Inhoud
Proef 13: Differentieelschakelaar (Online) ............................................................................................ 3
Werking: .............................................................................................................................................. 3
Functie:................................................................................................................................................ 3
Besluit: ................................................................................................................................................ 4
Proef 14: Didactische proeven magnetisme (Online)............................................................................ 5
Permanente magneet ......................................................................................................................... 5
Rechterhandregel ............................................................................................................................... 5
Magnetische veldlijnen rond een stroomvoerende geleider ............................................................ 5
Bepalen van de Lorentzkracht ............................................................................................................ 6
Elektromagnetische inductie in een spoel ......................................................................................... 6
Generator ............................................................................................................................................ 6
Wervelstromen ................................................................................................................................... 6
Werking van een DC motor ................................................................................................................ 6
Wederzijdse inductie ........................................................................................................................... 7
Proef 15: Condensatoren (Online) ......................................................................................................... 8
Formules: ............................................................................................................................................ 8
Besluit.................................................................................................................................................. 8
Proef 16: Contactoren (Campus) ............................................................................................................ 9
Werking: .............................................................................................................................................. 9
Toepassing: ....................................................................................................................................... 10
Schematische voorstelling en codering: .......................................................................................... 10
Uitleg: ................................................................................................................................................ 11
Uitleg: ................................................................................................................................................ 12
Uitleg: ................................................................................................................................................ 12
Uitleg: ................................................................................................................................................ 13
Besluiten ........................................................................................................................................... 13
Proef 17: Vermogenmeting (Campus).................................................................................................. 14
Werkwijze: ........................................................................................................................................ 14
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 15
Besluit: .............................................................................................................................................. 15
,Proef 18: Ijzerverliezen (Campus) ........................................................................................................ 16
Werkwijze: ........................................................................................................................................ 16
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 16
Extra notities: .................................................................................................................................... 16
Besluit: .............................................................................................................................................. 17
Proef 19: Wisselstromen (Campus) ...................................................................................................... 18
Werkwijze Schema a1 en schema a2: .............................................................................................. 18
Werkwijze Schema b: ....................................................................................................................... 18
Werkwijze RL-seriekring (1): ............................................................................................................ 19
Werkwijze RC-seriekring: ................................................................................................................. 19
Werkwijze RL-seriekring (2).............................................................................................................. 19
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 19
Besluiten ........................................................................................................................................... 20
Proef 20: Zelfinductiecoëfficiënt (Campus) ......................................................................................... 21
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 21
Besluit: .............................................................................................................................................. 22
Proef 21: Serieresonantie (Campus) .................................................................................................... 23
Werkwijze: ........................................................................................................................................ 23
Berekeningen: ................................................................................................................................... 23
Besluit: .............................................................................................................................................. 24
Proef 22: Magnetisatiekromme (Campus) ........................................................................................... 25
Fig. 1: ................................................................................................................................................. 25
Fig. 1 windingen volgen 2a: .............................................................................................................. 25
Fig. 1 windingen volgen 2b: .............................................................................................................. 25
Opmeten van de magnetisatiekromme: .......................................................................................... 26
Besluiten: .......................................................................................................................................... 27
Proef 24: Huisinstallatie (Online) ......................................................................................................... 28
, Besluiten Labo AC
Proef 13: Differentieelschakelaar (Online)
Werking:
Dit toestel bezit een magnetische keten in de vorm van een ring (torus). Deze ring wordt omwikkeld –
doorlopen – door de fasen en nulleider van de stroomkring. Een secundaire spoel meet en fungeert
als bron voor een relaisspoel. De vectoriële som der stromen die in de actieve geleiders (nul en fase)
vloeien die de kring uitmaken (een- of meerfasig) is nul zolang geen lekstroom naar de aarde vloeit.
Indien een lekstroom optreedt in de beveiligde kring, afwaarts van het installatiepunt van de
differentieel, is deze som niet langer nul. Daardoor ontstaat in de secundaire spoel een
inductiespanning. De inductiestroom tengevolge hiervan in de secundaire is evenredig met de
lekstroom en het relais wordt aangesproken zodra zijn werkingsdrempel bereikt wordt.
De AANSPREEKTIJD van een differentieel is de maximale tijd waarin zich een aardlekstroom kan
voordoen zonder dat het apparaat werkt (uiteraard wordt een lekstroom verondersteld van
voldoende grootte om het apparaat te laten werken).
De TOTALE WERKINGSTIJD van een differentieel is de tijd tussen het optreden van een lekstroom en
het ogenblik waarop de stroom volledig onderbroken is in de door het apparaat beveiligde kring.
De NOMINALE GEVOELIGHEID is de waarde van de verliesstroom I∆n die vermeld is op de
differentieelschakelaar.
De TESTSTROOM is de waarde van de stroom die door RT vloeit bij indrukken van de testknop.
De WERKELIJKE GEVOELIGHEID is de kleinste waarde van de verliesstroom waarbij de
differentieelschakelaar toch uitschakelt. De werkelijke gevoeligheid is ook de grootste waarde van de
stroom, die tijdens de proef afgelezen wordt op de A-meter bij het regelen van R, en waarbij de
differentieelschakelaar uitschakelt. Het is de werkingsdrempel.
Functie:
De differentieelschakelaar vervult twee functies:
Een manuele functie: bediening of eventueel scheiding, d.w.z. in- en uitschakelen van het gedeelte
van de installatie dat achter het apparaat ligt.
Een automatische beveiliging van personen: afschakeling bij het optreden van een isolatiedefect in
de installatie of in een werkend toestel. Na eliminatie van het betrokken defect kan dat deel van de
installatie met behulp van de bedieningsknop terug in dienst gezet worden.
De lekstroomtoestellen zijn ontworpen ter bescherming van personen tegen de gevaren van
elektrische stromen. Ze zijn bestemd om lekstromen naar de aarde op te sporen die voortkomen uit
fouten die kunnen optreden.
Moest het toestel M, in de volgende figuur, niet geaard zijn dan zou een persoon, die in verbinding
staat met de aarde (massa), bij aanraking de lekstroom te verwerken krijgen. De differentieel zal
afschakelen bij een lekstroom ≥ I∆n.
Indien het toestel M geaard is zal de eventuele lekstroom steeds via deze aarding vloeien
,Besluit:
Waarom is de teststroom groter dan de nominale gevoeligheid?
Omdat men zeker wil zijn of dat de schakelaar nog werkt.
Waarom is de gemeten stroom kleiner dan de nominale gevoeligheid?
Omdat deze dan sneller gaat reageren en dit is veiliger. Voor zekerheid dat de stroom niet te groot
wordt. Als er een langere tijd dan 300 ms een I∆n waarde juist onder 100 mA bevindt, schakelt de
differentieel ook uit. Hier is de stroom dus juist onder de waarde gebleven.
Hoe zijn de velden van de 2 stroomdraden t.o.v. elkaar? Verklaar.
Die zijn even groot en zullen elkaar dus opheffen tenzij er een verliesstroom bevindt of de testknop
ingedrukt is.
Kan de differentieelschakelaar gebruikt worden als beveiliging tegen overstromen? Verklaar.
Nee, de differentieelschakelaar meet geen warmte bij overstromen.
Hoe groot is de uitschakeltijd bij lekstromen groter dan 5 x I∆n?
Kleiner of gelijk aan 40ms.
Is deze differentieelschakelaar ook bruikbaar voor gelijkspanning?
Nee, enkel voor wisselspanning.
Hoeveel spoelen zitten er in een tweepolige differentieelschakelaar?
Twee: 1 voor het meten en vergelijken van het magnetisch veld en 1 voor de schakelaar open te
laten gaan.
, Proef 14: Didactische proeven magnetisme (Online)
Permanente magneet
o Een magnetisch veld is een ruimte waarin de invloed van een magneet zich laat
gelden. Dan hebben we gezien dat de gelijknamige polen elkaar afstoten en de
ongelijknamige polen elkaar aantrekken. Door een folie op de magneet te leggen en
dan een wat ijzervijlsel over te strooien kunnen we de veldlijnen zien. Voor de
richting van de veldlijnen te bepalen kunnen we een matrix met allemaal kleine
magneten in, in de buurt brengen van de magneet voor de richting te bepalen. (ze
vertrekken van de noordpool en komen toe aan de zuidpool)
Rechterhandregel
o Een koperdraad ontwikkelt ook een magnetisch veld. Door deze koperdraad kunne
we ook zien dat de noordelijke kant van het kompas niet meer naar het magnetische
noorden wijst. Dit kan men duidelijk maken door gebruik van een kompasnaald,
onder de kabel wordt de kompasnaald zijn oriëntatie gewijzigd. De rechterhand regel
past men toe door de geleider vast te nemen met de rechterhand. De duim wijst in
de stroomzin en de vingers geven de zin van de veldlijnen weer.
Magnetische veldlijnen rond een stroomvoerende geleider
o Rechte geleider
De veldlijnen maken concentrische cirkels, dit wordt waargenomen door
ijzervijlsel op een plasticfolie.
o Spoel met enkele windingen
Bij de stroomdoorgang ontstaan veldlijn om elk punt van iedere lus. Tussen
de windingen werken de vellijnen elkaar tegen (0). Binnen en buiten de spoel
hebben de veldlijnen dezelfde zin, waardoor ze zich samenvoegen tot een
sterker magnetisch veld.
Proef 13: Differentieelschakelaar (Online) ............................................................................................ 3
Werking: .............................................................................................................................................. 3
Functie:................................................................................................................................................ 3
Besluit: ................................................................................................................................................ 4
Proef 14: Didactische proeven magnetisme (Online)............................................................................ 5
Permanente magneet ......................................................................................................................... 5
Rechterhandregel ............................................................................................................................... 5
Magnetische veldlijnen rond een stroomvoerende geleider ............................................................ 5
Bepalen van de Lorentzkracht ............................................................................................................ 6
Elektromagnetische inductie in een spoel ......................................................................................... 6
Generator ............................................................................................................................................ 6
Wervelstromen ................................................................................................................................... 6
Werking van een DC motor ................................................................................................................ 6
Wederzijdse inductie ........................................................................................................................... 7
Proef 15: Condensatoren (Online) ......................................................................................................... 8
Formules: ............................................................................................................................................ 8
Besluit.................................................................................................................................................. 8
Proef 16: Contactoren (Campus) ............................................................................................................ 9
Werking: .............................................................................................................................................. 9
Toepassing: ....................................................................................................................................... 10
Schematische voorstelling en codering: .......................................................................................... 10
Uitleg: ................................................................................................................................................ 11
Uitleg: ................................................................................................................................................ 12
Uitleg: ................................................................................................................................................ 12
Uitleg: ................................................................................................................................................ 13
Besluiten ........................................................................................................................................... 13
Proef 17: Vermogenmeting (Campus).................................................................................................. 14
Werkwijze: ........................................................................................................................................ 14
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 15
Besluit: .............................................................................................................................................. 15
,Proef 18: Ijzerverliezen (Campus) ........................................................................................................ 16
Werkwijze: ........................................................................................................................................ 16
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 16
Extra notities: .................................................................................................................................... 16
Besluit: .............................................................................................................................................. 17
Proef 19: Wisselstromen (Campus) ...................................................................................................... 18
Werkwijze Schema a1 en schema a2: .............................................................................................. 18
Werkwijze Schema b: ....................................................................................................................... 18
Werkwijze RL-seriekring (1): ............................................................................................................ 19
Werkwijze RC-seriekring: ................................................................................................................. 19
Werkwijze RL-seriekring (2).............................................................................................................. 19
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 19
Besluiten ........................................................................................................................................... 20
Proef 20: Zelfinductiecoëfficiënt (Campus) ......................................................................................... 21
Meetresultaten: ................................................................................................................................ 21
Besluit: .............................................................................................................................................. 22
Proef 21: Serieresonantie (Campus) .................................................................................................... 23
Werkwijze: ........................................................................................................................................ 23
Berekeningen: ................................................................................................................................... 23
Besluit: .............................................................................................................................................. 24
Proef 22: Magnetisatiekromme (Campus) ........................................................................................... 25
Fig. 1: ................................................................................................................................................. 25
Fig. 1 windingen volgen 2a: .............................................................................................................. 25
Fig. 1 windingen volgen 2b: .............................................................................................................. 25
Opmeten van de magnetisatiekromme: .......................................................................................... 26
Besluiten: .......................................................................................................................................... 27
Proef 24: Huisinstallatie (Online) ......................................................................................................... 28
, Besluiten Labo AC
Proef 13: Differentieelschakelaar (Online)
Werking:
Dit toestel bezit een magnetische keten in de vorm van een ring (torus). Deze ring wordt omwikkeld –
doorlopen – door de fasen en nulleider van de stroomkring. Een secundaire spoel meet en fungeert
als bron voor een relaisspoel. De vectoriële som der stromen die in de actieve geleiders (nul en fase)
vloeien die de kring uitmaken (een- of meerfasig) is nul zolang geen lekstroom naar de aarde vloeit.
Indien een lekstroom optreedt in de beveiligde kring, afwaarts van het installatiepunt van de
differentieel, is deze som niet langer nul. Daardoor ontstaat in de secundaire spoel een
inductiespanning. De inductiestroom tengevolge hiervan in de secundaire is evenredig met de
lekstroom en het relais wordt aangesproken zodra zijn werkingsdrempel bereikt wordt.
De AANSPREEKTIJD van een differentieel is de maximale tijd waarin zich een aardlekstroom kan
voordoen zonder dat het apparaat werkt (uiteraard wordt een lekstroom verondersteld van
voldoende grootte om het apparaat te laten werken).
De TOTALE WERKINGSTIJD van een differentieel is de tijd tussen het optreden van een lekstroom en
het ogenblik waarop de stroom volledig onderbroken is in de door het apparaat beveiligde kring.
De NOMINALE GEVOELIGHEID is de waarde van de verliesstroom I∆n die vermeld is op de
differentieelschakelaar.
De TESTSTROOM is de waarde van de stroom die door RT vloeit bij indrukken van de testknop.
De WERKELIJKE GEVOELIGHEID is de kleinste waarde van de verliesstroom waarbij de
differentieelschakelaar toch uitschakelt. De werkelijke gevoeligheid is ook de grootste waarde van de
stroom, die tijdens de proef afgelezen wordt op de A-meter bij het regelen van R, en waarbij de
differentieelschakelaar uitschakelt. Het is de werkingsdrempel.
Functie:
De differentieelschakelaar vervult twee functies:
Een manuele functie: bediening of eventueel scheiding, d.w.z. in- en uitschakelen van het gedeelte
van de installatie dat achter het apparaat ligt.
Een automatische beveiliging van personen: afschakeling bij het optreden van een isolatiedefect in
de installatie of in een werkend toestel. Na eliminatie van het betrokken defect kan dat deel van de
installatie met behulp van de bedieningsknop terug in dienst gezet worden.
De lekstroomtoestellen zijn ontworpen ter bescherming van personen tegen de gevaren van
elektrische stromen. Ze zijn bestemd om lekstromen naar de aarde op te sporen die voortkomen uit
fouten die kunnen optreden.
Moest het toestel M, in de volgende figuur, niet geaard zijn dan zou een persoon, die in verbinding
staat met de aarde (massa), bij aanraking de lekstroom te verwerken krijgen. De differentieel zal
afschakelen bij een lekstroom ≥ I∆n.
Indien het toestel M geaard is zal de eventuele lekstroom steeds via deze aarding vloeien
,Besluit:
Waarom is de teststroom groter dan de nominale gevoeligheid?
Omdat men zeker wil zijn of dat de schakelaar nog werkt.
Waarom is de gemeten stroom kleiner dan de nominale gevoeligheid?
Omdat deze dan sneller gaat reageren en dit is veiliger. Voor zekerheid dat de stroom niet te groot
wordt. Als er een langere tijd dan 300 ms een I∆n waarde juist onder 100 mA bevindt, schakelt de
differentieel ook uit. Hier is de stroom dus juist onder de waarde gebleven.
Hoe zijn de velden van de 2 stroomdraden t.o.v. elkaar? Verklaar.
Die zijn even groot en zullen elkaar dus opheffen tenzij er een verliesstroom bevindt of de testknop
ingedrukt is.
Kan de differentieelschakelaar gebruikt worden als beveiliging tegen overstromen? Verklaar.
Nee, de differentieelschakelaar meet geen warmte bij overstromen.
Hoe groot is de uitschakeltijd bij lekstromen groter dan 5 x I∆n?
Kleiner of gelijk aan 40ms.
Is deze differentieelschakelaar ook bruikbaar voor gelijkspanning?
Nee, enkel voor wisselspanning.
Hoeveel spoelen zitten er in een tweepolige differentieelschakelaar?
Twee: 1 voor het meten en vergelijken van het magnetisch veld en 1 voor de schakelaar open te
laten gaan.
, Proef 14: Didactische proeven magnetisme (Online)
Permanente magneet
o Een magnetisch veld is een ruimte waarin de invloed van een magneet zich laat
gelden. Dan hebben we gezien dat de gelijknamige polen elkaar afstoten en de
ongelijknamige polen elkaar aantrekken. Door een folie op de magneet te leggen en
dan een wat ijzervijlsel over te strooien kunnen we de veldlijnen zien. Voor de
richting van de veldlijnen te bepalen kunnen we een matrix met allemaal kleine
magneten in, in de buurt brengen van de magneet voor de richting te bepalen. (ze
vertrekken van de noordpool en komen toe aan de zuidpool)
Rechterhandregel
o Een koperdraad ontwikkelt ook een magnetisch veld. Door deze koperdraad kunne
we ook zien dat de noordelijke kant van het kompas niet meer naar het magnetische
noorden wijst. Dit kan men duidelijk maken door gebruik van een kompasnaald,
onder de kabel wordt de kompasnaald zijn oriëntatie gewijzigd. De rechterhand regel
past men toe door de geleider vast te nemen met de rechterhand. De duim wijst in
de stroomzin en de vingers geven de zin van de veldlijnen weer.
Magnetische veldlijnen rond een stroomvoerende geleider
o Rechte geleider
De veldlijnen maken concentrische cirkels, dit wordt waargenomen door
ijzervijlsel op een plasticfolie.
o Spoel met enkele windingen
Bij de stroomdoorgang ontstaan veldlijn om elk punt van iedere lus. Tussen
de windingen werken de vellijnen elkaar tegen (0). Binnen en buiten de spoel
hebben de veldlijnen dezelfde zin, waardoor ze zich samenvoegen tot een
sterker magnetisch veld.
