Потенциометри

У202 след смяна ба потенциометри (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Потенциометри

ДЦ струјни кругови


Питање 1

Немој само седети тамо! Изградите нешто!

Учење математички анализирајућих кола захтева много студија и праксе. Уобичајено, ученици практикују тако што раде кроз многе проблеме узорка и провјеравају своје одговоре против оних које предвиђа уџбеник или инструктор. Иако је ово добро, постоји много бољи начин.

Више ћете научити стварајући градњу и анализу стварних кола, дозвољавајући вашој опреми за тестирање да пружи "одговоре" уместо књиге или друге особе. За вежбе вежбања кола, следите ове кораке:

  1. Пажљиво измерите и забележите све компоненте прије изградње кола.
  2. Прикријемо шематски дијаграм за коло које треба анализирати.
  3. Пажљиво изградите овај круг на плочи или другом пригодном медију.
  4. Проверите тачност конструкције кола, пратите сваку жицу на сваку везну тачку и проверите ове елементе један по један на дијаграму.
  5. Математички анализира круг, решава за све вредности напона, струје итд.
  6. Пажљиво измерите те количине како бисте потврдили тачност ваше анализе.
  7. Ако постоје било какве значајне грешке (веће од неколико процената), пажљиво провјерите конструкцију кола на дијаграму, а затим пажљиво поновно израчунајте вриједности и поновно измјерите.

Избегавајте врло високе и веома ниске вредности отпорника, како бисте избегли грешке у мерењу узроковане "учитавањем" мерача. Препоручујем отпорнике између 1 кΩ и 100 кΩ, осим ако, наравно, сврха кола није да илуструје ефекте утискивања мерача!

Један од начина на који можете уштедјети време и смањити могућност грешке је започињање врло једноставног круга и постепено додавање компоненти како би се повећала његова сложеност након сваке анализе, умјесто изградње потпуно новог кола за сваки проблем у пракси. Друга техника за уштеду времена је поновна употреба истих компоненти у различитим конфигурацијама кола. На овај начин нећете морати да измерите вредност било које компоненте компоненте више од једном.

Открити одговор Сакриј одговор

Нека сами електрони дају одговоре на своје "проблеме у пракси"!

Напомене:

Било је моје искуство да студенти захтевају много вежбања са анализом кола како би постали способни. У том циљу, инструктори обично пружају својим ученицима мноштво проблема у пракси и пружају одговоре студентима да провере свој рад против. Иако овакав приступ чини ученицима умешан у теорију кола, не успије их потпуно образовати.

Студенти не требају само математичку праксу. Они такође требају стварне, практичне кругове за изградњу праксе и употребу опреме за тестирање. Дакле, предлажем следећи алтернативни приступ: ученици треба да граде сопствене "праксе" са стварним компонентама и покушају математички предвидјети различите напонске и тренутне вриједности. На овај начин, математичка теорија "оживи", а студенти стичу практичну стручност коју не би добили само решавањем једначина.

Други разлог за пратњу овог начина праксе јесте да науче ученичке научне методе : процес тестирања хипотезе (у овом случају, математичких предвиђања) вршењем правог експеримента. Студенти ће такође развити стварне вештине решавања проблема јер повремено врше грешке у конструкцији кола.

Проведите неколико тренутака са вашом класом да бисте прегледали неке од "правила" за изградњу кругова пре него што почну. Разговарајте о овим питањима са вашим ученицима на исти начин у Сократу како бисте нормално разговарали о питањима радног листа, а не само да им кажете шта требају и не би требало да раде. Никада не престајем да се чудим колико су лоши ученици схватили упуте када су представљени у типичном предавању (инструктор монологу) формату!

Напомена инструкторима који се могу жалити на "изгубљено" време потребно да ученици граде стварна кола уместо само математички анализирање теоријских кругова:

Која је сврха ученика који изводе курс "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 2

Веома чести ученици мисљења о потенциометрима су односи између отпора и смера покрета брисача. На пример, уобичајено је чути како ученик каже нешто овако: "Окретање потенциометра тако да се брисач помера горе повећава отпор потенциометра."

Објасните зашто нема смисла рећи нешто овако.

Открити одговор Сакриј одговор

Померање потенциометра брисач промјењује два отпорника у комплементарним правцима: један отпор ће се повећати док ће се други смањити.

Напомене:

Замолите ученике да идентификују који отпор (која две тачке везе на потенциометру) повећава и која се смањује и како то знају из "унутрашњих погледа" потенциометара. Ово је веома важно за ученике.

Из године у годину наставе је откривено да велики број ученика има потешкоћа да схвати овај концепт. Ово је посебно тачно када се навикну да користе потенциометар као реостат, а не као разводник напона. Што више можете навести пажљиво размишљање о потенциометру, то боље!

Питање 3

Потенциометри су произведени у два различита "таперс": линеарни и аудио . Линеарни конусни потенциометри пружају директну, линеарну везу између положаја брисача и одвајања отпора, тако да једнаке промјене у положају брисача резултирају једнаким променама отпорности. Потенциометри за конверзију звука пружају нелинеарну (логаритамску, тачну) везу између положаја брисача и одвајања отпора, тако да исте количине покрета брисача на једном крају његовог опсега дају много већу промјену отпора него на другом крају његов асортиман.

Претпоставимо да имате потенциометар, али не знате да ли има линеарни или звучни конус. Како можете то утврдити помоћу мерача "# 3"> Открити одговор Сакриј одговор

Линеарни конусни потенциометар ће показати мерења отпорности између брисача и других два терминала, пропорционална позицији брисача.

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима о циљу потенциометра за конверзију звука: обезбедите логаритамски пропорционално повећање аудио јачине за апликације контроле јачине звука. Ово је неопходно за "пропорционалан" одговор када окрећете дугме за јачину звука на аудио појачалу, пошто људски слух није линеаран, већ логаритамски у детекцији гласности. Ради генерисања звука који људско ухо перципира двоструко гласно, потребно је десет пута више звучне снаге.

Стручно питање које треба поставити ученицима је на који начин аудио потенциометар за конверзију треба повезати као разводник напона у склопу аудио појачала. Будући да су потенциометри са звучним конусом несиметрични, заиста је важно на који начин су повезани!

Питање 4

Претпоставимо да дужина отпорног материјала (као што је ницхроме жица) има три тачке електричног контакта: по један на сваком крају (тачке 1 и 3), плус покретни метални "брисач" који у некој тачки чини контакт између два краја (тачка 2) :

Опишите шта се догађа са количином електричног отпора између следећих тачака, јер се брисач помера према левом крају отпорног елемента (према тачки 1) "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/ имагес / куиз / 00213к02.пнг ">

Између тачака 1 и 2, отпор. . .
Између тачака 2 и 3, отпор. . .
Између тачака 1 и 3, отпор. . .
Открити одговор Сакриј одговор

Како се брисач помера лево (према тачки 1):

Између тачака 1 и 2 отпор се смањује
Између тачака 2 и 3, отпор се повећава
Између тачака 1 и 3, отпор остаје исти

Напомене:

Сврха овог питања је да ученици схвате функцију потенциометра, пре него што га икада виде.

Питање 5

Техничар одлучује да користи потенциометар као контролу брзине за електромотор. Потенциометар има степен отпорности од 10 Ω и снагу од 25 вати:

Међутим, код рада мотора са напоном од 16 волта и струјом од 2 ампера, дим се почиње изливати из потенциометра, што указује на прекорачење њене снаге.

Техничар је збуњен! Према његовим прорачунима, потенциометар би требао расипати мање од 25 вати снаге. Зашто је онда потенциометар оцењен за 25 вати који се гори под овим условом "# 5"> Открити одговор Сакри одговор

Снага потенциометра се заснива на способности дисперзије топлоте целог отпорног елемента. Стварна оцјена дисипације снаге потенциометра мора бити "ослабљена" за положаје брисача који не користе целу дужину отпорног елемента.

Питање изазова: на основу вредности напона и струје мјерене у овом кругу (16 волти преко мотора, 24 волти од извора и 2 ампера струје кроз све), утврдите колико је потенциометар преоптерећен. Другим речима, израчунајте одстојање снаге потенциометра и упоредите то са количином снаге која се у том стању погоршава.

Напомене:

Веома практична и важна лекција научена након гледања студената послала је много потенциометара на рану смрт.

Да би одговорили на изазовно питање, ученици морају одредити поставку пота као проценат између 0% (0 Ω) и 100% (10 Ω), и користити то подешавање да процени одступање од снаге. Сигурно је претпоставити линеарно смањење снаге пропорционално позицији брисача.

Питање 6

Када се потенциометри користе као варијабилни отпорници ( реостати ), неискоришћени терминал је често повезан са терминалом брисача:

Објасните коју предност добијате повезивањем брисача са неискоришћеним терминалом. Зашто је доња потенциометарска шема често коришћена од горњих "# 6"> Открити одговор Сакриј одговор

Ево наговештаја: претпоставимо да се потенциометар носи са употребом, до тачке када се брисач повремено губи електричним контактом са отпорним елементом. Како би онда ове две везе повезале?

Напомене:

Ово је пример "одбрамбеног инжењеринга": дизајнирати нешто са евентуалним неуспјехом у циљу минимизирања посљедица тог неизбежног неуспјеха. Да ли ваши студенти иду да постану инжењери, или једноставно техничари, важно је да размишљају о непосредним питањима примене и дизајна, да би размотрили шта се може десити како њихови системи старају.

Питање 7

Нацртајте схематски дијаграм који показује потенциометар који се користи као једноставан варијабилни отпорник за варијанту струје до сијалице. Такође означите на који начин "брисач" треба померити како би сијалица сјајила светлије.

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Имајте на уму чињеницу да је потребно користити само два потенциометра са три терминала ако се жели једноставно варијабилни отпорник.

Питање 8

Каква је разлика између следећих потенциометара, како је назначено њиховим одговарајућим симболима "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00299к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Симбол са леве стране припада стандардном потенциометру који се може подесити на дугме. Симбол са десне стране припада "трипуту", који је потенциометар подесив само помоћу одвијача, намењеног за рутинска подешавања.

Напомене:

Аххх, радост симбола! Немојте бити изненађени ако ученици могу да ископају све врсте симбола електронских компонената из библиотека симбола које никада раније нисте видели.

Питање 9

Шта бисте очекивали да волтметар у наредном кругу изврши када се потенциометар брисач помери десно?

Шта бисте очекивали да се волтметар региструје ако је брисач постављен управо на позицији од 50% (пола пута) "# 9"> Открити одговор Сакри одговор

Како се брисач помера десно, требало би очекивати да се волтметарски регистар повећа напон, који се креће између 0 и 12 волти ДЦ.

Следеће питање: корисна метода решавања проблема јесте замислити више сценарија "тест случаја", понекад се називају експериментисаним мислима ради идентификације тренда. На пример, у овом кругу ви бисте могли замислити шта се волтметар региструје помоћу брисача померено све до леве стране, а затим са брисачем кретао се потом удесно. Идентификујте очитавање волтметара у ова два сценарија, а затим објасните зашто су анализе "тестних случајева" попут ових корисне за решавање проблема.

Напомене:

Питајте своје ученике да опишу могуће апликације за такав круг. Где можемо да искористимо потенциометар на такав начин да излази променљиви напон, из сталног извора напона?

Питање 10

Повежите потребне жице на овој илустрацији како би потенциометар дјеловао као варијабилни разводник напона, пружајући варијабилни напон волтметру:

Открити одговор Сакриј одговор

Ево наговештаја онима који нису упознати са унутрашњом конструкцијом ротационих потенциометара:

Напомене:

Добро питање за то би било да питате своје ученике на који начин потенциометар треба да се окрене како би се повећао напон који се примјењује на мерач.

Питање 11

Са водом и три комада жице можете направити течност потенциометар :

На који начин би морали да померите средњу жицу (онај који додирује црвени тест проводник волтметра) како би повећао очитавање волтметара "# 11"> Открити одговор Сакри одговор

Померите жицу улево како би волтметар регистровао већи напон.

Следеће питање: идентификујте све предности и мане таквог "течног лонца" преко стандардних потенциометара који користе чврсте делове. Постоје ли потенцијалне опасности од безбедности које се јављају док гледате илустрацију овог потенциометра?

Напомене:

Веровали или не, заправо сам видео апликацију у индустрији где је коришћен "текући реостат" (не потенциометар, али близу) него уређај направљен од чврстих делова. Врло занимљиво. Веома је опасно, пошто се користио као део великог кола за контролу брзине мотора, руковање многим струјама струје при потенцијално смртоносним напонима! Не знам шта је манијак мислио да је изградио ову муницију, али је изграђен и радио је већ неколико година.

Питање 12

На који начин бисте морали да померате брисач потенциометра, лево или десно, како бисте повећали струју кроз отпорник Р1?

Открити одговор Сакриј одговор

Морали бисте да померите потенциометар брисачем на лево .

Следеће питање: шта ће се догодити са струјом преко отпорника Р2 док сте померили брисач у том правцу (ближе отпорнику Р1) "напомене скривене"> Напомене:

Ово коло је прилично објашњено.

Питање 13

На који начин би морали да окрећете осовину потенциометра како бисте повећали струју кроз отпорник Р1, у смеру казаљке на сату или у супротном смеру казаљке на сату? Објасните свој одговор.

Открити одговор Сакриј одговор

Морали бисте да окренете потенциометар у супротном смеру казаљке на сату .

Ево наговештаја онима који нису упознати са унутрашњом конструкцијом ротационих потенциометара:

Напомене:

Ово коло је прилично објашњавајуће, али добивање одговора тачно захтева да схватите како је уграђен ротацијски потенциометар.

Питање 14

Овај струјни круг има проблем. Напон између испитних тачака ТП2 и ТП1 варира са позицијом потенциометра, али напон између тестних тачака ТП3 и ТП1 остаје на 0 волти, без обзира где је потенциометар подешен:

Идентификујте највероватнију грешку која би објаснила ова мерења.

Открити одговор Сакриј одговор

Постоји "отворена" грешка у отпорнику Р 2 или негдје у серији са Р 2 (лоша веза са лемљењем, отворени траг итд.).

Следеће питање: идентификујте који смер покрета вратила потенциометра (у смеру супротном од казаљки на сату) треба повећати напон између тестних тачака ТП2 и ТП1.

Напомене:

Разговарајте са својим ученицима како су утврдили идентитет грешке. Такође, обавезно разговарајте о следећем питању са њима: како одредити правилан правац окретања осовине потенциометра како бисте повећали В ТП2-ТП1 . Важно је да ваши ученици схвате како функционише потенциометар од 3/4, а шта очекивати када се осовина окрене.

Питање 15

Радио-техник решава проблем у једноставном АМ пријемнику помоћу уређаја за мерење напона под називом осцилоскоп . Осцилоскоп није ништа друго до графички волтметар, што указује на "облик таласа" напона који се брзо мењају током времена. Проблем са овим радиом је у томе да се у слушалима не чује никакав звук.

Када проверавате напонски сигнал између тачака А и Б у кругу, добија се јак сигнал:

Међутим, код провјере између тачака Ц и Б у кругу, сигнал се не мери:

Шта ова мерења напона указују на природу проблема у круг пријемника "# 15"> Откриј одговор Сакриј одговор

Чињеница да постоји добар сигнал прије потенциометра, а након тога нема сигнала, указује на то да је проблем негдје између ова два сета тачака мерења сигнала (тј. Самог потенциометра).

Напомене:

Не брините ако ваши студенти још нису проучавали индукторје, кондензаторе, диоде, транзисторе, појачала или радио-теорију. Овај проблем се фокусира на функцију потенциометра, и то је све што ваши ученици морају да разумеју како би одредили одговор.

Веома је важно да електронски техничари могу да изолују делове кругова који они разумеју од делова које не раде, и да изводе онолико дијагностичких послова колико могу да се заснивају на ономе што знају. Из тог разлога, сматрам да је добра пракса да се почетним студентима покаже проблеми као што је овај, где се они осјећају изван сложености кола, да се фокусирају само на оне дијелове који су битни. На послу, често сам био оспораван рјешавањем великих, сложених система за које нисам имао наде да разумијем целину, али које сам довољно знала да изолујем проблем на дијелове које бих могао добро поправити.

Замолите ученике да идентификују где, тачно, мисле да би потенциометар могао пропасти да би изазвао овај проблем. Не само да је грешка унутар потенциометра резултира истим губитком сигнала!

Питање 16

Израчунајте напон волтметара у сваком од ових кола, под претпоставком да је положај брисача 25% више од дна:

Открити одговор Сакриј одговор

Волтметар у левом кругу = 2, 25 волти

Волтметар у десном кругу = 2, 13 волти

Напомене:

Изазовите ученицима да објасне значај смањеног напона потенциометра у присуству оптерећења (отпорник од 3.3 кΩ). Какав утицај би овај ефекат могао имати на круг који можемо изградити, гдје очекујемо да потенциометар изађе одређени напон који одговара одређеној позицији брисача "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 17

Претпоставимо да смо направили круг који захтева подесиви отпор у распону од 1500 Ω до 4500 Ω. Једини потенциометар који имамо на располагању је јединица од 10 кΩ. Наравно, једноставно можемо спојити потенциометар као-ис и имати подесиви опсег од 0 Ω до 10.000 Ω, али то би било превише "грубо" прилагођавања за нашу апликацију.

Објасните како можемо повезати друге отпорнике са овим потенциометром од 10 кΩ како бисмо постигли жељени подесиви распон отпора.

Открити одговор Сакриј одговор

Дацу вам савјет:

Напомене:

Познавање како ограничити подесиви распон потенциометра је врло корисна вештина приликом пројектовања и изградње кругова гдје је прецизност подешавања важна. Једини недостатак у изградњи оваквог под-струјног кола јесте да подешавање постане нелинеарно (тј. Подешавање потенциометра на пола пута не резултира укупним отпором од 50% од вредности између доњег и горњег опсега).

Питање 18

Пронађите један или два стварна потенциометра и доведите их са собом у разреду за дискусију. Идентификујте што више информација о потенциометрима прије расправе:

Отпор (идеалан)
Отпор (стварно)
Конус (линеарни или аудио)
Број потеза
Снага
Тип (састав угљеника, жица, итд.)
Открити одговор Сакриј одговор

Ако је могуће, пронађите технички лист произвођача за своје компоненте (или барем таблицу података за сличну компоненту) да бисте разговарали са својим колегама.

Будите спремни да докажете врсту конуса коју ваши потенциометри имају у класи, користећи мултиметар!

Напомене:

Сврха овог питања је да ученици кинестетички интеракцију с предметом. Можда изгледа глупо да ученици учествују у вјежби "прикажите и кажите", али сам утврдио да активности попут ове значајно помажу неким ученицима. За ученике који су кинестетички у природи, то је одлична помоћ да заправо додирнете стварне компоненте док уче о својој функцији. Наравно, ово питање такође пружа изврсну могућност да обављају интерпретацију ознака компоненти, користе мултиметар, приступне таблице података итд.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →