Auteur : Сергей КИРИЧИК
Лабораторные работы по электричеству играют важную роль для учеников и студентов. Главной целью их проведения является приобретение учащимися навыков практических исследований электрических цепей и получения при выполнении расчетной части подтверждения теории. В каждой лабораторной работе важно знать такие электрические параметры цепи как напряжение, сила тока или сопротивление в отдельных ее составляющих. Поэтому в большинстве лабораторных работ не обходится работать без использования соответствующих измерительных приборов. При изучении законов и свойств постоянного тока важно соблюдать полярность в подключении вольтметра или амперметра, поскольку неправильное включение измерительного прибора может привести к его выходу из строя, перегрузке источника тока и к другим неприятностям. Именно поэтому вопрос защиты от переполюсовки вышеуказанных измерительных приборов является весьма актуальным. Целесообразно было бы создать несложный дополнительный модуль к любому из измерителей, который будет не сложным в использовании и доступным в самостоятельном его изготовлении.
Предлагается электрическая схема, которая будет использоваться как дополнение к вольтметру или амперметру. В ее основе находится полевой транзистор с индуцированным (изолированным) затвором VT1 (Рис.1). На рисунках А и Б заметно, что схемы включения транзистора идентичны.
Рис.1. Принципиальная схема защиты от переполюсовки
Рассмотрим подробно принцип работы этой схемы. Для данного способа включения необходимо использовать MOSFET с каналом n-типа. Для того чтобы открылся канал Исток – Сток необходимо к затвору приложить положительный потенциал. Таким образом, при правильном включении источника тока к клеммам измерительного устройства транзистор открывается и происходит замер соответствующей величины в электрической цепи. Поскольку сопротивление канала Исток – Сток полевого транзистора невелико, порядка 0,08 Ом, то это существенно не влияет на показания измерительного устройства, и вполне соответствует допустимым пределам погрешности. Данная электрическая схема содержит в себе звуковую индикацию, собранную на диоде VD1, ограничительном резисторе R1 и звуковом пьезоизлучателе со встроенным генератором типа BUZZER. Излучатель сигнализирует высоко тональным непрерывным звуком о неправильной полярности подключения измерительного устройства. Диод VD1 пропускает ток только в случае, когда к клемме «-» подсоединяют положительный потенциал. Значение резистора R1 подбирают в зависимости от величины приложенного напряжения до измерительного устройства. Суммирующее падение напряжения на EP1, R1, VD1 не должно превышать максимально допустимое значение для питания пьезоизлучателя (12 или 5 В). При подаче напряжения до 12 В и использовании элемента EP1 с напряжением питания 12 В, резистор R1 в схеме не нужен.
Демонстрационный образец (Рис. 2, 3) такого сигнализатора был собран на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита.
Рис.2. Устройство защиты от преполюсовки на вольтметре
Рис.3. Внешний вид устройства защиты от перепоюсовки
Печатная плата по размерам и форме подходит к учебным вольтметрам и амперметрам представленным на рисунке 2. Транзистор VT1 – B55NF03L, пьезоизлучатель EP1 – типа BUZZER со встроенным генератором (12В), диод VD1 – BB241, резистор R1 не использовался. Указанные элементы можно получить из старой материнской платы ПК.
Данное устройство также целесообразно использовать в учебном процессе для демонстрации принципа действия полевого транзистора.
Auteur : Сергей КИРИЧИК, г. Луцк
