Eenheden en metrische voorvoegsels (prefixen)
In de elektronica moet je overweg kunnen met meetbare grootheden. Je moet in staat zijn te weten hoeveel volt er wordt gemeten op een bepaald meetpunt in een bepaalde schakeling. Je moet eveneens in staat zijn om te weten hoeveel stroom er door een bepaalde geleider vloeit. Je moet kunnen weten hoeveel vermogen een bepaalde versterker levert, enz. …
In dit gedeelte maak je kennis met de eenheden en symbolen voor het grootste deel van de elektrische grootheden die worden gebruikt doorheen de ganse cursus. Metrische voorvoegsels (prefixen) worden gebruikt in combinatie met de engineering notatie als verkorte schrijfwijze voor de machten van 10 die vaak worden gebruikt. Denk aan de kilogram (kg) die wordt gebruikt om 103 gram (1000 gram) aan te duiden.
Elektrische eenheden
Lettersymbolen worden gebruikt in de elektronica om zowel grootheden als hun eenheden voor te stellen. Een symbool om de grootheid aan te geven en een ander symbool om aan te geven hoeveel er bijvoorbeeld van die grootheid gemeten is.
Tabel 1-2 geeft de belangrijkste elektrische grootheden samen met hun SI-eenheden en symbolen.
Elektrische grootheden en hun eenheden
Grootheid
Symbool
SI-eenheid
Symbool
Capaciteit
C
Farad
F
Energie/Arbeid
W
Joule
J
Frequentie
F
Hertz
Hz
Geleiding
G
Siemens
S
Impedantie
Z
Ohm
Ω
Inductie (spoel)
L
Henry
H
Lading
Q
Coulomb
C
Stroom
I
Ampère
A
Reactantie
X
Ohm
Ω
Vermogen
P
Watt
W
Weerstand
R
Ohm
Ω
Tabel 1-2 : Elektrische grootheden en hun SI-eenheden
Bijvoorbeeld voor de grootheid vermogen staat P en de eenheid waarin dit vermogen wordt uitgedrukt is watt, voorgesteld door W. De grootheden Energie en Arbeid worden voorgesteld door het symbool W en de eenheid hiervan is de joule (voorgesteld door J)
Metrische Prefixen
De metrische prefixen Worden alleen gebruikt bij getallen die een maateenheid hebben zoals Volt, Ampère en Ohm, en voorafgaan aan het symbool van de grootheid. Zo kan 0,025 A (ampère) worden uitgedrukt in de engineering notatie als 25 x 10 -3 A. Deze hoeveelheid kan met behulp van een metrische prefix worden uitgedrukt als 25 mA. Dit wordt gelezen als 25 milliampère. De metrische prefix (voorvoegsel) “milli” vervangt 10 -3 . De reden waarom men gebruik maakt van prefixen is dat hierdoor het inzicht in de hoeveelheid stroom overzichtelijker gemaakt wordt. Immers 25 mA is gemakkelijker interpreteerbaar dan 0,025 A of 25 x 10 -3 A.
Stel bijvoorbeeld dat een windenergie-systeem beschikt over een windgenerator die in staat is om 5 000 000 W te leveren. Dit vermogen wordt uitgedrukt als 5,0 MW. (lees 5 Megawatt) De metrische prefix mega heeft 10 6 vervangen in het uiten van het vermogen van de windgenerator.
Volgende prefixen worden gebruikt:
[T] Tera = 10 12
[G] Giga = 10 9
[M] Mega = 10 6
[k] kilo = 10 3
[m] mill = 10 -3
[µ] micro = 10 -6
[n] nano = 10 -9
[p] pico = 10 -12
Voorbeeld 1-6
Druk volgende hoeveelheden uit door gebruik te maken van een prefix
26000 V (b) 1680000 Ω(c) 0,000012 A
Oplossing
26000 V = 26 x 103 V = 26 kV
1680000 Ω = 1,68 x 106 Ω = 1,68 MΩ
0,000012 A = 12 x 10-6 A = 12 µA
[f] femto = 10 -15
De basisregels om een metrisch unit conversie uit te voeren zijn:
Bij het omzetten van een grotere eenheid naar een kleinere eenheid: verplaats de komma naar rechts.
Bij het omzetten van een kleinere eenheid naar een groter eenheid: verplaats de komma naar links .
Bepaal het aantal plaatsen dat je de komma moet verplaatsen door het vinden van het verschil in de machten van 10 die moeten worden geconverteerd.
Kolom = 10 x Rij
T
G
M (Mega)
k
Eenheid
m
µ
n
P
f
T
10 3
10 6
10 9
10 12
10 15
10 18
10 21
10 24
10 27
G
10 -3
10 3
10 6
10 9
10 12
10 15
10 18
10 21
10 24
M
10 -6
10 -3
10 3
10 6
10 9
10 12
10 15
10 18
10 21
K
10 -9
10 -6
10 -3
10 3
10 6
10 9
10 12
10 15
10 18
Eenheid
10 -12
10 -9
10 -6
10 -3
10 3
10 6
10 9
10 12
10 15
m
10 -15
10 -12
10 -9
10 -6
10 -3
10 3
10 6
10 9
10 12
µ
10 -18
10 -15
10 -12
10 -9
10 -6
10 -3
10 3
10 6
10 9
n
10 -21
10 -18
10 -15
10 -12
10 -9
10 -6
10 -3
10 3
10 6
P
10 +24
10 -21
10 -18
10 -15
10 -12
10 -9
10 -6
10 -3
10 3
F
10 -27
10 +24
10 -21
10 -18
10 -15
10 -12
10 -9
10 -6
10 -3
Tabel 1-3: onderlinge verhouding van de prefixen. De prefix in de kolomtitel is gelijk aan 10x prefix in de rij. Voorbeeld: k = 106 µ of bijvoorbeeld 1kV = 106 µV
Bijvoorbeeld, bij het converteren van milliampère (mA) naar microampère (µA), wordt de komma (decimaal punt Amerikaanse notatie) drie plaatsen naar rechts verschoven. Waarom? Omdat er een drie-plaatsen zijn tussen de twee eenheden (mA is 10 -3 A en µA is 10 -6 A).
Voorbeeld 1-7
Converteer 0,25 millivolt (0,25 mV) om tot microvolt (µV)
Oplossing
Via tabel 1-3 zien we dat milli (m) overeenkomt met 10-3 micro (µ). Dit betekent dat we 0,25 mV met 10-3 moeten vermenigvuldigen om het aantal µV te vinden. (of 0,25 delen door 1000 (103) en dus gewoon de komma drie plaatsen naar rechts verschuiven)
0,25 mV x 10-3 levert 250 µV op.
Controle: 0,25 mV = 0,25 x 10-3 V = 250 x 10-6 V = 250 µV.
Test jezelf aangaande metrices en prefixes
1. Noem de metric prefix van volgende machten van 10
a) 10 6 b) 10 3 c) 10 -3 d) 10 -6 e) 10 -9 f) 10 -12
2. Gebruik een metric prefix om 0,000 001 A voor te stellen.
3. Gebruik een metric prefix om 250 000 W voor te stellen
4. Converteer 0,01 MV naar kilovolts (kV)
5. Converteer 250 000 pA naar milliampères (mA)
6. Tel 0,05 MW en 75 kW bij elkaar op en geef weer in kW.
7. Tel 50 mV met 25 000 µV op en geef weer in mV
Last updated