Федоров Лабораторный практикум 2008

7

8

4

3

9

10

Рис. 2. Модуль М01 «Цепи постоянного тока»

Гнезда выводов источника питания 1 предназначены для пода-

чи на элементы электрических схем постоянного напряжения. На панели имеются три пары выводов (табл. 2).

Таблица 2

Переменные сопротивления номиналом в 10 и 100 кОм 2 предна-

значены для плавной регулировки силы тока в цепи (обычно включаются в цепь последовательно с нагрузкой).

Потенциометр 3 предназначен для подачи в схему регулируемого напряжения. Он представляет собой переменное сопротивление (номинал — 1 кОм), подключаемое параллельно к источнику

12

питания. Регулируемое напряжение снимается с подвижного контакта, обозначаемого на схеме знаком «→».

Номинал электролитического конденсатора 4 — 4700 мкФ, ра-

бочее напряжение — до 35 В. Электролитический конденсатор 4 имеет сравнительно большую удельную емкость (т.е. большую электрическую емкость при относительно малых размерах). Однако из-за особенностей устройства большинство конденсаторов этого типа можно включать в схему только с определенной полярностью (эта особенность, в частности, ограничивает применение электролитических конденсаторов в цепях переменного тока).

Внимание! При включении в схему электролитического конденсатора необходимо строго соблюдать полярность, которая указана на клеммах конденсатора!

Неправильное включение приведет к выводу из строя конденсатора и короткому замыканию в схеме!

Часы-таймер 5 предназначены для измерения интервалов времени с разрешением 0,01 с. Применяются при изучении медленных электрических процессов (например, заряд и разряд конденсатора, медленные колебания, и т.п.).

Рис. 3. Часы-таймер

13

Управление таймером (см. рис. 2) осуществляется тремя кнопками. Кнопка «Режим» 1 — выбор режима работы. В режиме «Секундомер» мигает надпись в верхней части дисплея часов. Кнопка «Пуск/Стоп» 3 в режиме «Секундомер» поочередно запускает и останавливает отсчет времени. Если не сбрасывать отсчеты, то происходит суммирование измеряемых интервалов времени.

Кнопка «Запись/Сброс» 4, нажатая в процессе отсчета времени, фиксирует показания дисплея, но не останавливает отсчет времени. При повторном нажатии этой кнопки показания дисплея будут соответствовать продолжающемуся отсчету времени (измерение «текущего» времени).

Кнопка 4, нажатая при остановленном отсчете времени, сбрасывает (обнуляет) отсчет и показания дисплея. Кнопка 2 включает режим будильника.

Набор сопротивлений (резисторов) 6 (см. рис. 2) состоит из че-

тырех цепочек сопротивлений, соединенных последовательно:

•1 Ом — 3 Ом — 10 Ом — 30 Ом (предельная мощность —

1,0 Вт);

•10 Ом — 30 Ом — 100 Ом — 300 Ом (предельная мощность — 1,0 Вт);

•100 Ом — 300 Ом — 1 кОм — 3 кОм (предельная мощность — 0,5 Вт);

•1 кОм — 3 кОм — 10 кОм — 30 кОм (предельная мощность — 0,5 Вт).

При сборке схем, используя в различных сочетаниях резисторы из этого набора, можно получать необходимые значения сопротивлений. Погрешность значений сопротивления составляет 10 % от указанного номинала.

На рис. 2 имеются два конденсатора 7 номиналом по 1,0 мкФ каждый. Погрешность значения емкости составляет 0,2 мкФ (20 %).

Транзистор n-p-n типа КТ815 (8) смонтирован на радиаторе. Буквами Б, К, Э на панели модуля обозначены, соответственно, база, коллектор и эмиттер транзистора.

Блок кремниевых диодов КД212А (9) состоит из четырех диодов,

соединенных в мостовую схему. Подавая на вход мостовой схемы (рис. 4) переменное напряжение, на выходе получают выпрямленное (пульсирующее, двухполупериодное) напряжение. Каждый из диодов можно использовать также по отдельности.

14

7

4б

9

4а

10

3

1 2

Рис. 5. Модуль М02 «Цепи переменного тока»

Транзисторы p-n-p типа (КТ814) 4а и n-p-n типа (КТ815) 4б

смонтированы на радиаторах. Схема разводки контактов транзисторов аналогична схеме, показанной на рис. 4. Буквами Б, К, Э на панели модуля обозначены, соответственно, база, коллектор и эмиттер транзистора.

Трансформаторы — наборы индуктивностей (5а, 5б, 5в). В ка-

честве набора индуктивностей в состав модуля входят три трансформатора. Каждый трансформатор имеет по три обмотки, намотанные на кольцевых ферритовых сердечниках (тип сердечника К20×12×6, феррит марки М3000НМ). В табл. 3 приведены параметры обмоток трансформаторов. Погрешность значений индуктивности составляет 20 % от указанного номинала.

Наборы конденсаторов (ёмкостей) 6 предназначены для исполь-

зования при сборке электрических схем. В набор входят конденсаторы с номиналами: 1 нФ, 10 нФ, 0,1 мкФ, 1,0 мкФ, 1 мкФ (2 шт.). Погрешность емкости конденсаторов составляет 20 % от номинала.

16

Таблица 3

* Начало каждой обмотки помечено точкой.

Электролитический конденсатор 7 имеет номинальное значе-

ние емкости 100 мкФ, при диапазоне рабочих напряжений до 160 В. Особенности работы и подключения электролитического конденсатора описаны в соответствующем пункте описания модуля «Цепи постоянного тока».

Внимание! При включении в схему электролитического конденсатора необходимо строго соблюдать полярность, которая указана на клеммах конденсатора!

Запрещается подавать на конденсатор переменное напряжение!

Неправильное включение приведет к выводу из строя конденсатора и короткому замыканию в схеме!

Блок кремниевых диодов 8 состоит из четырех диодов типа КД102, соединенных в мостовую схему. Схема включения диодного моста показана на рис. 3 (см. описание модуля «Цепи постоянного тока»). Каждый из диодов можно использовать также и по отдельности.

Газоразрядная лампа 9 — неоновая лампа типа ЛН-6.

Набор сопротивлений (резисторов) 10 состоит из трех цепочек сопротивлений, соединенных последовательно:

• 3 Ом — 10 Ом — 30 Ом — 100 Ом (предельная мощность —

1,0 Вт);

17

•300 Ом — 1 кОм — 10 кОм — 30 кОм (предельная мощность — 1,0 Вт);

•10 кОм — 30 кОм — 100 кОм — 300 кОм (предельная мощность — 0,2 Вт).

Погрешность значений сопротивления составляет 10 % от указанного номинала.

2. БЛОК «ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ»

2.1. Модуль М03 «Поле в веществе»

Гнезда выводов источника питания 1, потенциометр 2 — эле-

менты по устройству и назначению полностью аналогичны тем, которые были описаны в составе модулей М01 «Цепи постоянного тока» и М02 «Цепи переменного тока» (см. ранее).

5

4

2

6

3

Рис. 6. Модуль М03 «Поле в веществе»

Набор сопротивлений 3 — три сопротивления, соединенные последовательно:

• 10 Ом — 91 Ом — 910 Ом (1,0 Вт).

18

Погрешность значений сопротивления составляет 10 % от указанного номинала.

Устройство соленоида со встроенными катушками-датчиками

4 показано на рис. 7. Основная обмотка L и три одинаковые обмотки датчиков намотаны на каркасе. Основная обмотка создает внутри соленоида магнитное поле, которое можно считать практически однородным. В табл. 4 приведены параметры обмотки соленоида и датчиков.

Последовательно с датчиками Д1, Д2, Д3 включены токоограничивающие сопротивления номиналом по 300 Ом для предохранения обмоток от перегорания при случайном подключении к источнику питания.

Рис. 7. Устройство соленоида

19

Начало каждой обмотки обозначено на панели модуля точкой. Последовательно с обмоткой соленоида включено сопротивление (1±0,1) Ом, которое используется в качестве токового датчика. К датчику Д1 последовательно подключены сопротивление номиналом (30±3) кОм и конденсатор (1,0±0,2) мкФ, образующие RCячейку.

Набор конденсаторов (емкостей) 5 состоит из трех пар конден-

саторов:

• 2×1 нФ — 2×10 нФ — 2×100 нФ.

Погрешность емкости конденсаторов составляет 20 % от номинала.

Трансформатор — набор индуктивностей 6. В качестве набора индуктивностей используются четыре обмотки трансформатора, выполненные на ферритовом кольцевом сердечнике (тип сердечника К32×20×6, феррит марки М2000НМ). В табл. 5 приведены основные параметры обмоток. Погрешность значений индуктивности составляет 20 % от указанного номинала.

* Начало каждой обмотки помечено точкой.

Обмотки трансформатора конструктивно разделены. Они занимают четыре секции кольцевого сердечника, сдвинутые друг от друга на 90о.

Блок операционного усилителя 7 включает микросхему КР140УД608 и набор резисторов. Выводы питания микросхемы подключены к шинам питания «+9 В» и «–9 В».

Набор сопротивлений 8 — три сопротивления, соединенные последовательно:

• 3 кОм — 10 кОм — 100 кОм (0,5 Вт).

20