Leerdoelen
•Je kunt uitleggen wat een elektromagneet is.
•Je kunt uitleggen hoe een relais werkt.
•Je kunt uitleggen hoe een transistor werkt.
Elektromagneten: de basis van slim schakelen
Een elektromagneet is een tijdelijke magneet die je zelf kunt maken.
Hoe werkt een elektromagneet?
Stel je voor: je hebt een stukje ijzer, bijvoorbeeld een spijker. Als je hier een koperdraad strak omheen wikkelt en je laat er stroom doorheen lopen, dan gebeurt er iets bijzonders. Het ijzer wordt magnetisch! Het werkt dan net als een gewone magneet, met een noord- en een zuidpool. Je kunt er dus andere metalen voorwerpen mee aantrekken. Zodra je de stroom uitzet, verdwijnt het magnetisme en is het ijzer weer gewoon ijzer.
Dit principe van een magneet die je aan en uit kunt zetten, is superhandig en wordt in veel apparaten gebruikt. Eén van die apparaten is het relais.
Het relais: een slimme schakelaar
Een relais is een speciaal soort schakelaar die werkt met een elektromagneet. Het is een onderdeel dat je vaak tegenkomt in elektronische circuits.
Onderdelen van een relais
Een relais bestaat uit twee belangrijke delen:
1.De elektromagneet: Dit is het blokje met de draad eromheen, zoals je net hebt geleerd.
2.Een speciale schakelaar: Deze schakelaar heeft twee contactpunten:
1.De maak-kant (M): Als de schakelaar hiernaartoe beweegt, wordt een stroomkring gesloten.
2.De breek-kant (B): Als de schakelaar hier is, is de stroomkring open (gebroken).
Hoe werkt een relais?
Een relais wordt vaak gebruikt om twee aparte stroomkringen met elkaar te verbinden. Denk aan een kleine stroomkring die een grote stroomkring moet aan- of uitzetten.
Stel je voor dat je een lampje wilt laten branden met een relais:
•De schakelaar is open: Als de schakelaar in de stuurstroomkring (de kring van de elektromagneet) open is, loopt er geen stroom naar de elektromagneet. De elektromagneet is dan niet magnetisch. De speciale schakelaar van het relais blijft bij de breek-kant (B) staan. Hierdoor is de stroomkring van het lampje ook open en blijft het lampje uit.
•De schakelaar gaat dicht: Zodra je de schakelaar in de stuurstroomkring sluit, gaat er stroom lopen naar de elektromagneet.
1.De elektromagneet wordt magnetisch.
2.De magnetische kracht trekt de speciale schakelaar van het relais aan.
3.De schakelaar beweegt van de breek-kant (B) naar de maak-kant (M).
4.Nu is de stroomkring van het lampje gesloten en gaat het lampje branden!
Dit is handig, want je kunt met een kleine stroom (die de elektromagneet activeert) een veel grotere stroom (die het lampje laat branden) schakelen, zonder dat de twee stroomkringen direct met elkaar in contact komen.
De transistor: een elektronische poort
Naast het relais is er nog een ander belangrijk onderdeel dat als schakelaar kan werken: de transistor. Een transistor is een klein elektronisch onderdeel dat je kunt zien als een soort elektronische poort.
Onderdelen van een transistor
Een transistor heeft drie 'aansluitingen' of onderdelen:
•De collector (C)
•De basis (B)
•De emitter (E)
Hoe werkt een transistor?
Een transistor werkt als een schakelaar die je bedient met een kleine stroom.
•Geen stroom bij de basis (B): Als er geen stroom naar de basis (B) van de transistor gaat, dan kan er ook geen stroom lopen van de collector (C) naar de emitter (E). De transistor is dan 'uit' en werkt als een open schakelaar. Het lampje blijft uit.
•Wel stroom bij de basis (B): Zodra je een kleine stroom naar de basis (B) stuurt (bijvoorbeeld door een schakelaar te sluiten), dan opent de 'poort' van de transistor. Er kan nu stroom gaan lopen van de collector (C) naar de emitter (E). De transistor is 'aan' en werkt als een gesloten schakelaar. Het lampje gaat branden!
Het mooie van een transistor is dat je met een heel kleine stroom bij de basis een veel grotere stroom tussen de collector en de emitter kunt regelen.
Waarom klikt je tv? De slimme combinatie!
Nu je weet wat een elektromagneet, een relais en een transistor zijn, kunnen we de vraag beantwoorden: waarom hoor je een klik als je de tv aanzet?
Als je de tv aanzet, gebeurt er een slimme combinatie van deze onderdelen:
1.Je drukt op de aan/uit-knop van je tv. Dit sluit een kleine stroomkring met daarin een transistor.
2.De transistor krijgt nu stroom op zijn basis en gaat 'aan'. Hierdoor kan er stroom door de transistor lopen.
3.Deze stroom van de transistor activeert een elektromagneet die deel uitmaakt van een relais.
4.De elektromagneet wordt magnetisch en trekt de speciale schakelaar van het relais aan.
5.De schakelaar van het relais beweegt van de breek-kant naar de maak-kant. Deze beweging maakt het "klik!"-geluid dat je hoort.
6.Doordat de schakelaar van het relais nu op de maak-kant staat, wordt de stroomkring van het tv-scherm gesloten en gaat je tv-scherm aan.
Dus die "klik" is het geluid van een relais dat schakelt, aangestuurd door een transistor, om jouw tv aan te zetten! Dit is een voorbeeld van hoe kleine elektronische componenten samenwerken om complexe apparaten te laten functioneren.
