild. Dat wekt yn elk fan dy lussen dus wer twa kear safolle spanning op, dus yn totaal fjouwer kear safolle. By twa kear safolle lussen wurdt de selsynduksje dus ek fjouwer kear sa grut!
 |
Transformators.
Sa't in feroarjende stream yn in spoel sels in spanning
opwekt, sa wekt er ek in spanning op yn in oare spoel
dy't der tichteby sit. Dat hjit ynduksje. Sette wy no op
'e earste spoel (de "primźre") in
wikselspanning, dan komt der op de twadde (de
"sekondźre") ek in wikselspanning te stean.
Sa'n ūnderdiel mei twa spoelen hjit in transformator
(trafo).
It aardige is no dat dy sekondźre wikselspanning heger
wurdt as it oantal lussen fan dy sekondźre spoel grutter
wurdt. Rūchwei kin men sizze dat de spanningen har
ferhālde as de oantallen fan de lussen.
Op dy wize kin men dus fan 220V wikselspanning samar
1000V meitsje, of ek 6V foar in akkulader. In trafo kin
ek meardere ōftakkings hawwe foar
ferkate spannings. Sa kin in trafo sekondźr tagelyk 6V
en 100V leverje en hy kin primźr (troch omskeakeljen)
tagelyk geskikt wźze foar 220V en 127V netspanning.
Fierders binne transformators ek nuttich foar it
oerbringen fan gelūd. Tige nuttich kin ek ek wźze dat
beide spoelen elektrysk faninoar isolearre binne. De
transformator-wurking wurdt ek wer tige befoardere troch
in kearn fan izer of sa.
Om't de sekondźre spanning allinne opwekt wurdt troch in
feroarjende primźre stream, wurket in trafo dus nčt by
gelykspanning. Fierders is it sa, dat by in hegere
spanning evenredich minder stream ōfnommen
wurde kin; der is dus gjin winst yn fermogen!
Hjir ūnder steane symboalen of skematekens fan
ūnderskate ūnderdielen. Dy wurde brūkt yn
ferienfāldige tekeningen - de saneamde skema's
- fan elektroanyske apparatuer.
 |
Der binne stoffen dy't tusken gelieders en isolatoaren ynlizze. Dat binne de saneamde healgelieders (semiconductors). Men kin sizze dat dy de elektrisisteit in bytsje geliede. Bekende healgelieders binne silisium (Si), gallium-arsenide (GaAs), germanium (Ge) ens.
De gelieding by dizze stoffen komt ta stān troch der in lytse fersmoarging (dope) oan ta te foegjen. Dy dope soarget dan dat der yn 'e healgelieder ladingsdragers komme. Dat kinne negative ladingsdragers wźze - elektroanen - of positive - de saneamde gatten (holes). Yn it earste gefal hawwe wy dan in N-type healgelieder, yn it twadde in P-type healgelieder.
Of wy in N- of P-type healgelieder krije, hinget ōf fan 'e tafoege dope: fosfor yn silisium jout N-type en borium of aluminium yn silisium jout P-type. Fan dy dope hoecht der mar in hiel lyts bytsje yn, faak yn'e oarder fan in pear miljoenste persint. Dat betsjut dat de healgelieder earst tige goed skjin makke wurde moat en boppedat moatte it hiele moaie kristallen wźze.
Dy kristallen besteane śt lange stźven mei in trochsnee fan b.g. 10 of 15 sintimeter. Fan dy stźven wurde dan "daalders" (wafers) ōfseage mei help fan in diamantseage. Dy daalders wurde dan troch slypjen en polysten moai flak en glźd makke en dan wurde der laachjes mei dope op set.
Dioades.
Sette wy in laachje P-type healgelieder op in laachje
N-type, dan ūntstiet der op'e oergong of
"junksje" fan beide in kearlaach, de saneamde
PN-barričre. Dat komt, fan de N-type kant wolle allinne
mar elektroanen troch de barričre (want oare binne der
net yn N-type) en fan de P-type kant allinne gatten. Dat
betsjut dat de elektrisiteit mar yn ien rjochting troch
de barričre wol!
 |
Sette wy de plus fan in batterij op'e P-type kant, dan
lūkt dat de elektroanen fan'e N-type kant troch de
barričre, want ūngelyk lūkt inoar oan. En om't wy dan
fansels tagelyk de min fan 'e batterij op'e N-type kant
hawwe, wurde de gatten fan it P-type dźrhinne lutsen: de
oare kant śt troch de barričre dus. Der rint dan in
elektryske stream troch de barričre: de dioade stiet
yn'e e foarśtrjochting.
Draaie wy no de batterij om - de min oan'e P-type kant,
dan wurde de elektroanen fan 'e N- type kant troch de
barričre ōfstjitten, krektlyk as de gatten fan 'e
P-type kant. Dan rint der gjin elektryske stream: de
dioade stiet yn'e e kearrjochting.
Sa'n struktuer mei twa laachjes en in barričre hjit in
dioade. It gehiel sjocht der faak śt as in buiske mei
twa triedsjes. In dioade hat de uterst nuttige eigenskip
dat er de elektrisiteit mar ien kant śt geliedt. Se
wurde dźrom in soad brūkt. (Sjoch by gelykrjochting).
As in dioade yn 'e foarśtrjochting
stiet, dan stiet der dochs noch in beskate spanning oer,
de saneamde barriźrespanning. Dy
bedraacht by silisium-dioaden sawat 0,5 V, mar by de s.n.
Schottky-dioade benei 0 V. In dioade kin yn'e foarśtrjochting ek net alle streamen
ferneare; de maksimum talitbere stream leit tusken
inkelde tsientallen mA en ferskate tsientallen Ampźres, ōfhinklik fan it type dioade. Dźrboppe
giet de dioade stikken.
Yn 'e kearrjochting rint der troch in dioade ek altyd
noch in lyts streamke, de s.n. lekstream, meastentiids yn
'e oarder fan ien µA. De talitbere spanning yn 'e
kearrjochting is foar elk type ek net gelyk en leit
tusken inkelde tsientallen en mear as tūzen Volt.
Boppe by "plus en min" haw ik al sein dat der śt it stopkontakt wikselspanning komt. Dy giet net ynienen fan plus nei min, mar geliedlik, mei ferdrach (tekening c hjir ūnder). Sa'n ferrin hjit "sinusfoarmich" en is in gefolch fan de wurking fan in dynamo.
Sjoch ris yn 'e tekening by a, dźr 't in spoel fan ien lus yn in magneet draait en de spanning V ūnderoan ōfnommen wurdt troch sleepkontakten. As de spoel dwers op it magnetyske fjild stiet - lykas tekene, feroaret it troch de spoel omfette part fan it magnetyske fjild it sterkst en is de spanning yn 'e spoel it grutst. As de opsteande kanten fan 'e spoel it tichst by de magneet steane, feroaret it omfette magnetyske fjild mar in bytsje en keart de feroaring om fan rjochting: dan is de spanning lyts en keart om fan polariteit.
Hoe faak de polariteit omkeart, hinget ōf fan hoe hurd de dynamo draait. By de grutte dynamo's fan de elektryske sintrales is dat sa regele, dat de spanning 50 x yn 'e sekonde wikselt, oftewol de frekwinsje is 50 Hertz (Hz). Wy kinne ek sizze dat dy wikselspanning 50 perioaden yn'e sekonde hat. De doer fan ien sa'n perioade is dan 1/50 sek. = 0,02 s = 20 millisekonden (= 20 mS).
 |
It grutte nut fan wikselspanning is ūnder oaren, dat dy
maklik op en del transformearre wurde kin. By it ferfier
fan elektrisiteit oer grutte ōfstannen wurdt in
heechspanning fan tūzenen volts brūkt, om't dan de
stream folle leger is en de triedden net sa tsjūk hoege
te wźzen. By oankomst yn it lokale net wurdt dan earst
wer ta de praktyske wearde fan 220 Volt omleech
transformearre. Dy 220 Volt is net de grutste wearde, mar
de saneamde "effektive" wearde. De topwearde (peak
voltage, sj. boppe c) is V2 kear sa
grut, oftewol 311 Volt. Dat is sa fźststeld omt dan de
effektive spanning x de effektive stream krekt wer it
ferbrūkte fermogen oplevert.
Fierders is it sa dat wikselspanning makliker makliker in
motor oandriuwe kin as in gelykspanning, wylst it foar de
ferljochting neat śtmakket.
Gelykrjochting.
Elektroanyske apparatuer dźrfoaroer hat wol ferlet fan
in gelykspanning. Dźr komt no de earste tapassing fan 'e
dioade om 'e hoeke.
As wy in sinusfoarmige wikselspanning fia in dioade
tafiere oan in wjerstān, dan komt der troch dy wjerstān
in heal-sinusfoarmige stream te rinnen (sj. tekening
hjirūnder). Oer dy wjerstān stiet dan fansels ek in
heal-sinusfoarmige spanning, want V = I.R.. Dy spanning
wurdt nea negatyf, mar hy feroaret wol tige. Wy neame dat
in pulsearjende gelykspanning.
 |
Om dźr in echte gelykspanning fan te krijen, brūke wy
in kondinsator (sjoch hjirūnder). No feroaret de
spanning noch mar in bytsje en hoefolle oft er feroaret,
dat hinget ōf fan 'e de grutte fan 'e kondinsator en de
wjerstān. Nimme wy oan dat de gelykspanning 10 Volt is
en de wjerstān R = 1000 S, dan rint der troch dy
wjerstān in stream I fan 10/1000 is 0,01 Ampźre (=10
milliAmpźre = 10 mA).
Wat der yn feite bart, is dat de kondinsator elke kear as
de wikselspanning maksimaal posityf is, efkes fia de
dioade byladen wurdt. Dan bart dus ienkear yn in tiid
t=0,02 s.
 |
Wolle wy no dat de spanningsferoaring, de spanningsrimpel
Vr, net mear as 0,1 volt bedraacht, dan brūke wy de
kondinsator-formule V = I.t /C, of wat feroare: C = I.
t/V = 0,01 x 0,02 / 0,1 = 0,002 Farad oftewol 2000 µF.
De ōfflakkondinsator C moat dźrom in wearde hawwe fan
minstens fan 2000 µF en dat is in flinke kanjer.
Om de spanning noch mear ōf te flakjen, dus om in noch
lytsere rimpel te krijen, wurdt faak gebrūk makke fan in
spoel of wjerstān yn searje en nņch in
ōfflakkondinsator.
 |
It grutte wūnder fan de elektroanika is foar in hielebulte minsken de fersterker: der giet in hiel swak synjaaltsje yn en der komt in bulte geweld śt! My faak tefolle.
Mar hawar, it is de transistor dy't dy fersterking mūglik makket.
Wy hawwe boppe by de dioades al sjoen, dat dy yn ien rjochting - de kearrjochting - net geliede. Hjir ūnder hawwe wy rjochts sa'n dioade tekene, mar wy hawwe der links in oaren yn 'e foarśtrjochting mei yn searje set. "Wat makket soks no śt", soe men sizze, "der rint dochs gjin stream".
Dat is ek sa, mar dat feroaret as wy dy dioaden tige ticht byinoar bringe, yn ien kristal. Dan is it nammentlik sa, dat guon elektroanen fan de yn'e foarśtrjochting steande dioade noch krekt de yn 'e kearrjochting steande barričre berikke kinne en dźr dan dochs in streamke jouwe, de saneamde kollektorstream. Wy neame dźrom dy rjochter barričre de kollektor, wylst de linker - dy 't de elektroanen levert - de emitter hjit.
 |
No is de kollektorstream tige gefoelich foar de
spanning op de emitter en dy kinne wy maklik regelje mei
it tuskenstikje, de basis. En it aardige is no, dat in
hiel lyts ekstra streamke yn 'e basis in tige grutte
stream yn 'e kollektor jaan kin.
En om't de dioade tusken de basis en de emitter yn 'e
foarśt-rjochting stiet, is der mar in hiele lytse
spanningsferoaring nedich om dy basisstream rinne te
litten. Oan 'e oare kant stiet de kollektor-dioade eins
yn 'e kearrjochting, en dat betsjut dat er in tige grutte
spanningsferoaring ōfjaan kin sūnder dat de
kollektorstream folle feroaret. De transistor kin dus
wier fersterkje!
Gewoanlik wurdt de emitter oan nul Volt lein, al of net
fia in wjerstān, wylst
oan de basis de yngongsspanning tafierd wurdt. Boppedat
moat foar gewoane wurking de basis-emitter-dioade yn 'e
foarśtrjochting stean. Op 'e
kollektor-basisdioade stiet lykwols in kearspanning, dy't
krekt lykas by de diaodes oan in maksimum būn is.
Boppedat jildt der in maksimum fermogen fan inkelde
tsientallen mW oant mear as hūndert Watt, alles wer
type-ōfhinklik. Transistors foar grutte fermogens moatte
faak op koelplaten of koelers set wurde.
Hjir ūnder steane de skema-tekens fan in transistor; der
binne twa soarten, ōfhinklik fan it feit
oft de basis śt P-type materiaal bestiet of śt N-type
materiaal. Dat binne respektivelik NPN en
PNP-transistors.
 |
De folgjende tekening jout in ienfāldich skema fan in
transistor-fersterker: de yngongsspanning wurdt tafierd
tusken basis en nul, wylst de śtgongsspanning ōfnommen
wurde kin oan de kollektor-wearstān R4. In
emitter-wjerstān R3 kin tafoege wurde om de stream troch
de emitter te begrinzgjen en de yngongsstream op'e basis
te ferleegjen.
C1 en C3 litte wol wikselspanning troch mar gjin
gelykspanning: it is dus in wikselspanningfersterker,
b.g. foar gelūd. R1 en R2 soargje derfoar dat de basis
dochs de goede gelykspanning krijt. Om't de Ib folle
lytser is as Ic is de fersterking sawat gelyk oan R4/R3.
Sjoch no ek: OpAmps.
 |
Fjild-effekt-transistors.
As men in PN-barričre yn 'e kearrjochting set, dan
ūntstiet yn it healgelieder- materiaal in laach sūnder
ladingsdragers, de saneamde depleesjelaach. Yn sa'n laach
is dus gjin gelieding.
Fan dat effekt wurdt gebrūk makke yn 'e
fjild-effekt-transistor (FET). De FET is yn feite in tige
tin stźfke healgelieder-materiaal mei op elke ein in
kontakt: source en drain neamd. Op healwei tusken dy
kontakten sit op elke side PN-barričre mei in
oansluting: de gate. Normaal litte de depleesjelagen fan
de gate in frije rūmte, dat dan kin der tusken source en
drain in stream rinne. Wurdt der lykwols op 'e gate in
spanning yn 'e kearrjochting set, dan wurde dy
depleesjelagen grutter, om by in beskate spanning
tsjininoar oan te kommen. Dan kin der der tusken source
en drain dus gjin stream mear rinne. Op dy wize kin de
drain-stream tige troch de gate-spanning beynfloede
wurde.
Fan grut belang is, dat op 'e gate-barričre altyd in
spanning yn 'e kearrjochting stiet, wźrtroch't dy yn
prinsipe gjin stream hoecht. Dat is folle geunstiger as
by de gewoane transistor, om't de basis dźr altyd wol
wat stream hawwe moat.
 |
Om't der by dizze "junksje-FET" of JFET altyd
noch wat lekstream troch de gate-barričre rint, is ek
noch in oare FET śtfūn. Dźr sit tusken de gate
oansluting en de gate-barričre in isolaasje- plaatsje,
mei as gefolch dat dźr wier alhiel gjin gelykstream
rint. Dat is de "isolearre gate-FET" of IGFET.
Elektroanebuizen.
Earder as de transistors en healgelieder-dioaden wiene
der elektroanebuizen (Ingelsk: tubes, valves). Foar
inkelde spesjale tapassings wurde dy no noch wol brūkt.
De ienfāldichste is de dioade en dy bestiet yn
prinsipe śt in gloeilampe mei dźr in apart plaatsje yn
- de anoade. De gleone gloeitried stjoerd elektroanen
śt, dy't troch de anoade opfongen wurde. De (kālde)
anoade kin gjin elektroanen śtstjoere en dus kin de
stream mar ien kant śt.
Fersterkje kin mei in trioade. Dy hat tusken
anoade en gloeitried in roaster sitten dźr't de
anoadestream mei beynfloede wurde kin.
Om de ynfloed fan de anoade te ferlytsjen kin tusken
roaster en anoade noch in skermroaster set wurde: de tetroade
en de lźste hiene tusken skermroaster en skermroaster
noch in fangroaster sitten: de pentoade.
It grutte neidiel fan in elektroanebuis wie de
gloeitried, dźr't altyd in aparte akku of batterij foar
nedich wie. Wikselstream koe earst net, om't de 50 Herz
dan oanlieding joech ta brom. Letter hiene se aparte
katoades, dy't troch in derfan isolearre gloeitried
opwaarme waarden. Yn it lźst hawwe de elektroanebuizen
noch tsjin de transistors konkurrearre yn de
miniatuer-foarm nuvistor. De ūntwikkeling fan de FET's
hat harren nei 1980 lykwols de das omdien. Allinne as
byldbuizen fan TV's en monitors spylje elektroanebuizen
noch in wichtige rol.
Dizze side koste my trije dagen wurk. -
Ofbyldings: Conrad, RSGB. 