Опыт 4. Датчик магнитного поля

Повышение требований к надежности и сроку службы коммутационных устройств привело к созданию нового типа приборов – магнитоуправляемых герметизированных контактов – герконов. Коммутация электрической цепи в таких приборах происходит под действием внешнего магнитного поля в инертной газовой среде или в вакууме. Поэтому контакты не обгорают и не окисляются. По функциональному назначению все герконы можно разделить на три группы: замыкающие, размыкающие и переключающие. Для изготовления контактов используют проволоку из пермалоя диаметром 0,6–1,3 мм, а в качестве покрытия применяют золото, серебро, палладий, родий или сплавы на их основе. Такое покрытие повышает эрозийную стойкость контактов и снижает переходное контактное сопротивление.

П ри воздействии на замыкающий геркон (рис. 25) магнитного поля необходимой напряженности и ориентации (вдоль геркона) ферромагнитные контакты, упруго изгибаясь, притягиваются один к другому и замыкаются. При уменьшении напряженности магнитного поля до определенного значения контакты под воздействием упругих сил возвращаются в первоначальное положение и размыкаются.

Работа размыкающих герконов отличается тем, что их сердечники под воздействием магнитного поля намагничиваются одноименно и поэтому отталкиваются, размыкая электрическую цепь. У переключающего геркона один из трех контактов выполнен из немагнитного материала. Под действием магнитного поля магнитные сердечники притягиваются и замыкаются, а немагнитный, который был замкнут с ближайшим ферромагнитным, обесточивается.

Для создания магнитного реле можно воспользоваться схемой, изображенной на рис. 24, в которой параллельно переходу база – эмиттер транзистора VT1 подключен геркон. Регулировкой переменного резистора R1 добейтесь того, чтобы реле было выключено. В отсутствии магнитного поля контакты геркона разомкнуты, и транзистор VT1 работает так, как было описано ранее в схеме термореле. Если к геркону поднести магнит, то контакты геркона замкнутся и на базу транзистора VT1 будет подан нулевой потенциал. Транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 – открывается, и реле срабатывает.

Опыт 5. Реле времени

Электронное реле времени позволяет кратковременным нажатием пусковой кнопки держать в течение определенного времени электромагнитное реле включенным (или выключенным).

Соберите на макетной панели схему реле времени, изображенную на рис. 26. Работает она следующим образом. В исходном состоянии база транзистора VT1 соединена через резисторы R2, R3 и R4 с общей точкой схемы (потенциалом «земли») и поэтому транзистор VT1 закрыт (токи через него не текут – «разрыв цепи»). Транзистор VT2 также закрыт, так как его база соединена через резисторы R5 и R6 с общим проводом схемы. Если кратковременно нажать кнопку SB1, то конденсатор С1 через резистор R1 быстро зарядится до напряжения, близкого к напряжению питания, так как сопротивление резистора R1 << R2 + R3. Транзистор VT1 открывается (появляются базовый и коллекторный токи). За счет коллекторного тока транзистора VT1 на резисторе R5 появляется напряжение, достаточное для открывания транзистора VT2 (больше 0,6 В). Кроме того, через открывшийся транзистор VT1 база транзистора VT2 оказывается подключенной к отрицательному полюсу источника питания, и часть коллекторного тока транзистора VT1 втекает в базу транзистора VT2. Транзистор VT2 открывается, и реле срабатывает.

К онденсатор С1 разряжается через резисторы R2 и R3 и через цепь «R4 – база – эмиттер VT1 – R5». Время разряда можно регулировать сопротивлением R3. Резисторы R4 и R6 ограничивают базовые токи транзисторов VT1 и VT2. Когда конденсатор С1 разрядится до напряжения, при котором на базе транзистора VT1 будет потенциал меньше 0,6 В, транзисторы VT1 и VT2 закрываются, и реле выключается.