Презентація посібника для вчителів "Саморобні прилади з фізики" I частина
Презентація посібника для вчителів фізики:
«Саморобні прилади з фізики»
I частина Перелік статей
• Вступ;
• Правила безпеки при роботах з електросхемами;
• Блок живлення для дослідів з фізики;
• Електромагніт на 42 В;
• Електронний електроскоп;
• Простий зарядний пристрій;
• Генератор сітки частот;
• Перетворювач напруги для живлення люмінесцентної лампи;
• Генератор синусоїдального НЧ сигналу;
• Демонстрація дротового телефонного зв’язку;
• Радіопередавач і радіоприймач для демонстрації принципів радіозв'язку;
• Пристрій для демонстрації дії біметалевих пластин;
• Демонстрація елемента живлення;
Вступ
Історія появи цього посібника (в електронному вигляді- 135 сторінок) пов’язана з тим, що Дмитро Святославович Бабин викладав фізику і астрономію в Нелиповецькому навчально-виховному комплексі; для зацікавлення учнів предметом фізики співавторами: Бабин Дмитром Святославовичем і Бабин Святославом Філатовичем було виготовлено 51 саморобних приладів для демонстрації фізичних явищ і написано 53 статті. Деякі прилади (електронний секундомір, високочастотний адаптер діапазону СХ для демонстрації принципів радіозв’язку, генератор потужного імпульсу, генератор низької частоти, камертонний генератор) були виготовлені на гуртку «радіоконструкторів» в Кельменецькому професійному ліцеї, під керівництвом Святослава Бабин. Більшість приладів були використані в учбовому процесі, а з приладами для факультативних занять учні мають змогу заочно переглянути статті в Інтернеті на сайті, в розділі «Саморобні прилади з фізики»; адреса сайту: https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Фізика надзвичайно цікава наука, вона дає людині відчути надзвичайну силу свого розуму, формує науковий світогляд, розвиває зацікавлення до сприйняття фізичних явищ у навколишньому світі. Чудеса сучасної техніки з'явилися насамперед завдяки фізиці: без знання фізичних законів неможливо проектувати сучасну техніку, телебачення, комп'ютери, засоби зв'язку та багато іншого, що ввійшло в повсякденне життя людей. Відкриття, зроблені в галузі фізики, можуть невпізнанно змінити життя людини.
Для успішного викладання фізики в школі необхідно добре обладнаний кабінет. На жаль, далеко у всіх школах є повний комплект необхідного обладнання, а багато приладів потребують ремонту. Деякі прилади можливо замінити саморобними, зробленими з підручних матеріалів на уроках праці, або в гуртку юних електротехніків, радіоконструкторів і робити досліди на факультативних заняттях для поглиблення знань з фізики учнівської молоді. Для безпеки учнів при виконанні робіт в гуртках, при виготовленні приладів і користування ними, їм необхідно вивчити «Правила безпеки при роботах з електросхемами», які є окремим розділом на сайті. При виготовленні приладів корисно учням ознайомитись з розділом на сайті: «Уроки для радіоаматорів початківців».
Вчителям фізики також доцільно ознайомитись з цими статтями і використовувати їх для покращення знань з фізики учнів загальноосвітніх шкіл, ліцеїв.
Правила безпеки при роботах з електросхемами
Виготовляючи, налагоджуючи і експлуатуючи електронні саморобки, вам постійно доводиться мати справу з електричним струмом. Не думайте, що це завжди безпечно – щонайменше недотримання запобіжних заходів може призвести до неприємних і навіть трагічних наслідків. Ось чому важливо знати про дії струму на організм людини і робити все можливе, щоб уникнути ураження струмом.
Встановлено, що струм близько 0,01 А вже викликає роздратування нервової системи і навіть судоми. Якщо ж через тіло людини протікає струм 0,03 А, м'язи можуть втратити здатність скорочуватися, а при струмі 0,06 А настає параліч дихальних органів. Смертельним вважається струм близько 0,1 А. Розрахунковий опір людини 1 кОм, тобто вже при напрузі 100 В через людину буде протікати струм, згідно закону Ома: 100 В : 1000 Ом = 0,1 А; це вже смертельно небезпечний струм. Електромережа не признає неуважного відношення до себе. Пол в кімнаті, не повинен бути сирим, чи вологим. Відомо, що при однаковій напрузі через провідник з меншим опором потече більший струм, і навпаки. Так і з людиною. У одного електричний опір тіла великий і його може тільки злегка «вдарити» при торканні проводу, що перебуває під напругою. А іншого, в цьому випадку паралізує.
Опір тіла людини залежить від вологості його шкіри в даний момент, стану нервової системи, втоми і може змінюватися в сотні разів, коливаючись від одиниць до сотень кілоом. Варто людині з мінімальним опором потрапити під напругу електромережі 220 В, підведену до розеток, – і через його тіло потече струм, який виявиться смертельним. Безпечним для людини в звичайних кімнатних умовах буде будь-яке джерело напругою до 42 В.
Має значення і шлях струму. Найбільш небезпечний – від руки до руки, оскільки він пролягає через область серця. Менш небезпечний шлях права рука – ліва нога, а потім права рука – права нога. Недарма досвідчені інженери, перевіряючи установки з небезпечним для життя напругою, намагаються тримати ліву руку вільної або зовсім прибирати її в кишеню, працюючи в напруженій ситуації тільки правою рукою.
Хоча на зміну ламповим конструкцій з високовольтною анодною напругою давно прийшла транзисторна електроніка з низьковольтним живленням, небезпека ураження електричним струмом залишилася. Ви піддаєтеся їй, включаючи паяльник, випрямляч, потужний підсилювач, або іншу подібну конструкцію. Уже тут потрібно пам'ятати про запобіжні заходи та тримати вилку так, щоб пальці не торкалися її металевих штирів. А якщо мережевий шнур в якомусь місці перетерся і проглядає мідна жила, терміново оберніть це місце ізоляційною стрічкою або замініть шнур.
У конструкціях, що живляться від мережі через роздільний понижувальний трансформатор, небезпечна напруга буде на виводах вимикача і утримувача запобіжника, а також виводах первинної обмотки трансформатора. Ці виводи після підпайки провідників захистіть відрізками полівінілхлоридної трубки або ізоляційною стрічки. Вимикач живлення в цьому випадку повинен бути розрахований на мережеву напругу і споживаний конструкцією струм і мати хорошу ізоляцію між виводами і ручкою (у більшості вимикачів-перемикачів вона металева). Природно, що жоден з мережевих дротів не повинен з'єднуватися із загальним проводом конструкції.
Особливу небезпеку становлять конструкції з безтрансформаторним живленням, або конструкції, в яких за умовами роботи загальний провід гальванічно з'єднаний з мережею (наприклад, в деяких пристроях на мікросхемах, що містять цифрові газорозрядні індикатори). У цьому випадку корпус конструкції бажано виготовити з ізоляційного матеріалу, а якщо це неможливо, ретельно ізолювати від металевого корпусу змінні резистори, перемикачі та інші органи управління (їх можна встановлювати на монтажній платі всередині корпусу, а до осі прикріплювати подовжувальну втулку з ізоляційного матеріалі). На них треба надіти ручки з хорошого ізоляційного матеріалу. Гвинти кріплення ручок не повинні виступати назовні. Металевий корпус ні в якому разі не можна поєднувати з загальним проводом конструкції. Монтаж всередині подібного корпусу повинен бути виконаний так, щоб ні один із виводів деталей або кінців з'єднувальних провідників не міг торкнутися корпусу.
Перевіряючи в мережних конструкціях режим роботи деталей, підключайте один з щупів вимірювального приладу до загального проводу заздалегідь, до включення конструкції в мережу (особливо це відноситься до пристроїв з безтрансформаторним живленням). При необхідності замінити деталь, або перепаяти провідники знеструмленої конструкції- виймайте вилку з розетки, а також розряджайте конденсатори великої ємності в ланцюгах живлення і конденсатори, що виконують роль гасячих резисторів в безтрансформаторному випрямлячі, через резистор опором 5 ... 10 кОм.
Перед початком включення саморобки в електромережу перевірте омметром якість ізоляції між штирями мережевої вилки і корпусом конструкції. Якщо воно менше 10 МОм при якій-небудь (перевірте обидві!) полярності підключення щупів омметра, відшукайте несправність і усуньте її. Таку перевірку робіть періодично.
Під час роботи конструкції не торкайтеся руками до виводів її деталей, а якщо потрібно підібрати режим, наприклад, підстроювальним резистором, користуйтеся викруткою з хорошою ізоляційної ручкою. В жодному разі не втомленим – електричний опір такого організму знижений, увага ослаблена, реакція уповільнена. Конструкцію, яку необхідно вмикати в електромережу; вирпрямлячі, понижувальні трансформатори та інше, необхідно використовувати в закритому вигляді. Радіоаматорам- початківцям бажано робити конструкції з живленням від низької напруги 1,5….24 В і живити їх від батарей, або випрямлячів. Обережно треба поводитись з трансформаторами: вони можуть підключатись до низької напруги, а на вторинних обмотках може наводитись висока напруга- сотні і тисячі вольт.
Бережно потрібно поводитись з акумуляторами і не допускати короткого замикання його вихідних клем- при цьому може виникнути великий струм і провідник може вмить розплавитись і перегоріти.
При роботі з електропаяльником необхідно бути обережним і уникати доторкання до стержня електропаяльника, температура якого може досягати 280…300 градусів. Корпус електропаяльника також має високу температуру. Електропаяльник необхідно ставити на підставку з негорючого матеріала. Слід уникати доторкання до розплавленного припоя, чи каніфолі. Якщо при необачному користуванні трапився опік, то уражену ділянку необхідно змастити мазью- бальзамом «Рятівник». При розпаюванні плат від різної радіоапаратури припой з жала паяльника слід струшувати обережно, щоб не розбризгувався і не попав на руку. Електропаяльники в робочому стані необхідно тримати в зоні впливу витяжної вентиляції. Необхідно користуватись електропаяльниками на 36 В, або 42 В. Саморобні конструкції необхідно підключати до джерел живлення через запобіжники. Перед подачею напруги на зібрану схему слід ще раз перевірити првильність з’єднань, перевірити правильність підключення полярності оксидних конденсаторів. В разі неправильного підключення оксидних конденсаторів- вони можуть «взірватись»; при подачі живлення на схему.
Дотримання Правил безпечної роботи, є обов'язковим для кожного радіоаматора. Увага- залог успіху.
Література:
1. Правила безпеки експлуатації електроустановок споживачів.
http//do.sc.ukrteltcom.net/LearningSpace5/Courses/Oxorona/selfaccess/pbee. 2. Правила технічної експлуатації споживачів електроустановок.
Затверджено: Наказ Міністерства палива та енергетики України 25.07.2006 № 258.
3. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів Затверджено: Наказ Держнаглядохоронпраці від 09.01.98 № 4
Співавтори: Бабин Дмитро Святославович, вчитель фізики,
Бабин Святослав Філатович, керівник гурт «Радіоконструкторів»; смт Кельмеці, Чернівецької обл., Україна Література:
Інтернет: «Техніка безпеки при роботах з електросхемами»
https://radiour5ydn.jimdofree.com/
Блок живлення для дослідів з фізики
Якщо в кабінеті фізики немає такого блоку живлення (БЖ), то його не складно зробити з «підручних» радіодеталей і може бути виготовлено юними електротехніками, під керівництвом вчителя фізики. У пристрої застосовано широко поширений силовий трансформатор ТС180-2 від чорно-білого телевізора після невеликої модернізації, без розбирання трансформатора. Найчастіше в трансформаторах є зазор між котушками для намотування ще однієї додаткової обмотки. Блок живлення забезпечує такі градації напруги змінного струму: 6 В, 12 В, 18 В і 42 В і напруги 8 В,
16 В, 24 В постійного струму. Напруга постійного струму збільшена, в порівнянні зі змінною, згідно канонів електротехніки; в 1,4 рази після двохнапівперіодного випрямлення і згладжування конденсатором, однак при підключенні навантаження напруга трохи зменшується, в залежності від навантаження.
Принципова електрична схема пристрою наведена на рис.1.
Як видно зі схеми, три обмотки на 6 В включені послідовно, згідно і отримано необхідні градації напруги. Якщо виникне необхідність підключати до БЖ низькоомне навантаження, тобто практично закорочувати вихід БЖ, то в ланцюг додатково включається (SA3 розімкнути) резистор гасіння - електролампа EL1 на 36 В, 40 Вт. Електролампу EL1 можна замінити на електролампу на 28 В, 40 Вт, або дві електролампи на 12 В, 40 Вт- включені послідовно. Якщо немає необхідності використовувати БЖ як зарядний пристрій, тобто з великими струмами, то можливо перемикач SA3 вилучити зі схеми БЖ. Якщо перемикач SA3 вимкнений і резистор гасіння ввімкнений в ланцюг, то режим короткого замикання (досліди з провідниками в магнітному полі і т. д.) цілком допустимі для даного пристрою. Обмотки на 41 В включені паралельно, згідно, для збільшення струму в навантаженні. Напругу 41 В; при струмі, до 0,8 А, можливо використовувати для дослідів з електромагнітами, живлення електропаяльників на 42 В і багато іншого. Напруга 42 В вважається безпечною для людини, проте необхідно дотримуватися правил техніки безпеки при роботах з електросхеми і включати БЖ тільки після підключення навантаження і не доторкатися струмоведучих частин, після включення напруги. Двохнапівперіодне випрямлення отримуємо за рахунок діодного містка на діодах VD1 ... VD4, типу Д242Б. Діоди можуть мати будь-який буквений індекс. Згладжування випрямленої діодами напруги відбувається за рахунок ємності конденсатора С1. Якщо передбачається БЖ використовувати і для зарядки акумуляторів, то діоди необхідно встановити на тепловідведення з S = 50 см2 для кожного з діодів; а якщо тільки для дослідів з фізики, з включеним резистором гасіння (електролампа EL1), то діоди можуть бути без тепловідвіду. Модернізація силового трансформатора полягає в тому, що на силовому трансформаторі (без його розбирання) необхідно домотати ще одну обмотку з 21-м витком дроту ПЕВ-2 ø 1,5 мм. Якщо БЖ використовувати тільки для дослідів з фізики, то додаткову обмотку (кінці 1н і 2н на схемі рис.1) мотати не потрібно, а можливо використати існуючу обмотку, як це показано на рис. 2.
Після виготовлення БЖ слід ретельно ізолювати ланцюги пов'язані з первинної обмоткою трансформатора, запобіжника FU1, сигнальної електролампи HL1, тобто ланцюги, пов'язані з електромережею 220 В. Включати БЖ можливо тільки після перевірки правильності зібраної схеми і після встановлення схеми БЖ в пластмасовий корпус відповідних розмірів. З додатковою обмоткою БЖ забезпечує струм до 4,7 А, а без модернізаціі- на перших двох градаціях до 4,7 А і на третій градації (18 В) до 1,5 А. Цього цілком достатньо для різних дослідів з фізики. Юним електротехнікам випробовувати виготовлений БЖ необхідно тільки спільно з учителем фізики. При бажанні, тумблер SA3 можна вимкнути і надіти пластмасовий ковпачок, щоб учні самостійно не змогли його включити, або ж взагалі вилучити його з схеми- при цьому допускається підключення низькоомного навантаження і закорочування низьковольтних ланцюгів також допустиме.
Схема БЖ проста і не потребує дефіцитних радіоелементів, виготовити її можна за декілька годин. БЖ має захист від надмірного струму споживачів запобіжниками FU2, FU3, FU4. В силовому трансформаторі первинні обмотки включені повністю, тобто 127 В + 127 В і трансформатор витримує вхідну напругу- 254 В і від напруги 220 В зовсім не нагрівається при цілодобовій роботі.
Блок живлення вмикається в електромережу, в зв’язку з чим необхідно дотримуватись правил техніки безпеки при роботі з електроспоживачами.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин, смт Кельмеці,
Чернівецької обл., Україна
Література:
Інтернет: «Саморобні прилади з фізики» https: https://radio-ur5ydn.jimdofree.
Електромагніт на 42 В
Електромагнітом називається магніт, який працює на електриці. На відміну від постійного магніту, сила електромагніту може бути легко змінена шляхом зміни величини електричного струму, що протікає через нього. Якщо подавати на електромагніт постійний струм, то електромагніт буде мати чітко виражені полюса, причому при зміні напряму струму- полюса зміняться. Електромагніт працює за рахунок того, що електричний струм створює магнітне поле. При подачі на електромагніт змінного струму полюса змінюються з частотою змінного струму. .
Змайструвати електромагніт своїми руками досить просто. Найпростіше, це використати для електромагніту готовий дросель від радіоелектронної апаратури, реконструювавши його. Як відомо, трансформаторне залізо в дроселях має ш-образне залізо і «перемичку» (набір пластинок трансформаторного заліза). Якщо в дроселя вилучити перемичку, то зразу ж отримаємо електромагніт. Чим потужніший був дросель, то потужніший буде електромагніт. Для потужного електромагніту необхідно, щоб він був намотаний дротом якомога товстішим. Один з варіантів електромагніту, виготовленого з дроселя показано на фото. 1.
Фото1. Зовнішній вигляд саморобного електромагніту
Обмотка дроселя намотана ізольованим дротом ПЭВ-2 ø 0,73 мм. і має
Або праску 80-х років 2340 гр що показано на фото 3.
Подавши на електромагніт змінний струм можливо також провести цікаві
• Якщо піднести до електромагніту викрутку, виготовлену з заліза і раптово припинити подачу змінного струму, то викрутка намагнітиться і буде притягувати дрібні залізні вироби: гайки, гвинтики та інше, тобто стане постійним магнітом.
• Якщо намагнічену викрутку піднести до електромагніту і забрати подалі від нього, то викрутка розмагнітиться.
• Якщо до електромагніту піднести консервну банку, то отримаємо
«ревун», який чути і за 100 м.
• Демонстрація самоіндукції- піднести до електромагніту котушку з ізольованим дротом(100 витків дроту ПЭВ-2 ø 0,43 мм., намотана на оправці діаметром 50 мм) з підключеною електролампочкою на
1 В × 0,068 А.
Від струму індукції електролампочка буде яскраво світити, що показано на фото 5.
Фото 5
Слід зауважити, що при проведенні дослідів з електромагнітом – магнітофонні стрічки, годинники, картки для банкомату необхідно тримати подалі від ввімкненого електромагніту, щоб уникнути виводу їх з ладу.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Електронний електроскоп
При вивченні на уроках фізики розділу «електричне поле» доцільно використовувати електронний електроскоп для демонстрації електростатичного заряду, утвореного тертям. Для демонстрації, зазвичай використовують ебонітову паличку і натираючи її вовняною тканиною отримаємо на ебонітової палички негативний заряд; або ж плексігласова (скляна) паличка і натирати її потрібно папером, або шовкової тканиною- на плексигласі (склі) отримаємо позитивний заряд. Електронний електроскоп має досить високу чутливість і при натирання палички на відстані 0,5 м від електроскопа- на мікроамперметрі помітно рух стрілки. І якщо натерту паличку піднести до електрода електроскопа, то стрілка мікроамперметра відхилиться вправо, якщо паличка заряджена позитивно (паличка з плексигласу, скла); або відхилиться вліво, якщо паличка заряджена негативним зарядом (ебонітова паличка). Принципова електрична схема електроскопа приведена на рис. 1.
Основою приладу є міст постійного струму, плечима якого служать канал польового транзистора VT1, резистори R2, R4, R5, R6. Міст балансується змінним резистором R5. Сигнал знятий з резистора R3 надходить на додатковий підсилювач постійного струму на операційному підсилювачі на мікросхемі К140УД6. Диференціальний (різницевий) підсилювач посилює напругу неузгодженості, утворену на резисторі R3. Спочатку, при налаштуванні приладу, подаємо живлення тільки на підсилювач постійного струму і за допомогою підстроювального резистора R10 виставляємо стрілку мікроамперметра на поділці 100, тобто половина шкали. Потім додатково подаємо живлення і на міст постійного струму і балансуємо міст постійного струму потенціометром R5, таким чином, щоб стрілка мікроамперметра залишалася на поділці 100, тобто середина шкали.
Перемикачі SA1 і SA2 спарені, тобто живлення на обидві схеми подаються одночасно. При наближенні до електрода електроскопа Е1 зарядженої палички польовий транзистор змінить величину опору каналу і станеться порушення балансу моста постійного струму і прилад РА1 покаже це. Така схема використовується тому, що застосовано звичайний мікроамперметр, а не прилад- зі стрілкою посередині шкали; які придбати значно важче. Мікроамперметри типу М4206 на 200 мкА, широко поширені. Замість цього мікроамперметра можливо застосувати будь-який мікроамперметр на 100 мкА, або шкільний гальванометр. Таким чином, дефіцитних радіокомпонентів в приладі немає.Конструктивно прилад виконаний у вигляді невеликого металевого корпусу, на лицьовій панелі (з склопластика) якого розміщений мікроамперметр перемикач (SA1, SA2), ручка балансування (R5), мікроамперметр РА1 і електрод Е1.
Електродом Е1 є кулька припою на кінці провідника. В батареї Бат.1 використано три елементи по 1,5 В типу АА і в батареї Бат.2 використано чотири елементи по 1,5 В типу АА. Лицьова панель виготовлена з склопластика. Прилад можливо заземляти, але це робити не обов’язково. Габаритні розміри приладу 120 × 180 × 45 мм.
Якщо замість мікроамперметра використовувати шкільний гальванометр, то на лицьовій панелі необхідно встановити гнізда для його підключення. Електроскоп показує також заряд одягу на людині і таким чином можна виявляти- який одяг слід обробляти антистатиком.
Прилад не потребує дефіцитних радіокомпонентів, схема досить проста і виготовити її може навіть радіоаматор- початківець. Слід зауважити, що балансування приладу і досліди з ним краще робити в одязі з короткими рукавами, щоб одяг не впливав на електрод електроскопа. Приладом неможливо виміряти заряд на предметах, проте наглядно можливо побачити, що навколо людини існують електричні поля, внаслідок заряду тертям. Зовнішній вигляд електронного електроскопа показано на фото1.
Фото 1
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Простий зарядний пристрій
Для лабораторних робіт з розділу «електродинаміка», в кабінетах фізики часто використовують різні акумулятори. Якщо немає заводського зарядного пристрою, то його можливо виготовити в гуртку юних електротехніків, буквально за пару годин. Запропонований зарядний пристрій (ЗП) використовується для заряду акумуляторних батарей (АБ) ємністю до 2 А/г. У випрямлячі для заряду АБ на випрямний міст, виконаний на діодах VD3 ... VD6, змінний струм надходить через баластні конденсатори С1, С2. Величина струму заряду визначається величиною ємності включеного в ланцюг баластного конденсатора. Так, наприклад, необхідно задати струм заряду 90 мА то для цього необхідно вимкнути перемикач SA1 і в ланцюг буде ввімкнений тільки конденсатор С2, а щоб забезпечити струм заряду 180 мА перемикач SA1 необхідно включити і в ланцюг буде ввімкнено обидва конденсатори, включені паралельно і струм заряду буде більший. Такий зарядний випрямляч забезпечує постійний зарядний струм, незалежно від напруги АБ. Однак, при заряді 24-х вольтової АБ зарядний струм буде трохи менший. У зв'язку з тим, що баластні конденсатори підключені до вторинної обмотки силового трансформатора, то випрямляч може працювати і на холостому ходу і допускає коротке замикання на виході. Працездатність зарядного випрямляча можливо перевірити і без акумулятора, тимчасово закоротив гнізда Г1 і Г2. Світіння світлодіода HL1 вкаже на протікання струму в ланцюзі. Таким чином можливий заряд акумуляторних батарей з різною напругою від 1 В до 24 В; різними фіксованими струмами- 90 мА і 180 мА. При зміні величини ємності баластних конденсаторів зміниться струм заряду. При бажанні, можливо використати перемикач на декілька позицій і отримати різні зарядні струми. Схема зарядного пристрою на декілька зарядних струмів є на моєму сайті.
Принципова електрична схема ЗП приведена на рис.1.
У схемі використано силовий трансформатор потужністю, близько 15 Вт, який на виході забезпечує напругу 30 В, при струмі 300 мА. Випрямляч двохнапівперіодний, зібраний за класичною мостовою схемою на діодах VD3 ... VD6.
Силовий трансформатор може бути й іншого типу, з серії ТТ або ТН, ТАН з відповідними напругами 30 ... 42 В, струмом 0,3 ... 0,5 А і потужністю близько 15 ... 20 Вт.
Для безпеки слід ізолювати клеми на силовому трансформаторі, що відносяться до первинних обмоток і клеми утримувача запобіжника FU1, тобто ланцюги пов'язані з електромережею.
ЗП може зібрати навіть юний електротехнік; ніякого налагодження не потрібно, але після складання схеми необхідно ретельно перевірити правильність монтажу і випробовувати ЗП тільки разом з керівником гуртка. ЗП безпечний в роботі і має високу надійність. Пристрій для зарядки має габаритні розміри 85 × 73 × 250 мм і зібрано в пластмасовому корпусі. Зовнішній вигляд зарядного пристрою показаний на фото 1. До ЗП підключена АБ на 18 В.
Фото
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Генератор сітки частот
Кабінети фізики повинні мати генератори звукової та ультразвукової частоти, а якщо таких немає, то можливо зробити генератор з декількома фіксованими частотами, що цілком досить для проведення різних дослідів.
Принципова електрична схема генератора сітки частот наведена на рис. 1.
Пристрій виконаний на мікросхемах типу К561- КМОП структури. На мікросхемі К561ЛЕ5 (чотири логічних елемента 2ИЛИ-НЕ) зібраний генератор із застосуванням кварцового резонатора. Автор проводив експерименти з застосуванням кварцових резонаторів на різні частоти від 60 до 500 кГц і всі вони працюють в даній схемі добре. В авторському варіанті використано кварцовий резонатор на 128 кГц. З кварцовим резонатором на 128 кГц отримаємо сітку частот, яку зручно також використовувати і для випробування радіоаматорами підсилювачів низької частоти прямокутним сигналом. В, принципі, можливо застосувати кварцові резонатори і на інші частоти. В якості подільника частоти використовується мікросхема типу К561ИЕ16 (чотирнадцатирозрядний двійковий лічильник-дільник), Ланцюжок С2, R2 забезпечує оновлення лічильника, тобто встановлення в початковий стан, автоматично; при включенні живлення. Якщо немає кварцового резонатора на 128 кГц, то з успіхом можливо застосувати кварцові резонатори на 64 кГц, 248 кГц, 469 кГц. Завдяки застосуванню кварцових резонаторів стабільність частот дуже висока. Після ділення отримаємо такі частоти: 64 кГц, 8 кГц, 4 кГц, 2 кГц, 1 кГц, 500 Гц, 250 Гц, 125 Гц, 62,5 Гц, 31,25 Гц, 15,625 Гц, 7,8125 Гц. Для прослуховування звукових частот (15,625 Гц…. 8000 Гц) можливо скористатись високоомними телефонами типу ТОН-2М, або подати сигнал на додатковий підслювач з підключеним до нього гучномовцем. Для проведення різних дослідів сигнал необхідно підсилити, подавши на підсилювач низької частоти.
Сигнал на виході генератора П- образний, типу «меандр», а для отримання синусоїдального сигналу його необхідно подати на смуговий фільтр. Варіант смугового фільтра на 2 кГц приведено на рис.2. Синусоїдальний сигнал можливо використовувати при налагодженні підсилювачів низької частоти.
Частоту 2 кГц з виходу генератора через емітерний повторювач на VT1 подано на смуговий фільтр на L1, С2, С3, С4, L2, де виділяється перша гармоніка з П- образного сигналу. Синусоїдальний сигнал через емітерний повторювач на транзисторі VT2 надходить на вихід. Вихідну напругу можливо змінювати за допомогою потенціометра R4. Обидві котушки однакові, дані котушок L1, L2: феритовий броньовий сердечник з μ = 2000 типу Б22, W1 = 90 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,112 мм, W2 = 800 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,112 мм.
Сумарна ємність конденсаторів С2, С4 для отримання частоти 2 кГц становит 0,0418 МКФ (0,033 мкф + 6800 пф + 2400 пф), Слід зауважити, що конденсатори мають великий допуск по ємності ± 10%, тому при повторенні пристрою можливо виникне необхідність трохи змінити ємність контурів. За допомогою підлаштування сердечників котушок L1, L2 можливо змінювати частоту контуру в межах ± 100 Гц. Налаштування контурів можливо зробити по максимальній величині вихідної напруги. Якщо виявиться, що сердечник буде в крайньому положенні, то необхідно змінити величини ємностей С2, С4. При викрученому осерді збільшити ємність, а при ввернутом- зменшити. Генератор сітки частот живиться від батареї типу «Крона» і споживає струм 1,5 мА. В якості гнізд використано роз’єм типу РПМ23 – 18Гш5 на 18 гнізд.
Схема дуже проста і виготовити її може навіть радіоаматор- початківець. Нагадаю радіоаматорам- початківцям, що мікросхеми КМОП структури «бояться» високих статичних зарядів, тому необхідно користуватись низьковольтним електропаяльником з заземленим жалом і на руці при паянні повинен бути заземлений браслет.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Перетворювач напруги для живлення люмінесцентної лампи
Для демонстрації роботи газорозрядних ламп на уроках фізики бажано зробити перетворювач напруги, який безпечний в поводженні з ним, якщо не торкатися до високовольтних дротів. Безпечність в тому, що немає необхідності використовувати електромережу 220 В.
У технічній літературі описано багато варіантів перетворювачів напруги для живлення люмінесцентних ламп, проте у всіх випадках потрібно самостійно виготовляти трансформатор. Пропоную свій варіант перетворювача з використанням в якості трансформатора ТВС типу 90ЛЦ5 від кольорового телевізора з невеликим доопрацюванням. Перетворювач живиться напругою 6 ... 12 В і забезпечує запалювання і горіння люмінесцентних ламп потужністю 6...25 Вт. При живленні напругою 6 В споживаний струм складає 0,25 А, а при живленні напругою 12 В струм складає 0,45 А. Принципова електрична схема перетворювача наведена на рис.1.
Як видно зі схеми це класичний блокінг- генератор. Для захисту вхідних ланцюгів транзистора VT1 від перенапруги в схему введено стабілітрон VD1. Позитивний зворотний зв'язок здійснюється за рахунок обмотки «II» трансформатора Т1. Обмотка трансформатора використовується від самого ТВС і, згідно (1); обмотка 11-12 містить 170 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,35 мм, обмотка 1213 містить 230 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,35 мм. Даних обмотки 10-11 в довіднику не вказано. За вимірами напруг на обмотках трансформатора, орієнтовно, кількість витків обмотки 10-11 становить 370 витків; діаметр проводу, ймовірно, не менше 0,29 мм, так як в телевізорі через цю обмотку надходить струм на анод лампи розгортки. Доопрацювання трансформатора полягає в тому, що вільний феритовий стрижень обмотується щільним папером і намотується (без розбирання трансформатора) в два дроти 20 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,8 мм; потім намотані, перша і друга обмотки включаються послідовно, згідно, тобто кінець першої з початком другої. Середню точку обмоток підключено до джерела живлення. В принципі для другої обмотки досить і 10 витків, але простіше зробити дві однакові обмотки. Підказка розташування виводів на ТВС-90ЛЦ5, згідно (1), наведено на рис.2.
Решта обмоток ТВС не використовуються. Проводилися експерименти і з іншими ТВС; так, наприклад, з трансформатором ТВС-Б також можливо зробити перетворювач напруги, якщо прибрати високовольтну обмотку і замість неї намотати (без розбирання ТВС) в два дроти 20 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,8 мм. і включити їх послідовно, згідно. Решта обмотки необхідно включити послідовно і загальна кількість витків складе 30 + 105 + 135 + 270 + 270 = 810 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,23 мм, відповідно до (1). Перемикачем SA1 можливо яскравість світіння змінювати; при включеному SA1 яскравість збільшується. При живленні напругою 6 В бажано включити SA1. Транзистор VT1 необхідно встановити на радіаторі з S = 50 см2. Замість транзистора КТ818 можливо застосувати транзистори КТ808 з будь-якими літерними індексами.
У ліхтарях виготовлених в Китаї з люмінесцентними лампами на 6 Вт також використовуються блокінг- генератори, проте трансформатори вони використовують маленькі і моточні дані невідомі.
Зовнішній вигляд перетворювача напруги з підключеною люмінесцентною лампою на 25 Вт приведено на фото 1.
Фото 1
Література:
1. Кузинец Л. М. Соколов В. С. Узлы телевизионных приемников, справочник, М. «РАДИО И СВЯЗЬ» 1987 г.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Генератор синусоїдального НЧ сигналу
Запропонована схема генератора синусоїдального низькочастотного (НЧ) сигналу настільки проста, що і початківці радіоаматори можуть виготовити його. За допомогою запропонованого генератора НЧ сигналів можливо налаштовувати підсилювачі низької частоти (ПНЧ), проводити різні досліди з фізики.
Електрична принципова схема генератора НЧ сигналів наведена на рис.1. Генератор синусоїдального НЧ сигналу зібраний на транзисторі VT1. Це класична схема. Позитивний зворотний зв'язок утворюється за рахунок обмотки Іб котушки коливального контуру L1, С2.
Позитивний зворотний зв'язок досить великий, тому вихідний синусоїдальний сигнал трохи спотворений і для усунення спотворень введено негативний зворотний зв'язок (НЗЗ) за рахунок резистора R3 в ланцюзі емітера транзистора VT1. Резистор R3 підстроювальний, що дозволяє плавно змінювати глибину НЗЗ. Бажано подивитися НЧ сигнал за допомогою осцилографа і при наявності спотворень синусоїдального сигналу провести підстроювання резистором R3. При збільшенні опору резистора R3 глибина НЗЗ збільшується. Транзистор VT1 можливо замінити на транзистори типу
КТ342Б, КТ342В і на КТ3102, КТ503 з будь-якими літерними індексами. Котушка L1 зібрана з застосуванням феритового сердечника типу Б22 (μ = 2000) з зазором у вигляді паперового кільця товщиною 0,2 мм. Обмотка I містить 840 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,11 з відведенням від 550 витка.
Котушка L1 може мати і інші дані, наприклад:
W1 = 660 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,11 з відведенням від 440 витка, або
W1 = 750 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,11 з відведенням від 500 витка, або
W1 = 540 витків дроту ПЕВ-2 ø 0,08 з відведенням від 360 витка із застосуванням феритового сердечника типу Б14 з μ = 2000.
При заміні котушки L1 необхідно підібрати ємність конденсатора С2 для отримання бажаної частоти 400 Гц (800 Гц або 1000 Гц). Точне налаштування частоти, при необхідності, проводиться підстроювальним сердечником в котушці.
Максимальна вихідна напруга неспотвореного синусоїдального НЧ сигналу 2
В. При опорі підстроювального резистора R3 = 0 напруга НЧ сигналу становить 4 В. Для отримання низькоомного виходу в схему введено емітерний повторювач на транзисторі VT2. Для зниження напруги НЧ сигналу необхідно використовувати виносної дільник, схема якого наведена на рис.2.
Генератор сигналів споживає струм 35 мА при живленні напругою ± 9 В від батареї з шести елементів типу АА, ввімкнених послідовно. Допускається також живлення генератора від напруги ± 12 В.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Демонстрація дротового телефонного зв’язку
І при залізницях не забувай про двоколки
Козьма Петрович Прутков
На факультативних заняттях з фізики доцільно продемонструвати дротовий телефонний зв’язок.
Як відомо з історії, перший у світі телефон; призначений для передачі мови винайшов Олександр Белл. 14 лютого 1876 він подав заявку в патентне бюро на свій винахід.
В 20-му столітті, в основному, використовувались вугляні мікрофони в телефонних апаратах; а згодом вони були замінені на електретні мікрофони, які мають значно кращі параметри.
Для демонстрації дротового телефонного зв’язку потрібно зовсім мало елементів: дві мікротелефонні трубки від телефонних апаратів, укомплектовані мікрофонами і телефонними капсулями , джерело живлення і здвоєний провід; довжиною 20…30 м. Якщо в мікротелефонній трубці використовувався вугляний мікрофон, то його краще замінити на електретний, типу МПК-101-II (такий мікрофон має електронну схему); при цьому гучність розмови збільшиться і якість також. Мікрофон МПК-101II спеціально був сконструйований для заміни вугляних; має такі ж розміри, як вугляний і вкладається в гніздо мікрофона в мікротелефонній трубці. Всі радіоелементи вмикаються послідовно, як це показано на рис.1.
В якості джерела живлення можливо використати батарею на 9 В з шести елементів типу АА. Схема допускає також живлення від напруги ±12 В,
±18 В.
В такій схемі не передбачено «виклик абонента». При необхідності, схему можна ускладнити, повторивши схему; приведену на моєму сайті: «Пристрій автоматичного телефонного зв’язку між двома абонентами», що забезпечує і виклик «абонента» і розмову- на відстань до 1 км.
В принципі, довжина лінії по приведеній вище схемі може бути і 500…700 м.
Можливо мати також телефонний зв’язок, якщо замість одного дроту використати заземлення з обох сторін. Учням цікавіше вести розмову по телефону, який самі змайстрували; ніж по мобільному телефону, з якого тривалі розмови шкідливі для здоров’я людини.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Радіопередавач і радіоприймач для демонстрації принципів радіозв'язку
На уроках фізики при вивченні матеріалу про радіозв’язок доцільно провести демонстрацію передачу тонального сигналу з прослуховуванням на радіоприймач. Радіопередавач і радіоприймач зовсім не складно зробити на гуртку радіоконструювання.
Початківцям радіоаматорам бажано повторювати схеми, які легко налаштувати. Запропоновані схеми налаштовується досить просто: всього один резистор необхідно підібрати в радіопередавачі і два резистора в радіоприймачі.
Радіостанції Сі-Бі діапазону (цивільний діапазон) є в продажу і їх немає необхідності реєструвати в інспекції електрозв'язку, після придбання; тому і обраний цей діапазон.
Частота передавача може бути будь-яка, з «сітки С» європейського частотного стандарту (26,965 ... 27,965 МГц).
Радіоприймач налаштовується на частоту передавача. Радіоприймач має хорошу чутливість завдяки застосуванню зверхрегенеративного приймального детектора і тональний генератор радіопередавача невеликої потужності добре чутно на відстані 700 м на відкритій місцевості.
Радіопередавач і радіоприймач живляться від батарей типу «Крона ВЦ».
Принципова електрична схема радіопередавача наведена на рис.1.
На транзисторах VT1 і VT2 зібраний генератор низької частоти по мультивібраторній схемі. Частота генерації 800 Гц. При бажанні, частоту можна змінити, замінивши конденсатори С2 і С3. При збільшенні ємності конденсаторів- частота понижується і якщо ємність конденсаторі менша- частота збільшиться. На транзисторі VT3 зібрано вихідний транзисторний каскад, який працює в ключевому режимі. З виходу генератора сигнал надходить на базу транзистора VT4, на якому зібрано високочастотний генератор на 27 МГц. Модуляція в такій схемі змішана, тобто і амплітудна і частотна, але на зверхрегенеративний приймач сигнал чутно з гарною якістю. Генератор високої частоти зібраний за класичною схемою із позитивним зворотним зв'язком за рахунок ємності С8 між колектором і емітером транзистора VT4. Слід зауважити, що зі збільшенням ємності конденсатора С8 позитивний зворотний зв'язок буде більший, тобто умови для збудження більш сприятливі. Підбором величини резистора R8, що задає струм зміщення транзистора VT4, добиваємося максимальної потужності на передачу. Для цього замість резистора R8 тимчасово необхідно запаяти ланцюжок з резистора на 18 ... 24 кОм і підстроювального резистора на 100 кОм. Після налаштування ланцюжок необхідно випаяти, заміряти і взяти номінал резистора найближчий до виміряного.
Контролювати роботу радіопередавача можливо за допомогою найпростішого індикатора електромагнітного випромінювання. Котушка L1, безкаркасна, містить 10 витків дроту ПЕВ ø 0,8 мм, намотана на оправці діаметром 9 мм. Після намотування знімається з оправки і розсуваються витки з кроком 0,4 мм. Кращий результат буде отримано, якщо застосувати посріблений дріт такого ж діаметру. Підстроювання частоти здійснюється підстроювальним конденсатором С9. Конденсатор С9 краще застосувати з повітряним діелектриком. У контурі беруть участь конденсатори С7, С9 і частково С8, С10. В якості антени використовується шматок мідного дроту довжиною 2,77 м, тобто одна четверта від довжини хвилі.
Принципова електрична схема приймача приведена на рис. 2.
На транзисторі VT1 зібраний зверхрегенеративний детектор на частоту 27 МГц. Як відомо, зверхрегенеративні приймачі детектують сигнали як з амплітудною, так і з частотною модуляцією. Схема зверхрегенеративного детектора типова; принцип роботи зверхрегенератора докладно описаний в (1). В даній схемі зверхрегенеративне посилення, генерація на високій частоті, генерація допоміжної (гасящої) частоти, детектування відбуваються в одному каскаді. Частота самогашіння 50 ... 100 кГц. Як відомо, зверхрегенеративні радіоприймачі мають характерний «суперний» шум; який зникає при надходженні сигналу на вхід приймача та точного налаштування на радіостанцію. Чутливість сверхрегенератора досить висока і тональний сигнал від описаного вище передавача добре чутно на відстані 700 м. на відкритій місцевості. Налаштування зводиться до підстройки коливального контуру L1, С4 + С7 + С5 (частково) за допомогою підстроювального конденсатора (С7) на робочу частоту. Підбираючи величину опору резистора
R1 домагаємося оптимального режиму роботи транзистора зверхрегенератора. В авторському варіанті було застосовано транзистор VT1 з коефіцієнтом передачі по постійному струму h21е рівний 170, при цьому оптимальна величина R1; при якій отримана максимальна чутливість, - 30 кОм. У схему введений стабілізатор напруги на стабілітроні VD1, завдяки цьому режим роботи транзистора стабільний. Котушка L1, безкаркасна намотується посрібленим проводом ø 0,8 мм на оправці діаметром 9 мм. і містить 10 витків; намотування з кроком 0,4 мм. Якщо транзистор VT1 має невеликий коефіцієнт передачі h21е, то може виникнути необхідність збільшення величини ємності конденсатора С5, за рахунок якого утворюється позитивний зворотний зв'язок. При збільшенні величини ємності конденсатора С5 збільшується глибина позитивного зворотного зв'язку, що сприяє виникнення генерації. Перевірити наявність генерації в
зверхрегенеративному детекторі можливо за допомогою індикатора електромагнітного випромінювання, доторкнувшись одним з «плеч» індикатора до гнізда Гн1 зверхрегенеративного приймача. Якщо немає генерації, то необхідно підібрати величину резистора R1; і якщо це не «допоможе», то необхідно збільшити величину ємності конденсатора С5 до 24 ... 27 пф. На елементах R4, С10 утворений Г-подібний фільтр низьких частот. Частоту на яку налаштований зверхрегенеративний приймач зручно заміряти за допомогою найпростішого хвилеміра. При живленні напругою
±9 В зверхрегенеративний приймач споживає струм 16 мА. Транзистори можливо застосувати і інших типів. Так транзистори КТ312 можливо замінити транзисторами КТ315, КТ342 з будь-якими літерними індексами, а транзистори, КТ502Б можливо замінити транзисторами КТ313, КТ361 з будь-якими літерними індексами. Транзистори бажано взяти з h21е не менше 50. Якщо у початківця радіоаматора немає приладу для вимірювання коефіцієнта посилення h21е, то можливо зібрати схему найпростішого випробувача малопотужних транзисторів, наведену в (2). Налаштування приймача слід починати з підсилювача низької частоти, для чого від генератора низької частоти подати через конденсатор на 0,5...1 мкф синусоїдальний сигнал з частотою 400...1000 Гц, з напругою 5...10 мВ на вхід ПНЧ (конденсатор С12 відпаяти від конденсатора С10 і на конденсатор С12, по відношенню до загального проводу подати сигнал) і підбором величини резистора R6 домогтися найбільшої гучності в телефонах. Для налаштування ПНЧ замість резистора R6 тимчасово необхідно запаяти ланцюжок з резистора на 47 ... 82 кОм і підстроєчного резистора на 470 кОм. Після налаштування ланцюжок необхідно випаяти, заміряти і взяти номінал резистора найближчий до виміряного. В авторському варіанті в ПНЧ приймача були використані транзистори з такими коефіцієнтами передачі по постійному струму: VT2- h21е = 50, VT3- h21е = 100. В якості антени можливо застосувати монтажний провід, довжиною 1 м; або телескопічну антену. При справних радіоелементах і правильно зібраній схемі налаштувати радіопередавач і радіоприймач не складно.
Радіопередавач можливо зробити і простішим, використавши тунельний діод (ТД), але при цьому потужність передавача буде всього 10 мВт і сигнал прослуховується на відстані до 50 м.
Електрична принципова схема передавача на арсенід- галієві ТД приведена на рис.3.
Для живлення схеми використовуються два елементи типу АА по 1,5 В, включені послідовно, або аналогічні.
Для живлення ТД напруга поступає через дільник напруги на резисторах R8, R9, R10. В схему введений стабілізатор напруги на 1,2 В зібраний на VT4 і світлодіоді HL1 який використовується, як стабілітрон. Живлення стабільною напругою забезпечує стабільність режиму роботи ТД. Напруга живлення ТД імпульсна, з частотою роботи мультивібратора, тобто на емітері транзистора появляється напруга тільки в момент відкривання транзисторного ключа на VT3. Таким чином глибина амплітудної модуляції 100%.
Котушка L1 без каркасу з внутрішнім діаметром 9 мм і містить 10 витків посрібленого дроту ø 0,8 мм намотаних з кроком 0,4 мм. В якості антени застосовано телескопічну антену завдовжки 1 м. Замість ТД АІ201Г можливо застосувати АІ201А, АІ201Ж, АІ201А.
Для виставлення режиму живлення ТД, щоб отримати генератор; доцільно виготовити найпростіший індикатор електромагнітних випромінювань (ІЕВ), схема якого наведена на рис. 4. В якості А1 і А2 використано телескопічні антени довжиною 50 см; можливо застосувати також мідні трубки ø 5 ... 7 мм. Під час налаштування антену А1 або А2 ІЕВ необхідно розташувати поблизу від антени передавача паралельно на відстані 1...1,5 см.
Змінюючи величину підстроювального резистора R8 добиваємося показань мікроамперметра РА1 близько 30 ... 40, за шкалою приладу. Зміну частоти передавача проводиться за допомогою підстроювального конденсатора С6.Не слід використовувати перемикаючі ТД; так як при цьому буде виробляється не синусоїдальний сигнал а прямокутні імпульси.
Якщо ТД немає нових, а бувші у вживанні, то їх доцільно спочатку перевірити на справність; зібравши схему генератора низької частоти на 600 Гц з використанням ТД, який потрібно перевірити на справність; за схемою наведеною на рис. 5. Робота ТД в режимі генерації підбирається за допомогою підстроювального резистора R2. Контроль генерації необхідно проводити високоомними телефонами типу ТОН-2М, або капсулем типу ТМ1 на 3000 Ом, або за допомогою осцилографа.
У коливальному контурі використано котушку L1 з такими даними: броньовий феритовий сердечник Б-30 з μ = 2000, W1 = 1200 вит. дроту ПЕВ-2 ø 0,1 мм., з відведенням від 100 витка (рахунок від нижнього за схемою кінця), W2 = 300 вит. дроту ПЕВ-2 ø 0,13 мм. Котушка L1 може мати і інші дані; на феритовому осерді Б-22, з μ = 2000, W1 = 700 віт. дроту ПЕВ-2 ø 0,1 мм., з відведенням від 60 витка, W2 = 130 віт. дроту ПЕВ-2 ø 0,12 мм-частота генерації з такою котушкою буде іншою.
Перевіряти ТД за допомогою омметра не можна; так як при такій перевірці він може вийти з ладу.
Конструкція корпусу і полярність ТД типу АІ201А показані на рис.6.
Якщо виникне бажання прослуховувати розмову перед мікрофоном передавача, то замість тонального генератора необхідно ввести в схему мікрофонний підсилювач. Така схема (на германієвих транзисторах) приведена на моєму сайті, в розділі- «Радіоаматорські конструкції»- «Радіопередавач для демонстрації принципів радіозв’язку».
Література:
1. Дьяков А. В., Радиоуправляемые автомодели, изд. ДОСААФ, М., 1973 г. 2. Святослав Бабын (UR5YDN), Простой испытатель маломощных транзисторов, журнал «Радиолюбитель» №7, 2016 г. стр. 49.
3. Гитцевич А. Б. и др. Полупроводниковые приборы, Справочник, М. изд. «Радио и связь», 1988 г.
4. Н. Н. Горюнов, А. Ф. Кузнецов, А. А. Экслер, Схемы на туннельных диодах М-Л, изд. «Энергия» 1965г.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Пристрій для демонстрації дії біметалевих пластин
У розділі фізики «Теплові явища» пояснюється дія біметалевих пластин- дві металеві пластинки з різним тепловим розширенням з’єднанні в одну і при нагріванні вигинаються. Ця властивість біметалевих пластин широко використовується в техніці та побуті. В побуті біметалічні пластини використовуються в електрочайниках, електропрасках, електронагрівальних приладах для автоматичного вмикання і вимикання електричних приладів, як запобіжники великого струму, термометри- на основі біметалічної пластини, реле часу, генератори імпульсів, термостати.
На уроках фізики доцільно не тільки розказати про властивості біметалевих пластин, а і показати наочно дію біметалевих пластин.
Для того щоб виготовити біметалеву пластину застосовують різні способи: паяння, зварювання, або заклепки. Часто використовують при виготовленні біметалевої пластини з'єднання латуні і сталі. Такий композит має високу термочутливість.
З історії відомо, що біметалеву пластину запропонував використати у вісімнадцятому столітті Джон Гаррісон в своїй конструкції морського хронометра у 1759 році для компенсації температурних змін балансування пружини. Ним було виготовлено біметалеву пластину методом безпосереднього злиття розплавленої латуні із сталевою підкладкою. За його винахід йому встановлено меморіальну дошку у Вестмінстерському абатстві в Англії.
|
|
В запропонованому пристрої для демонстрації дії біметалевих пластин використано біметалеву пластину від електропраски. Біметалева пластина закріплена біля кнопки перемикача (кнопка типу КМ); таким чином, щоб при нагріванні біметалевої пластини (при нагріванні вона вигинається) натискувалась кнопка перемикача. Для демонстрації дії біметалевої пластини зібрана електрична схема, приведена на рис.1.
Як видно з схеми, в стані «спокою», коли біметалева пластина не нагріта буде замкнено ланцюг і буде світити світлодіод HL1 зеленого кольору. При нагріванні біметалевої пластини- вона вигинається і натискується кнопка перемикача SB1; перемикаються контакти і засвічується світлодіод HL2 червоного кольору. Схема живиться напругою ±4,5…12 В. Схема споживає струм 9 мА при живленні від напруги ±9 В. Цілком підходить живити пристрій від батареї, типу «Крона»; або від шести елементів типу АА- на 1,5 В, включених послідовно, або від акумулятора на 4,8 В- чотири по 1,2 В. На фото 1. показано пристрій в стані «спокою»- горить світлодіод HL1, зеленого кольору.
Фото 1. Біметалева пластина при кімнатній температурі- горить світлодіод зеленого кольору
На фото 2. Показано пристрій після нагрівання біметалевої пластини- засвічується світлодіод HL2- червоного кольору. Біметалева пластина має інерціонність- після того, як перестали нагрівати- пластина залишається в цьому стані ще декілька секунд. На нагрів пластини затрачується 4…6 сек. На фото 2. біметалева пластина нагрівається від запаленої таблетки сухого спирту, але достатньо пластина нагрівається і від запаленого сірника.
Фото 2. Після нагріву біметалевої пластини- горить світлодіод червоного кольору.
Співавтори: Дмитро Бабин, Святослав Бабин
Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
Демонстрація елемента живлення
Як відомо з історії явище виникнення електричного струму при контакті різних металів було відкрито італійським фізіологом, професором медицини Болонського університету Луїджі Гальвані у 1786 році. Гальвані пояснював скорочення м'язів задніх лапок жаби, як прояв «тваринної електрики».
Італійський фізик і хімік Алессандро Вольта, вивчивши досліди Гальвані, побачив іншу сторону процесу; створення потоку електричних зарядів і прийшов до висновку, що причиною скорочення м'язів служить не «тварина електрика», а наявність ланцюга з різних провідників в рідині. Щоб підтвердити це, А. Вольта підключив гальванометр і побачив потік струму. У 1800 році А. Вольта публічно заявляє про свої відкриття на засіданні Лондонського королівського товариства, що два різних метали з електролітом дають електричний струм.
Найпростіший елемент живлення- це дві пластинки: одна мідна, а інша- оцинковане залізо і зверху накрити змоченою тканиною. На фото 1. показано пластини не накриті (оцинкована пластинка довша- така попалась під руки).
Фото 2. Гальванічний елемент без «електроліту» (змоченої тканини)
На фото 2. показано результат, коли накрити пластини тканиною змоченою криничною (водопровідною) водою. Якщо змочити тканину дистильованою водою, то прилад нічого не покаже, а в криничній (водопровідній) воді розчинені різні солі і в залежності від вмісту солей показники струму будуть різні.
Мікроамперметр типу М24 (шкала на 100 мкА) показую струм 82 мкА. На практиці такий гальванічний елемент живлення використовують для перевірки справності мікроамперметрів, гальванометрів. На мідній пластині утвориться позитивний потенціал, а на оцинкованій- негативний потенціал. Такий гальванічний елемент доцільно брати з собою на радіоринок для перевірки справності мікроамперметрів, якщо купувати мікроамперметри, які були у використанні.
Доцільно також, за допомогою даного гальванічного елементу перевірити концентрацію солей в воді різних криниць і вживати для пиття воду з найменшим вмістом солей, тобто з найменшими показаннями приладу; якщо невідомий вміст солей. Мінеральні води можуть мати і великий вміст хімічних елементів.
Фото 2. Гальванічний елемент- тканина змочена криничною водою
Якщо тканину змочити розчином оцтової кислоти (6…9%), то струм буде значно більшим, що показано на фото 3, на мілліамперметрі типу М42100 (шкала на 10 мА). При цьому струм буде 2,2 мА, тобто такий гальванічний елемент можливо використати для перевірки справності мілліамперметрів, і в автоматиці також.
Фото 3. Гальванічний елемент- тканина змочена 9% розчином оцтової кислоти
Якщо немає можливості придбати мікроамперметр, міліамперметр, то замість цих приладів можливо застосувати магнітоелектричний реле типу М219 / 6.
Зазначене реле має велику чутливість, близько 20 мкА, тому до обмотки реле необхідно під'єднати шунт; опір на 470 Ом.
На 1-й контакт, вивода обмотки- рамки реле, подається «+» від мідної пластини, а на 2-й контакт обмотки-рамки реле подається «-» від оцинкованої пластини; при достатньому струмі замкнуться контакти, які виходять на виводи 3 і 5. Якщо використовувати реле, то для індикації стану реле необхідно зібрати схему, приведену на рис. 1. Елементи живлення для вказаної схеми можливо взяти любі, типу ААА, або АА.
Якщо на пластини поставити тканину змочену розчином оцтової кислоти (6…9%), то від утвореного струму спрацює реле К1 і замкнуться контакти реле, засвітиться світлодіод HL1, таким чином демонструється робота гальванічного елемента.
Цікавий також варіант, якщо замість змоченої тканини в якості «електроліта», буде людина, при цьому мікроамперметр також покаже струм. Показники в різних людей будуть різні, так як долоні в одного можуть бути сухими, а в другої людини вологі і кислотність на руках також різна.
Останній варіант показано на фото 4, з використанням великих пластин: мідної і оцинкованої. Розмір пластин може бути будь-який, але щоб пластина була більша ніж рука людини. На фото 4 розмір мідної пластини 100 × 200 мм., а оцинкованої 110 × 175 мм. (такі попались під руку).
Фото 4 Гальванічний елемент без «електроліту»
На фото 5 показано гальванічний елемент- організм людини, в якості
«електроліта». На мікроамперметрі- 32 мкА.
Фото 5. Лілія (учениця 11-го класу) демонструє самий простий гальванічний елемент- організм людини в якості «електроліту» і дві пластини, мідна і оцинковане залізо
Такі «прилади» використовують шахраї і пропонують за певну плату виміряти «біополе людини».
Людина в якості «електроліта» для вказаного гальванічного елемента ніякого відношення до біополя людини не має.
Як показує експеримент; чим вологіші руки, то і показники «приладу» будуть більші.
В даному випадку (показник 32 мкА) шахраї- «діагности» заспокоїли б «клієнта», що у Вас «біополе» середньої величини, але з віком Ви можете значно підсилити його.
Співавтори: Бабин Дмитро Святославович, Бабин Святослав Філатович Джерело: Інтернет «Саморобні прилади з фізики» https://radio-ur5ydn.jimdofree.com/
про публікацію авторської розробки
Додати розробку