Simbole van komponente en eenvoudige stroombane

In hierdie hoofstuk gaan jy die werk hersien wat jy in graad 8 gedoen het oor elektriese stelsels en beheer. Jy gaan ook eenvoudige stroombane, stroombaandiagramme, en die koppeling van selle, lampe en skakelaars, in serie en parallel, hersien. Daarna gaan jy aksienavorsing doen oor die effek van veranderende stroomspanning in ’n stroombaan.

 

Hersiening 1: simbole van komponente

“Komponente” is die dele wat in ’n elektriese stroombaan aanmekaar gekoppel word.

Onthou jy hoe die simbole vir selle, lampe en skakelaars lyk?

Onthou jy wat die verskil is tussen die koppeling van komponente in serie en parallel? Kom ons kyk wat jy kan onthou.

Jy het reeds geleer dat ’n elektriese stroombaan ’n geslote baan is waardeur stroom vloei.

Selle in serie

Twee of meer selle kan in serie gekoppel wees om die stroomspanning in die stroombaan te verhoog. Figuur 2 hieronder wys twee selle wat in serie in ’n stroombaan gekoppel is. Die positiewe terminaal van sel A is aan die lamp gekoppel. Die negatiewe terminaal van sel A is aan die positiewe terminaal van sel B gekoppel, en die negatiewe terminaal van sel B is aan die ander terminaal van die lamp gekoppel.

1. Teken ’n stroombaandiagram van die stroombaan in figuur 2 in die spasie regs.

2. Figuur 3 hieronder wys drie selle wat in serie in ’n stroombaan gekoppel is. Teken ’n stroombaandiagram van die stroombaan in figuur 3 in die spasie regs.

Selle in parallel

Twee of meer selle kan ook “in parallel” gekoppel wees. ’n Parallelle stroombaan het twee of meer verskillende bane waardeur die stroom kan vloei.

Figuur 4 hieronder wys twee selle wat in parallel in ’n stroombaan gekoppel is. Die positiewe terminale van albei selle is aan mekaar en aan die lamp gekoppel. Die negatiewe terminale van albei selle is aan mekaar en aan die ander terminaal van die lamp gekoppel.

3. Teken ’n stroombaandiagram van die stroombaan in figuur 4 in die spasie regs.

Lampe in serie

Twee of meer lampe kan ook in serie gekoppel wees.

Die diagramme hieronder wys stroombaandiagramme van twee en drie lampe wat in serie met ’n battery gekoppel is. Die positiewe terminaal van die battery (+B) is gekoppel aan lamp 1, die ander kant van lamp 1 is gekoppel aan lamp 2, die ander kant van lamp 2 is gekoppel aan die negatiewe terminaal (B-) van die battery, ensovoorts.

 

 

4. Hoe verander die stroombaan en stroomspanning in die stroombaan indien jy die aantal lampe in die stroombaan vermeerder?

---

Lampe in parallel

Twee of meer lampe kan ook in parallel aan ’n battery gekoppel wees, soos dit in die diagramme hieronder gewys word. Die positiewe terminaal van die battery is direk gekoppel aan een kant van die lamp en die negatiewe terminaal van die battery is gekoppel aan die ander kant van die lamp.

 

5. Kyk na die stroombaandiagram hieronder en beantwoord die vrae:

 

(a) Wat is die stroomspanningsval oor lampe 1 en 2?

---

(b) Die totale stroom in die stroombaan is 10 A. Indien lamp 1 ’n stroom van 4 A het wat daardeur vloei, wat sal die stroom wat deur lamp 2 vloei wees?

---

Skakelaars in serie en parallel

In ’n stroombaan met een skakelaar beheer die skakelaar óf die stroom deur die stroombaan gaan vloei óf nie. Indien die skakelaar oop is, sal geen stroom deurvloei nie aangesien die stroombaan nie voltooid is nie. Die geslote skakelaar laat die stroom vloei.

 

Ons kan twee of meer skakelaars gebruik om die komponente in ’n stroombaan op meer komplekse wyses te beheer.

Skakelaars in serie

In die stroombaandiagram hieronder, is daar twee skakelaars wat in serie gekoppel is. Dit gee aan ons vier verskillende skakelaar kombinasies. Hulle is:

• skakelaar A en B is beide oop,
• skakelaar A is oop en B is geslote,
• skakelaar A is geslote en B is oop, en
• albei skakelaars is geslote.

 

Sien jy dat die stroom nie deur die stroombaan kan vloei wanneer óf skakelaar A óf skakelaar B oop is nie. Albei skakelaars moet geslote wees vir die lamp om te gloei.

6. In die tabel hieronder beteken “0” af of oop, en “1” beteken aan of geslote. Voltooi die tabel om al die moontlike verskillende kombinasies in die stroombaan in figuur 11 aan te dui hier. Om jou te help is die eerste twee rye van die tabel reeds vir jou voltooi. Maak seker dat jy hierdie twee rye goed verstaan voor jy die res van die tabel voltooi.

Inset A	Inset B	Uitset
0	0	0
0	1	0
1	0
1	1

Die tabel wat hierdie kombinasies wys word die waarheidstabel genoem.

Skakelaars in parallel

In die stroombaan hieronder is daar twee skakelaars in parallel gekoppel. Dit gee ook aan ons vier verskillende skakelaar-kombinasies.

 

Sien jy dat die stroom deur die geslote skakelaar vloei, selfs al is die ander skakelaar oop?

7. Voltooi die waarheidstabel vir figuur 12 hieronder.

Inset A	Inset B	Uitset

Vrae vir huiswerk

1. Kyk na elk van die situasies en sê of die lampe aan of sal af wees in elke situasie. Verduidelik jou antwoord.

(a)

---

(b)

---

(c)

---

2. ’n Ketel moet eers by die muurprop en dan by die ketel self aangeskakel word.

(a) Vul die waarheidstabel in om al die moontlike kombinasies aan te dui.

Muurprop skakelaar	Ketel skakelaar	Uitset

(b) Is hierdie ’n EN-funksie of ’n OF-funksie? Verduidelik jou antwoord.

---

Hersiening 2: eenvoudige stroombane

In hierdie les gaan jy eenvoudige stroombane opstel, met die doel om dit wat jy oor die opstel van stroombane in graad 8 geleer het, te hersien.

Jy benodig die volgende items vir hierdie aktiwiteit:

• twee AA selle in sel houers,
• geleidingdraad,
• ’n skakelaar, en
• twee lampe.

Neem kennis dat jy ’n tuisgemaakte skakelaar en sel houer (gemaak van isoleerband) vir hierdie aktiwiteit kan gebruik.

1. Kyk na die stroombaan hieronder.

 

Stel hierdie stroombaan op en maak seker dat dit behoorlik werk deur die skakelaar toe te maak.

(a) Het die lig aangegaan?

---

Sodra jy die stroombaan kry om behoorlik te werk, kan jy aanbeweeg na vraag 2. Indien jy moet, kan jy self die stroombaan ondersoek deur die volgende stappe te volg:

• Indien die lamp nie aangaan nie, maar die drade raak warm, het jy heel moontlik ’n kortsluiting. Dit beteken dat die lamp nie korrek in die stroombaan gekoppel is nie. Maak seker dat die lamp behoorlik in die stroombaan gekoppel is.
• Indien die lamp steeds nie wil aanskakel nie, ondersoek deur elke komponent en die verbindingsdraad deur dit een vir een te vervang. So sal jy beslis kan identifiseer wat die probleem is.

2. Voeg nog ’n lamp in serie by die eerste stroombaan.

(a) Teken ’n stroombaandiagram vir hierdie stroombaan.

---

(b) Wat merk jy op oor die helderheid van die lampe?

---

3. Stel nou dieselfde stroombaan op en voeg nog ’n lamp in serie by die stroombaan.

(a) Teken die stroombaandiagram vir hierdie nuwe stroombaan.

(b) Wat merk jy op oor die helderheid van die lampe in hierdie stroombaan?

---

4. Skryf jou gevolgtrekking neer oor die verandering van die aantal selle en gloeilampe in die stroombaan.

---

Toets stroomspanning en stroom in stroombane

In hierdie les gaan jy die verhouding tussen die waarde van die stroomspanning en die waarde van die stroom in ’n stroombaan ondersoek. Jy het ’n multimeter nodig wat jy kan stel om potensiaal, weerstand of stroom van die stroombaan te meet.

Lees solank die teks hieronder oor hoe om ’n multimeter reg te gebruik.

Meet weerstand

Kyk na die illustrasie hieronder en identifiseer die deel op die multimeter wat met "Ω" gemerk is.

• Koppel die rooi toets leidraad aan die "V ΩmA" terminaal, en die swart toets leidraad aan die “COM” terminaal.
• Verstel die funksie skakelaar na "Ω".
• Koppel die punte van die toets leidrade oor die onbekende resistor soos aangedui word. Maak seker dat die resistor van enige ander komponent of kragtoevoer geïsoleer is.
• Lees die waarde van die resistor van die skerm af. Indien nodig, moet jy die skakel na ohm, Ω, draai om ’n goeie lesing te kry. Lees dit in heelgetalle en nie in desimale getalle nie.

Meet stroombaanspanning

Kyk na die diagram van die multimeter hieronder en identifiseer die deel wat gemerk is met “DCV”.

• Koppel die rooi toets leidraad aan die "VΩ mA"-terminaal, en die swart toets leidraad aan die “COM”-terminaal.
• Verstel die funksie skakelaar na “DCV”.
• Stel die meter op sy hoogste stelling.
• Koppel die ander punte van die toets leidrade parallel oor die deel van die stroombaan waar die stroombaanspanning gemeet moet word: rooi toets leidraad by die positief (+), en swart toets leidraad by die negatief (–).
• Lees die stroombaanspanning van die skerm af. Jy moet dalk die stroomspanning skakel verstel totdat jy ’n goeie lesing kry. Lees die nommer in heel getalle en nie in desimale nie.

 

Meet stroom

Kyk na die diagram van die multimeter hieronder en identifiseer die deel wat gemerk is met “DCA”.

• Koppel die rooi toets leidraad aan die "VΩmA"-terminaal en die swart toets leidraad aan die “COM”-terminaal. Indien die stroom tussen 200 mA en 10 A gemeet moet word, koppel die rooi toets leidraad aan die, “10 A”-terminaal.
• Stel die funksie na die “A” (ampere) area. Indien jy ’n onbekende stroom meet, begin by die hoogste omvang en verstel dan stelselmatig tot jy ’n akkurate lesing kry.
• Koppel die ander punte van die toets leidrade in serie met die deel van die stroombaan waar die stroom gemeet moet word. (Ontkoppel die stroombaan en koppel die meter in serie)
• Lees die stroom waarde van die skerm af.

Aksienavorsing

Jy benodig die volgende vir hierdie aktiwiteit:

• drie penligselle (AA) in houers,
• ’n 500 ohm resistor, met die kleurbande presies soos in figuur 19, en
• twee multimeters, of ’n ammeter en ’n voltmeter.

Stel ’n stroombaan op soos wat in figuur 20 hieronder gewys word deur ’n sel, resistor en ammeter te gebruik. Indien jy ’n multimeter gebruik in stede van ’n ammeter, stel dit op die ampere skaal.

 

Koppel nou ’n voltmeter oor die resistor, soos gewys in figuur 21. Indien jy ’n multimeter in plaas van ’n voltmeter gebruik, stel dit op die volt skaal.

1. Skryf die lesing neer:

---

Koppel nou ’n tweede sel in serie soos in die diagram hieronder:

 

2. Skryf die lesing neer:

---

Koppel nou die derde sel in serie soos gewys in figuur 23.

 

3. Skryf die lesing neer:

---

4. Vul nou jou lesings in die tabel hieronder in:

	Met een sel	Met twee selle	Met drie selle
Stroomspanning
Stroom

5. Vul nou die lesing op die grafiek-papier hieronder in.

 

6. Beskryf die verhouding tussen die stroombaanspanning en stroom vir ’n 500 Ω resistor.

---

• Het jy opgelet dat soos wat die stroombaanspanning verhoog, die stroom ook verhoog?
• Is jou grafiek ’n reguit lyn?

Volgende week

Volgende week, gaan jy verskillende tipes resistors ondersoek wat in stroombane gebruik word. Jy gaan ook oefen om die berekeninge te doen deur gebruik te maak van Ohm se wet.