Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Ze worden Solar ledlampjes genoemd, omdat ze op zonne-energie werken die geleverd wordt door een klein zonnepaneel. Omdat de lampjes in het donker moeten werken, wordt de elektrische lading die door het zonnepaneeltje wordt geleverd opgeslagen in een accu. Blijkbaar werken die accu's niet zo goed in de winterdag, want er is ook nog een supercondensator aan het zonnepaneeltje gekoppeld om de lading op te slaan. Het geheel zit in een gietijzeren constructie, die in de weg wordt ondergebracht. In die gietijzeren behuizing zit ook nog een sensor, die reageert op licht en donker.
Opgaven:
a) Wat zal men bedoelen met `energieneutraal'?
b) Wat is het verschil in werking tussen de accu en de condensator?
c) Ontwerp de elektrische schakeling waarmee je die lampjes in een koude winternacht kunt laten werken. Gebruik het systeembord en het daarop aanwezige relais.
Uitwerking vraag (a)
Je hoeft geen extra energie toe te voeren buiten het zonlicht overdag.
Uitwerking vraag (b)
Een condensator slaat lading op. Een accu gebruikt elektrische spanning om een chemische reactie te laten plaatsvinden; de omgekeerde chemische reactie levert dan later weer een spanning en een stroom.
Uitwerking vraag (c)
Een lichtsensor wordt aan de comparator geschakeld. Daarmee wordt het sensorsignaal vergeleken met een ingestelde waarde. De output van de comparator wordt op de input van de invertor gezet en de output van de invertor stuurt het relais aan. Als het relais geactiveerd wordt, wordt een parallelschakeling van accu, supercondensator en zonnepaneel aangesloten op het ledlampje. Zie de tekening van het systeembord.
Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.
