Natuurkunde Havo 2002-I NT1,2 en Oud
Bij een bepaald type auto bestaat de binnenverlichting uit twee parallel geschakelde lampjes. De lampjes zijn aangesloten op de 12 V-accu van de auto. Elk lampje heeft bij die spanning een vermogen van 5,0 W.
a) Bereken de weerstand die de binnenverlichting dan heeft.
Stroomsterkte door 1 lampje is:
$I = \frac{P}{U} = \frac{5,\!0}{12} = 0,\!417 \textrm{ A}$
Door omschrijven van
$U = I \cdot R$
vind je:
$R = \frac{U}{I} = \frac{12}{0,\!417} = 29~\Omega$
Bij het openen van een deur van deze auto gaat de binnenverlichting aan. Na het sluiten van de deur gaat de binnenverlichting niet meteen uit. Dit gebeurt pas na enige tijd. Hiervoor gebruikt men een schakeling met verwerkers. Zie figuur 1.
Het ingangssignaal bij S1 is alleen hoog bij geopende deur. De binnenverlichting brandt als het uitgangssignaal in A hoog is.
De teller begint te tellen vanaf het moment dat de deur gesloten wordt.
b) Leg met behulp van figuur 1 uit dat de teller op dat moment begint te tellen.
Op het moment dat de deur dichtgaat, (wordt het signaal bij S1 laag en) wordt de teller niet meer gereset.
Omdat de uitgang van de geheugencel hoog blijft en dus ook de aan/uit-ingang van de teller hoog blijft, begint de teller op dat moment te tellen.
De binnenverlichting gaat uit als de teller op 10 staat.
c) Leg dat uit met behulp van figuur 1.
Als de teller op 10 staat, wordt de uitgang van de EN-poort hoog. Omdat de set van de geheugencel laag is en M wordt gereset, wordt A laag (en gaat de binnenverlichting uit).
De tijd dat de binnenverlichting aan blijft, kan men instellen met behulp van de pulsgenerator.
Om de binnenverlichting na 7,0 s te laten uitgaan, moet de pulsgenerator op een bepaalde frequentie worden ingesteld.
d) Bereken deze frequentie.
Optie 1:
In 7,0 seconden telt de teller tot 10. De frequentie is dus
$f = \frac{10}{7,\!0} = 1,\!4 \textrm{ Hz}$
Optie 2:
In 7,0 seconden worden 10 pulsen gegeven, dus de trillingstijd is
$T = \frac{7,\!0}{10} = 0,\!7 \textrm{ s}$
De frequentie is dus
$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{0,\!70} = 1,\!4 \textrm{ Hz}$
Het nut van de wachttijd van zeven seconden is dat de bestuurder na het sluiten van de deur niet in het donker zit wanneer hij de sleutel in het contact steekt. Na het starten van de auto hoeft de binnenverlichting niet meer aan te blijven.
Om te bereiken dat de binnenverlichting meteen na het starten van de motor uitgaat, moet de schakeling van figuur 1 iets worden aangepast. Zie figuur 2.
Als de bestuurder de auto start, wordt het ingangssignaal bij S2 hoog.
e) Maak de schakeling in de figuur af door in de met een streepjeslijn aangegeven rechthoek één of meer verwerkers en de noodzakelijke verbindingen te tekenen.
