Автор: Сергей КИРИЧИК
Лабораторні роботи з електрики відіграють важливу роль для учнів і студентів. Головною метою їх проведення є набуття учнями навичок практичних досліджень електричних ланцюгів і отримання при виконанні розрахункової частини підтвердження теорії. В кожній лабораторній роботі важливо знати такі електричні параметри ланцюга як напруга, сила струму або опір в окремих її складових. Тому в більшості лабораторних робіт не обходиться працювати без використання відповідних вимірювальних приладів. При вивченні законів і властивостей постійного струму важливо дотримувати полярність підключення вольтметра або амперметра, оскільки неправильне включення вимірювального приладу може призвести до його виходу з ладу, перевантаження джерела струму і до інших неприємностей. Саме тому питання захисту від переполюсовки вищевказаних вимірювальних приладів є досить актуальним. Доцільно було б створити нескладний додатковий модуль до будь-якого з вимірників, який буде складним у використанні і доступним у самостійному його виготовленні.
Пропонується електрична схема, яка буде використовуватися як доповнення до вольтметру або амперметру. В її основі знаходиться польовий транзистор з індукованим (ізольованим) затвором VT1 (Рис.1). На малюнках А і Б помітно, що схеми включення транзистора ідентичні.
Рис.1. Принципова схема захисту від 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.
Демонстраційний зразок (Рис. 2, 3) такого сигналізатора був зібраний на друкованій платі з однобічного склотекстоліти.
Рис.2. Пристрій захисту від преполюсовки на вольтметре
Рис.3. Зовнішній вигляд пристрою захисту від 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.
Цей пристрій також доцільно використовувати в навчальному процесі для демонстрації принципу дії польового транзистора.
Автор: Сергій КИРИЧИК, р. Луцьк
