Conrad's Basic Meet- en controletechniek - begrijpen en toepassen - Leerpakket
|
Conrad's Basic Meet- en controletechniek - begrijpen en toepassen - Leerpakket |
|
|
Datum: Januari 2026
Inleiding:
| Een experimenteerset die ik al enige tijd geleden gekocht heb en waarvan ik dacht dat het tijd werd om me er eens doorheen te werken. |
Principe:
| Meet- en testtechniek begrijpen en toepassen |
Materiaal:
|
|
|
|
|
|
|
|
Uitvoering en resultaat:
|
Het leerpakket geeft in 20 stappen de noodzakelijke basis voor de juiste omgang met een multimeter. Aan de hand van vele praktische experimenten toont dit leerpakket hoe u spanningen en stromen correct kunt meten en hoe u weerstanden, transistoren of LED's kunt testen. U leert meteen ook om met elektronische onderdelen om te gaan. |
|
|
De
handleiding begint met een uitleg van de basis componenten en welke
symbolen men gebruikt in schema's. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Vervolgens volgt een uitleg over de
multimeter en hoe men de meetkabels moet aansluiten (zwart = aarde
-) Als me bij het instellen van het meetbereik verschillende mogelijkheden heeft begint men een meting altijd met het hoogste meetbereik waarna men terugschakelt naar de gewenste waarde. De hier gebruikte Velleman DVM9912 is "autorange" voor een aantal metingen. |
 |
|
Experiment 1: Hoe meet men een weerstand door ? |
|
|
Voor het meten van een weerstand heeft men
geen externe stroombron nodig aangezien weerstandsmetingen als is
ingebouwd in de multimeter (MM). Buig van één weerstand van 330 Ω, één van 1 kΩ en één van 2,2 MΩ de aansluitdraden 90 graden om, zodat men de weerstanden in het experimenteerbord kunt steken. Ik heb de standaardmeetpennen vervangen door klemmen en gebruik deze om de weerstanden door te meten |
 |
 |
 |
| Een meting is alleen nauwkeurig als het volle meetbereik wordt gebruikt. Schakel daarom altijd terug tot aan het laagst mogelijke meetbereik. Hoe groter het geselecteerde meetbereik, hoe groter de meetfout en hoe onnauwkeuriger de meting. Dat is ook van toepassing voor stroom- en spanningsmetingen. Een autorange MM lost dit probleem echter automatisch op. | |
|
Experiment 2 : Hoe gedragen weerstanden in serie zich? |
|
| Weerstanden worden niet altijd afzonderlijk, maar soms ook gecombineerd in schakelingen gebruikt. Een van de mogelijkheden is om de weerstanden in serie te schakelen. Steek twee weerstanden van 1 kΩ in serie in het experimenteerbord. | |
 |
|
|
Als weerstanden in serie zijn geschakeld,
is de totale weerstand, de som van de afzonderlijke weerstanden:
Rtot = R1 + R2 = 1 kΩ + 1 kΩ = 2 kΩ Men kan dit experiment herhalen met verschillende weerstandswaarden en meerdere weerstanden. |
 |
|
Experiment 3: Hoe gedragen parallel geschakelde weerstanden zich |
|
|
Weerstanden kunnen ook parallel geschakeld
worden. De eenvoudige parallelschakeling bestaat uit minimaal twee
weerstanden. Steek twee weerstanden van 1 kΩ en een van 330 Ω
onder elkaar in het experimenteerbord. De berekening: 1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 = 1/100 + 1/330 = 1/248 --> Rtot = 248 Ω |
 |
 |
|
| Experiment 4: De condensator meten | |
|
Om de capaciteit van een condensator te
meten, heeft men een multimeter nodig die geschikt is voor
capaciteitsmetingen (CAP op de hier gebruikte). Ontlaad de condensator voor aansluiting. Sluit daarvoor de beide aansluitingen kort. Leg hiervoor een tang of een schroevendraaier over de beide contacten. Let bij het aansluiten van de meetsnoeren, met name in het geval van elektrolytische condensatoren (elco's) op de juiste polariteit. Sluit de rode leiding aan op de pluspool van de condensator en de zwarte op de minpool. Bij een meting moet men enige tijd wachten tot de meting voltooid is. |
|
 |
|
| Experiment 5 : Condensatoren in serie geschakeld | |
|
Bouw op het experimenteerbord een
serieschakeling van 2 condensatoren op (capaciteit 10 μF). Let op
de juiste polariteit. Bij elektrolytische condensatoren moet de min van
de ene condensator verbonden worden met de plus van de andere.
Berekening: 1/Ctot = 1/C1 + 1/C2 = 1/10 + 1/10 = 2/10 = 1/5 --> Ctot = 5 μF |
|
 |
|
| Experiment 6: Condensatoren parallel geschakeld | |
|
Bouw op het experimenteerbord een
parallelschakeling van 2 condensatoren op.
Berekening: Ctot = C1 + C2 = 10 + 10 = 20 μF |
|
|
|
|
| Experiment 7: Hoe meet men gelijkspanning? | |
|
Bouw de schakeling met een LED op het
experimenteerbord. Schakel daarvoor een weerstand van 1 kΩ in serie met
een LED.
De LED-schakeling bestaat feitelijk uit twee belastingen, de weerstand en de LED. Over beide treedt een spanningsval op. De som van beide spanningen is gelijk aan de spanning over de batterij. De spanningen bij in serie geschakelde belastingen voldoen aan de volgende vergelijking: Utot = U1 + U2 = 9.3 + 2.0 = 11.3 V |
 |
 |
|
 |
|
 |
|
| Experiment 8: Hoe meet men wisselspanning? | |
| Dit experiment bespreekt het gebruik van de MM voor het meten van wisselspanning. Als de MM een aparte stand heeft voor het meten van wisselspanning zal deze daarop ingesteld moeten worden. De hier gebruikte MM kan zelf bepalen of deze wisselspanning meet of gelijkspanning. | |
| Experiment 9: Hoe meet men stroom? | |
| Om stroomsterkte te meten, moet de multimeter in serie geschakeld worden met de belasting(en). |
 |
 |
|
| Experiment 10: Hoe meet men of er een verbinding bestaat? | |
|
Het meten of twee punten verbinding maken,
kan om verschillende redeneren nuttig zijn bv om vast te stellen of een
kabel gebroken is. Veel multimeters hebben daarom een meetbereik waarbij
niet alleen de meetresultaten op het display getoond worden, maar
waarbij ook een geluidssignaal klinkt als er verbinding is tussen de
meetsnoeren. Met de ohmmeter (weerstandsmeting) is ook heel eenvoudig te
bepalen of er verbinding bestaat. 0 Selecteer het Ω-meetbereik op de multimeter en houd de meetpennen tegen elkaar. Op het display wordt dan 0,0 Ω of een iets hogere waarde getoond (weerstand door oxidatie van de meetpennen) , wat zoveel betekent als "geen weerstand" (er is verbinding). Zodra u de meetpennen van elkaar haalt, wordt de weerstand oneindig groot en toont de multimeter "1--" hetgeen geïnterpreteerd kan worden als "geen verbinding" of kabelbreuk. Probeer bij verschillende kabels te bepalen of er verbinding is. Een kabel moet spanningsloos zijn voordat men kan meten of er verbinding is. De kabel mag dus niet op een spanningsbron zijn aangesloten! |
|
 |
 |
| Experiment 11: Meten aan een schakeling: Spanning meten aan afzonderlijke componenten | |
|
Bouw een gecombineerde LED-schakeling op. Schakel de twee 1
kΩweerstanden parallel, schakel vervolgens de beide 330 Ω-weerstanden
hiermee in serie en schakel ten slotte de LED ook in serie. Daardoor
bevat de schakeling vier belastingen waarover u de spanning kunt meten.
Houd daarvoor de meetpennen telkens tegen de beide aansluitingen van een
weerstand of die van de LED.
U1 = 3.1 V
U2 = 2.1 V |
 |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| Experiment 12: Weerstanden meten in een schakeling: | |
|
Als men afzonderlijke weerstanden in een schakeling probeert te meten, dan
moet men erop letten dat er andere componenten parallel geschakeld kunnen
zijn aan de weerstand. Deze componenten worden dan als het ware meegemeten. Dat gebeurt bijvoorbeeld bij de twee parallelle weerstanden.
Van deze weerstanden kan men alleen de gezamenlijke
weerstand meten. Als men de afzonderlijke weerstand wilt meten, moet men
minstens een aansluiting van een van beide weerstanden losmaken. Als men
weerstanden wilt meten in een schakeling, dan moet de spanning zijn
uitgeschakeld. Er mag dus geen batterij zijn aangesloten. Als men bij het meten van de totale weerstand van de schakeling een oneindig grote weerstand meet, dan kan dat wijzen op een defecte schakeling. |
|
 |
|
 |
|
| Experiment 13: Meten aan een schakeling: Afzonderlijke stromen in een schakeling bepalen | |
|
In een serieschakeling loopt door alle
elementen (bijvoorbeeld weerstanden) dezelfde stroom. De stroomsterkte
is dus overal gelijk. Als men meerdere belastingen parallel schakelt,
dan wordt de totale stroom verdeeld. De stroom is groter als de
weerstand van een belasting kleiner is en omgekeerd. De som van de
afzonderlijke stromen is gelijk aan de totale stroom. In formule voor parallelschakelingen: Itot = I1 + I2 + ... In Bij een serieschakeling geldt: Itot = I1 = I2 = ... In I1 =8 µA
I2 = 286 mA |
 Door de zeer hoge 2,2 MΩ-weerstand loopt nauwelijks stroom. Om werkelijk een mA stroomsterkte door deze weerstand te laten lopen, zou een spanning van 2200 V nodig zijn. |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| Experiment 14: Meetresultaten controleren | |
|
Met de wet van Ohm voor gelijkstroom en spanning:
R = U/ I kan men metingen theoretisch onderbouwen De
berekeningen kunnen ook helpen om eventuele meetfouten te
herkennen. Met de wet van Ohm
kunt men ook besparen op het aantal benodigde metingen. Als men bijvoorbeeld
de spanning en de weerstand al kent, dan kan men de stroom die door de
schakeling loopt uitrekenen met de formule I = U / R. |
|
| Experiment 15: De multimeter als batterijtester | |
| Multimeters kunnen ook gebruikt worden als batterijtester. Omdat multimeters heel precies meten, kunnen ze precies aangeven hoe vol een batterij of een accu werkelijk nog is. Om de batterijspanning te meten, schakelt men de multimeter in op een gelijkspanningsbereik. Als men de rode meetpen tegen de pluspool en de zwarte tegen de minpool houdt kan men direct de precieze spanning van de batterij op het display aflezen. Veel multimeters, hebben een apart meetbereik voor batterijtests. | |
 |
|
| Experiment 16: Meten van diodes | |
|
Een diode laat stroom slechts in een richting door. Multimeters hebben
vaak een diode-testfunctie waarmee de doorlaatrichting van een diode kan
worden bepaald. Deze functie is meestal gecombineerd met het meten of er
verbinding bestaat. De ingebouwde pieper geeft een geluidssignaal als er
verbinding bestaat.
Meet eerst de dioden door met een weerstandsmeting en vervolgens met de diode functie. |
 |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| Experiment 17: Controleren van transistors | |
| Er zijn slechts weinig multimeters waar men een transistor op kunt aansluiten. Het is echter wel mogelijk om de basisfunctionaliteit te controleren met een multimeter. . Zie de transistor als een combinatie van twee diodes, zoals ook het vervangingsschema laat zien. Stel de multimeter eerst in op diode-test. Om een NPN-transistor te testen, houdt men de rode meetpen tegen de basis en de zwarte tegen de collector en daarna tegen de emitter. In beide gevallen moet het instrument ongeveer dezelfde waarde aangeven. Als het instrument in dit meetbereik spanningen toont, dan moeten die rond de 0,7-0,8 V liggen. Dit laat zien dat de transistor in principe in orde is. | |
 |
|
 ;
|
|
| Experiment 18: Controleren van LED's | |
| Met een multimeter kan men een LED heel eenvoudig testen. Bouw hiervoor een eenvoudige schakeling met een LED op het experimenteerbord. Plaatst de LED in serie met een weerstand van 1 kΩ en sluit een batterij van 9 V aan, zodat de LED gaat branden. 55 Meet nu de spanning over de LED. Sluit daarvoor de meetpennen aan op beide aansluitingen van de LED. Hierdoor is de multimeter parallel geschakeld aan de belasting, zoals dat gebruikelijk is bij het meten van spanning. U meet een spanning van ongeveer 2 V. Bovendien heeft u de controle dat de LED brandt. |
 |
 |
|
| Experiment 19: Temperaturen met | |
| Veel multimeters kunnen ook temperatuur meten. U heeft daarvoor een temperatuursensor nodig. Deze mulltimeter kan dat ook en gebruikt daarvoor een adapter. De temperatuur wordt gemeten met een NiCrNi-sensor (Nikkel-Chroom-Nikkel type K). Het meetbereik voor temperatuur loopt bij dit instrument van -40 °C tot +1.000 °C. De meegeleverde draadtemperatuursensor is slechts geschikt voor temperaturen tot +400 °C. | |
 |
|
| Experiment 20: Vermogen en arbeid | |
|
Met de multimeter kunt men ook indirect het opgenomen vermogen uitrekenen
van een schakeling en de arbeid die de elektrische energie verricht.
Hiervoor moet men eerst het opgenomen vermogen bepalen. Hiervoor is het
nodig zowel de stroom als de spanning te meten. Hierbij moet men de totale
stroom Itot en de totale spanning Utot meten.
Met de formule: P = U * I kan men het opgenomen vermogen van de schakeling berekenen. Wil men weten hoeveel elektriciteit in een uur verbruikt word, dan moet men het berekende vermogen met 3600 vermenigvuldigen. De formule: W = P * T De elektriciteitsmeter werkt overigens ook volgens dit principe Hier werkt men met de kleine eenheid Wattseconde, bij de elektriciteitsmeter is het gebruikelijk te spreken van kilowattuur (kWh). |
|
Literatuur:
|
Relevante websites: |
07/01/2026
