|
Таблица 28 Примерная разбивка материала темы по занятиям
|
Ход теоретических занятий
Приступая к рассмотрению процесса выпрямления переменного тока, руководитель напоминает кружковцам о свойстве ламповых и полупроводниковых диодов пропускать ток только в одном направлении.
На доске рисуют график переменного тока и объясняют принцип работы выпрямителя.
В качестве наглядного пособия используются развернутые схемы одно- и двухполупериодных (мостовых) выпрямителей на кенотроне или полупроводниковых диодах. Кривые токов в различных точках схемы руководитель кружка демонстрирует на экране осциллографа объясняя смысл каждой картины.
Эффективность работы двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однополупериодным налицо: частота пульсаций выпрямленного тока удвоилась, «провалы» между импульсами уменьшились.
Однако наличие пульсаций ограничивает применение выпрямительных устройств. Этот недостаток можно частично или полностью устранить, если на выходе выпрямителя включить фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного тока. Простейшим фильтром является конденсатор большой емкости, включенный параллельно нагрузке. В период между импульсами тока этот конденсатор разряжается через нагрузку и тем самым непрерывно поддерживает ток во внешней цепи.
Ребят следует познакомить с принципом действия RC- и LC-фильтров.
На практике кружковцам вполне достаточно знать, что независимо от схемы выпрямителя сглаживание пульсаций выпрямленного гока будет тем лучше, чем больше емкость конденсатора и индуктивность дросселя фильтра.
В выпрямителях, рассчитанных на несколько напряжений, используют обычно трансформаторы, у которых, кроме сетевых (первичных) обмоток, имеются еще обмотки для получения высоких и низких напряжений.
С принципом работы трансформатора ребята уже знакомы (изготовление электронного звонка). Им необходимо только напомнить, что работа трансформатора основана на наведении э.д.с. или тока в одной катушке током, протекающим в другой.
Членам кружка необходимо объяснить взаимосвязь между мощностью трансформатора, поперечным сечением сердечника и количеством витков в обмотках трансформатора, приходящихся на 1 в.
Несколько слов следует также сказать о материале, из которого изготавливают сердечники низкочастотных трансформаторов и дросселей. Для этих целей предназначается листовая электротехническая сталь, содержащая до 4% кремния. Маркируется она буквой Э и цифрами, первая из которых указывает процентное содержание кремния (от 1 до 4), а вторая — электромагнитные свойства стали. Увеличение второй цифры, как, впрочем, и первой, указывает на уменьшение потерь электрической мощности в сердечнике. Например, сталь Э11, Э21 относится к низшим маркам, а марки Э43, Э44 являются наиболее высококачественными. Сталь этих марок выпускается толщиной от 0,1 до 1 мм.
Особенно высокими качествами отличается холоднокатаная сталь, обладающая повышенными магнитными свойствами. Обозначения марок этой стали отличаются наличием третьей цифры — нуля, например Э340.
Ребят можно ознакомить с элементарным расчетом силового трансформатора. Однако на практике удобнее пользоваться номограммой, с помощью которой легко произвести приближенный расчет трансформатора («Радио», № 6, 1970).
Номограмму рекомендуется начертить в увеличенном масштабе на листе ватмана и повесить в лаборатории на видном месте.
На практике обычно перематывают имеющиеся в кружке трансформаторы, подбирая их в соответствии с сечениями сердечников. Таким образом, отпадает необходимость склеивать каркас, изготавливать арматуру, подбирать пакет пластин, готовить прокладки. Правда, провод, которым был намотан трансформатор, вторично использовать не рекомендуется.
Обмотки трансформатора наматывают виток к витку с помощью ручных или электрических намоточных станков. Между слоями провода делают прокладки из конденсаторной бумаги. Выводы обмоток из тонкого провода делают гибким многожильным проводом, пропуская их через отверстия в щечках каркаса. Пластины сердечника собирают вперекрышку до полного заполнения окна каркаса. Плохо набитый и стянутый сердечник будет гудеть.
Ход практических занятий
Ребята завершают изготовление «мигалки» на неоновой лампе (см. предыдущую тему) и приступают к разработке и изготовлению лабораторных блоков питания.
Началом работы по конструированию служит техническое задание. Некоторые краткие сведения по этому вопросу были уже сообщены членам кружка в ходе выполнения практических работ. Теперь руководителю предстоит сформировать у них понятие о техническом задании, о его значении в создании новых устройств и приборов как в условиях кружка, так и на производстве.
Педагог демонстрирует блоки питания промышленного изготовления, имеющиеся в кружке, дает краткий ана* лиз хода работы по их созданию, а именно: техническое задание на прибор (выходное напряжение, максимальный ток нагрузки, напряжение питания, исполнение);
выбор принципиальной схемы; составление спецификации элементов; составление эскизов шасси и лицевой панели; монтаж блока питания; испытания готового изделия.
Руководитель сообщает, что для проведения испытаний схем на реле и транзисторах в кружке необходимо иметь блоки питания на различные напряжения (6, 12, 24, 48в). Практическая работа начинается с рассмотрения возможных вариантов схемы выпрямителя. При изготовлении блоков питания в первую очередь возникает проблема: использовать готовые трансформаторы или изготовить их самим. Как показывает опыт, далеко не все ребята с охотой берутся за намотку трансформаторов. Чаще всего подобная работа на первом этапе представляет для них непреодолимые трудности. Однако произвести элементарный расчет силового трансформатора должен уметь каждый член кружка электронной автоматики.
Руководитель может применить бригадный метод работы, когда группа ребят из 2—3 человек работает над своей конструкцией. Распределение заданий между ребятами производится в зависимости от возможностей и наклонностей каждого, сложности изготовляемых объектов. Так, например, наиболее аккуратным ребятам может быть поручена намотка трансформаторов. Остальные кружковцы в то же время занимаются изготовлением каркасов блоков питания, установкой на шасси электролитических конденсаторов, монтажных планок, электроарматуры.
В соответствии с эскизами размечают листы алюминия, мягкого дюраля или стали и просверливают нужные отверстия. Края листа под шасси сгибают с обоих концов на угол 90°. После установки всех деталей выполняют соединения между ними.