DC Bridge Circuits

Circuits Wheatstone Bridge Part 1 (Juli 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Bridge Circuits

DC elektriske kretser


Spørsmål 1

Ikke bare sitte der! Bygg noe!

Lære å matematisk analysere kretser krever mye studier og praksis. Vanligvis praktiserer elevene seg ved å arbeide gjennom mange prøveproblemer og sjekke svarene deres mot de som er gitt av læreboken eller instruktøren. Mens dette er bra, er det en mye bedre måte.

Du vil lære mye mer ved å faktisk bygge og analysere ekte kretser, og la testutstyret gi svarene i stedet for en bok eller en annen person. Følg disse trinnene for vellykkede opplæringsøvelser:

  1. Mål og registrer nøye alle komponentverdier før kretskonstruksjon.
  2. Tegn skjematisk diagram for kretsen som skal analyseres.
  3. Forsiktig bygge denne kretsen på et brettbrett eller annet passende medium.
  4. Kontroller nøyaktigheten av kretsens konstruksjon, etter hver ledning til hvert tilkoblingspunkt, og verifiser disse elementene en-for-en på diagrammet.
  5. Matematisk analysere kretsen, løse for alle verdier av spenning, strøm, etc.
  6. Mål forsiktig disse mengdene, for å bekrefte nøyaktigheten av analysen din.
  7. Hvis det er betydelige feil (større enn noen få prosent), må du nøye sjekke kretsens konstruksjon mot diagrammet, og deretter beregne verdiene forsiktig og måle det igjen.

Unngå veldig høye og meget lave motstandsverdier, for å unngå målefeil forårsaket av meter "lasting". Jeg anbefaler motstander mellom 1 kΩ og 100 kΩ, med mindre, selvfølgelig, formålet med kretsen er å illustrere effektene av meterinnlasting!

En måte du kan spare tid på og redusere muligheten for feil, er å begynne med en veldig enkel krets og gradvis legge til komponenter for å øke kompleksiteten etter hver analyse, i stedet for å bygge en helt ny krets for hvert treningsproblem. En annen tidsbesparende teknikk er å gjenbruke de samme komponentene i en rekke forskjellige kretskonfigurasjoner. På den måten må du ikke måle noen komponents verdi mer enn en gang.

Avslør svar Skjul svar

La elektronene selv gi deg svar på dine egne "praksisproblemer"!

Merknader:

Det har vært min erfaring at studentene krever mye øvelse med kretsanalyse for å bli dyktig. Til dette formål gir lærerne vanligvis elevene sine mange praktiseringsproblemer for å jobbe gjennom, og gi svar til elevene for å kontrollere arbeidet sitt mot. Mens denne tilnærmingen gjør elevene dyktige i kretsteori, klarer det ikke å utdanne dem fullt ut.

Studentene trenger ikke bare matematisk praksis. De trenger også ekte, praktisk praksis i byggekretser og bruk av testutstyr. Så foreslår jeg følgende alternativ tilnærming: Studentene skal bygge egne "praksisproblemer" med ekte komponenter, og forsøk matematisk å forutsi ulike spennings- og nåverdier. På denne måten kommer matematisk teori "levende", og studentene får praktisk ferdighet de ikke ville få bare ved å løse likninger.

En annen grunn til å følge denne metoden er å lære studentens vitenskapelige metode : prosessen med å teste en hypotese (i dette tilfellet matematiske spådommer) ved å utføre et reelt eksperiment. Studentene skal også utvikle virkelige feilsøkingsferdigheter da de noen ganger gjør kretskonstruksjonsfeil.

Tilbring litt tid med klassen din for å gjennomgå noen av "regler" for byggekretser før de begynner. Diskuter disse problemene med elevene på samme sokratiske måte som du normalt vil diskutere regnearkspørsmålene, i stedet for å bare fortelle dem hva de burde og ikke burde gjøre. Jeg slutter aldri å bli overrasket over hvor dårlige elevene får vite instruksjoner når de presenteres i et typisk foredrag (instruktørmonolog) format!

Et notat til de instruktørene som kan klage på "bortkastet" tid som kreves for at elevene skal bygge virkelige kretser i stedet for bare å matematisk analysere teoretiske kretser:

Hva er formålet med elevene å ta kurset ditt? Worksheetpanel panel panel-standard "itemscope>

Spørsmål 2

Beregn utgangsspenningene til disse to spenningsdelerkretsene (V A og V B ):

Beregn nå spenningen mellom punkt A (rød ledning) og B (svart ledning) (V AB ).

Avslør svar Skjul svar

V A = + 65, 28 V

V B = + 23, 26 V

V AB = + 42, 02 V (punkt A er positiv i forhold til punkt B )

Utfordringsspørsmål: hva ville forandre hvis ledningen som forbinder de to spenningsdelerkretsene sammen ble fjernet "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/01725x02.png">

Merknader:

I dette spørsmålet ønsker jeg at elevene skal se hvordan spenningen mellom de to delers utgangsterminaler er forskjellen mellom deres individuelle utgangsspenninger. Jeg vil også at elevene skal se notasjonen som brukes til å betegne spenningene (bruk av abonnementer, med anvendt referansepunkt for bakken). Selv om spenningen alltid og alltid er en mengde mellom to punkter, er det hensiktsmessig å snakke om spenning som er et eneste punkt i en krets hvis det er et underforstått referansepunkt (jord).

Det er mulig å løse for V AB uten formelt tiltalende til Kirchhoffs spenningslov. En måte jeg har funnet nyttig for studenter er å forestille de to spenningene (V A og V B ) som høyder av objekter, spørsmålet om "Hvor mye høydeforskjell er det mellom de to objektene?"

Høyden til hvert objekt er analog med spenningen tapt over hver av de nedre motstandene i spenningsdelerkretsene. Som spenning er høyden en mengde målt mellom to punkter (toppen av objektet og bakkenivået). På samme måte som spenningen V AB er forskjellen i høyde mellom de to objektene en måling tatt mellom to punkter, og den er også funnet ved subtraksjon.

Spørsmål 3

Beregn utgangsspenningene til disse to spenningsdelerkretsene (fra punkt A til jord og fra punkt B til jord:

Beregn nå spenningen mellom punkt A (rød ledning) og B (svart ledning).

Avslør svar Skjul svar

V A = + 65, 28 V

V B = + 75, 0 V

V AB = - 9, 72 V

Merknader:

I dette spørsmålet ønsker jeg at elevene skal se hvordan spenningen mellom de to delers utgangsterminaler er forskjellen mellom deres individuelle utgangsspenninger. Jeg vil også at elevene skal se notasjonen som brukes til å betegne spenningene (bruk av abonnementer, med anvendt referansepunkt for bakken). Selv om spenningen alltid og alltid er en mengde mellom to punkter, er det hensiktsmessig å snakke om spenning som er et eneste punkt i en krets hvis det er et underforstått referansepunkt (jord).

Spørsmål 4

Hvor mye spenning må slippes over motstand R 1 for å gjøre spenningen V AB lik null "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00543x01.png">

Hvor mye motstand må R1 ha for å slippe den mengden spenning?

Avslør svar Skjul svar

V R1 = 9 V

R1 = 20 kΩ

Oppfølgingsspørsmål: Hva merker du om de fire motstandernes verdier i denne tilstanden hvor V AB = 0? Koble sammen disse fire motstandene i to sett med to par, og beregne forholdene til disse parene. Hva merker du om disse forholdene?

Merknader:

Oppfølgingsspørsmålet om forhold er en god introduksjon til det grunnleggende prinsippet om balansert brokrets. Å ha elever arbeide gjennom beregningene sammen er en god måte for dem å se prinsippet for seg selv.

Det er også viktig å merke seg i denne kretsen hvilke forhold ikke er i samsvar med hverandre. Du kan ikke bare dele disse fire motstandene i et sett med to par og regner med at forholdene tilsvarer hverandre! Det er veldig viktig for elevene å se dette også.

Spørsmål 5

En termistor er en spesiell motstand som dramatisk endrer motstand med endringer i temperatur. Tenk på kretsen vist nedenfor, med to identiske termistorer:

"+ T o " -merket i hver enkelt viser at de begge har positive a-koeffisienter.

Hvor mye spenning vil du forvente at voltmeteret skal registrere når de to termistorene er nøyaktig den samme temperaturen "# 5"> Avslør svar Skjul svar

Hvis de to termistorene har samme temperatur, må voltmeteret registrere 0 volt. For å få voltmeteret til å registrere seg negativt, må den venstre termistoren være varmere enn den høyre termistoren.

Merknader:

Denne kretsen kan ses fra perspektivet av at det er to spenningsdelere, eller fra perspektivet av å være en strømdeler. Uansett er det en god øvelse for deg og dine elever å utforske hvordan det fungerer.

Spørsmål 6

Generelt beskriver hva som må gjøres for å balansere denne brokretsen. Hva betyr nettopp "balanse" i denne sammenheng?

Skriv også en ligning som bare inneholder de fire motstandsverdiene (R1, R2, R3 og R4) som viser forholdet til hverandre i en balansert tilstand.

Avslør svar Skjul svar

For at en brokrets skal være "balansert" betyr det at det er null spenning mellom de to motsatte hjørner av kretsen (hvor batteriet ikke er ), tilkobling. Å oppnå en tilstand av "balanse" i en brokrets krever at motstandsforholdene mellom de fire "armer" av kretsen er i proporsjon:

R 1


R3

= R 2


R 4

Oppfølgingsspørsmål: Bruksbalansligningen vist ovenfor kan også skrives i en litt annen form:

R 1


R 2

= R3


R 4

Vis algebraisk hvordan den første ligningen kan bli manipulert til å ha formen av den andre ligningen, og dermed demonstrere disse to likningens ekvivalens.

Merknader:

Utfordre elevene dine til å skrive en "balanse likning" som beskriver hvordan forholdene må forholde seg til hverandre for å oppnå balanse.

Spørsmål 7

Identifiser den viktigste kvalifikasjonen for "null" -måleren som brukes til å balansere en brokrets. Med andre ord, beskriv hvilken type meter vi ville se etter om vi skulle velge en til bruk som nullmåler. Beskriv hvorfor denne spesielle kvaliteten er viktig.

Avslør svar Skjul svar

Fremfor alt må nullmåler være følsomme .

Merknader:

Diskuter med elevene definisjonen av "følsomhet" med hensyn til målerbevegelser, og hvorfor nullmålere må være følsomme for at brokretsen skal kunne balanseres nøye. Hvis elevene har studert målerbevegelsesdesign, kan du kanskje utfordre dem med et spørsmål om nøyaktig hvordan en nullmålerbevegelse kan bli konstruert (dvs. hva som må gjøres for å maksimere følsomheten "panelpanelets standardpanel"

Spørsmål 8

Hva skjer med spenningen mellom punktene A og B dersom strømspenningen øker?

Avslør svar Skjul svar

V AB vil forbli den samme som V forsyning øker.

Merknader:

Dette spørsmålet fremhever et annet viktig konsept med brokretser, nemlig at balansen er uavhengig av forsyningsspenningen.

Spørsmål 9

Forklar hvordan denne brokretsen er i stand til å være "balansert" for alle verdier av R 1 og R 2 :

Avslør svar Skjul svar

Potentiometeret fungerer som et komplementært motstandsresistent: å flytte viskeren en retning øker verdien av en stund, reduserer verdien av den andre. Dermed danner det en spenningsdeler med et uendelig justerbart delingsforhold på 0% til 100%, inkludert.

Merknader:

Dette spørsmålet viser en ny bruk av potensiometeret: Som en spenningsdeler som brukes spesielt for å balansere en brokrets for eventuelle vilkårlig verdier av faste motstander. Hvis elevene har problemer med å se hvordan dette er mulig, kan du prøve å representere potten som et par faste motstander (R 3 og R 4 ), viskerposisjonen bestemmer balansen mellom de to motstandsverdiene (R potten = R 1 + R2).

Spørsmål 10

Fullfør ledningsforbindelsene som er nødvendige for å gjøre dette til en brokrets, hvor ((R 1 ) / (R 2 )) = ((R 3 ) / (R 4 )) i balanse:

Avslør svar Skjul svar

Dette er selvfølgelig ikke den eneste måten å koble komponentene til å lage en brokrets!

Merknader:

Utfordre elevene dine til å koble motstandene på en måte som er forskjellig fra diagrammet som vises i svaret, for å lage en brokrets. En god måte å gjøre dette på er å projisere et bilde av de opprinnelige komponentene (uten sammenkoblinger tegnet) på en tavle med en videoprojektor, så må elevene bruke tørrslett markører for å trekke tilkoblingskablene på plass. Hvis det oppstår feil, kan de enkelt slettes uten å slette noen komponenter selv.

Spørsmål 11

I de tidlige dagene med elektrisk metrologi var den beste måten å måle verdien av en ukjent motstand på å bruke en brokrets . Forklar hvordan en fire-motstandsbro (en "Wheatstone" bro) kunne brukes til å måle en ukjent motstand nøyaktig. Hvilke komponenter ville denne brokretsen måtte bygges fra "# 11"> Gi svar svar Skjul svar

En slik brokrets måtte bygges med tre "standard" motstander, med nøyaktig kjente motstander. Minst en av disse motstandene måtte justeres, med en presisjonsskala knyttet til den for indikasjon av dens motstand i en hvilken som helst posisjon. Kilden ("excitasjon") spenningen behøvde ikke være presis, og nullmåleren måtte bare være følsom og nøyaktig på null volt.

Merknader:

Tidligere har jeg forelest på Wheatstone-broer for bare å finne et stort antall studenter helt misforstå konceptet. Det faktum at en brokrets balanserer når de fire armernes motstand er i forhold, er den enkle delen. Hva disse studentene ikke skjønte, er hvordan en slik bro kunne brukes til å faktisk måle en ukjent motstand, eller hvorfor det ikke var mulig for dem å bygge en laboratoriebrukbar Wheatstone-brokrets med de billige motstandene som finnes i deres deler.

For eksempel, når du blir spurt om hvordan en slik brokrets kan bli brukt, var det ikke uvanlig å høre en student svare at de ville gjøre en av armene til broen justerbar, og deretter måle den armen på broen med deres digitale ohmmeter etter å ha oppnådd balanse for å beregne den ukjente motstanden med forholdet. Selv om det kan virke humoristisk for en instruktør at noen kanskje ikke skjønner den rene eksistensen av et nøyaktig ohmmeter ville gjøre brokretsen utdatert, viste den likevel for meg hvor utenlandsk konseptet med en Wheatstone-bro som motstandsmålingskrets er for studenter som arbeider med moderne testutstyr. En slik teknologisk "generasjons gap" skal ikke undervurderes!

For at elevene skal kunne forstå praktikken av en Wheatstone-bro, må de innse at de eneste rimelige kalibreringsartefaktene til tiden var standardmotstander og standardceller (kvikksølvbatterier).

Spørsmål 12

En spenningsmåler er en enhet som brukes til å måle belastningen (komprimering eller ekspansjon) av et fast objekt ved å produsere en motstandsendring som er proporsjonal med mengden av belastning. Når måleren er anstrengt, endrer den elektriske motstanden noe på grunn av endringer i ledningens tverrsnitt og lengde.

Følgende spenningsmåler er vist koblet til i en "kvartbro" krets (det betyr at bare en fjerdedel av broen sanserer strain, mens de andre tre fjerdedelene av broen er fast i motstand):

Forklar hva som ville skje med spenningen målt over denne brokretsen (V AB ) hvis belastningsmåleren skulle komprimeres, forutsatt at broen begynner i en balansert tilstand uten belastning på måleren.

Avslør svar Skjul svar

Brokretsen vil bli mer ubalansert, med mer belastning opplevd av belastningsmåleren. Jeg vil ikke fortelle deg hva voltmeterens polaritet vil være, men!

Merknader:

Pass på at elevene dine forklarer hvordan de kom til svarene deres for polaritet over voltmeter-terminaler. Dette er den viktigste delen av spørsmålet!

Spørsmål 13

En spenningsmåler er en enhet som brukes til å måle belastningen (komprimering eller ekspansjon) av et fast objekt ved å produsere en motstandsendring som er proporsjonal med mengden av belastning:

Brokredsløpet skal svare på endringer i prøvetrykk, men forklare hva som vil skje med spenningen målt over denne brokretsen (V AB ) dersom prøvenes temperatur øker (uten belastning påført), forutsatt at broen starter i en balansert tilstand uten belastning på måleren ved romtemperatur. Anta en positiv a-verdi for spenningsledere.

Hva angir dette om effektiviteten til denne enheten som et måleinstrument "# 13"> Reveal svar Skjul svar

Hvis prøven varmes opp, utvikles en spenning mellom punktene A og B, idet A er positiv og B er negativ.

Merknader:

Pass på at elevene dine forklarer hvordan de kom til svarene deres for polaritet over voltmeter-terminaler.

Spør elevene om hvorvidt faktumet av kretsens følsomhet for temperatur ugyldiggjør bruken av dette som et belastningsmålingssystem. Er det umulig å få en pålitelig måling av belastning, hvis vi vet at temperaturen også påvirker kretsutgangsspenningen? Hvordan kan vi kompensere for effekten av temperatur på systemet?

Spørsmål 14

Forutsi hvordan driften av denne termistorbrokretsen vil bli påvirket som følge av de følgende feilene. Vurder hver feil uavhengig (dvs. en om gangen, ikke flere feil):

Termistor R 1 svikter åpen:
Termistor R 3 mislykkes åpent:
Loddebro (kort) over termistor R 3 :
Motstand R 2 mislykkes åpent:
Motstand R 4 svikter åpen:

For hver av disse forholdene, forklar hvorfor de resulterende effektene vil oppstå.

Avslør svar Skjul svar

Termistor R 1 svikter åpen: Voltmeter "pegs" i negativ retning.
Termistor R 3 svikter åpen: Voltmeter "pinner" i positiv retning.
Loddebro (kort) over termistor R 3 : Voltmeter "pinner" i negativ retning.
Motstand R 2 svikter åpen: Voltmeter "pinner" i positiv retning.
Motstand R 4 svikter åpen: Voltmeter "pinnene" i negativ retning.

Merknader:

Formålet med dette spørsmålet er å nærme seg domenet til kretsløpfeil fra et perspektiv av å vite hva feilen er, i stedet for bare å vite hva symptomene er. Selv om dette ikke nødvendigvis er et realistisk perspektiv, hjelper det elevene å bygge grunnleggende kunnskaper som er nødvendige for å diagnostisere en feilkrets fra empiriske data. Spørsmål som dette bør følges (til slutt) av andre spørsmål som ber studentene om å identifisere sannsynlige feil basert på målinger.

Spørsmål 15

Forutsi hvordan spenningspolariteten mellom testpunkter A og B vil bli påvirket som følge av følgende feil. Vurder hver feil uavhengig (dvs. en om gangen, ikke flere feil):

Photoresistor R 4 mislykkes åpent:
Photoresistor R 3 mislykkes åpent:
Loddebro (kort) over fotoresistor R 4 :
Motstand R 2 mislykkes åpent:
Motstand R 1 feiler åpen:

For hver av disse forholdene, forklar hvorfor de resulterende effektene vil oppstå.

Avslør svar Skjul svar

Photoresistor R 4 mislykkes åpen: Testpunkt B vil være positiv med hensyn til testpunkt A (negativ).
Fotoresistor R 3 feiler åpen: Testpunkt A vil være positiv med hensyn til testpunkt B (negativ).
Loddebro (kort) over fotoresistor R 4 : Testpunkt A vil være positiv med hensyn til testpunkt B (negativ).
Motstand R 2 mislykkes åpen: Testpunkt A vil være positiv med hensyn til testpunkt B (negativ).
Motstand R 1 mislykkes åpen: Testpunkt B vil være positiv med hensyn til testpunkt A (negativ).

Merknader:

Formålet med dette spørsmålet er å nærme seg domenet til kretsløpfeil fra et perspektiv av å vite hva feilen er, i stedet for bare å vite hva symptomene er. Selv om dette ikke nødvendigvis er et realistisk perspektiv, hjelper det elevene å bygge grunnleggende kunnskaper som er nødvendige for å diagnostisere en feilkrets fra empiriske data. Spørsmål som dette bør følges (til slutt) av andre spørsmål som ber studentene om å identifisere sannsynlige feil basert på målinger.

Spørsmål 16

Denne brokretsen antas å generere en utgangsspenning proporsjonal med forskjellen mellom lyseksponering på de to fotoceller:

Men noe har mislyktes i denne kretsen, fordi voltmeteret er "festet" helt negativt og vil ikke forandres med varierende lyseksponeringer på de to cellene. Identifiser minst to mulige feil som kan føre til at voltmeteret går over rekkevidde i negativ retning.

Avslør svar Skjul svar

Her er to feil, selv om de ikke er de eneste mulighetene:

R 1 kunne ha mislyktes kortsluttet.
Photocell R 3 kunne ha mislyktes åpen.

Merknader:

Husk å spørre elevene om å beskrive andre feil enn de to som er nevnt i svaret. Og, for alle svarene gitt, vær sikker på å spørre elevene hvordan de fastslått at feilene ville forårsake den observerte "negative pegging" av voltmeteret. Som vanlig er løsningsmetoden mye viktigere enn det faktiske svaret i dette spørsmålet.

Spørsmål 17

Forklar hvordan denne belastningsmålerkretsen utnytter en egenskap av brokretser for å gi automatisk temperaturkompensasjon (slik at endringer i prøvetemperatur ikke kompromitterer belastningsmålingens nøyaktighet):

Avslør svar Skjul svar

"Dummy" måleren er festet til prøven på en slik måte at den ikke blir utsatt for belastning som den "arbeidende" måleren er. Den er bare utsatt for samme prøvetemperatur. Virkningen av denne kretsen er lettest å forstå i et scenario der det ikke er noe stress på prøven, men temperaturen endrer seg.

Oppfølgingsspørsmål: anta at "dummy" spenningsmåleren utvikler en åpen feil, så ingen strøm kan passere gjennom den. Identifiser polariteten til spenningsfallet som vil utvikle seg over voltmeteret som et resultat av denne feilen.

Merknader:

Fordi brokretsene er iboende forskjellige kretser, er det mulig å utføre ryddige "triks" som dette, der effekten av uønsket påvirkning (temperatur) blir avbrutt. For øvrig er prinsippet om kansellering ved differensial måling en som er svært vanlig i elektroniske systemer, spesielt instrumenteringssystemer.

Spørsmål 18

Følgende brokrets bruker to spenningsmåler (en til måling av belastning, den andre for å kompensere for temperaturendringer), mengden belastning som er indikert av voltmeteret i midten av broen. Dessverre har det imidlertid et problem. I stedet for å registrere en meget liten spenning som det normalt gjør, viser voltmeteret en stor spenningsforskjell, med punkt A positiv og punkt B negativ:

Noe er galt i brokretsen, fordi denne spenningen er til stede selv når det ikke er fysisk stress på prøven. Identifiser hvilken av følgende feil som kan føre til at overdreven spenning vises over voltmeteret, og som ikke kunne. Tenk bare på en av disse feilene om gangen (ingen flere samtidige feil):

Motstand R 1 mislyktes åpen
Motstand R 1 mislyktes kortsluttet
Motstand R 2 mislyktes åpen
Motstand R 2 mislyktes kort
Strekkmåler (måling) mislyktes åpen
Strainmåler (måling) mislyktes kortsluttet
"Dummy" -måler (temperaturkompensasjon) mislyktes åpen
"Dummy" måler (temperaturkompensasjon) mislyktes kort
Spenningskilden er død (ingen spenningsutgang i det hele tatt)
Avslør svar Skjul svar

Motstand R 1 feilet åpen Ikke mulig
Motstand R 1 mislyktes kort mulig
Motstand R 2 mislyktes mulig
Motstand R 2 mislyktes kortsluttet Ikke mulig
Strekkmåler (måling) feilet åpent mulig
Strekkmåler (måling) mislyktes kortsluttet Ikke mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensasjon) mislyktes åpen Ikke mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensasjon) mislyktes kortsluttet Mulig
Spenningskilden er død (ingen spenningsutgang i det hele tatt) Ikke mulig

Oppfølgingsspørsmål: Identifiser eventuelle lednings- eller tilkoblingsfeil i denne kretsen som kan føre til at det samme symptomet manifesterer seg.

Merknader:

Dette spørsmålet hjelper elevene med å bygge ferdighetene til å eliminere usannsynlige feilmuligheter, slik at de kan konsentrere seg i stedet for det som er mer sannsynlig. En viktig ferdighet i systemfeilsøking er evnen til å formulere sannsynligheter for ulike feilscenarier. Uten denne ferdigheten vil du kaste bort mye tid på å lete etter usannsynlige feil, og dermed kaste bort tid.

For hvert feil scenario er det viktig å spørre elevene hvorfor de tror det er mulig eller ikke mulig. Det kan hende at noen studenter får de riktige svarene av feil grunner, så det er godt å utforske begrunnelsen for hvert svar.

Spørsmål 19

Følgende brokrets bruker to spenningsmåler (en til måling av belastning, den andre for å kompensere for temperaturendringer), mengden belastning som er indikert av voltmeteret i midten av broen. Dessverre har det imidlertid et problem. I stedet for å registrere en meget liten spenning som det normalt gjør, viser voltmeteret en stor spenningsforskjell, med punkt B positiv og punkt A negativ:

Noe er galt i brokretsen, fordi denne spenningen er til stede selv når det ikke er fysisk stress på prøven. Identifiser hvilken av følgende feil som kan føre til at overdreven spenning vises over voltmeteret, og som ikke kunne. Tenk bare på en av disse feilene om gangen (ingen flere samtidige feil):

Motstand R 1 mislyktes åpen
Motstand R 1 mislyktes kortsluttet
Motstand R 2 mislyktes åpen
Motstand R 2 mislyktes kort
Strekkmåler (måling) mislyktes åpen
Strainmåler (måling) mislyktes kortsluttet
"Dummy" -måler (temperaturkompensasjon) mislyktes åpen
"Dummy" måler (temperaturkompensasjon) mislyktes kort
Spenningskilden er død (ingen spenningsutgang i det hele tatt)
Avslør svar Skjul svar

Motstand R 1 mislyktes mulig
Motstand R 1 mislyktes kortsluttet Ikke mulig
Motstand R 2 mislyktes åpen Ikke mulig
Motstand R 2 mislyktes kort mulig
Strekkmåler (måling) mislyktes åpen Ikke mulig
Strekkmåler (måling) mislyktes kortsluttet Mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensasjon) mislyktes mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensasjon) mislyktes kortsluttet Ikke mulig
Spenningskilden er død (ingen spenningsutgang i det hele tatt) Ikke mulig

Oppfølgingsspørsmål: Identifiser eventuelle lednings- eller tilkoblingsfeil i denne kretsen som kan føre til at det samme symptomet manifesterer seg.

Merknader:

Dette spørsmålet hjelper elevene med å bygge ferdighetene til å eliminere usannsynlige feilmuligheter, slik at de kan konsentrere seg i stedet for det som er mer sannsynlig. En viktig ferdighet i systemfeilsøking er evnen til å formulere sannsynligheter for ulike feilscenarier. Uten denne ferdigheten vil du kaste bort mye tid på å lete etter usannsynlige feil, og dermed kaste bort tid.

For hvert feil scenario er det viktig å spørre elevene hvorfor de tror det er mulig eller ikke mulig. Det kan hende at noen studenter får de riktige svarene av feil grunner, så det er godt å utforske begrunnelsen for hvert svar.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Neste regneark →