darblapas

Paātrinātā, pazeminātā un izolācijas transformatori

Programming - Computer Science for Business Leaders 2016 (Decembris 2018).

Anonim

Paātrinātā, pazeminātā un izolācijas transformatori

AC elektriskās shēmas


jautājums 1

Aprēķiniet sprieguma izlaidi ar transformatora sekundāro tinumu, ja primārais spriegums ir 35 volti, sekundārajā tinumā ir 4500 apgriezieni, un primārajai tinumā ir 355 apgriezieni.

V sekundārā =

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

V sekundārais = 443, 7 volti

Piezīmes:

Transformatora tinumu aprēķini ir vienkārši matemātiskās attiecības. Ja jūsu skolēni nav spēcīgi viņu attiecību prasmēs, šis jautājums sniedz pieteikumu, lai tos asinātos!

2. jautājums

Šajā transformatora ķēdē aprēķiniet slodzes strāvu un slodzes spriegumu:

I slodze = V slodze =

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

I slodze = 23, 77 mA V slodze = 8.318 V

Piezīmes:

Lielākā daļa transformatoru problēmu ir nekas vairāk kā koeficienti, bet daži studenti uzskata, ka attiecības ir grūti izpildāmas. Jautājumi, piemēram, tas ir lieliski, lai skolēni nāk klajā klāja priekšpusē un demonstrētu, kā viņi ir guvuši rezultātus.

3. jautājums

Aprēķiniet transformatoru sekundārā tinumā nepieciešamo pagriezienu skaitu, lai pārveidotu primāro spriegumu 300 voltu līdz sekundāram 180 voltu spriegumam, ja primārajai tinumiem ir 1150 stieples pagriezieni.

N sekundārā =

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

N sekundārā = 690 apgriezieni

Piezīmes:

Lielākā daļa transformatoru problēmu ir nekas vairāk kā koeficienti, bet daži studenti uzskata, ka attiecības ir grūti izpildāmas. Jautājumi, piemēram, tas ir lieliski, lai skolēni nāk klajā klāja priekšpusē un demonstrētu, kā viņi ir guvuši rezultātus.

4. jautājums

Prognozēt, kā visas šīs strāvas komponentes spriegumi un strāvas tiks ietekmētas šādu kļūmju dēļ. Katru kļūdu apsveriet patstāvīgi (ti, vienlaikus, nav vairāku kļūdu):

Transformatora T 1 primārais tinums neizdodas:
Transformatora T 1 primārā vijuma trūkst:
Transformatora T 1 sekundārais tinums neizdodas:
Ielādēt nesabojāts:

Katram no šiem nosacījumiem izskaidrojiet, kāpēc radīsies sekas.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Transformatora T 1 primārais tinums neizdodas atvērt: nav strāvas caur jebkuru komponentu, nav sprieguma starp jebkuru sekundāro komponentu.
Transformatora T 1 primārā tinuma trieciens nav īss: liela strāva caur drošinātāju (kas izraisa tā triecienu), neliela strāva caur sekundāro tinumu vai slodzi, neliels spriegums starp sekundāro tinumu vai slodzi.
Transformatora T 1 sekundārais tinums neizdodas atvērt: nav strāvas caur jebkuru sekundāro komponentu, nav sprieguma pret jebkuru sekundāro tinumu komponentu, neliela strāva, izmantojot primāro tinumu.
Nodilums nav īsslēgts: liela strāva caur drošinātāju (kas izraisa tā triecienu), liela strāva ar sekundāro tinumu un slodzi, mazs spriegums starp sekundāro tinumu vai slodzi.

Piezīmes:

Šī jautājuma mērķis ir pievērsties ķēdes traucējummeklēšanas domēnam, lai uzzinātu, kas ir vaina, nevis tikai zinot, kādi simptomi ir. Lai gan tas ne vienmēr ir reāli perspektīva, tas palīdz skolēniem veidot pamatzināšanas, kas nepieciešamas, lai diagnosticētu ķēdi no empīriskiem datiem. Šādi jautājumi jāievēro (beidzot) ar citiem jautājumiem, lūdzot skolēniem noteikt iespējamos defektus, pamatojoties uz mērījumiem.

5. jautājums

Pieņemsim, ka 1200 apgriezienu vara stieple ir iesaiņota ap vienu dzelzs gredzena daļu un 3000 apgriezienu stieple ir iesaiņota ap šo pašu gredzena citu daļu. Ja 1200 pagrieziena spole tiek aktivizēta ar 15 voltu maiņstrāvu (RMS), cik daudz sprieguma parādās starp 3000 pagrieziena spoles galiem "# 5"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

37, 5 voltu AC, RMS.

Piezīmes:

Transformatora tinumu aprēķini ir vienkārši matemātiskās attiecības. Ja jūsu skolēni nav spēcīgi viņu attiecību prasmēs, šis jautājums sniedz pieteikumu, lai tos asinātos!

6. jautājums

Aprēķiniet sprieguma izlaidi ar transformatora sekundāro tinumu, ja primārais spriegums ir 230 volti, sekundārajā tinumā ir 290 apgriezieni, un primārajai tinumā ir 1120 pagriezieni.

V sekundārā =

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

V sekundārais = 59, 6 volti

Piezīmes:

Transformatora tinumu aprēķini ir vienkārši matemātiskās attiecības. Ja jūsu skolēni nav spēcīgi viņu attiecību prasmēs, šis jautājums sniedz pieteikumu, lai tos asinātos!

7. jautājums

Aprēķiniet strāvas avota pašreizējo un slodzes strāvu šajā transformatora ķēdē:

Es avots = es slodzes =

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

I avots = 187, 5 mA I slodze = 72, 73 mA

Piezīmes:

Lielākā daļa transformatoru problēmu ir nekas vairāk kā koeficienti, bet daži studenti uzskata, ka attiecības ir grūti izpildāmas. Jautājumi, piemēram, tas ir lieliski, lai skolēni nāk klajā klāja priekšpusē un demonstrētu, kā viņi ir guvuši rezultātus.

8. jautājums

Ja izolētas stieples spole tiek iesaiņota ap dzelzs kodolu, veidojas induktivitāte. Pat ja stieplei ir niecīga pretestība, strāva caur spoļu no maiņstrāvas avota tiks ierobežota ar spoles induktīvo pretestību (X L ), jo magnētiskā plūsma dzelzs dziedzeros svārstās uz priekšu un atpakaļ, lai izraisītu pret EMF :

Novietojiet momentāno magnētiskās plūsmas (φ) viļņu formu dzelzs kodolā, kas atbilst šajā grafikā parādītajam momentānam liekamam spriegumam (v):

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Pastāv vienkārša formula (lai gan tajā ir atvasinājuma termins), kas apraksta attiecību starp momentāno plūsmu (φ) un momentāno inducēto spriegumu (v). Jūsu studentiem vajadzētu zināt, kas tas ir, un ka tas jāpiemēro šim jautājumam!

9. jautājums

Ja mēs aktivizējam induktora spoli ar svārstīgo (AC) spriegumu, mēs radīsim svārstīgo magnētisko plūsmu induktora kodolā:

Ja mēs aptinam otru stieples vijumu ap vienu un to pašu magnētisko serdi kā pirmo (induktīvo) spoli, mēs izveidojām situāciju, kurā pastāv savstarpēja induktivitāte: strāvas maiņa caur vienu spoli inducē spriegumu otrā un pretēji. Tas, protams, izraisīs maiņstrāvas spriegumu, kas tiek inducēts otrajā stiepļcaurulē:

Kāds nosaukums ir dota šādai ierīcei, ar diviem spoles spailēm, kurās ir kopīga magnētiskā plūsma "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/01876x03.png">

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šo ierīci sauc par transformatoru .

Piezīme: vp un v s relatīvās amplitūdas ir patvaļīgas. Es piesaistīju tos dažādos amplitūdos lasītāja labā: tādēļ divas viļņu formas nebūtu pilnīgi pārklājušās un nebūtu atšķirīgas viena no otras.

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, kā būtu jāizveido sekundāro spoli, lai patiesi ģenerētu spriegumu, kas ir lielāks par piemēroto (primāro) spoles spriegumu. Kā sekundārā strāvas ģenerēšana ir mazāka nekā primārais "darbvirsmas panelis paneļa paneļa noklusējuma" objekts>

10. jautājums

Šeit ir redzama transformatora, kas iedarbina pretestības slodzi, shematiska shēma precīzā brīdī, kad primārā tinuma spriegums ir pozitīvā (+) pīķa līmenī:

Nosakiet sprieguma polaritāti visā slodzes rezistorā šajā precīzā brīdī, kā arī strāvas virzienu katrā no tinumiem.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Sekojošais jautājums: ņemiet vērā sakarību starp strāvas virzienu un sprieguma polaritāti katram transformatora tinumam. Ko norāda šīs dažādās attiecības attiecībā uz strāvas "plūsmu" ķēdē "piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Viena perspektīva, kas var palīdzēt studentiem izprast strāvas virzienus caur katru transformatora uztvērumu attiecībā pret sprieguma polaritāti, ir domāt par katru tinumu, jo tas ir vai nu elektroenerģijas avots, vai arī slodze . Jautājiet saviem skolēniem: "kāda likvidācija darbojas kā avots šajā shēmā un kāds tas darbojas kā slodze ? Iedomājieties, ka šie avoti un slodzes ir DC (lai analīzes nolūkā mēs varētu saglabāt tādu pašu polaritāti spriegumam). Kādā veidā jūs varētu izdarīt strāvas DC avota un DC slodzes?

11. jautājums

Benzīna dzinēja iekšdedzes dzinēju dzinēja aizdedzes spole ir transformatora piemērs, lai gan to nedarbina maiņstrāva. Paskaidrojiet, kā transformatoru var darbināt ar elektrību, kas nav AC:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Lai transformators darbotos, primārajai tinuma strāvai jāmainās strauji, ņemot vērā laiku. Neatkarīgi no tā, vai tas ir pašreizējais, kas patiešām aizstāj, vai tikai viens, kas impulsē vienā virzienā.

Izaicinājuma jautājums: vai sekundārā sprieguma sinusoidālās viļņu forma ir "paslēpta"> Piezīmes:

Tas ir ļoti izplatīts transformatoru tehnoloģijas pielietojums: aizdedzes "spole", ko izmanto gaisa degvielas maisījuma aizdegšanai benzīna dzinēja degšanas kamerā. Šis jautājums arī pievēršas studentu dažkārt neizprotamam jautājumam, ka transformatori būtībā ir AC ierīces, nevis DC.

Iespējams, ka klases demonstrējumam ir pieejama automobiļu aizdedzes spole. Aizmugures aizdedzes vietā var izmantot neona lampu, lai norādītu uz augstsprieguma esamību.

Attiecībā uz atbildes uz problēmu jautājumu, osciloskops ātri pierādīs viļņu skaņas raksturu jebkuram transformatoram, kas aktivizēts ar pulsējošu DC.

12. jautājums

Šajā shēmā kaut kas nav izdevies, jo spuldzīte neiedegas, kad slēdzis ir aizvērts:

Kāds transformatora defekta (-u) veids (-i) varētu radīt problēmu kā šajā gadījumā un kā jūs varētu pārbaudīt, izmantojot multimetru "# 12"> atklāt atbildi slēpt atbildi

Visbiežāk sastopamais transformatora defekta veids, kas izraisa tādu problēmu kā, ir atklāta tinuma. To ir ļoti viegli pārbaudīt, izmantojot multimetru (es jums atbildēšu uz šo jautājumu daļu!).

Piezīmes:

Protams, šīs ķēdes defekti, kas nav saistīti ar transformatoru, var arī novērst apgaismojuma spuldzi. Ja tas prasīs laiku, būtu labi analizēt dažus neveiksmīgas scenārijus ar saviem skolēniem, lūdzot viņus pēc iespējas efektīvāk atrast nepatikšanas avotu.

13. jautājums

Industriālie vadības spēka transformatori tiek izmantoti, lai samazinātu 480 vai 240 voltus līdz līmenim, kas ir pieņemams relejas vadības shēmām: parasti 120 volti. Daži vadības spēka transformatori tiek būvēti ar vairākiem primāriem tinumiem, lai atvieglotu savienojumu ar 480 voltu vai 240 voltu maiņstrāvas avotu:

Šādi transformatori parasti tiek reklamēti kā primārie tinumi ar "240 × 480", simbols "×", kas attēlo divus neatkarīgus tinumus ar četriem savienojuma punktiem (no H1 līdz H4).

Parādiet savienojumus četriem "H" termināļiem, kas nepieciešami 240 voltu darbībai, kā arī 480 voltu darbībai šādos attēlos:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Šis transformatoru veids ir ļoti izplatīts rūpniecības kontroles sistēmās. Apspriediet ar saviem skolēniem, kāpēc primārie tinumu termināli ir sakārtoti tā, kā tie ir (H1-H3-H2-H4), lai atvieglotu tuvu gala blīvēšanu ar metāla spailēm.

14. jautājums

Ja no maiņstrāvas avota un maiņstrāvas slodzes ir pievienots izolācijas transformators (transformators ar tādu pašu skaitu "pagriezienu" primārajā un sekundārajā spolēs), mēs mērīsim to pašu spriegumu un to pašu strāvu gan avota, gan slodzes terminālos:

Ja mēs aprēķinām elektroenerģijas izvadi no avota un strāvu, ko izkliedē slodze, vērtība ir vienāda: 420 W (P = IV).

Tagad pieņemsim, ka analizējam ķēdi, kurā ir paātrinātājs transformators (viens ar vairāk šķērsgriezuma stiepli sekundārajā spolē nekā primārajā spolē). Ar pastiprināšanas transformatoru slodzes spriegums būs lielāks par barošanas spriegumu. Šajā piemērā es parādu paātrināto transformatoru ar 1: 2 pakāpju koeficientu:

Pieņemot, ka slodzes pretestība pilnīgi atšķiras no pirmās (izolācijas transformatora) ķēdes, ko jūs varat izdarīt par slodzes strāvu un jaudu (gan avotu, gan slodzi) šajā shēmā "# 14"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Fiziskās likuma pamatnoteikumi, kas pazīstami kā Enerģijas taupības likums, saka jums visu, kas jums jāzina par enerģijas avotu un jaudas slodzi! Un no tā jums ne tikai jāspēj kvalitatīvi noteikt slodzes strāvu šajā shēmā, bet arī aprēķināt to ar godīgu precizitāti.

Piezīmes:

Vienīgais iemesls, kādēļ es šaubos, lai pateiktu studentiem, ka viņi var precīzi aprēķināt slodzes strāvu , ir tādēļ, ka nav norādīts, vai transformators ir vai nav "izkropļots" vispār. Protams, neviens reālais transformators nav 100% zudums, un tas ir kaut kas, kas mums jāņem vērā "reālajā dzīvē".

Es atklāju, ka Enerģētikas pieejas saglabāšana ir ne tikai jēga studentiem, jo ​​viņi iemācās aprēķināt transformatora uzvedību, bet tas ir lielisks pamatlikuma tiesību stiprinājums, un laba izpratne par to palīdzēs viņiem labi darboties viņu karjeras laikā.

15. jautājums

Aprēķināt visas šīs transformatora ķēdes vērtības:

V primārais =
V sekundārā =
Es primārs =
I sekundārā =

Paskaidrojiet, vai tas ir paātrinātā, pazeminošā vai izolējošā transformators, kā arī paskaidrojiet, kas atšķiras no "sekundārā" tinuma "primārajā" tinumā jebkurā transformatorā.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

V primārais = 48 volti
V sekundārais = 14, 77 volti
Es primārā = 30, 3 mA
I vidējā = 98, 5 mA

Tas ir pazeminošs transformators.

Piezīmes:

Lielākā daļa transformatoru problēmu ir nekas vairāk kā koeficienti, bet daži studenti uzskata, ka attiecības ir grūti izpildāmas. Jautājumi, piemēram, tas ir lieliski, lai skolēni nāk klajā klāja priekšpusē un demonstrētu, kā viņi ir guvuši rezultātus.

16. jautājums

Aprēķināt visas šīs transformatora ķēdes vērtības:

V primārais =
V sekundārā =
Es primārs =
I sekundārā =

Paskaidrojiet, vai tas ir paātrinātā, pazeminošā vai izolējošā transformators, kā arī paskaidrojiet, kas atšķiras no "sekundārā" tinuma "primārajā" tinumā jebkurā transformatorā.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

V primārais = 3, 7 volti
V sekundārais = 12, 0 volti
Es primārā = 26, 1 mA
I sekundārais = 8, 02 mA

Šis ir paātrinātājs transformators.

Piezīmes:

Lielākā daļa transformatoru problēmu ir nekas vairāk kā koeficienti, bet daži studenti uzskata, ka attiecības ir grūti izpildāmas. Jautājumi, piemēram, tas ir lieliski, lai skolēni nāk klajā klāja priekšpusē un demonstrētu, kā viņi ir guvuši rezultātus.

Piezīme saviem skolēniem, kā atšķirība starp pakāpenisku un pakāpenisku transformatoru ir vienkārši izmantošanas jautājums. Ir iespējams izmantot transformatoru jebkurā veidā!

17. jautājums

Tipiskā paātrinātā vai pazeminošā transformatorā augstāka sprieguma tinuma veltnis parasti izmanto smalkāku maģistrāli, nekā zemākā sprieguma tinumā. Paskaidrojiet, kāpēc tas tā ir.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Augstākā sprieguma uztvērējs darbojas mazāk strāvas nekā zemākā sprieguma tinumā.

Piezīmes:

Ja jums gadās būt transformators, kas ir izgriezts uz pusi (taisni caur centru), tas būs lielisks demonstrācijas gabals diskusijai. Atšķirība starp tinumiem tūlīt parādīsies skolēniem, kad tie redzēs vienu.

18. jautājums

Mehāniķis dodas uz skolu un kursē maiņstrāvas elektriskajās shēmās. Apgūstot paātrinātos un pazeminošos transformatorus, viņš izteica piezīmi, ka "Transformatori darbojas kā pārnesumu elektriskais variants ar atšķirīgām proporcijām."

Ko šis mehānisms nozīmē ar mehānismu? "Atzīmēt atbildi" Nerādīt atbildi

Tieši tāpat kā sasaistes mehānismi ar dažādiem zobu skaitļiem pārveido mehānisko spēku starp dažādiem ātruma un griezes momenta līmeņiem, elektriskie transformatori pārveido spēku starp dažādiem sprieguma un strāvas līmeņiem.

Piezīmes:

Tas ir ne tikai skaņas analoģijas, bet arī tas, ka daudzi mehāniski domājoši cilvēki ir viegli saistīti! Ja jums gadās būt kāda mehānika savā klasē, nodrošiniet viņiem iespēju izskaidrot pārnesumu koncepciju tiem studentiem, kuri nezina pārnesumu sistēmas matemātiku.

19. jautājums

Paskaidrojiet, kā šis īpašais transformators spēj kontrolēt gaismas spuldzes strāvu:

Kādas priekšrocības varētu būt transformatora izmantošana, lai kontrolētu maiņstrāvu, nevis mainīgais rezistors "# 19"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

Šis transformators kontrolē spuldzes strāvu, nodrošinot mainīgu sprieguma attiecību starp avotu un slodzi.

Piezīmes:

Tas var palīdzēt sniegt skaitliskus piemērus par strāvas samazināšanas koeficientu transformatoram šajā shēmā, lai studenti labāk saprastu, kā šī ierīce kontrolē spuldzes jaudu. Atgādiniet saviem skolēniem, ka mūsdienu transformatori ir ļoti efektīvas ierīces, kuru pilnas slodzes efektivitātes rādītāji parasti pārsniedz 95%.

Ja skolēni jautā par Variac, jūs varat tos parādīt šai diagrammā:

Protams, Variac ir autotransformatora veids, kā tāds nenodrošina regulārā transformatora elektrisko izolāciju. Dažos gadījumos tas var būt svarīgi!

20. jautājums

Šajā mainīgaprieguma transformatora ķēdē ieejas spriegums (120 VAC) tiek pārslēgts uz dažādiem "krāniem" transformatora primārajā tinumā, lai izveidotu dažādus pakāpienu koeficientus.

Lai gan ir iespējams pieskarties transformatora sekundārajai uztīšanai, lai panāktu atšķirīgus izejas spriegumus, nevis primāro, ir pamatots iemesls slēdža novietošanai ķēdes primārajā pusē. Identificējiet šo praktisko iemeslu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Lai minimizētu pašreizējo summu, slēdzi kontakti ir jārīkojas.

Piezīmes:

Svarīgi vienmēr paturēt prātā tādus sastāvdaļu praktiskus ierobežojumus kā kontaktu maiņa, veidojot ķēdes. Protams, var būt daudz alternatīvu darba shēmas izveides veidu, taču daži veidi būs praktiskāki nekā citi.

Dažos gadījumos labāk varētu atrast slēdzi (un tinumu krānus) slēgta transformatora sekundārajā pusē, nevis primāro. Iedomājieties, ja primārā tinuma spriegums bija 100 kVAC, nevis 120 VAC. Izveidojiet šo scenāriju saviem skolēniem un uzdodiet viņiem jautājumus par to, kādi praktiskie pārslēgšanās ierobežojumi var likt pārorientēties uz transformatora sekundāro tinumu.

21. jautājums

Pieņemsim, ka barošanas sistēma piegādā maiņstrāvu pie pretestības slodzes, kas izceļas ar 150 ampēriem:

Aprēķiniet slodzes spriegumu, slodzes jaudas izkliedi, strāvas izturību (R vadu ) izkliedēto jaudu un kopējo jaudas efektivitāti (η = ((P slodze ) / (P avots ))).

E slodze =
P slodze =
P līnijas =
η =

Tagad pieņemsim, ka mums būtu jāizmanto pāris perfekti efektīvu 10: 1 transformatoru, lai panāktu spriegumu pārsūtīšanai, un atkal atpakaļ, lai to izmantotu slodzē. Pārrēķiniet slodzes spriegumu, slodzes jaudu, izšķērdēto jaudu un šīs sistēmas vispārējo efektivitāti:

E slodze =
P slodze =
P līnijas =
η =
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Vienkārša sistēma (bez transformatoriem):

E slodze = 210 volti
P slodze = 31, 5 kW
P līnijas = 4, 5 kW
η = 87, 5%

Kompleksā sistēma (ar transformatoriem):

E slodze = 239, 7 volti
P slodzes = 35, 96 kW
P līnijas = 45 W
η = 99, 88%

Sekojošais jautājums: vai jūs varat domāt par jebkādiem kontūras trūkumiem, izmantojot 10: 1 transformatorus salīdzinājumā ar oriģinālu (bez transformatora) energosistēmas "piezīmes paslēptas"> Piezīmes:

Piemēram, tas parasti izskaidro priekšrocības, ko dod AC vietā, nevis DC, lai pārsūtītu lielu daudzumu elektroenerģijas lielos attālumos, labāk nekā vienkārši stāstot skolēniem, kāpēc transformatorus izmanto enerģijas sistēmās. Pat ar nelieliem jaudas zudumiem transformatoros (teiksim, 3% zaudējumu katrā), kopējā efektivitāte šajā sistēmā joprojām ir daudz lielāka nekā vispār neizmantojot transformatorus.

Apspriežot pēcpārbaudes jautājumu, pārliecinieties, ka drošība tiek uzskatīta par atlīdzību, ja neviens no jūsu studentiem to nedara.

22. jautājums

Šunta rezistori parasti tiek izmantoti strāvas strāvas ķēžu mērīšanai, ražojot nelielu sprieguma kritumu tieši proporcionāli ķēdes strāvai. Tie ir īpaši noderīgi sarežģītu strāvas signālu mērīšanai maiņstrāvas ķēdēs, jo tie nekādā veidā neizkropļo viļņu formu.

Pieņemsim, ka jūs vēlējāties izmērīt pašreizējo viļņu formu šajā strāvas ķēdē, izmantojot osciloskopu, lai mērītu spriegumu, kas kritās visā šunta rezistorā:

Ja pievienojat osciloskopu strāvas ķēdei, kā parādīts attēlā, notiks ļoti sliktas lietas, piemēram, osciloskopa zemes klips kausējot, ar lielu dzirksteļu daudzumu!

Pēc bojātās zondes komplekta nomaiņas un ilgstošas ​​pārtraukuma, lai nomierinātu savus nervus, pieredzējis speciālists iesaka, lai osciloskopa strāvas vads pievienotu izolācijas transformatoram, lai nākotnē novērstu šo problēmu. Paskaidrojiet, kas ir izolācijas transformators, kāpēc tas novērš īsā cikla problēmu šajā ķēdē un kādus piesardzības pasākumus, ja to lieto.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Izolācijas transformators" neveic strāvas padevi uz augšu vai uz leju, bet vienkārši nodrošina elektrisko izolāciju starp primāro un sekundāro tinumu. Šajā konkrētajā gadījumā osciloskopa strāvas ķēdē ievietotais izolācijas transformators pārtrauc ķēdi, kas izveidota ar zondes zemējuma klipa savienojumu ar metāla šasijas osciloskopu, kas savukārt ir savienots ar zemes strūklu uz strāvas vadu spraudni, kas savienots ar zemi drošības pamats.

Ja izolācijas transformators tiek izmantots šādā veidā, tas izvairās no īssavienojuma problēmas, bet tikai par osciloskopa šasijas "nepamatošanas" izmaksām, padarot to nedrošu pieskarties !!!

Pārbaudes jautājums: norādiet veidu, kā droši izmantot osciloskopu, lai mērītu šunta rezistora spriegumu, neizmantojot izolācijas transformatoru.

Piezīmes:

Šī stunda par osciloskopa izmantošanu ir vērtīga, jo studenti noteikti saskaras ar problēmām, kas saistītas ar to ķēdēm, kas rodas zem zemes pieslēgumos, izmantojot osciloskopa šasijas virsmu. Diskusiju laikā ar osciloskopu un ommeter klasē būtu laba ideja, tāpēc studenti var pārbaudīt pašus kopīgos savienojumus.

23. jautājums

Pieņemsim, ka jums ir nepieciešams jaudas 120 voltu 600 vatu sildelements no 240 voltu avota. Jums gadās būt vairāki 240V / 120V pazemināšanas transformatori ar rokām, bet katrs no tiem ir novērtēts tikai ar 400 VA. Uzzīmējiet shematisku shēmu, kurā parādīts, kā var izmantot vairākus transformatorus 120 voltu slodzes saskaņošanai ar 240 voltu avotu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Ja jūs vēl neesat studējis maiņstrāvas enerģiju (vatos, voltampus un voltampus reaģējošu), ļaujiet viņiem noteikt, kas vispirms nozīmē "VA", un pēc tam ļaujiet viņiem zināt, ka tas ir vienkārši ekvivalents "vat" pret rezistenci slodze

Tā ir ļoti reāla problēma, kam ir jāatbilst pieejamiem komponentiem konkrētam uzdevumam, tāpēc šis jautājums ir vērts jūsu skolēnu laikā, lai pamatīgi apspriestu un izprastu.

24. jautājums

Paskaidrojiet, kā pakāpju transformatora konstrukcija atšķiras no pastiprinātāja transformatora konstrukcijas.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Samazinātiem transformatoriem ir mazāk sekundāro pagriezienu nekā primāro pagriezienu, bet pastiprināšanas transformatoriem ir vairāk sekundāru apgriezienu nekā primāro pagriezienu.

Piezīmes:

Vaicājiet saviem skolēniem izskaidrot attiecības starp primārajiem un sekundārajiem pagriezieniem un kā tas ietekmē sprieguma transformācijas koeficientu, pamatojoties uz savstarpēju induktivitāti.

25. jautājums

Izskaidrojiet, kā izolācijas transformatora konstrukcija atšķiras no pastiprinātāja vai lejupvērstā transformatora konstrukcijas.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Samazinātiem transformatoriem ir mazāk sekundāro pagriezienu nekā primāro pagriezienu, bet pastiprināšanas transformatoriem ir vairāk sekundāru apgriezienu nekā primāro pagriezienu. Izolācijas transformatoriem ir vienādi apgriezieni abos tinumos.

Piezīmes:

Vaicājiet saviem skolēniem izskaidrot attiecības starp primārajiem un sekundārajiem pagriezieniem un kā tas ietekmē sprieguma transformācijas koeficientu, pamatojoties uz savstarpēju induktivitāti.

26. jautājums

Aprēķinot jaudu transformatora shēmās, kā primāro un sekundāro ķēžu jaudas (P primārā = V primārā I primārā un P sekundārā = V sekundārā I sekundāro ) salīdzināt ar otru "# 26"> Atklāt atbildi Paslēpt atbildi

Ideālā gadījumā P sekundārais = P galvenais, lai arī šī līdzvērtība nekad nav diezgan precīza. Praksē P sekundārā vērtība vienmēr būs mazliet mazāka par P primāro .

Piezīmes:

Visvienkāršākā atbilde uz šo jautājumu ir tāda, ka P secondary = P ir galvenais, un tas ir noderīgs princips, veicot transformatora ķēžu aprēķinus. Pat tad, ja tas nav precīzi taisnība, tas joprojām ir lietderīgs līdzeklis, lai pārbaudītu mūsu aprēķinu ticamību. Vaicājiet saviem skolēniem, kāpēc tas tā ir.

27. jautājums

Paskaidrojiet, kāpēc transformatori tiek plaši izmantoti tālsatiksmes elektroenerģijas sadales sistēmās. Kādas priekšrocības viņi aizdod energosistēmai?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Transformatori tiek izmantoti, lai paceltu spriegumu, lai efektīvi pārvadātu lielos attālumos, un to izmanto, lai atkal ieslēgtu augsta sprieguma līmeni, izmantojot lietošanai paredzētās shēmas.

Piezīmes:

Vaicājiet saviem skolēniem sīki izskaidrot atbildi, nevis tikai atkārtot to, ko sniedz dota atbilde. Kāpēc augstsprieguma elektroenerģijas sadale ir efektīvāka par zemsprieguma sadali? Kādēļ augstspriegumam ir jāatsakās attiecībā uz lietošanai paredzētām lietojumprogrammām?

28. jautājums

Vai transformatori, kas savieno spēkstaciju ģeneratorus ar augstsprieguma elektropārvades līnijām, tiek uzskatīti par paātrinātiem vai pazeminošiem ? Paskaidrojiet savu atbildi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Tie tiek uzskatīti par pastiprinātu .

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem definēt "paātrināt" un "atkāpties", atsaucoties uz energosistēmas transformatoriem.

29. jautājums

Lodēšanas pistole ir instruments, ko izmanto, lai ātri sasildītu elektriskos savienojumus lodēšanai. Drukāto shēmu (PCB) lietojumprogrammām ir pārāk liela apjoma, tas ir labāk piemērots montāžu no viena punkta līdz punktam, kur lielas vadi jāpievieno metāla uzmavām un citām vadiem.

Papildus tam, ka tas ir noderīgs lodēšanas rīks, šī ierīce ir arī lielisks slēgta transformatora piemērs. Paskaidrojiet, kā lodēšanas pistoles konstrukcijā tiek izmantots pazeminošs transformators (ar ļoti lielu pakāpienu attiecību!), Lai ģenerētu augstās temperatūras pie lodēšanas gala.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Vislabāk atbildēt uz šo jautājumu, izjaucot un pārbaudot reālu lodēšanas pistoli. Šos instrumentus ir diezgan viegli nošķirt un salikt, tādēļ nebūtu jāuztraucas par šādu izpēti. Lai arī tam vajadzētu būt bez šaubām, nekad neizjaukt elektrisko ierīci, kas joprojām ir savienota ar strāvas padevi!

Piezīmes:

Studentiem, kam trūkst lodēšanas šaujamieroču, un tiem, kas nevēlas izmantot jebkādu iespēju iznīcināt instrumentu, veicot nepareizu demontāžu / salikšanu, nav grūti atrast fotogrāfijas no lodēšanas pistoles iekšējām detaļām. Izkāpšanas transformatora komplektam jābūt acīmredzamam, kad to pārbauda.

30. jautājums

Šeit redzamajai shēmai ir problēma: lampa nedeg, pat ja ir zināms, ka maiņstrāvas avots ir labs. Jūs zināt, ka ķēde, kas darbojas tikai labi, ir pareizi izveidota. Kaut kas tajā neizdevās:

Identificējiet vienu detaļu vai stieples kļūdu, kas var izraisīt lampas neuzliesmošanos, un aprakstiet, kā jūs izmantotu testa iekārtas, lai pārbaudītu šo kļūdu.

nepareizs vads vai komponents ķēdē, kas, iespējams, varētu atrisināt problēmu, kā arī vainas veids (atvērts vai īss), par kuru jūs domājat, ka tā būtu.
Norādiet testa mērījuma veidu, kuru jūs izmantojat šajā shēmā, un kur to varētu ņemt (identificēt testa punktus, kurus varētu izmērīt), lai pārbaudītu iespējamo vainu.
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šeit ir vairākas iespējas, un tāpēc es to atstāju, lai noteiktu!

Piezīmes:

Protams, šīs ķēdes defekti, kas nav saistīti ar transformatoru, var arī novērst apgaismojuma spuldzi. Ja tas prasīs laiku, būtu labi analizēt dažus neveiksmīgas scenārijus ar saviem skolēniem, lūdzot viņus pēc iespējas efektīvāk atrast nepatikšanas avotu.

31. jautājums

Pieņemsim, ka pazemināts transformators neizdodas, jo ķēdes sekundārajā (slodzes) pusē ir nejauša īssavienojuma:

Tas, ka transformators patiešām neizdevās īsā laikā, bez šaubām: dūmi tika novēroti no tā, īsi pirms pašreizējā ķēdē apstājās. Tehniķis noņem apgāzto transformatoru un veic abas tinumu ātras nepārtrauktības pārbaudi, lai pārliecinātos, ka tā nav atvērta. Viņa konstatē, ka primārais tinums ir atvērts, bet sekundārais tinums joprojām ir nepārtraukts. Šīs izpētes laikā neizpratnē viņa lūdz jums paskaidrot, kā primārā tinuma var nebūt atvērta, kamēr sekundārā tinuma laukums joprojām ir neskarts, ja patiešām īsā laikā notiktu ķēdes sekundārā puse. Ko jūs teiktu "# 31"> Atklāj atbildi Slēpt atbildi

Īssavienojums izraisītu strāvas palielināšanos abos transformatoru tinumos.

Piezīmes:

Studentiem ir svarīgi saprast, ka transformators "atspoguļo" slodzes nosacījumus sekundārajā pusē primārajā pusē, tādējādi avots "uzskata, ka slodze ir visos aspektos. Kas notiek sekundārajā (slodzes) pusē, patiešām tiks atspoguļots primārajā (avota) pusē.

32. jautājums

AC motors saņem pazeminātu spriegumu caur pakāpju pārveidotāju, tāpēc tas var pareizi darboties ar 277 voltu avotu:

Pēc gadiem ilgu darbību bez traucējumiem kaut kas neizdodas. Tagad motors atsakās darboties, kad abi slēdži ir aizvērti. Tehniķis veic četrus sprieguma mērījumus starp šādiem testa punktiem ar abiem slēdžiem stāvoklī "ieslēgts":


SolisMērīšana


1V TP2-Gnd = 277 V


2V TP3-Gnd = 277 V


3V TP5-Gnd = 0 V


4V TP4-Gnd = 0 V


Pabeigt šo paplašināto tabulu, ievērojot tehniķa soļus tādā pašā secībā kā sprieguma mērījumi, marķējot katra komponenta statusu kā "O" (iespējams, atvērtu), "S" (iespējams, saīsināts) vai "OK" (zināms, ka tas ir labi). Tabulas pirmajā rindā jāiekļauj daudzas iespējamās kļūdas etiķetes (jo ar maziem datiem ir daudz iespēju), bet, tā kā tiek veikti vairāk mērījumi, jums vajadzētu būt iespējai ierobežot šīs iespējas. Pieņemsim, ka ir bojāts tikai viens komponents.


SolisMērīšanaSW 1DrošinātājsPrimārsSekundārāSW 2Motors


1V TP2-Gnd = 277 V


2V TP3-Gnd = 277 V


3V TP5-Gnd = 0 V


4V TP4-Gnd = 0 V


Atklāt atbildi Slēpt atbildi


SolisMērīšanaSW 1DrošinātājsPrimārsSekundārāSW 2Motors


1V TP2-Gnd = 277 VlabiOOOOO


2V TP3-Gnd = 277 VlabilabiOOOO


3V TP5-Gnd = 0 VlabilabiOOOlabi


4V TP4-Gnd = 0 VlabilabiOOlabilabi


Nevar atvērt vai nu primāro, vai sekundāro tinumu!

Pārbaudes jautājums: aprakstiet, ko jūs varētu izmērīt nākamajā šajā shēmā, lai noteiktu, vai tas ir primārais vai sekundārais tinums, kas nav atvērts.

Piezīmes:

Studenti var jautāt, kāpēc mēs varam teikt, ka otrais slēdzis un motors ir labi pēc tam, kad tehniķis ir novērtējis 0 voltus pirms katra. Protams, mēs zinām, ka kaut kas nav izdevies pirms punktiem, kur mēra 0 voltus, bet tas neuzrāda sastāvdaļu veselību pēc šiem punktiem! Atbilde uz šo ļoti labo jautājumu ir pieņēmums, kas norādīts jautājuma beigās: ka ķēdei ir jāuzņemas tikai viena komponenta vaina . Ja vai nu slēdzis 2, vai motors netika atvērti, tas joprojām nenozīmē sprieguma trūkumu starp TP4 un zemi. Iespējams saīsināts motors, bet tad drošinātājs būtu izpūstas, kā rezultātā 0 volti starp TP3 un zemi. Tātad, mēs pieņemam, ka motors un slēdzis 2 ir labi, jo tikai daži citi atsevišķi kļūme var izraisīt mērījumus, ko mēs lasām.

Jautājums Nr. 33

Ethernet ir populārs sakaru standarts daudzām digitālajām ierīcēm, ieskaitot personālos datorus. Sākotnēji Ethernet bija paredzēts tīkla standartam tikai ciparu datu pārraidei bez barošanas. Tomēr vēlākos gados standarta atjauninātās jaudas var tikt pārsūtītas pa vieniem vadu pāriem. IEEE standarts 802.3af ir viens no pārnēsājamā Ethernet standarta piemēriem.

Šķiet, šeit ir shematisks, kas parāda, kā divas Ethernet ierīces savieno kopā 5 kategorijas ("Cat 5") vītā pāra kabeli, kam nav kabeļu savienojumu ar līdzstrāvas padevi:

Digitālie dati sastāv no sprieguma impulsiem laika gaitā (AC, pēc būtības), kas novadīts starp divām ierīcēm divu vītu pāru vadu komplektiem.

Nākamajā shematiskajā displejā parādīts 802.3af standarts, kas ļauj paziņot gan līdzstrāvas, gan ciparu datus vienā un tajā pašā vadu pārī. Ņemiet vērā transformatoru izmantošanu katrā ierīcē:

Paskaidrojiet, kāda funkcija (-s) transformatori šajā sistēmā nodrošina un kā tie ļauj līdzstrāvas barjerai pārvietoties pa vadu pāriem no avota uz slodzi, neietekmējot Ethernet datu signālus, kas ir maiņstrāvas avoti.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Izsekojiet līdzstrāvas strāvu no avota uz slodzi, un jūs redzēsiet, ka transformatora kodolos, kas izriet no DC, nulles neto magnētiskā plūsma, kas nozīmē, ka transformatori "neredz" DC strāvu praktiskiem mērķiem.

Piezīmes:

Tas ir interesants transformatoru pielietojums: DC izolācija, kas ļauj veidot "elektrolīnijas pārvadātāju" sistēmu, neizmantojot filtru tīklus.

Faktiski, standarta 802.3af ir vairāk nekā tas, kas parādīts otrajā shematiskajā diagrammā. Šis standarts arī ļauj izmantot citus divus vadu pārus Cat 5 kabeli kā īpašus barošanas vadītājus. Es neievēroju šo aspektu vienkāršībai.

34 jautājums

Atrodiet vienu vai divus reālus transformatorus un iepazīstiet tos ar tevi klasei. Norādiet pēc iespējas vairāk informācijas par transformatoriem pirms diskusijas:

Aptinuma koeficients (-i)
Savilkšanās pretestība
Sprieguma reitings katrai vijumā
Pašreizējais katras likvidācijas reitings
Frekvences reitings
Pielietojums (jaudas, signāla, audio uc)
Tips (dzelzs kodols, gaisa kodols uc)
Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Ja iespējams, atrodiet ražotāja detaļas savām sastāvdaļām (vai vismaz līdzīgas sastāvdaļas datu lapu), lai apspriestu ar saviem klasesbiedriem.

Esiet gatavi pierādīt savu transformatoru faktisko tinumu pretestību klasē, izmantojot multimetru!

Piezīmes:

Šī jautājuma mērķis ir iegūt studentus kinestētiski mijiedarboties ar priekšmetu. Iespējams, ir muļķīgi, ja skolēni iesaistās pasākumā "rādīt un pateikt", bet es atklāju, ka tādas aktivitātes kā šis ļoti palīdz studentiem. Tiem skolēniem, kuri pēc kinestētiska rakstura ir ļoti noderīgi, faktiski pieskaroties īstiem komponentiem, kamēr viņi mācās par savu funkciju. Protams, šis jautājums arī nodrošina lielisku iespēju tiem praktiski interpretēt sastāvdaļu marķējumus, izmantot multimetru, piekļuves datu lapas utt.

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →