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.
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.
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