Заняття гуртка "Радіоелектронне конструювання". "Живлення радіоелектронних пристроїв від мережі змінного струму. Мережний блок живлення""

      ОК №__  заняття в гуртку

«Радіоелектронне конструювання».

                                                                                                 «______» ____________202_ року.

    

ТЕМА. Живлення радіоелектронних пристроїв від мережі змінного струму. Мережний блок живлення. ПР. Креслення схем та виготовлення плат за зразком

ОСВІТНЬО - ВИХОВНІ ЗАВДАННЯ:

 

Навчальна мета.    Продовжити формувати в учнів знання про джерела живлення.   Забезпечити засвоєння знань про живлення РЕА та РЕП від мережі змінного струму.

Розвиваюча мета.   Дати додаткові знання про мережний блок живлення   та його будову.

Виховна мета. Продовжити виховання працьовитості,ініціативності, діловитості, майстерності.

Формування навичок та умінь: сформувати знання про живлення радіоелектронних пристроїв  від мережі змінного струму, продовжити формувати вміння  виготовлення плат, виконання монтажу, перевірки його та налагодження змонтованих мережних блоків живлення. 

 

ТИП ЗАНЯТТЯ: засвоєння нових знань, умінь та практичних навичок, формування нових умінь та навичок та їх застосування.

 

МЕТОДИ ТА ПРИЙОМИ.

Інформативно - рецептивний та навчально-дослідницький.

 

МЕТОДИЧНО-ДИДАКТИЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ТА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ:

 

1.      Конспект.
2.      Комп’ютер.
3.      Структурна  (блок – схема) мережного блоку живлення.
4.      Принципова схема мережного блоку живлення.
5.      Довідникова література.
6.      Навчальні матеріали для виконання практичних робіт.

 

 СТРУКТУРА ЗАНЯТТЯ:

І. Організаційний момент.

 

ІІ. Повідомлення теми та поставленої мети уроку.                    

 

ІІІ.  Актуалізація опорних знань учнів.

 

ІV. Викладення нового матеріалу за планом:

1.       Поняття про блок живлення.
2.       Електронний випрямляч
   1.        Структурна схема.
   2.        Будова:

•           силовий трансформатор;
•           випрямляч;
•           згладжуючий фільтр;
•           навантаження.

3.       Схеми однофазних випрямлячів:

3.1.  Однопівперіодний випрямляч

3.2.  Мостовий (двопівперіодний випрямляч)

 

V. Виконання практичної роботи.

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

Запитання  та завдання для перевірки знань, умінь і навичок учнів.

• Пристрої, що перетворюють різні види енергії на електричну енергію, називають джерелами електричного струму.
• У джерелах електричного струму відбувається розділення різнойменних електричних зарядів, у результаті чого на одному полюсі джерела накопичується позитивний заряд, на іншому — негативний, а отже, створюється електричне поле.
• У джерелах електричного струму робота з розділення різнойменних зарядів виконується за рахунок механічної, хімічної, теплової та інших видів енергії.
• До хімічних джерел електричного струму належать гальванічні елементи й акумулятори.          
• Гальванічний елемент це — хімічне джерело електричного струму одноразового використання. 
• Акумулятор це — хімічне джерело електричного струму багаторазового використання.
• В залежності від виду електрорушійної сили джерела живлення поділяють на джерела живлення постійного струму і джерела живлення змінного струму.
• Простим джерелом постійного струму є хімічне джерело (гальванічний елемент або акумулятор), оскільки полярність такого джерела не може мимовільно змінитися. Для отримання постійного струму використовують також електричні машини — генератори постійного струму.

1.  Розкажіть про технологічний процес підготовки плати до монтажу
2. Які вимоги до монтажу резисторів?
3. Які вимоги до монтажу транзисторів?
4. Що необхідно зробити перед вмиканням змонтованої схеми на друкованій платі?

Питання для учнів старших років навчання

5. Що ви знаєте про діоди?
6. Завдяки якому явищу працює трансформатор
7. Що таке конденсатор?
8. Яка основна властивість конденсатора?

 

Багатьом знайома ситуація: необхідно терміново зателефонувати, ви берете мобільний телефон і з прикрістю виявляєте, що батарея акумуляторів розрядилась, а телефон із дива технічної думки перетворився на шматок пластику. Те саме може статись і з акумуляторами фотоапарата, плеєра, ліхтарика, годинника. Що робити далі, знає навіть першокласник, а от яка будова  та як працюють блоки живлення, ви дізнаєтеся сьогодні та на наступних заняттях

 

V. ВИКЛАДЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

 

Сучасні джерела вторинного електроживлення відрізняються різноманіттям рішень структурних, функціональних, принципових схем та вузлів. Це пояснюється настільки ж численними і різноманітними вимогами, які пред'являються радіоелектронної апаратурою до джерел живлення.

 

1.     Блок живлення — вторинне джерело живлення, призначене для забезпечення живлення електроприладу електричною енергією, при відповідності вимогам її параметрів: напруги, струму, і т. д. шляхом перетворення енергії інших джерел живлення. Блок живлення – найскладніша і важлива частина радіоелектронного пристрою і ставитися до неї потрібно відповідним чином.

Сьогодні ми розглянемо будову та принцип дії пристрою для живлення РЕА та РЕП від мережі  змінного струму – МЕРЕЖНИЙ БЛОК ЖИВЛЕННЯ.

2.       Електронні випрямлячі.

Електронні випрямлячі - це електротехнічні пристрої, призначені для перетворення енергії джерела напруги змінного струму в енергію напруги постійного струму.

До складу входять:

- силовий трансформатор (трансформатор напру-ги);

- випрямляч (вентильна схема);

- згладжуючий фільтр;

- навантаження.

        2.1. Структурна схема лінійного випрямляча має такий вигляд.

Як правило, випрямляч вмикається до мережної напруги змінного струму.

 

2.   Складові електронного випрямляча.

Силовий трансформатор призначений для перетворення величини напруги мережі до значення, необхідного для роботи випрямляча. Він також забезпечує електричну (гальванічну) розв’язку мережі і навантаження.

Випрямляч (вентиль) перетворює змінну напругу у випрямлену – пульсуючу одно полярну. Вона, як правило, виконується на напівпровідникових ключах.

Згладжуючий фільтр зменшує зміну складову випрямленої напруги U_з. Фільтри виконуються на реактивних елементах, що мають властивість накопичувати електричну енергію: конденсаторах, дроселях. Такі фільтри називаються пасивними.

R_н – навантаження.

 

Випрямлячі класифікують за числом фаз – однофазні та багатофазні (останні – найчастіше трифазні). За потужністю випрямлячі бувають малої потужності (до 100Вт), середньої(до 10кВт) і великої (понад 10кВт).

Є некеровані випрямлячі та керовані. Перші будуються на некерованих вентилях – на діодах, другі – на керованих – наприклад, на тиристорах.

За принципом дії випрямлячі поділяються на однопівперіодні та двопівперіодні.

Однопівперіодними називаються випрямлячі, у яких по вторинній обмотці трансформатора струм протікає один раз за один період напруги мережі і лише у одному напрямку.

Важливим параметром випрямляча є кратність пульсацій випрямленої напруги – відношення частоти пульсацій випрямленої напруги до частоти мережі. У одно контактних випрямлячів він відповідає числу фаз мережі.

Двопівперіодними  називають випрямлячі, у яких по вторинній обмотці трансформатора струм за період напруги мережі протікає двічі і у різних напрямках. Кратність пульсацій у двотактних випрямлячів дорівнює подвоєному числу фаз.

Робота випрямлячів фактично полягає в тому, що навантаження за допомогою ключів так підмикається до джерела енергії напруги змінного струму, щоб за час кожного півперіоду його напруги (позитивного і негативного) струм у навантаженні протікав у одному напрямку. Виходячи з цього, найважливішим вузлом випрямляча є вентильна схема–схема випрямлення.

 

3.       Схеми однофазних випрямлячів.

 

3.1. Однопівперіодний випрямляч

Схема і графіки напруги на вході та виході випрямляча наведені нижче.

На протязі додатної половини періоду вхідної напруги (u_вх) діод VD буде відкритий і вся напруга прикладена до навантаження R_н. На протязі від’ємної половини періоду діод закритий і напруга на навантаженні відсутня. Таким чином до навантаження весь час прикладена напруга однієї полярності (u_н).

 Струм у навантаженні: i_н = u_н/R_н;  (I₀=U₀/R_н).

У наведених формулах: U₀ та І₀ – постійні складові випрямлених напруги та струму (середні випрямлені напруга та струм). Для однонапівперіодного випрямляча U₀=0,45U; де U – діюче значення вхідної напруги.

 

3.2. Двопівперіодний мостовий випрямляч.

Схема і графіки напруги на вході та виході випрямляча наведені нижче.

 

На протязі додатної половини періоду вхідної напруги u_вх  відкриті діоди VD2 та VD3, а на протязі від’ємної VD1 та VD4 і таким чином до навантаження весь час прикладена напруга однієї полярності (u_н). Для мостового випрямляча U₀=0,9U.

 

 

ІІІ. Узагальнення і закріплення теми, яка вивчається.

Підіб’ємо підсумки заняття

1. За відсутності первинних джерел живлення від якого джерела можна здійснювати живлення РЕА та РЕП?
2. Яка структурна схема мережного блоку живлення?
3. Яке призначення трансформатора?
4. Яке призначення випрямляча?
5. Для чого необхідний фільтр в схемі випрямляча?
6. Яку властивість діоду використовують у випрямлячі?
7. Які властивість конденсатора використовують і фільтрі блоку живлення?

 

VІ. Виконання практичної роботи.

1. Креслення схем. Виготовлення друкованих плат. Монтаж та налагодження пристроїв виготовлених за власними проектами. Підготовка експонатів до обласної та Всеукраїнських виставок.

2. Інструктаж з ТБ перед виконанням практичних робіт. Електробезпека, робота на свердлильному верстаті, санітарно - гігієнічні вимоги під час виготовлення друкованих плат, виконання монтажу.

3. Виконання учнями практичних робіт за власними проектами, розпочатих на попередніх заняттях. Контроль за роботою учнів; матеріальне забезпечення; допомога в роботі.

 

VІІ. Підведення підсумків заняття.

 Аналіз виконання практичних робіт. Визначення необхідної матеріальної бази на наступне заняття.

VIІІ. Завдання додому.

Опрацювати теоретичні питання викладені в письмових тестах

Виконати розрахунки передбачені в тестових запитаннях.

 

 

Керівник гуртка                            Б.Смичок.