Obecnie możemy zaopatrzyć się w gotowe mierniki cyfrowe, gdzie nie trzeba odczytywać specjalnych stałych miernika itp.
Miernik cyfrowy wskaże nam dosyć dokładnie mierzoną wartość. Ceny tych mierników to wydatek rzędu 30zł-1000zł. Na
początek proponuję za 30zł. Sam taki posiadam i jestem bardzo z niego zadowolony. Jeżeli posiadamy już miernik przyglądamy
się jemu. Znajdujemy już znane jednostki V, A, ohm (lub po Polsku - om). Teraz będą nas interesować V (volty) A (ampery).
Zmierzymy najpierw napięcie. W tym celu kupujemy baterię 4,5V lub 9V. Ustawiamy odpowiednią skalę na mierniku. Najpierw
szukamy symbolu napięcia stałego "-" (jest to kreska lub dwie kreski proste), ustawiamy odpowiedni zakres (jak najwyższy) i
podłączamy sondy miernika:
Napięcie mierzone powinno być zbliżone do wartości napięcia baterii. Bardzo łatwo jest odczytać z miernika cyfrowego wartość
wskazywaną, jednak w czasie używania mierników wychyłowych mogą pojawić się błędy w obliczeniach. Po zmierzeniu napięcia
bateryjnego przystąpmy do bardziej zaawansowanych pomiarów. Chyba każdy ma w domu kontakty. Przypominam, że w sieci
energetycznej znajduje się napięcie 220V 50Hz prądu zmiennego sinusoidalnego. Postaram się po kolei wyjaśnić co oznaczają
te wartości. 220V - to jak się już przekonałeś jest to napięcie, 50Hz - to nowy parametr, który nazywa się częstotliwością.
Możesz sobie skojarzyć z częstotliwością radia RMFFM np. 88MHz. Dokładnie jest to ilość zmian w ciągu jednej sekundy. Prąd
zmienny oznacza, że nie posiada on stałej wartości. Pewnie zaraz po włożeniu do kontaktu naszego miernika usłyszę od kogoś,
że wartość jest wyświetlana stała. Tak będzie się zachowywał nasz miernik ponieważ nie nadąży za zmianami napięcia. To tak
jakbyś miał wykonać 50 razy jedną czynność w ciągu jednej sekundy. To dla nas i dla tego miernika jest nieosiągalne. Dlatego
miernik może zmierzyć tylko wartość skuteczną napięcia lub wartość średnią. Sinus - oznacza kształt prądu zbliżony do
sinusoidy. Jeżeli ktoś nie wie jak ona wygląda to włącz sobie zwykły program matematyczny. Teraz nastąpi część
najważniejsza. Czyli włożenie do dwóch dziurek naszych sond. Najpierw ustawiamy odpowiedni zakres. Nasz miernik musi
mierzyć prąd zmienny. Aby zobaczyć czy taką funkcje posiada rozejrzyj się po jego obudowie i poszukaj wężyka w kształcie
sinusoidy. Następnie ustaw zakres pow. 300V. Teraz bez paniki ładujesz sondy do kontaktu. I co? Dymek? Nie na pewno nie.
Wartość wskazywana może być wszędzie różna, ale w granicach 190-240V. To chyba tyle o pomiarze napięć.
Teraz pomiary prądu. Do pomiaru prądu będzie nam potrzebna żarówka i bateria oraz miernik. Na początek ustawiamy
odpowiednią wielkość na mierniku, czyli w tym wypadku wybieramy A (ampery). Teraz odpowiedni zakres. Pomiary prądu
różnią się podłączeniem miernika. Prąd musi przepływać przez miernik, a więc podłączamy go szeregowo z żarówką.
Przykładowy schemat:
Możemy mierzyć prąd wszystkich urządzeń. Zasilaczy, komputera, magnetofonu. Jedynie trzeba podłączyć szeregowo miernik z
odbiornikiem. Może kogoś zaciekawi jak zmierzyć prąd komputera. W tym celu musimy posiadać miernik, który mierzy prąd
zmienny i podłączamy jedną końcówkę do kontaktu, a drugą złączamy z końcówką wtyczki. Natomiast pozostała dziurka
kontaktu łączy się bezpośrednio z pozostałą końcówką wtyczki. Najpierw lepiej jest wypróbować na zwykłej żarówce 220V, a
póz
niej bawić się z komputerem. Jeżeli zmierzymy prąd to ze wzoru P=U*I policzymy moc, a następnie kasę jaką zapłacimy za
jedną godzinę pracy danego urządzenia. Więcej wzorów znajduje się wyżej.
W tej lekcji musisz się trochę zaznajomić (tylko zaznajomić, nie wkuwać) z podstawowymi elementami i ich symbolami (tj.
żarówka, bateria, przełącznik).
Lekcja pierwsza będzie polegała na stworzeniu prostego obwodu. Typu żarówka-bateria.:
Jak może jeszcze nie wiesz symbol z lewej to symbol baterii. Bateria składa się z kilku połączonych ogniw w sposób szeregowy
(więcej na ten temat w następnych lekcjach). Baterię możemy nazywać również z
ródłem prądu. Symbol baterii posiada dwie
kreseczki, jedna dłuższa i cienka, druga krótsza i gruba. Ta dłuższa jest biegunem dodatnim, a krótsza biegunem ujemnym.
Pomiędzy żarówką, a baterią znajdują się przewodniki prądu tzn. kawałki metalu. Zajmiemy się teraz żarówką. Żarówkę
możemy nazwać odbiornikiem prądu. W jej wnętrzu nie ma żadnego ogniska, tylko niewielki drucik. Drucik ten został wykonany
z wolframu (najbardziej odporny materiał na temperaturę). Wolfram posiada pewną rezystancję (o tym w następnych lekcjach).
Ten drucik stawia jakby opór płynącemu prądowi, przez co bardzo silnie się nagrzewa (żarzy się). W tej lekcji spróbuj jeszcze
do naszego obwodu dołączyć przełącznik, lub na chwilę uciąć któryś kabel. Np.:
Wystarczy, że przerwiesz jeden z kabli i to powoduje, że żarówka gaśnie. Dlaczego? W naszym obwodzie płynie niewidzialny
prąd, który cały czas krąży, między naszym odbiornikiem, a z
ródłem. Ten prąd wywołany jest przez baterię. Kierunek tego
prądu został umownie przyjęty, że płynie od + do -. Wystarczy, że jeden kabel zostanie przerwany i prąd dalej nie może płynąc.
Obwód, gdzie płynie prąd (rysunek 1) nazywa się obwodem zamkniętym, a obwód, gdzie nie płynie prąd (rysunek 2) obwodem
otwartym
Teraz będziemy zajmować się prostymi obliczeniami. Będą nam do tego potrzebne następujące wzory:
I = U / R - prawo Ohma
P = I * U
I - prąd [A] (amper)
U - napięcie [V] (volt)
R - rezystancja [ ] (ohm)
P - moc [W] (wat)
Są to najbardziej przydatne wzory do prostych obliczeń. Nie warto się ich uczyć na pamięć, po prostu samewejdą do głowy.
Przykład: Posiadasz silnik (powiedzmy wyciągnąłeś go z pralki). Silnik ten pobiera prąd I = 1,25A i jest na napięcie 220V.
Chcesz obliczyć ile w ciągu godzinnej pracy tego silnika zapłacisz za prąd, oraz chcesz dowiedzieć się o rezystancję uzwojenia.
Obliczam rezystancję: R = U / I = 220V / 1,25A = 176 Ohm Teraz podłączając miernik rezystancji powinien wskazać około 176
Ohm, jeśli nie będzie żadnego wskazania oznacza to, że uzwojenie silnika zostało spalone. W ten sposób możemy sprawdzić,
czy dane urządzenie będzie działać, nie podłączając go do sieci.
Obliczam moc silnika: P = U * I = 220V * 1,25A = 275W.
Przyjęliśmy, że silnik pracuje jedną godzinę:
Czyli: 275Wh (czytaj: watogodzina)
Najczęściej używaną jednostką jest kWh (czyt. kilowatogodzina), następuje zamiana na jednostkę pochodną czyli:
275Wh=0,275kWh.
Silnik w ciągu godziny zużyje 0,275kWh, a to jest równowartość ok. 0,073zł = 7,3gr., bo 1kWh = 0,2668zł = 26,68gr.
Oczywiście można zamiast silnika obliczać pobór prądu żarówki, telewizora, a nawet komputera. Jeśli chcesz obliczyć ile twój
komputer zabiera ci kasy przez 1h to wystarczy, że będziesz znał orientacyjnie moc twojego zestawu komputerowego.
Wzory można przekształcać według upodobań.
Odbiornik AM 1
Wszystkie teraz produkowane radioodbiorniki konstruowane są prawie wyłącznie wy układzie superheterodyny. Sygnał w.cz.
zanim zostanie poddany demodulacji podlega we wcześniejszych stopniach przemianie częstotliwości i wzmocnieniu. Wszystko
ma na celu poprawienie selektywności i czułości odbiornika. Wcześniej były powszechnie stosowane odbiorniki z bezpośrednią
przemianą częstotliwości oraz odbiorniki detektorowe.
Ten radioodbiornik pracuje w układzie bezpośredniego wzmocnienia i umożliwia odbiór stacji pracującej na częstotliwości
225kHz. Napięcie w.cz. zaindukowane w uzwojeniu anteny ferrytowej jest najpierw wzmacniane w dwustopniowym
wzmacniaczu pracującym na T1, T2. Są to proste układy szerokopasmowe zestawione w układach OE. Wartości elementów
zależą od odbieranej stacji radiofonicznej. Wiadomo, że częstotliwość rezonansowa tego obwodu powinna odpowiadać
częstotliwości nadajnika stacji. Wzmocniony sygnał 225kHz z kolektora T2 podlega demodulacji amplitudy w detektorze D1, C2,
pracującym w układzie podwajacza napięcia. Odfiltrowany sygnał m.cz. jest następnie kierowany na trzystopniowy wzmacniacz
tranzystorowy T3-T5. Układ w ten sposób charakteryzuje się dużym wzmocnieniem. Impedancja wyjściowa jest niska co
umożliwia podłączanie zwykłego głośnika. Im niższa rezystancja głośników tym większy pobór prądu. Układ został zmontowany
na płytce uniwersalnej.
Cały problem z układem będzie podczas strojenia. Naszym zadaniem jest aby antena ferrytowa tworzyła wraz cewką obwód
rezonansowy na częstotliwość 225kHz lub inną. Można zastosować antenę wyjętą ze starego odbiornika AM i doświadczalnie
dobrać C1. Możemy również antenę wykonać nawijając 100 zwojów drutu DNE0,1 na odcinku pręta ferrytowego RA8*75 F201
(na przesuwnej wzdłuż rdzenia tulejce papierowej. W przypadku zrobienia anteny wartość kondensatora C1wynosi 220pF.
Można również użyć dławik telewizyjny 620uH i zastosować C1 o wartości 180pF. Jak widać można się pobawić w strojenie
odbiornika. Należy jeszcze pamiętać, że anteny ferrytowe są kierunkowe, czyli ma znaczenie położenie odbiornika względem
sygnału.
Wymiary płytki: 117 x 24mm
Schemat ideowy
Schemat montażowy
Odbiornik AM 2
Ten odbiornik składa się jedynie z obwodu rezonansowego, diody i słuchawek do walkamana z trzech tranzystorów, trzech
rezystorów, trzech kondensatorów oraz jednej baterii R6.
Sygnał w.cz. zaindukowany w uzwojeniu pierwotnym anteny ferrytowej (L1C1)dostrojony do częstotliwości 225kHz jest
następnie poprzez uzwojenie sprzęgające L2 i kondensator separujący C2 podany na trzystopniowy wzmacniacz tranzystorowy
T1-T3 o sprzężeniu bezpośrednim. Wzmocniony sygnał w.cz. jest podany detekcji za pośrednictwem diody germanowej D1, a
następnie po odfiltrowaniu za pośrednictwem C3 poprzez rezystor R3 skierowany ponownie na wejście tego samego
wzmacniacza T1-T3 pełniącego funkcję wzmacniacza m.cz. Takie podwójne rozwiązanie nosi nazwę układu fefleksowego. Do
odbiornika możemy podłączyć zwykłe słuchawki do walkmana za pośrednictwem gniazdka. Gniazdko jest tak wmontowane, że
słuchawki są połączone ze sobą szeregowo. Nie zastosowano wyłącznika zasilania, ponieważ podczas wyjęcia słuchawek prąd
spoczynkowy jest prawie równy 0A.
Uzwojenie anteny nawinięto na pręcie ferrytowym o średnicy 8mm i długości 50mm. Nie można stosować już mniejszego pręta,
ponieważ spadnie całkowicie czułość układu. Uzwojenia nawinięto na przesuwną tulejkę papierową w następujący sposób: L1 -
150 zwojów drutu DNE 0,1
L2 - 20 zwojów drutu DNE 0,1 lub grubszego
W przypadku stosowania odbiornika do fal średnich należy zmniejszyć dwukrotnie liczby zwojów. Póz
niej układ wymaga tylko
dostrojenia obwodu rezonansowego do najsilniejszego odbioru wybranej stacji. C1 ma wartość 150pF.
Wymiary płytki: 56 x 15mm
Schemat ideowy
Schemat montażowy
Wzór płytki
Migająca dioda LED na 230VAC
Zasada działania:
Po podłączeniu do napięcia zasilania 230V AC zacznie płynąć prąd w obwodzie D1, R1, C1. Napięcie na
kondensatorze C1 będzie się zwiększać, aż do momentu przebicia złącza emiter - kolektor tranzystora T1. Gdy
napięcie na C1 osiągnie wartość przebicia T1 to rozładuje się on przez diodę D1 dając w efekcie jej rozbłyśnięcie.
Tranzystor T1 wejdzie w stan blokowania i kondensator ponownie zacznie się ładować, aż do ponownego
rozbłyśnięcia diody. Cykl ten będzie się powtarzał. Dioda będzie migać z częstotliwością zależną od R1 i C1.
Elementem wykonawczym tego układu jest tranzystor T1 włączony inwersyjnie tzn. emiter do plusa a kolektor do
minusa. W typowym włączeniu tranzystora npn jest odwrotnie. Nie wszystkie tranzystory włączone inwersyjnie
będą się zachowywały tak jak T1, zależy to od technologii wykonania. Dla niektórych tranzystorów włączonych
inwersyjnie napięcie przebicia zawiera się w przedziale 8 V do 9V. Tranzystor taki zachowuje się podobnie jak
diak. Układ przedstawiony na rysunku zastosowałem jako wskaz
niki włączników światła na klatce schodowej
wielorodzinnego bloku.
Wykaz elementów:
R1 : 82k
C1 : 220uF/10V
D1 : 1N4007
D2 : dowolna LED
T1 : np. BC 548, BC 107
W1 : włącznik światła
Ż1 : żarówka
UWAGA: W układzie występują napięcia niebezpieczne dla życia ! Należy zachować szczególną ostrożność !
schemat ideowy
Autor: Tadeusz LECH / [e-mail]