Inloggen

PWM
havo 2019, 2e tijdvak, opgave 4



Opgave


Uitwerkbijlage


Correctievoorschrift

Download hierboven de originele pdf van het examen waar deze opgave in staat en de bijbehorende uitwerkbijlage. "PWM" is de 4e opgave in dit examen. Als je de opgave gemaakt hebt kun je jezelf nakijken met het correctievoorschrift.

Uitleg bij "PWM"

Probeer altijd eerst zelf de opgave te maken en gebruik de uitleg alleen als je er zelf niet uitkomt. Als je ook na deze uitleg nog vragen hebt dan kun je deze helemaal onderaan deze pagina stellen.

Vraag 19

In beide standen geldt dat er steeds twee weerstanden in serie aangesloten staan op de batterij. In een serieschakeling verdeelt spanning zich zo dat de grootte van de deelspanning evenredig is met de grootte van de weerstand. Over de grootste weerstand staat dus de grootste spanning. In het schema in figuur 2 is te zien dat de LED parallel aan R1 staat in stand 1 en dat de spanning over de LED hetzelfde is als de spanning over R1. In stand 1 brandt de LED feller en dat betekent dat de spanning over R1 groter is dan de spanning die over R2 zou staan in stand 2. R1 is dus groter.

Vraag 20

Voor het elektrisch vermogen dat de batterij levert geldt

P = U·I

In dit geval levert de batterij dus

P = 8,4 · 375·10-3 = 3,15 W

Het vermogen van de LED is slechts 0,52 W. Het rendement van de schakeling is dus

η = 0,52 / 3,15 = 0,16508

Afgerond is dit een rendement van 17 %.

Vraag 21

Het LED-lampje werkt hier als stroboscoop. Op de foto op de uitwerkbijlage zijn 23 beeldjes van de lat te zien. In de 20 ms die het nemen van de foto heeft gekost (de belichtingstijd) is de LED dus 23 keer aan en daarna weer uit geweest. De tijd tussen de knippertjes is dus

T = 20·10-3 / 23 = 8,6957·10-4 s

De knipperfrequentie is dus

f = 1 /T

f = 1 / 8,6957·10-4 = 1150 Hz

Afgerond is dit een frequentie van 1,2·103 Hz.

Vraag 22

Uit E = P·t volgt dat de verbruikte energie is gelijk aan het oppervlak onder de P,t-grafiek. In de afbeelding hieronder is te zien dat het oppervlak voor de PWM (blauw) kleiner is dan dat van de serieschakeling (rood). De PWM verbruikt dus minder energie.


pwm-1

pwm-2

Vraag over "PWM"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | PWM

Jessie Jaspers vroeg op vrijdag 14 mei 2021 om 15:52
Hallo!
Had vraag 22 ook op hetzelfde antwoord uitgekomen met berekeningen?
Zo ja, hoe had dit gemoeten?

Erik van Munster reageerde op vrijdag 14 mei 2021 om 16:41
Ja, had ook met een berekening gekund (maar hoeft hier niet):

Als je kijkt naar het blauwe gedeelte in de grafiek. Er wordt hier 3,0 ms een vermogen van 4,7 W gebruikt. De verbruikte energie is dan (met E = P*t)

4,7 * 3,0*10^-3 = 0,0141 J

Als we hetzelfde doen met het rode gedeelte van de grafiek vinden we 9,0 ms en een vermogen van 3,2 W. De verbruikte energie is

3,2 * 9,0*10^-3 = 0,0288 J

De serieschakeling gebruikt dus meer energie. De PWM is dus zuiniger.