darblapas

Ammetra dizains

5:40 AM Metra local departs Glenview Illinois. August 2009. (Decembris 2018).

Anonim

Ammetra dizains

DC elektriskās shēmas


jautājums 1

Kas notiks ar šī skaitītāja kustību, ja tas tieši savienots ar 6 voltu akumulatoru "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00718x01.png">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Notiks divas lietas: pirmkārt, kustība, visticamāk, tiktu sabojāta no pārmērīgas strāvas. Otrkārt, adata virzītos pa kreisi, nevis labajā pusē (kā tas parasti būtu), jo polaritāte ir atpakaļ.

Piezīmes:

Kad elektromehāniskā metru kustība ir pārspīlēta, izraisot adatas triecienu līdz galējam kustības beigām, to parasti sauc par mērinstrumenta piesaistīšanu. Es esmu redzējis metru kustības, kas ir "piesaistītas" tik slikti, ka adatas ir izliektas no pietūkšanās pieturā!

Pamatojoties uz jūsu studentu zināšanām par skaitītāja kustības dizainu, lūdziet viņiem pastāstīt, ko viņi domā varētu tikt sabojāti, ja notiktu nopietns pārāk lielas varas gadījums, piemēram, šis. Pastāstiet viņiem par savām atbildēm konkrētu.

2. jautājums

Mēs zinām, ka jutīgas skaitītāja kustības pieslēgšana virknē ar strāvas ķēdi ir slikta lieta. Tātad, es vēlos, lai jūs noteiktu, uz ko citu komponentu (-iem) jābūt savienotam ar skaitītāja kustību, lai ierobežotu strāvu caur tā spoli, tā, ka ķēžu pievienošana sērijveidā ar 1 ampēšanas ķēdi noved pie mērītāja adatas tieši līdz pilna mēroga pozīcija.

Diagrammā parādiet gan papildu komponentu (-us), gan arī veidu, kādā skaitītāja mezgls tiks pievienots akumulatora / rezistoru shēmai, lai mērītu strāvu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Sekojošais jautājums: ņemot vērā 0, 4004 Ω "šuntēšanas" rezistora izveidoto ampermetra 0 līdz 1 ampēru diapazonu, cik daudz pašreizējā skaitītāja faktiski reģistrē, ja tas tiek savienots virknē ar 6 voltu akumulatoru un 6 ohm rezistoru "paslēptas piezīmes" > Piezīmes:

Sākotnēji skolotāji dažreiz jūtas "zaudēti", mēģinot atbildēt uz šādu jautājumu. Viņi var zināt, kā piemērot Oma likumu ķēdei, bet viņi nezina, kā konstruēt ķēdi, kas izmanto Ohma likumu konkrētam mērķim. Ja tas tā ir, jūs varat vadīt savu izpratni, izmantojot vairākus jautājumus, piemēram, šo:

Kāpēc skaitītāja kustība "piesaista", ja tā ir tieši pievienota akumulatoram?
Kāda veida elektrisko komponentu varētu izmantot, lai virzītu strāvu "prom" no kustības, neierobežojot izmērīto strāvu?
Kā mēs varētu savienot šo komponentu ar skaitītāju (sērija vai paralēla)? (Uzzīmējiet abas konfigurācijas un ļaujiet studentam pašiem noteikt, kurš pieslēguma modelis atbilst mērķim ierobežot strāvu skaitītājam.)

Sekojošais jautājums ir diezgan interesants, un tas liek skolēniem rūpīgi novērtēt amerometra veiktspēju, kuru viņi ir izveidojuši. Pie pamatnes problēma ir līdzīga voltmetra slodzes problēmai, izņemot, protams, ka mēs šeit nodarbojamies ar ammetriem, nevis voltmetriem.

3. jautājums

Nosaka šī mērinstrumenta mērījumu diapazonu:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Diapazons = 500 mA

Piezīmes:

Šīs amplitūdas diapazona noteikšana ir vienkāršs uzdevums Ohmas likumā. Ir ļoti svarīgi, lai jūsu skolēni atpazītu šunta rezistora vērtību kā Milli Omi, nevis Mega omi! Jā, pastāv atšķirība starp mazo burtu "m" un lielo burtu "M"!

4. jautājums

Kas notiks ar šīs ampuciņas ķēdes funkciju, ja attēls, kas norādīts ilustrācijā, neizdodas atvērt "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00732x01.png">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja vads nespētu atvērt, ammetrs vispār neatbildēja uz jebkuru ievades strāvas daudzumu.

Piezīmes:

Daži studenti domā, ka ammetrs vispār neizdosies reaģēt ar atvērtu rezistoru, jo tie saista "atklātus" traucējumus ar strāvas trūksmi un strāvas trūkumu, kad skaitītāja kustība ir nulle. Rūpīgi pārbaudot ķēdi, tomēr atklājas, ka notiks tieši otrādi.

5. jautājums

Kas notiks ar šī ampuctora ķēdes funkciju, ja tā rezistors nespētu atvērt?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja pretestība nebūtu atvērta, ammeter kļūs daudz jutīgāks.

Piezīmes:

Daži studenti domā, ka ammetrs vispār neizdosies reaģēt ar atvērtu rezistoru, jo tie saista "atklātus" traucējumus ar strāvas trūksmi un strāvas trūkumu, kad skaitītāja kustība ir nulle. Rūpīgi pārbaudot ķēdi, tomēr atklājas, ka notiks tieši otrādi.

6. jautājums

Parādīts šeit ir ampermeierīču ķēde ar speciālu selektora slēdzi, ko sauc par pārveidotāju pirms pārtraukuma :

Šim īpašajai selektora slēdzim ir svarīga nozīme ammetra ķēdē, piemēram, kas parādīta iepriekš. Ja mums vajadzētu izveidot šādu līdzīgu ampermetru, izmantojot parasto ( pārtraukšanas-pirms izgatavošanas ) selektora slēdzi, mērītājs normālas lietošanas laikā varētu būt bojāts:

Paskaidrojiet, kāpēc pirmās shēmas konstrukcija ir pārāka par otro, un kāda veida izmantošana izrādīsies kaitējoša otrajam projektam (bet ne pirmajam).

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Izmantošanas veids, kas sabojā otro skaitītāju, bet ne pirmais, maina diapazonus, mērot strāvu.

Piezīmes:

Vēl viens risinājums problēmai, kas saistīta ar pārtraukšanu un novēršanu, ir izmantot zvana šunta ķēdi, nevis atsevišķu rezistoru katrā pašreizējā mērījumu diapazonā.

7. jautājums

Ideālā gadījumā, ja ampēram ir ļoti zema ieejas pretestība vai ļoti liela ieejas pretestība (ieejas pretestība ir skaitītāja elektriskās pretestības daudzums, kas izmērīts starp testēšanas vadiem), "# 7"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

Ideālā gadījumā ampēram jābūt iespējami mazākam ievades pretestībā. Tas ir svarīgi, ja to izmanto, lai izmērītu pašreizējās ķēdēs, kurās ir maz pretestības.

Piezīmes:

Atbilde uz šo jautājumu ir saistīta ar ļoti svarīgu metru slodzes principu. Tehniķiem, it īpaši, ir ļoti jāapzinās skaitītāja noslogojums un kā no tā var izrietēt kļūdaini mērījumi. Atbilde ir saistīta arī ar to, kā ampēri ir saistīti ar pārbaudāmajām shēmām: vienmēr sērijveidā!

8. jautājums

Kādam konkrētam pašreizējā mērījuma diapazonam kāds elektromehāniskā ammetra konstrukcijas parametrs (-i) ietekmē tā ieejas pretestību? Citiem vārdiem sakot, lai tuvinātu "amermetra" ieejas pretestību "ideālā" jebkuram diapazonam, kādas komponents ir optimāls?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Lai panāktu viszemāko iespējamo ieejas pretestību, nemainot ampermetra diapazonu, jums ir nepieciešama metru kustība ar minimālo pilnas slodzes strāvu un minimālo pretestību spolēm.

Izaicinājuma jautājums: vai ir iespējams uzlabot ampermetra kustības veiktspēju, ņemot vērā šeit sniegtos ieteikumus, pievienojot tam rezistorus? Ja jā, tad kā?

Piezīmes:

Ja jūsu studenti jau ir apguvuši voltmetru dizainu, jūs varētu vēlēties lūgt viņiem salīdzināt (vienoto) faktoru, kas ietekmē dizaina faktoru ("omi uz voltu") elektromehāniskajā voltmetrā ar diviem faktoriem, kas uzskaitīti atbildē uz šo jautājumu. Kāpēc skaitītāja kustības spoles pretestība nav faktora jutība pret voltmetru, bet tā ir ampērsta jutībā? Izaiciniet savus skolēnus ar šo jautājumu, piedāvājot dažus piemērus voltmetru shēmām un ampermetru shēmām ar dažādiem spoles pretestībām. Ļaujiet viņiem izprast, kā iestatīt problēmas, nevis iestatīt viņiem problēmas!

Daži skolēni var ieteikt, ka skaitītāja kustības efektīvā spoles pretestība var samazināties, pievienojot šunta pretestību kustības iekšpusē. Ja kāds piedāvā šo risinājumu, strādājiet ar piemēru mērinstrumentu shēmas aprēķiniem tāfelītē ar klasi un noskaidrojiet, kāda ir ietekme!

9. jautājums

Šunta rezistori bieži tiek izmantoti kā strāvas mērīšanas ierīces, jo tie ir paredzēti, lai izlaistu ļoti precīzu daudzumu sprieguma, jo lieli elektriskie strāvu caur tiem. Izmēģinot šunta rezistoru izkliedētā sprieguma daudzumu, jūs varēsiet noteikt tajā esošo strāvas daudzumu:

Pieņemsim, ka šunta pretestība ir marķēta ar šādu vērtējumu: 150 A, 50 mV . Kāda ir šī šunta pretestība, jo omi "# 9"> Atklāj atbildi Slēpt atbildi

Metriskā uzraksts: 333, 3 μΩ

Zinātniskā apzīmējums: 3.333 × 10 -4 Ω

Plain decimal notation: 0.0003333 Ω

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, kā viņi domā, ka rezistoru var izmantot ar tik zemu pretestību (mazu daļu no omas!). Ko viņi domā, ka šunta rezistors izskatās reālajā dzīvē? Ja jums šķiet, ka jūsu klasē ir pieejams šunta rezistors, parādiet to saviem skolēniem pēc tam, kad viņi izteikuši savu viedokli par tā būvniecību.

10. jautājums

Štuma rezistoriem, ko izmanto precīzas strāvas mērīšanai, vienmēr ir četri elektrisko savienojumu spailes, lai gan parastajiem rezistoriem ir tikai divi:

Paskaidrojiet, kas būtu nepareizi, ja voltmetra kustību tieši savienotu ar tiem pašiem diviem spailēm, kas strādā ar šunta rezistoru, piemēram:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Divstaru šunta rezistoru pieslēgums nebūs tik precīzs kā četru stiepļu šunta rezistors, jo izliekts pretestība starp skrūvējamu savienojumu starp vadiem un šunta rezistora korpusu.

Izaicinājuma jautājums: lai izskaidrotu koncepciju, izveidojiet shematisku shēmu, kurā parādīti visi izliektie pretestības elementi divu vadu savienojuma shēmā.

Piezīmes:

Lai gan daži "aizsprostotas" pretestības daļiņas var nešķiet daudz, tie ir nozīmīgi, ja tie ir pretstatā shuntējošā rezistora ķermeņa jau (ļoti) zemai pretestībai.

Viena no konceptuālajām grūtībām, ar kurām esmu saskāries ar skolēniem vairākkārt, ir neskaidrība par to, cik daudz pretestības, sprieguma, strāvas utt. Ir "ievērojams" apjoms. Piemēram, man bija skolēni, man pateikt, ka starpība starp 296 342, 5 omi un 296, 370.9 omi ir "patiešām liela", ja faktiski tas ir mazāks par desmito tūkstošo daļu no procentiem no bāzes pretestības vērtībām. Studenti vienkārši atdala abas pretestības un iegūst 28, 4 omi, pēc tam domāju, ka "28, 4" ir ievērojams daudzums, jo tas ir salīdzināms ar dažām citām vērtībām, ar kurām tās izmanto (100 omi, 500 omi, 1000 omi uc). )

Un otrādi, studenti var nespēt redzēt dažu simtdaļu no klaiņojošas pretestības omas šunta rezistoru shēmā, kad viss šunta rezistora pretestība ir tikai daži simti simti omas. Vissvarīgākais precizitātes problēmās ir procenti vai kļūda, nevis pašas kļūdas absolūtā vērtība. Tas ir vēl viens praktisks prasmju novērtēšanas pielietojums, kuru jums vajadzētu pastiprināt ar katru iespēju.

11. jautājums

Šunta rezistori ar ļoti zemu pretestību parasti izgatavo no relatīvi lielām metāla masām. To precīzā pretestība tiek kalibrēta ar procesu, kas pazīstams kā apgriešana, kur tehniķis ņem metāla failu un "pārgriez" metālu no šuntēšanas vadītāja, līdz pretestība sasniedz pareizo vērtību. Tas, protams, darbojas tikai tad, ja šunta rezistors ir apzināti izgatavots ar pārāk zemu pretestību. Tāpat kā vecā galdnieka joks: "Es divreiz sadalīju kuģu un tas joprojām ir pārāk īss!"

Kāpēc šunta rezistoriem ir tādas neticami zemas pretestības vērtības, kā mēs mērot šunta pretestību ar augstu precizitāti "apgriešanas" procesā "# 11"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Izveidojiet ampermetru un salieciet šuntēšanas rezistoru vietā, ar kalibrētu strāvas daudzumu caur to.

Piezīmes:

Atbilde uz šo jautājumu ir maldinoši vienkārša, tomēr ļoti praktiska. Protams, būtu jauki, ja mūsu laboratorijā jebkurā brīdī būtu pieejams vislabākais iespējamais pārbaudes un kalibrēšanas aprīkojums, taču mums jābūt reāliem. Jūsu skolēniem ir ārkārtīgi svarīgi, lai viņi no praktiskā viedokļa iesaistītos diskusijās par tādām problēmām kā šis. Tas ir jūsu uzdevums un jūsu kā mācībspēka privilēģija savās pieredzēs iesaistīties šajās diskusijās un izaicināt skolēnus ar reālistiskiem šķēršļiem viņu (bieži) ideālistiskām cerībām.

12. jautājums

Svarīgs solis, lai izveidotu jebkuru analogo voltmetru vai ampermetru, ir precīzi noteikt skaitītāja kustības spoles pretestību. Elektriskā metroloģijā bieži vien ir vieglāk iegūt ārkārtīgi precīzas ("standarta") pretestības vērtības, lai iegūtu tikpat precīzus sprieguma vai strāvas mērījumus. Viens paņēmiens, ko var izmantot, lai noteiktu skaitītāja kustības spoles pretestību, precīzi nenosakot spriegumu vai strāvu, ir šāds.

Pirmkārt, savienojiet desmit gadu kārbas mainīgās pretestības veidu virknē ar regulētu līdzstrāvas barošanu, pēc tam pārbaudāmo skaitītāja kustību. Noregulējiet desmit gadu kastes pretestību, lai skaitītāja kustība virzītu uz precīzu punktu tā mērogā, vēlams, pilna mēroga (100%) atzīme. Ierakstiet desmit gadu kastes pretestības iestatījumu kā R 1 :

Pēc tam pievienojiet zināmu pretestību paralēli skaitītāja kustības spailēm. Šī pretestība būs zināma kā R s, šunta pretestība. Kad jūs to darīsit, skaitītāja kustības novirze samazināsies. Pielāgojiet desmit gadu kastes pretestību, līdz mērītāja kustības novirze atgriežas savā iepriekšējā vietā. Ierakstiet desmit gadu kastes pretestības iestatījumu kā R 2 :

Metru kustības spoles pretestību (R spole ) var aprēķināt pēc šādas formulas:

R spole = R s


R2

(R1-R2)

Tavs uzdevums ir parādīt, no kurienes nāk šī formula, to iegūstot no Ohmas likuma un kādām citām vienādojumiem, par kuriem jūs varat iepazīties ķēdes analīzei.

Padoms: abos gadījumos (dekādes lodziņš, kas iestatīts uz R 1 un iestatīts uz R 2 ), spriegums pāri metru kustības spoles izturībai ir vienāds, strāvas caurmēra kustība ir vienāda, un barošanas spriegums ir vienāds.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Viena vieta, no kuras sākt, ir sprieguma dalītāju vienādojums, V R = V T ((R / (R T ))), kas tiek piemērots katram shēmas scenārijam:

V metrs = R spole


R 1 + R spole

V metrs = R spole || R s


R 2 + (R spole || R s )

Tā kā mēs zinām, ka divu scenāriju skaitītāja spriegums ir vienāds, mēs varam noteikt šīs vienādības vienādi:

R spole


R 1 + R spole

= R spole || R s


R 2 + (R spole || R s )

Piezīme. Iepriekšminētajā vienādojumā esošie divburtu elementi ir paralēlais ekvivalents R spolei un R s, par kuru jums aizstās atbilstošo matemātisko izteiksmi.

Piezīmes:

Šī problēma patiešām ir nekas cits kā algebras uzdevums, lai gan tas arī parāda, kā precīzus elektriskos mērījumus var iegūt, izmantojot standarta rezistorus, nevis precīzus voltmetrus vai ammetrus.

13. jautājums

Vai ne tikai sēdēt tur! Kaut ko!

Mācīšanās matemātiski analizēt ķēdes prasa daudz pētījumu un prakses. Parasti skolēni praktizē, strādājot ar daudzām izlases problēmām un pārbaudot savas atbildes uz tiem, ko sniedz mācību grāmata vai instruktors. Lai gan tas ir labi, ir daudz labāks veids.

Jūs apgūsiet daudz vairāk, faktiski veidojot un analizējot reālās shēmas, ļaujot testa aprīkojumam sniegt "atbildes", nevis grāmatu vai citu personu. Lai veiksmīgi izveidotu vingrinājumus, rīkojieties šādi:

  1. Pirms ķēžu konstrukcijas rūpīgi izmērīt un ierakstīt visas komponentu vērtības.
  2. Uzzīmējiet shēmas diagrammu, kas jāanalizē.
  3. Rūpīgi izveidojiet šo ķēdi uz plātnes vai cita ērta līdzekļa.
  4. Pārbaudiet ķēdes konstrukcijas precizitāti pēc katra pieslēguma pie katra savienojuma punkta un pārbaudiet šos elementus diagrammā atsevišķi.
  5. Matemātiski analizē ķēdi, risina visas sprieguma, strāvas uc vērtības.
  6. Rūpīgi izmēriet šos daudzumus, lai pārbaudītu analīzes precizitāti.
  7. Ja ir kādas būtiskas kļūdas (vairāk nekā daži procenti), rūpīgi pārbaudiet savas ķēdes konstrukciju pret diagrammu, pēc tam rūpīgi pārvērtējiet vērtības un veiciet jaunu mērīšanu.

Izvairieties no ļoti augstas un ļoti zemas rezistoru vērtības, lai izvairītos no mērīšanas kļūdām, ko rada skaitītāja "iekraušana". Es iesaku rezistorus no 1 kΩ līdz 100 kΩ, ja vien, protams, ķēdes mērķis ir ilustrēt skaitītāja slodzes ietekmi!

Viens no veidiem, kā jūs varat ietaupīt laiku un samazināt kļūdu iespējamību, ir jāsāk ar ļoti vienkāršu shēmu un pakāpeniski jāpievieno komponenti, lai pēc katras analīzes palielinātu sarežģītību, nevis izveidotu pilnīgi jaunu shēmu katrai prakses problēmai. Vēl viena laika taupīšanas metode ir atkārtoti izmantot tās pašas sastāvdaļas dažādās shēmas konfigurācijās. Šādā veidā jums nevajadzēs izmērīt komponenta vērtību vairāk nekā vienu reizi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ļaujiet elektroniem paši sniegt jums atbildes uz jūsu "prakses problēmas"!

Piezīmes:

Mana pieredze liecina, ka skolēni prasa daudz prakses ar ķēdes analīzi, lai kļūtu prasmīgi. Šajā nolūkā instruktori parasti nodrošina savus skolēnus ar daudzām prakses problēmām, kas jāstrādā, un jāsniedz atbildes studentiem, lai pārbaudītu viņu darbu. Kaut arī šī pieeja ļauj studentiem apgūt ķēdes teorijas, tā tos pilnībā neapzinās.

Studentiem ne tikai nepieciešama matemātiskā prakse. Viņiem arī ir nepieciešamas reālas, praktiskas ēkas shēmas un testēšanas iekārtas. Tātad, es ierosinu šādu alternatīvu pieeju: skolēniem vajadzētu veidot savas "prakses problēmas" ar reāliem komponentiem un mēģināt matemātiski prognozēt dažādas sprieguma un pašreizējās vērtības. Tādā veidā matemātiskā teorija "atdzīvojas", un studenti iegūst praktisku iemaņu, ko viņi nespētu iegūt, vienkārši risinot vienādojumus.

Vēl viens šīs prakses metodes izmantošanas iemesls ir iemācīt skolēniem zinātnisko metodi : hipotēžu (šajā gadījumā matemātiskās prognozes) testēšanas procesu, veicot reālu eksperimentu. Studenti arī izstrādās reālas problēmu novēršanas prasmes, jo reizēm tie rada ķēdes konstrukcijas kļūdas.

Pavadiet dažus brīžus ar savu klasi, lai pārskatītu dažus "noteikumus" ēku shēmām, pirms tie sākas. Apspriediet šos jautājumus ar saviem skolēniem tādā pašā Sokrātiskajā veidā, kā parasti jūs apspriestu darba lapas jautājumus, nevis vienkārši pateikt viņiem, ko viņiem vajadzētu un ko nedrīkst darīt. Es nekad vairs nebrīnos par to, cik slikti skolēni uztver instrukcijas, kad tie tiek parādīti tipiskā lekcijā (instruktors monologs) formātā!

Piezīme tiem instruktoriem, kuri var sūdzēties par "izšķērdēto" laiku, kas nepieciešams, lai studenti izveidotu reālās shēmas, nevis vienkārši matemātiski analizētu teorētiskās shēmas:

Kāds mērķis ir studentiem, kuri apgūst jūsu kursu "meta-tags hidden-print">

Saistītie rīki:

Antenas lejupslīdes un pārklājuma kalkulators Microstrip induktivitātes kalkulators Stripline šķērsrās kalkulators

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →