Inleiding elektrotechniek: oefenopgaven en tentamenvragen

Het elektrotechniekvak dat studenten werktuigbouwkunde, civiele techniek en chemische technologie volgen: gelijkstroomschakelingen, vervangingsschakelingen, schakelverschijnselen en wisselstroomvermogen. De opgaven zijn korter dan in een opleiding elektrotechniek, maar ze bestrijken veel stof.

Oefen dit vak gratisDit vak oefenenMaak een proeftentamenElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.

Samenvattingspakket (pdf)Formuleoverzichten, methodestappen en oefenopgaven met volledige oplossingen, klaar om af te drukken.

Onderwerpen in dit vak

  1. Serie- en parallelweerstanden3 weerstanden · 4 weerstanden · ladder van 6 weerstandenrekenopgaven
  2. Knooppuntmethode1 onbekend knooppunt · 2 onbekende knooppunten · 2 knooppunten, 3 bronnenrekenopgaven
  3. Thévenin en Nortondelernetwerk · met serieweerstand en belasting · met stroombron en belastingrekenopgaven
  4. RC- en RL-schakelverschijnselenRC opladen · RL-schakeling · condensator met beginladingrekenopgaven
  5. Wisselstroomimpedantie en fasorenserie-RL · serie-RLC · condensatorspanning en resonantierekenopgaven
  6. Wisselstroomvermogen en arbeidsfactorP en Q van een belasting · lijnstroom · arbeidsfactorcorrectierekenopgaven
  7. Draaistroomvermogenspanningen en stromen bij symmetrische ster- en driehoeksschakeling · driefasenvermogen · arbeidsfactorcorrectierekenopgaven
  8. Transformatorenwikkelverhouding · stromen en vermogen · rendement en verliezenrekenopgaven

Tentamentips voor Inleiding elektrotechniek

  • Vereenvoudig eerst weerstanden in serie en parallel; veel tentamenschakelingen krimpen tot één lus.
  • Een condensator gedraagt zich als een onderbreking en een spoel als een kortsluiting zodra een gelijkstroomschakeling in rust is.
  • Schrijf bij wisselstroomvermogen P, Q en S op als een driehoek: S² = P² + Q².

Uitgewerkte voorbeelden

Serie- en parallelweerstandenMakkelijk
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Vind de stroom IR1 die de bron levert, en die door R1 loopt.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Gevraagd: IR1 (A)

Hints tonen
  1. Vereenvoudig het netwerk stap voor stap. In serie tellen weerstanden op. Twee weerstanden parallel geven R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ en R₃ verbinden allebei knooppunt A met de onderste draad, dus ze staan parallel. Dat paar staat in serie met R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Serie- en parallelschakeling: in serie loopt dezelfde stroom door elke weerstand en R = R₁ + R₂ + …. Parallel staat over elke weerstand dezelfde spanning en 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Een laddernetwerk wordt paar voor paar vereenvoudigd tot er één vervangingsweerstand overblijft.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Combineer weerstanden vanaf het verste uiteinde

Begin bij het uiteinde dat het verst van de bron ligt en werk terug naar de bron. Weerstanden met dezelfde stroom staan in serie; weerstanden tussen dezelfde twee knooppunten staan parallel.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Stroom uit de bron

De bron ziet alleen Req, dus de wet van Ohm geeft de stroom die hij levert. Die stroom loopt door R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Antwoord

IR1 = 2 A
KnooppuntmethodeGemiddeld
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1,5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

De spanningsbron Vₛ tussen A en B heeft haar +-klem bij B, dus ze legt VB − VA = Vₛ vast. Gebruik de knooppuntmethode met een superknooppunt om de stroom Ix door de spanningsbron te vinden, van A naar B zoals de pijl aangeeft.

Is = 1,5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Gevraagd: Ix (A)

Hints tonen
  1. Een spanningsbron tussen twee knooppunten die geen massa zijn, legt hun verschil vast: VB − VA = Vs.
  2. Schrijf één stroomwetvergelijking voor het superknooppunt rond A, B en de bron: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Knooppuntmethode: kies een referentieknooppunt, benoem de onbekende knooppuntspanningen, schrijf de stroomwet van Kirchhoff in elk onbekend knooppunt met de wet van Ohm (I = ΔV/R), en los de vergelijkingen op.

Vorm een superknooppunt

De spanningsbron tussen A en B voert een onbekende stroom, dus je kunt de stroomwet niet afzonderlijk in A of B opschrijven. Neem A, B en de bron samen in één superknooppunt: de stroom die erin gaat is gelijk aan de stroom die eruit komt.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Oplossen

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1,5
VA = (1,5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Stroom door de spanningsbron

Alles wat van A naar B door de bron gaat, verlaat knooppunt B via R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1,333 A

Antwoord

Ix = 1,333 A

Een negatieve uitkomst betekent dat de werkelijke stroom tegen de pijl in loopt.

Zo werkt het oefenen

  • “Dit vak oefenen” mengt opgaven uit al zijn onderwerpen, net als een echt tentamen.
  • Elke opgave heeft nieuwe waarden, zodat je de methode leert in plaats van een antwoord.
  • Kom je vast te zitten? Open eerst een kleine hint en de volledige uitleg pas als je die nodig hebt.
  • Proeftentamens zijn getimed en hebben geen hints, en aan het eind krijg je je score en een volledige bespreking.

Calculators voor dit vak

Calculator voor serie- en parallelweerstandenSpanningsdelercalculatorCalculator voor de RC-tijdconstanteCalculator voor RLC-impedantieCalculator voor arbeidsfactorcompensatieCalculator voor driefasenvermogenCalculator voor de wikkelverhouding van een transformatorSpanningsval berekenenThévenin- en Norton-equivalent berekenenWet-van-Ohmcalculator (spanning, stroom, weerstand en vermogen)Calculator voor de kleurcode van weerstanden (4, 5 en 6 banden)Condensatorcalculator (serie, parallel, lading en energie)

Gerelateerde vakken

Oefenen voor het FE Electrical and Computer-examenNetwerkanalyse 2: wisselstroomschakelingenNetwerkanalyse 1Energiesystemen en elektrische machinesNatuurkunde 2: Elektriciteit en magnetismeElektronica 1Vermogenselektronica en aandrijvingenMeet- en regeltechniek voor metingen
Oefen dit vak gratisDit vak oefenenMaak een proeftentamenElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.