Исправљачки кругови

Diode Tutorial & How to build an AC to DC power supply (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Исправљачки кругови

Дискретни полупроводнички уређаји и склопови


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 мерите и забележите све компоненте пре изградње кола, бирате вредности отпорника довољно високе да оштетите било коју активну компоненту мало вероватну.
  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 анализирај круг, решавање за све напонске и тренутне вредности.
  6. Пажљиво измерите све напоне и струје 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.

Када ученици прво сазнају о полупроводничким уређајима и највероватније ће их оштетити неправилним везама у својим колима, препоручујем да експериментишу са великим компонентама високог ватирања (1Н4001 исправљајуће диоде, ТО-220 или ТО-3 транзисторе за случај снаге, итд.) и коришћењем извора напајања из сувих ћелија, а не помоћног напајања. Ово смањује вјероватноћу оштећења компоненте.

Као и обично, избјегавајте врло високе и врло ниске отпорне вриједности, како бисте избјегли грешке у мерењу узроковане "учитавањем" метра (на високом крају) и избјегавање сагоревања транзистора (на доњем крају). Препоручујем отпорнике између 1 кΩ и 100 кΩ.

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

Шта ће овај ДЦ мотор са трајним магнетом, ако се напаја извором напона АЦ?

Открити одговор Сакриј одговор

Мотор би вибрирао, јер вратило покушава да се окреће напред и назад чим се АЦ циклуси.

Напомене:

Разговарајте о овој феномени са својим ученицима. Питајте их да ли знају за било који други "поларизовани" (само ДЦ) уређаји. Питајте их шта мисле да ће бити неопходне да направе уређај који ради само на ДЦ напону.

Питање 3

Шта ће овај ДЦ мотор трајног магнета урадити, ако га напаја следеће коло "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00779к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Мотор би се окретао у једном правцу, са импулсним моментом.

Следеће питање: идентификујте поларитет ДЦ напона између терминала мотора.

Напомене:

Питајте ученике зашто момент момента мотора пулсира уместо да буде стабилан као што је то када се напаја батеријом. Да ли је то нужно лоша ствар? Како се брзина мотора упоређује са напајањем истосмјерног напона истог (РМС-еквивалентног) напона?

Питање 4

Шта ће овај ДЦ мотор трајног магнета радити, ако се напаја следећим колима?

Открити одговор Сакриј одговор

Мотор би се окретао у једном правцу, барем у кратком времену. Затим, нешто у кругу (било диода или напајање) би престало због прекомерне струје!

Следеће питање: идентификујте поларитет ДЦ напона између терминала мотора, током тог кратког временског периода када све компоненте још увек функционишу.

Напомене:

Питајте ученике зашто је ово коло самодеструктивно. Ако функционише као исправљач за напајање ДЦ мотора у кратком временском периоду, зашто то не функционише на тај начин на неодређено вријеме "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 5

Неке јефтине кућне светиљке користе диоде за постизање двоструке контроле светлости (тамно и светло):

Објасните како је ово коло способно да сијалица сјаја сјај и тамније.

Открити одговор Сакриј одговор

Са прекидачем у "дим" положају, сијалица добија само снагу за половину АЦ циклуса.

Следеће питање: да ли је важно на који начин је оријентација диода у кругу "напомене скривене"> Напомене:

Иако ово коло није сложено, он открива примену исправке диода често превиђена: контрола снаге за неполаризована оптерећења. Питајте своје ученике како се енергетска ефикасност оваквог кола упореди са рехематским (резистивним) светлом.

Питање 6

Пратите проток свих струја у овој половини АЦ циклуса (обратите пажњу на симболе поларитета у близини примарних прикључака трансформатора):

Сада, пратите ток свих струја у другој половини АЦ циклуса (обратите пажњу на симболе поларитета у близини примарних прикључака трансформатора):

Такође, одредите поларитет ДЦ напона преко оптерећења оптерећења.

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Ово питање не само да уводи тип целокупног таласног ректификационог кола, већ такође служи као добар преглед деловања трансформатора и намотавања фазе. Изоставио сам дијаграме који показују правац струје у овом кругу, делом зато што се могу утврдити путем поларитета напона отпорника (приказано у одговору), а дијелом зато што не бих требао бирати између давања одговора у конвенционалном ток струјања у односу на проток електронског тока.

Питање 7

У овом кругу исправљача, излазни напон је мањи од половине номиналног напона секундарног намотаја (12 волти). Зашто је ово "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00783к01.пнг">

Такође, утврдите да ли је ово полупровални или полу таласни исправљач и објасните свој одговор.

Открити одговор Сакриј одговор

Само половина секундарног намотаја олакшава оптерећење у било ком тренутку.

Ово је коло исправног таласа.

Питање изазова: шта би се морало промијенити у овом кругу како би се направио полвални исправљач?

Напомене:

Ако је ово питање збуњујуће за неке ученике, потребно је времена да разговарате о правцима свих струја у кругу помоћу оба пола АЦ циклуса. Затим одговор мора бити очигледан.

Питање 8

Веома чест облик целокупног ректификатора је мостички исправљач . Обично је нацртана као "дијамант" од четири диоде:

Причврстите везе на овој илустрацији да бисте формирали склоп исправљача моста, пријем енергије из трансформатора и испоруку електричне енергије на сијалицу:

Открити одговор Сакриј одговор

Питање за праћење: извуците правац струјања кроз исправљач моста за сваки полу-циклус извора напајања наизменичном струјом и одредите поларитет напона на једносмерну струју преко прикључака сијалице.

Напомене:

Реалистични проблеми са везом, као што је овај, много је лакше решити у присуству шематски дијаграма. Ако имате ученике који се боре са овим питањем, побрините се да одвојите вријеме да први нацртате схему. Проналажење схематског дијаграма целокупног таласног моста за копирање није никакав изазов. По правилу, не нудим помоћ студентима са питањима све док бар нису предузели овај први корак, јер често често завршавају одговарајући на своја питања у процесу израде шематски дијаграма!

Питање 9

Одредите приближну количину напона који ће сваки волтметар у овом кругу показати:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомена: очитавање напона приказано на волтметрима је само приближно !

Питање изазов: како би се елиминисало 58 волти од (-) до тла, како би се омогућило узимање (-) излазног терминала "напомене скривене"> Напомене:

Непосредна исправка уземљеног извора напајања доводи до значајног напона између излаза и излаза. Питајте ученике о каквим проблемима може изазвати овај ефекат. А сигурност? Питајте их ако мисле да 58 волти представља опасност по безбедност.

У одговору на изазовно питање, оно што је потребно овде је нека врста електричне изолације. Постоји више одговора на овај проблем, али дефинитивно једно решење које је популарније од других.

Питање 10

Техничар одлучује да мери излазни напон кола моста исправљача користећи осцилоскоп. Овај посебни исправљач моста је предњи део круга за укључивање напајања и директно исправља долазну напон снаге 120 волти, без трансформатора:

Међутим, техничар је изненађен када открије да осигурач удари сваки пут када укључи струју на коло. Када је осцилоскоп искључен из кола, осигурач не удари и све добро функционише. Шта није у реду "# 10"> Открит одговор Сакриј одговор

Осцилоскопски "тањир" клип (алигаторски клип који служи као друга електрична прикључна точка на сонди) је електрично уобичајен за металну шасију осцилоскопа, који је заузврат електрично уобичајен са сигурносним проводником од 120 В АЦ систем напајања.

Напомене:

Одговор који овде даје не открива све. Ученик и даље мора да утврди зашто уземљивање једног излазног прикључног кола исправљачког кола доведе до грешке у земљи што пада осигурач. Запажање полувременог сигнала са само сондом који додирује круг је велики наговјештај у овом питању.

Питање 11

Кругови исправљача често се класификују према броју фаза, начина и импулса . Подесите следећа кола исправљача на етикете Пхасе / Ваи / Пулсе дату на овој илустрацији:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Значење ових етикета може бити збуњујуће, па будите сигурни да их детаљно дискутујете са својим ученицима. Нека вам кажу шта значи "Фазе", "Путеви" и "Пулсеви", користећи сопствене речи.

Питање 12

Биполарни транзистори су изузетно корисни уређаји, што омогућава малом електричном струјању да контролише проток много веће електричне струје:

Ови уређаји би нам били још кориснији ако би могли контролисати наизменичну струју (АЦ), али не могу. Биполарни транзистори су поларизовани (једносмерни) уређаји.

Ова чињеница не спречава нам да користимо биполарне транзисторе за контролу АЦ. Само морамо бити паметни о томе како то радимо:

Објасните како ово коло функционише. Како је транзистор (уређај који ради само на ДЦ) способан да контролише наизменичну струју (АЦ) преко оптерећења "# 12"> Откриј одговора Сакри одговор

Четири-диодни мост исправља струју АЦ оптерећења у ДЦ за контролу транзистора.

Напомене:

Обично се струјним круговима сматрају искључиво посредни кораци између АЦ и ДЦ у контексту АЦ-ДЦ напајања. Ипак, они имају другу употребу, што показује овај занимљив круг!

Не би требало да буде последица ако студенти још нису проучавали транзисторе. Заправо, добро је дати им врло кратак увод у функцију претходно непознате компоненте, а затим их испитати коло (остало од којег треба добро разумјети) како би се утврдила цјелокупна функција. Ово се понекад назива и приступ "црне кутије" у инжењерингу, а неопходно је да радите на најсавременијој електронској опреми, где практично гарантујете да не разумете унутрашње радове сваког подсистема и компоненте.

Питање 13

Претпоставимо да је потребно изградити пуна-таласни исправљач моста са тренутним рејтингом од 2, 5 ампера, али имају само модел са 1Н4001 диодом са којим је изграђен. Извуците схематски дијаграм круга, показујући како се више диодова 1Н4001 могу повезати заједно да би се постигло ово:

Открити одговор Сакриј одговор

Следеће питање: док би ово коло требало да функционише (у теорији), у пракси једна или више диода ће прерано прерасти због прегријавања. Решење за овај проблем је повезивање "потопљених" отпорника у серији са оваквим диодама:

Објасните зашто су ови отпорници неопходни да би се обезбедио дуг век трајања диода.

Напомене:

Одговор на ово питање не би требало да представља велики изазов за ваше ученике, иако је следеће питање мало изазовно. Питајте своје ученике какву сврху служе отпорници за мокрење у овом кругу. Шта знамо о струји кроз диоде ако један или више њих пропадну због прегријавања без отпорника за мокрење "ворксхеет панел панел-дефаулт" итемсцопе>

Питање 14

Предвидите како ће утицати на све компоненте компоненти и струје у овом кругу као резултат следећих грешака. Разматрајте сваку грешку независно (тј. Један по један, без вишеструких грешака):

Диода Д 1 није отворена:
Намотавање генератора Ц није отворено:
Централни прикључак који повезује навоје генератора не отвара:

За сваки од ових услова објасните зашто се настају последице.

Открити одговор Сакриј одговор

Диода Д 1 не отвара: оптерећење прими 2-пулсну ректификацију уместо 3-пулсног, повећан напон преко Д 1 .
Вентилатор генератора Ц не отвара: оптерећење добија 2-пулсно исправљање уместо 3-пулсног, без струје преко Д 3 .
Прикључак централног прикључка за стругање генератора не отварају: Нема напона преко било које диоде или преко оптерећења, нема струје кроз било коју диоду или кроз оптерећење.

Напомене:

Сврха овог питања је да приступи домену решавања проблема са круговима из перспективе да сазнају која је грешка, а не само знати који су симптоми. Иако ово није нужно реална перспектива, он помаже ученицима да изграде темељна знања неопходна за дијагностификацију скривеног круга из емпиријских података. Питања као што је ово треба слиједити (евентуално) другим питањима од студената да идентификују вјероватне грешке засноване на мерењима.

Питање 15

Предвидите како ће утицати на све компоненте компоненти и струје у овом кругу као резултат следећих грешака. Разматрајте сваку грешку независно (тј. Један по један, без вишеструких грешака):

Диода Д 3 није отворена:
Намотавање генератора Ц није отворено:
Централни прикључак који повезује навоје генератора не отвара:

За сваки од ових услова објасните зашто се настају последице.

Открити одговор Сакриј одговор

Диод Д3 не отвара: оптерећење добија 5-пулсно ректификацију уместо 6-пулсног, повећан напон преко Д 3 .
Вентилатор генератора Ц не отвара: оптерећење прими 2-пулсну исправку уместо 6-пулсног, без струје кроз Д5 или Д6.
Прикључак централног прикључка за стругање генератора не отварају: Нема напона преко било које диоде или преко оптерећења, нема струје кроз било коју диоду или кроз оптерећење.

Напомене:

Сврха овог питања је да приступи домену решавања проблема са круговима из перспективе да сазнају која је грешка, а не само знати који су симптоми. Иако ово није нужно реална перспектива, он помаже ученицима да изграде темељна знања неопходна за дијагностификацију скривеног круга из емпиријских података. Питања као што је ово треба слиједити (евентуално) другим питањима од студената да идентификују вјероватне грешке засноване на мерењима.

Питање 16

Пратите струју кроз овај исправљач круг у тренутак када је поларитет вируса АЦ позитиван на десном и негативан на лијевој страни као што је приказано. Обавезно означите конвенцију коју користите за тренутни правац (конвенционални или електронски ток):

Такође, означите поларитет падног напона преко Р оптерећења .

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Да ли ваши ученици објашњавају своје размишљање приликом праћења струје и одређивања поларитета пад напона испред класе за све што се види. Круг исправљача моста је један од којих многи ученици сматрају збуњујућим да анализирају, па је тако вредно провести вријеме на класи да би се потпуно разумели.

Питање 17

Тражите струју кроз овај исправљач круг у тренутку када је поларитет вируса АЦ позитиван на левом и негативан на десној страни као што је приказано. Обавезно означите конвенцију коју користите за тренутни правац (конвенционални или електронски ток):

Такође, означите поларитет падног напона преко Р оптерећења .

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Да ли ваши ученици објашњавају своје размишљање приликом праћења струје и одређивања поларитета пад напона испред класе за све што се види. Круг исправљача моста је један од којих многи ученици сматрају збуњујућим да анализирају, па је тако вредно провести вријеме на класи да би се потпуно разумели.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →