Basis-Elektronica deel 0 "Hoe zat het ook al weer"
Als je niet (meer) weet hoe het precies zat met die volten en amperes en zo, dan kun je hier vinden hoe het gaat.
Deze pagina's behandelen de meest voorkomende begrippen, schakelingen en formules die bij de analoge audio elektronica van pas komen.
Ik geef er een elementaire uitleg bij, en je vindt de formules in de meest nuttige variaties. Ook zijn er grafieken, waar toepasselijk.
Basis 1. Stroom, spanning, weerstand, vermogen.
Basis 2. Wisselspanning en -stroom, effectieve waaarde.
Basis 3. Condensator, capaciteit, fasedraaiing, blindstroom
Basis 4. Spoel, zelfinductie, transformator
Basis 5. Combinaties van weerstand, capaciteit en zelfinductie: Filters en resonantie
Basis 6. Operationele versterkers: Basis schakelingen.
Basis 7. Operationele versterkers: Actieve filterschakelingen.
Basis 8. Ruis.
Basis 9. Transistoren
Op deze pagina's zijn alle eenheden (tenzij anders vermeld) in:
Volt (V) voor de elektrische spanning U
Ampere (A) voor de elektrische stroomsterkte I
Watt (W) voor het elektrische vermogen P
Joule (J) voor de arbeid of de hoeveelheid warmte W
Ohm (de Griekse hoofdletter Omega) voor de elektrische weerstand R
Omega (de kleine Griekse letter omega, lijkt een beetje op een met rondingen geschreven "w") voor de frequentie, uitgedrukt in radialen per seconde. 2* pi * f
Farad (F) voor de capaciteit van een condensator C
Henry (H) voor de zelfinductie L van een spoel
graden Celcius voor de temperatuur T, (een enkele keer wodt de Kelvin (K) gebruikt. Die heeft dezelfde verdeling als Celsius, alleen het nulpunt ligt op -273.15 graden C.
Meter (m) voor lengte, breedte, hoogte, diepte, dikte, afstand, diameter, straal, enz.
Seconde (s) voor de tijd t
Hertz (Hz) voor de frequentie f (aantal keren per seconde)
Newton (N) voor de mechanische kracht f (die f is verwarrend met de frequentie, maar zo wordt het nu eenmaal gebruikt)
Kilogram (kg) voor de massa M
Dimensieloos (n of N) voor een aantal.
In een aparte paragraaf geef ik nog enkele belangrijke natuurconstantes.
Belangrijk: In zo goed als alle formules worden verschillende eenheden gebruikt, en het resultaat is meestal een andere eenheid dan die "er in gestopt" is/zijn. Als je zelf formules opstelt, of afleidt uit andere formules, moet je er altijd op letten dat de eenheden kloppen. De combinatie van eenheden links van het "=" teken moet overeenstemmen met de rechterkant. Als de eenheden niet kloppen is je formule in ieder geval fout.
Ik geef hier geen wiskundige afleidingen of bewijzen. Je kunt die vinden in elk tekstboek over elementaire elektrotechniek en elektronica.
pi = 3.14159 Het getal pi geeft de verhouding tussen de omtrek en de straal van een cirkel. Bij de meeste berekeningen in de elektronica waarbij frequenties betrokken zijn kom je het getal pi tegen.
Het getal e = 2.71828. Je komt het getal e tegen bij berekeningen met de tijdconstante van R-C en L-C netwerken. Het getal e speelt in de natuurkunde een enorm belangrijke rol, maar in de audio techniek kom je het alleen tegen als je diep in de theorie duikt. Veel dieper dan ik op deze website zal doen.
Constante van Bolzman = 1.38 E -23 Joule / Kelvin. Deze natuurkonstante kom je tegen bij de berekening van de ruisspanning over een weerstand.
Lichtsnelheid = 3 * 108
m/sec of 300.000 Km/sec. Bij de omrekening van frequentie naar
golflengte heb je de lichtsnelheid nodig. Golflengte = Lichtsnelheid /
Frequentie
In kabels is de voortplantings
snelheid van elektrische signalen altijd kleiner dan de lichtsnelheid, soms tot
wel de helft. We noemen dit de verkortings factor.
Absolute permeabiliteit mu-0 = 4 * pi * 10-7 Henry / meter. Je komt deze grootheid vaak tegen als het om elektromagnetisme of zelfinducties gaat.
De relatieve permeabiliteit is een dimensieloos getal dat aangeeft hoeveel groter de mu van een bepaald materiaal is t.o.v. het vacuum (of lucht)
Absolute epsilon-0 = 8.854 E-12 Farad / meter. Deze grootheid kom je tegen bij berekeningen aan condensatoren.
De relatieve dielektrische constante is een dimensieloos getal dat aangeeft hoeveel groter de epsilon van een bepaald materiaal is t.o.v. het vacuum (of lucht)
Een weetje: Wortel ( 1/ (u0 * e0)) geeft de lichtsnelheid = 3 * 108 m/sec of 300.000 km/sec.
Karakteristieke impedantie van het vacuum (lucht) Z-0 = 377 Ohm.
Een weetje: Wortel (u0 / e0) geeft de karakteristieke impedantie van het vacuum ~ 377 Ohm
Let op: dit is de elektrische impedantie. De akoestische karakteristieke impedantie van lucht wordt in andere eenheden uitgedrukt.
Lading van het Elektron: 1.6 E -19 Coulomb. Je kunt dit gebruiken om uit te rekenen hoeveel elektronen betrokken zijn bij zelfs de kleinste audio stroompjes. Het aantal elektronen per seconde is de stroom in Ampere, gedeeld door dit getal.