Vraag 22PWM

2 puntenGebruik van elektriciteit

Mountainbikers gebruiken figuur 1 speciale lampen voor nachtritten. Zie figuur 1. Zo’n lamp werkt op een accu die een constante spanning levert van 8,4 V . In de fietslamp zit een led. De fietslamp heeft twee standen voor de lichtsterkte. Daan onderzoekt hoe de lamp op verschillende sterktes kan bra

Een nadeel van deze schakeling is dat er veel energie verloren gaat in de weerstanden. Daan wil weten hoeveel energie er verloren gaat in de weerstanden. Het elektrisch vermogen van de aangesloten led in één van de standen is 0,52 W . De spanningsbron van 8,4 V levert dan een stroomsterkte van 375 m

Op internet leest Daan over PWM (Pulse Width Modulation), een andere methode om leds te kunnen dimmen. Hierbij wordt de led met een hoge frequentie aan- en uitgeschakeld. In de gedimde stand brandt de led dan afwisselend op volle sterkte en helemaal niet. Het oog ervaart dat als een zwakker brandend

In figuur 6 staat een ( P,t )-diagram van de accu van de fietslamp voor zowel een PWM-schakeling als een schakeling zoals in figuur 2. De led lijkt in beide gevallen even fel te branden. figuur 6 5 P (W) PWM PWM PWM 4 serie 3 2 1 0 0 5 10 15 20 t (ms) Daan denkt dat voor de PWM-schakeling minder ene

Uitwerkbijlage

Print de uitwerkbijlage

Deze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.

Foto van je antwoord

Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?

De vraag als tekst

Mountainbikers gebruiken figuur 1 speciale lampen voor nachtritten. Zie figuur 1. Zo’n lamp werkt op een accu die een constante spanning levert van 8,4 V . In de fietslamp zit een led. De fietslamp heeft twee standen voor de lichtsterkte. Daan onderzoekt hoe de lamp op verschillende sterktes kan branden, terwijl de spanning van de accu constant is. Daan gebruikt eerst een schakeling zoals weergegeven in figuur 2. figuur 2 + - R 1 1 R S 3 2 R 2 U Met schakelaar S kan Daan kiezen of weerstand R of weerstand R in 1 2 serie wordt geschakeld met weerstand R . Door dit omschakelen 3 verandert de spanning U . De led wordt aangesloten op de spanning U . In stand 1 brandt de led feller dan in stand 2 .

Een nadeel van deze schakeling is dat er veel energie verloren gaat in de weerstanden. Daan wil weten hoeveel energie er verloren gaat in de weerstanden. Het elektrisch vermogen van de aangesloten led in één van de standen is 0,52 W . De spanningsbron van 8,4 V levert dan een stroomsterkte van 375 mA .

Op internet leest Daan over PWM (Pulse Width Modulation), een andere methode om leds te kunnen dimmen. Hierbij wordt de led met een hoge frequentie aan- en uitgeschakeld. In de gedimde stand brandt de led dan afwisselend op volle sterkte en helemaal niet. Het oog ervaart dat als een zwakker brandende led. Daan onderzoekt nu of zijn fietslamp gebruikmaakt van PWM. Hij maakt een proefopstelling met een lat aan een motor. Hij laat de lat in het donker ronddraaien. Vervolgens belicht hij de draaiende lat met de fietslamp en maakt daarvan een foto. Zie de schematische opstelling in figuur 3. figuur 3 t = 0 draaiende lat t = 20 ms motor fietslamp fototoestel Daan maakt twee foto’s, één in iedere stand van de fietslamp. Figuur 4 is de foto waarop de led fel brandt (stand 1), figuur 5 is de foto waarop de led gedimd brandt (stand 2). figuur 4 figuur 5 Voor beide foto’s is de beeldchip 20 ms belicht. De lat staat ‘uitgesmeerd’ op de foto’s doordat de lat verder draait in de tijd dat de foto gemaakt wordt. Uit figuur 5 blijkt dat de led knippert in de gedimde stand 2. Figuur 5 staat vergroot op de uitwerkbijlage.

In figuur 6 staat een ( P,t )-diagram van de accu van de fietslamp voor zowel een PWM-schakeling als een schakeling zoals in figuur 2. De led lijkt in beide gevallen even fel te branden. figuur 6 5 P (W) PWM PWM PWM 4 serie 3 2 1 0 0 5 10 15 20 t (ms) Daan denkt dat voor de PWM-schakeling minder energie nodig is dan voor de andere schakeling met twee weerstanden in serie. Figuur 6 staat ook op de uitwerkbijlage.

Leg met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage uit of dit waar is.