er is geen vraag 4 in de opgave biosensor?

bedoel je deze?



Vraag 7 is vraag 4 in een examenbundel met deze vraag (TdK)

Oja foutje, sorry, ja die bedoel ik!
groetjes

wisselspanning.....

dus we kunnen dit in verschillende toestanden tegenkomen, vele malen per seconde:



Toestand 1: beschrijf de elektr(ostat)ische kracht tussen de twee elektroden
Toestand 2: beschrijf de elektr(ostat)ische kracht tussen de twee elektroden
Toestand 3: beschrijf de elektr(ostat)ische kracht tussen de twee elektroden

bedenk hoe dit eruit zou zien als je dit beeldje voor beeldje voor beeldje vele malen achter elkaar plakt tot een filmpje: wat zie je als je naar dat filmpje kijkt??
herlees de vraag....
bedenk een slim antwoord .....

groet, Jan

Dan zou ik zeggen dat tijdens een golflengte van de wisselspanning de elektrode twee keer heen en weer gaat en dus twee trillingen uitvoert tijdens een golflengte van de wisselspanning. Klopt dit?

Hebbes, tijdens één cyclus trekken de elektroden elkaar twee keer aan, en tussendoor ontspannen ze en duwt het kristal ze weer uiteen.

Waar keek je nou eigenlijk overheen, want dat is een nuttiger besluit van deze vraag dan het juiste antwoord? 

Hallo,

Ik heb geleerd dat er bij een wisselspanning altijd een nuldraad is, maar in jou plaatje zie ik geen nuldraad.

dag Emma,

in zo'n geval als jij bedoelt pak je wisselspanning van een driefasensysteem, en heb je effectief te maken met drie wisselspanningsbronnen (die dan bovendien alledrie even zwaar belast moeten zijn om die gezamenlijke nuldraad ook werkelijk op een potentiaal van 0 V te houden. 




Elke spoel van de generator links hierboven is een wisselspannigsbron. Maar knip er twee spoelen uit en die nulleider (met dat groene pijltje)  is ineens geen nulleider meer. 



En dat is allemaal eerder een kwestie van installatietechniek dan van een natuurkundige zaak: een wisselspanningsbron zoals voor die biosensor getekend werd kun je gewoon beschouwen als een batterij die steeds omgepoold wordt.

Voor de werking van die biosensor zou dat overigens niks uitmaken: ook in zo'n driefasensysteem is de fase afwisselend positief en negatief t.o.v. die nul, met tussendoor steeds even spanningsloos. Dus je blijft een afwisseling houden van aantrekken, neutraal, aantrekken, neutraal, etc.  

Groet, Jan

Hallo! Ik heb even een aanvullende vraag over vraag 7. Het was ook mijn vraag trouwens, maar nu ik dit lees, snap ik hem. Bedankt! In mijn examenbundel staat echter bij het antwoord van deze vraag: Gedurende een halve periode van de wisselspanning is de waarde van de spanning positief en gedurende de daarop volgende halve periode negatief. 
Ik kom zulke dingen wel vaker tegen, maar ik snap nooit wat ze eigenlijk met een positieve en negatieve spanning bedoelen. Er is toch gewoon altijd een plus en min kant? Dus wat bedoelen ze daarmee.

Daarnaast had ik nog een vraagje over vraag 9. Ik snap hun antwoord eigenlijk niet haha. 

Groetjes

Lisa,

Positieve en negatieve spanning betekent dat de plus en min van plaats verwisselen.

Misschien ben je dat wel eens bij een practicum tegengekomen: je wilt een spanning meten, maar de wijzer slaat naar de "verkeerde" kant uit. Je moet dan de stekkers verwisselen. Dat gebeurt bij een wisselspanning heel snel (stopcontact wisselt met 50 Hz) en vloeiend.

Er is eigenlijk ook  niet zoiets als een positieve of negatieve spanning, en dat maakt het best wel verwarrend, een beetje het gevaar van wat ik in de klas wel eens "taal voor bij de dorpspomp" durf te noemen.

Een spanning betekent een potentiaalverschil, zoals je in een berglandschap zou kunnen spreken van hoogteverschillen. Of je een hoogteverschil positief of negatief noemt hangt helemaal van je gezichtspunt af: sta je boven en kijk je naar beneden, of sta je beneden en kijk je naar boven?

Dus zonder een afgesproken referentiepunt dat je "nul" noemt, en zonder een afgesproken richting die je positief of negatief noemt, blijven dat soort uitspraken als in die examenbundel een beetje vaag.

Laat dat haha er maar af, maar vertel dan aub wél graag wát je er dan precies niet aan begrijpt.







"Hun" antwoord, komt dat ook uit die examenbundel? En zo ja, hoe luidt dat antwoord dan? 

Groet, Jan

Hoi,

Ik snap vraag 7 ook niet. Hoe weet je bijv hoevaak de spanning wisselt? Of is dat niet relevant? en hoe weet je dat tijdens 1 cyclus de elektroden elkaar 2 keer aantrekken? Ik snap alleen dat door de wisselspanning de elektroden gaan trilling, maar ik zou niet weten hoe je kan bepalen hoeveel trillingen dit zijn...

Dag Tessa


dat is ook niet de vraag, althans niet in vraag 7 uit de figuur van mijn bericht van 18 april 2016 16:55 (bijna bovenaan deze discussie) .
Je sluit het kristal aan op een willekeurige wisselspanningsbron. Voor mijn part neem je daarvoor een toongenerator, die dus sinusvormige wisselspanningen kan leveren met frequenties variërend van alles tussen 1 Hz en 25 kHz. 
Maar laten we hem in gedachten aansluiten op het lichtnet, 50 Hz, dan is de feitelijk de vraag of dat kristal ook met 50 Hz trilt, of met 25 Hz, of 100 Hz, of een nog andere voorspelbare frequentie, en mag jij verklaren waarom dat ding met 100 Hz zal trillen. 

daarmee belanden we bij je vraag:
Wat begrijp je niet van mijn uitleg in mijn bericht van een uurtje later, 18 april 2015 17:55, hierboven?

groet, Jan

Daaruit maak ik op dat de spanning 2x wisselt in een bepaalde tijd. Betekent dit ook dat de elektroden elkaar 2x aantrekken?

klopt. In één trillingstijd van de spanningsbron komen zowel een +- als een -+ situatie voor.

trekken een positief geladen plaat en een negatief geladen plaat elkaar aan?
en omgepoold:
trekken een negatief geladen plaat en een positief geladen plaat elkaar aan?

en tijdens die ompoling zijn beide platen eventjes ONgeladen, trekken ze elkaar dan nog aan? 

zie ook de siutaties 1, 2 en 3 in de afbeeldingen in dat bericht van 17:55. 

Dus ja, in één cyclus van de spanning vindt twee keer de cyclus aantrekken-ontspannen plaats. 

duidelijk?

groet, Jan

Maar waarom is de freq van de bovenste elektrode dan 2x zo groot als die van de wisselspanning... Sorry maar ik zie het verband niet :(

sorry is niet nodig

trillingstijd is de tijd waarin een beweging zich steeds herhaalt.

voor een wisselspanning is dat één golf:



kijken we op verschillende ogenblikken naar deze spannigs-golfbeweging



moment 1:

• de spanningsbron trekt elektronen uit de bovenste plaat en duwt ze naar de onderste plaat.
• de bovenste plaat krijgt een positieve lading, de onderste een negatieve
• tegengestelde ladingen trekken elkaar aan, het kristal wordt samengedrukt. (Beschouw het kristal als een veer)

even later, moment 2:

• geen spanning: 
• beide platen neutraal geladen
• beide neutraal, geen aantrekking meer, het kristal veert terug uit. (Beschouw het kristal als een veer)

weer even later, moment 3:

• de spanningsbron trekt elektronen uit de onderste plaat en duwt ze naar de bovenste plaat.
• de onderste plaat krijgt een positieve lading, de bovenste een negatieve
• tegengestelde ladingen trekken elkaar aan, het kristal wordt samengedrukt, op exact dezelfde manier als bij moment 1. (Beschouw het kristal als een veer)

op moment 4:
hebben we weer dezelfde situatie als op moment 2: geen spanning, geen aantrekking, kristal veert weer terug uit.


teken ik nou over die spanningsgrafiek heen een grafiek van de hoogte van de bovenste plaat t.o.v. de onderste, dan ziet die eruit als onderstaande lila lijn:



In de tijd dat de spanningsbeweging zich één keer herhaalt, herhaalt de kristalbeweging zich twee keer . Ergo, 2 x zo hoge frequentie.

Kwartje gevallen?

groet, Jan

Ja ik denk het wel. Ik zal er nog een keer goed naar kijken. Bedankt voor de uitleg!!

Ik snap het antwoord van vraag 9 ook niet helemaal. In de vraag hebben ze het over een optredende resonantie. Waar treedt deze resonantie op en onder invloed waarvan?

Het antwoord is;

'Doordat de eigenfrequentie afneemt, treedt er geen resonantie meer op. De amplitudo van de trilling van de bovenste elektrode neemt daardoor af, dus de spanning die het kwartskristal afgeeft neemt af.'

Thomas 

dag Thomas,

Dat kristal met plaatjes boven en onder kun je volgens de opgave beschouwen als een massa-veersysteem (zie figuur 4 in de examenopgave, ook hierboven in het eerste bericht), en dat kan harmonisch trillen. Alles wat kan trillen heeft een eigenfrequentie: een schommel (slinger) heeft bijvoorbeeld een eigenfrequentie die afhangt van de lengte van het schommeltouw en de zwaartekrachtversnelling. Geef die schommel steeds op het juiste ogenblik (in harmonie met die eigenfrequentie) een ook maar miniem duwtje, en die schommel zal harder en harder en harder gaan: hij resoneert.  

Leg een wisselspanning van de juiste frequentie aan tussen de plaatjes boven en onder het kristal, en het systeem zal resonerend gaan trillen

De eigenfrequentie van een massaveersysteem hangt af van massa en veerconstante:



Wordt de massa groter (er gaat iets aan het bovenste plaatje kleven) dan verandert dus de eigenfrequentie van de sensor. 

duidelijk zo?

groet, Jan

Beste Jan,

Ja helemaal duidelijk!

Thomas

Maar als de spanningsbeweging zich herhaalt (dus van geen spanning naar spanning of andersom), dan herhaalt de kristalbeweging zich toch tegelijk mer de spanningsbeweging?

want bij verandering van spanning wordt het kristal ingedrukt of “veert” het terug

volgens mij begrijp ik hem niet helemaal...

inderdaad: en dat staat ook precies in die grafiek in je citaat: op punt 1 is er spanning tussen de twee platen (i.e. tegengestelde lading op de twee platen) , op punt 3 ook, in beide gevallen trekken de platen elkaar aan. In beide gevallen (lila grafieklijn) is de afstand tussen de plaatjes dus minimaal.

Maar een trillingstijd is de tijd waarin een beweging zich herhaalt. Voor de sinusvormige spanningsgrafiek is dat dus de volledige breedte van de afbeelding, voor de afstand tussen de plaatjes duurt die herhaling slechts een halve breedte van de afbeelding, dus de helft van de trillingstijd van de wisselspanning, dus de dubbele frequentie.

Groet, Jan