potensiometre

Comment changer la carte de commande de votre Cookéo Moulinex 6L ? (Kan 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

potensiometre

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

En svært vanlig misforståelse elev har om potensiometre er forholdet mellom motstand og retning av visker bevegelse. For eksempel er det vanlig å høre at en student sier noe slikt: "Når potensiometeret dreies, slik at viskeren beveger seg opp, øker motstanden til potensiometeret."

Forklar hvorfor det ikke er fornuftig å si noe sånt.

Avslør svar Skjul svar

Flytte en potensiometer visker endrer to motstander i komplementære retninger: en motstand vil øke etter hvert som den andre vil redusere.

Merknader:

Be elevene dine å identifisere hvilken motstand (hvilke to tilkoblingspunkter på potensiometeret) øker, og som avtar, og hvordan de kjenner dette fra "interne visninger" til potensiometrene. Dette er en svært viktig ting for elevene dine å lære.

År etter år har undervisningen vist at mange studenter har problemer med å forstå dette konseptet. Dette gjelder spesielt når de blir vant til å bruke et potensiometer som reostat og ikke som spenningsdeler. Jo mer du kan få dem til å tenke nøye på driften av et potensiometer, desto bedre!

Spørsmål 3

Potensiometre er produsert i to forskjellige "tapers": lineær og lyd . Lineære taperpotensiometre gir et direkte, lineært forhold mellom viskerposisjon og motstandsdeling, slik at like endringer i viskerposisjonen resulterer i like endringer i motstanden. Lydtilspenningspotensiometre gir et ikke-lineært (logaritmisk, til nøyaktig) forhold mellom viskerposisjon og motstandsdeling, slik at samme mengde viskerbevegelse i den ene enden av sitt område gir en mye større endring i motstand enn i den andre enden av sitt utvalg.

Anta at du har et potensiometer, men vet ikke om det har en lineær eller lydtap. Hvordan kan du bestemme dette ved hjelp av en måler "# 3"> Gi svar svar Skjul svar

Et lineært taperpotensiometer vil vise motstandsmålinger mellom visker og de andre to terminalene, proporsjonal med viskerposisjonen.

Merknader:

Diskutere med studentene om formålet med et lydspenningspotensiometer: å gi logaritmisk proporsjonal økning i lydkraft for volumkontrollapplikasjoner. Dette er nødvendig for en "proporsjonal" respons når du slår volumknappen på en lydforsterker, siden menneskelig hørsel ikke er lineær, men logaritmisk når den oppdages av lydstyrken. For å generere en lyd som det menneskelige øre oppfatter dobbelt så høyt, er ti ganger så mye lydkraft nødvendig.

Et utfordrende spørsmål å spørre elevene er hvilken måte et lydspenningspotensiometer skal kobles til som spenningsdeler i en lydforsterkerkrets. Å være at lydtaksepotensiometrene er ikke-symmetriske, det betyr virkelig hvilken måte de er koblet til!

Spørsmål 4

Anta at en lengde av resistivt materiale (som nikrometråd ) hadde tre punkter med elektrisk kontakt: en i hver ende (punkt 1 og 3), pluss en bevegelig metalltørker som gjør kontakt på et tidspunkt mellom de to ender (punkt 2) :

Beskriv hva som skjer med mengden elektrisk motstand mellom de følgende punktene, da viskeren beveges mot venstre ende av det resistive elementet (mot punkt 1) "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/ images / quiz / 00213x02.png ">

Mellom punkt 1 og 2, motstand. . .
Mellom punkt 2 og 3, motstand. . .
Mellom punkt 1 og 3, motstand. . .
Avslør svar Skjul svar

Når viskeren beveger seg til venstre (mot punkt 1):

Mellom punktene 1 og 2 reduseres motstanden
Mellom punktene 2 og 3 øker motstanden
Mellom punktene 1 og 3 forblir motstanden den samme

Merknader:

Formålet med dette spørsmålet er å få elevene til å forstå funksjonen til et potensiometer, før de noen gang har sett en.

Spørsmål 5

En tekniker bestemmer seg for å bruke et potensiometer som en hastighetskontroll for en elektrisk motor. Potensiometeret har en motstandsgrad på 10 Ω og en effekt på 25 watt:

Når du bruker motoren med en spenning på 16 volt og en strøm på 2 ampere, begynner røyk å strømme ut av potensiometeret, noe som indikerer at strømstyrken overskrides.

Teknikeren er forvirret! Ifølge beregningene må potensiometeret spre mindre enn 25 watt strøm. Hvorfor er da et potensiometer vurdert for 25 watt som brenner opp under denne tilstanden "# 5"> Gi svar svar Skjul svar

Effektvurderingen av et potensiometer er basert på varmespredningsevnen til hele det resistive elementet. Den faktiske effektfordeling av et potensiometer må være "de-rated" for viskerposisjoner som ikke bruker hele lengden av det resistive elementet.

Utfordringsspørsmål: Basert på spenning og nåværende verdier målt i denne kretsen (16 volt over motoren, 24 volt fra kilden og 2 ampere av strøm gjennom alt) bestemme hvor dårlig potensiometeret blir overstyrt. Med andre ord, kalkuler den avkalkulerte effektkvaliteten til potensiometeret og sammenlign det med mengden strøm det faktisk sprer seg i denne tilstanden.

Merknader:

En veldig praktisk og viktig leksjon, lært etter å ha studert studenter, sender mange potensiometre til en tidlig dødsfall.

For å svare på utfordringsspørsmålet må studentene bestemme pottenes innstilling som en prosentandel mellom 0% (0 Ω) og 100% (10 Ω), og bruk denne innstillingen til å estimere effektavvik. Det er trygt å anta en lineær effekt derating proporsjonal med viskerposisjon.

Spørsmål 6

Når potensiometre brukes som variable motstander ( reostater ), er den ubrukte terminalen ofte koblet til viskerterminalen:

Forklar hvilken fordel som oppnås ved å koble viskeren til den ubrukte terminalen. Hvorfor brukes det lavere potensiometerforbindelsesprogrammet mer enn den øvre "# 6"> Reveal answer Skjul svar

Her er et hint: antag at potensiometeret blir slitt med bruk, til det punkt der viskeren noen ganger mister elektrisk kontakt med det resistive elementet. Hvordan ville disse to tilkoblingsordningerene sammenligne, da?

Merknader:

Dette er et eksempel på "defensive engineering": å designe noe med en eventuell feil i tankene, med sikte på å minimere konsekvensene av det uunngåelige fiasko. Hvorvidt elevene dine fortsetter å bli ingeniører, eller bare teknikere, er det viktig for dem å tenke over de umiddelbare søknadene og designproblemene, for å vurdere hva som kan skje som systemets alder.

Spørsmål 7

Tegn et skjematisk diagram som viser et potensiometer som brukes som en enkel variabel motstand for varierende strøm til en lyspære. Også angi hvilken måte "viskeren" skal flyttes for å gjøre pæren lysere lysere.

Avslør svar Skjul svar

Merknader:

Vær oppmerksom på at bare to av potensiometerets tre terminaler må brukes hvis en enkel variabel motstand er ønsket.

Spørsmål 8

Hva er forskjellen mellom følgende potensiometre, som angitt av deres respektive symboler "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00299x01.png">

Avslør svar Skjul svar

Symbolet til venstre tilhører et standard, knapjusterbart potensiometer. Symbolet til høyre tilhører en "trimpot", som er et potensiometer justerbart bare med en skrutrekker, beregnet for ikke-rutinemessige justeringer.

Merknader:

Ahhh, glede av symboler! Ikke bli overrasket om elevene er i stand til å dype opp alle slags elektroniske komponentsymboler fra symbolbiblioteker du aldri har sett før.

Spørsmål 9

Hva vil du forvente at voltmeteret i følgende krets skal gjøre når potensiometertørkeren flyttes til høyre?

Hva ville du forvente at voltmeteret skulle registrere hvis viskeren ble satt nøyaktig på 50% (halvveis) -posisjonen "# 9"> Gi svaret svar Skjul svar

Da viskeren flyttes til høyre, bør vi forvente å se voltmeterregisteret en økende spenning, som varierer mellom 0 og 12 volt DC.

Oppfølgingsspørsmål: En nyttig problemløsningsmetode er å forestille seg flere "test case" -scenarier, noen ganger referert til som tankeeksperimenter, med det formål å identifisere en trend. For eksempel, i denne kretsen kan du forestille deg hva voltmeteret ville registrere med viskeren, beveget seg helt til venstre, og med viskeren beveget seg helt til høyre. Identifiser voltmeterens avlesninger i disse to scenariene, og forklar hvorfor hvorfor analysen av "test cases" som disse er nyttige for problemløsing.

Merknader:

Be elevene dine om å beskrive mulige applikasjoner for en krets som dette. Hvor kan vi ønske å benytte et potensiometer på en slik måte at den utsender en variabel spenning, fra en konstant spenningskilde?

Spørsmål 10

Koble de nødvendige ledningene i denne illustrasjonen for å gjøre potensiometeret til en variabel spenningsdeler, som gir en variabel spenning til voltmeteret:

Avslør svar Skjul svar

Her er et hint for de som ikke er kjent med den interne konstruksjonen av roterende potensiometre:

Merknader:

Et godt oppfølgingsspørsmål til dette ville være å spørre elevene hvilken måte potensiometerknappen må dreies for å øke spenningen som brukes på måleren.

Spørsmål 11

Med en trough av vann og tre stykker av wire, kan du lage et flytende potensiometer :

Hvilken måten må du bevege midtre ledningen (den ene berører voltmeterens røde testledning) for å øke voltmeterens lesing "# 11"> Gi svaret svar Skjul svar

Flytt ledningen til venstre for å gjøre voltmeterregisteret større spenning.

Oppfølgingsspørsmål: Identifiser eventuelle fordeler og ulemper ved en slik "flytende pott" over standardpotensiometre ved bruk av faste stykker. Er det noen potensielle sikkerhetsfarer som oppstår når du ser på illustrasjonen av dette flytende potensiometeret?

Merknader:

Tro det eller ei, jeg har faktisk sett et søknad i bransjen hvor en "flytende rheostat" (ikke et potensiometer, men nært) ble brukt i stedet for en enhet laget av faste deler. Veldig interessant. Veldig farlig også, siden den ble brukt som en del av en stor motorhastighetsstyringskrets, som håndterer mange forsterkere ved potensielt dødelige spenninger! Jeg vet ikke hva galning tenkte på å bygge denne opprøret, men det ble bygget og hadde jobbet i en årrekke.

Spørsmål 12

Hvilken måten må du flytte potensiometertørkeren til venstre eller til høyre for å øke strøm gjennom motstand R1?

Avslør svar Skjul svar

Du må flytte potensiometervisken til venstre .

Oppfølgingsspørsmål: Hva ville skje med strømmen gjennom motstanden R2 da du flyttet viskeren i den retningen (nærmere motstanden R1) "notater skjult"> Merknader:

Denne kretsen er ganske selvforklarende.

Spørsmål 13

Hvilken måten må du vri på potensiometerakselen for å øke strømmen gjennom motstanden R1, med urviseren eller mot urviseren? Forklar svaret ditt.

Avslør svar Skjul svar

Du må vri potensiometerakselen mot urviseren .

Her er et hint for de som ikke er kjent med den interne konstruksjonen av roterende potensiometre:

Merknader:

Denne kretsen er ganske selvforklarende, men å få svaret riktig krever at du forstår hvordan et roterende potensiometer er konstruert inne.

Spørsmål 14

Denne nåværende divider-kretsen har et problem. Spenningen mellom testpunkter TP2 og TP1 varierer med potensiometerposisjonen, men spenningen mellom testpunktene TP3 og TP1 forblir ved 0 volt uansett hvor potensiometeret er satt:

Identifiser den mest sannsynlige feilen som ville utgjøre disse målingene.

Avslør svar Skjul svar

Det er en "åpen" feil i motstand R 2, eller et sted i serie med R 2 (dårlig loddetilkobling, åpent spor, etc.).

Oppfølgingsspørsmål: Identifiser hvilken retning potensiometerakselsbevegelsen (med klokken eller mot urviseren) skal øke spenningen mellom testpunktene TP2 og TP1.

Merknader:

Diskuter med elevene hvordan de bestemte feilenes identitet. Sørg også for å diskutere oppfølgningsspørsmålet med dem: Hvordan bestemme riktig retning for å dreie potensiometerakselen for å øke V TP2-TP1 . Det er viktig at studentene innser hvordan et 3/4-viftpotensiometer fungerer, og hva man kan forvente når skaftet blir vendt.

Spørsmål 15

En radiotekniker feilsøker et problem i en enkel AM-mottaker, ved hjelp av en spenningsmåler som kalles et oscilloskop . Et oscilloskop er ikke noe mer enn et grafisk voltmeter, som indikerer "bølgeformen" av spenninger som endres raskt over tid. Problemet med denne radioen er at det ikke høres noe lyd i hodetelefonene.

Når du kontrollerer et spenningssignal mellom punktene A og B i kretsen, oppnås et sterkt signal:

Ved kontroll mellom punktene C og B i kretsen måles imidlertid ikke noe signal:

Hva angir disse spenningsmålinger om problemets art i mottakerkretsen "# 15"> Gi svar Svar Skjul svar

Det faktum at det er godt signal før potensiometeret, og ikke noe signal etterpå, indikerer at problemet er et sted mellom de to settene signalmålpunkter (dvs. potensiometeret selv).

Merknader:

Ikke bekymre deg om studentene dine ikke har studert induktorer, kondensatorer, dioder, transistorer, forsterkere eller radioteknologi ennå. Dette problemet fokuserer på potensiometerets funksjon, og det er alle elevene dine må forstå for å bestemme et svar.

Det er svært viktig for elektronikkteknikere å kunne isolere deler av kretser de forstår fra deler de ikke gjør, og utføre så mye diagnostisk arbeid som de kan basere på det de vet. Av denne grunn tror jeg det er en god praksis å vise begynnelsen av studentproblemer som dette, der de utfordres til å se utover kretsens kompleksitet, bare å fokusere på de delene som betyr noe. På jobben ble jeg ofte utfordret med feilsøking av store, komplekse systemer som jeg ikke hadde noe håp om å forstå hele, men som jeg visste nok om å isolere problemet til seksjoner jeg kunne reparere profesjonelt.

Be elevene dine om å finne ut hvor, akkurat, tror de potensiometeret kunne ha mislyktes for å forårsake dette problemet. Ikke bare noen feil i potensiometeret vil resultere i samme tap av signal!

Spørsmål 16

Beregn voltmeter spenningen i hvert av disse kretsene, forutsatt at viskerposisjonen er 25% opp fra bunnen:

Avslør svar Skjul svar

Voltmeter i venstre krets = 2, 25 volt

Voltmeter i høyre krets = 2, 13 volt

Merknader:

Utfordre elevene dine til å forklare betydningen av den reduserte spenningen fra potensiometeret i nærvær av en belastning (3.3 kΩ motstanden). Hvilken innvirkning kan denne effekten ha på en krets vi kan bygge, hvor vi forventer at potensiometeret skal utgjøre en viss spenning som tilsvarer en bestemt viskerposisjon "panelpanelets standardpanel" på arbeidspanelpanelet>

Spørsmål 17

Anta at vi bygde en krets som krevde en justerbar motstand med et område på 1500 Ω til 4500 Ω. Det eneste potensiometeret vi har på hånden er en 10 kΩ enhet. Selvfølgelig kan vi bare koble potensiometeret som-og har et justerbart område på 0 Ω til 10 000 Ω, men det ville være for grovt for en justering for vår applikasjon.

Forklar hvordan vi kunne koble andre motstander til dette 10 kΩ potensiometeret for å oppnå ønsket justerbar motstands rekkevidde.

Avslør svar Skjul svar

Jeg gir deg et hint:

Merknader:

Å vite hvordan man begrenser det justerbare området til et potensiometer, er en svært nyttig ferdighet når man designer og bygger kretser hvor presisjon av justering er viktig. Den eneste ulempen ved å bygge en slik underkrets er at justeringen blir ikke-lineær (det vil si at innstilling av potensiometeret til halvveisposisjonen ikke resulterer i at totalmotstanden er 50% av veien mellom nedre og øvre områdeverdier).

Spørsmål 18

Finn en eller to virkelige potensiometre og ta med deg til klassen for å diskutere. Identifiser så mye informasjon som mulig om potensiometerene dine før diskusjonen:

Motstand (ideell)
Motstand (faktisk)
Taper (lineær eller lyd)
Antall svinger
Strøm vurdering
Type (karbonblanding, trådsår, etc.)
Avslør svar Skjul svar

Hvis mulig, finn produsentens dataark for komponentene dine (eller i hvert fall et dataark for en lignende komponent) for å diskutere med klassekameratene dine.

Vær forberedt på å bevise hvilken type avsmalning som dine potensiometre har i klassen, ved å bruke et multimeter!

Merknader:

Formålet med dette spørsmålet er å få elevene til å kinestetisk samhandle med emnet. Det kan virke dumt å få elevene til å delta i en "show and tell" -øvelse, men jeg har funnet ut at aktiviteter som dette i stor grad hjelper noen studenter. For de elevene som er kinestetiske i naturen, er det en stor hjelp å faktisk røre virkelige komponenter mens de lærer om deres funksjon. Selvfølgelig gir dette spørsmålet også en utmerket mulighet for å praktisere tolkning av komponentmarkeringer, bruk et multimeter, tilgangsdatablad, etc.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Neste regneark →