Image7 (25)

■ Konkurs ■

■ Konkurs ■

Jak to działa?

Na rysunku przedstawiony jest układ z przerzutnikiem D.

Jak zwykle zadanie konkursowe polega na rozszyfrowaniu Jak działa i do czego służy taki układ?

Odpowiedzi, koniecznie oznaczone dopiskiem Jak9, należy nadsyłać w terminie 45 dni od ukazania się tego numeru EdW. Nagrodami w konkursie będą kity AVT lub książki.

Rozwiązanie zadania z EdW 5/2006

W numerze 5^2006 przedstawiony był układ ze stabilizatorem i mała żarówecz-ką, która ma stłuczoną szklaną bańkę (włókno na wierzchu).

Zadanie wzbudziło szczególne zainteresowanie, napłynęło wyjątkowo dużo rozwiązań. Widu Kolegów przedstawiło bardzo interesujące analizy. Stabilizator Ul wraz z rezystorem R1 tworzą najzwyczajniejsze źródło prądowe. Choć nie podano wartości Rl, nietrudno się było domyślić, że Rl ma taką wartość, żeby prąd płynący przez włókno żarówki rozgrzał je, ale nie tak, żeby świeciło (bo bez szklanej bańki się szybko przepalił, tylko żeby było dość gorące. Wiadomo, że materiał żarnika, wolfram, ma dość duży dodatni współczynnik cieplny rezystancji, a podczas normalnej pracy żarówki wzrost temperatury przekracza 2001) stopni, więc włókno żarówki, które w stanie zimnym ma niedużą rezystancję, zwiększa kilkakrotnie swą rezystancję, gdy żarówka się zaświeci.

W' analizowanym układzie różnica rezystancji między stanem zimnym a stanem pracy nie będzie aż tak duża, ponieważ włókno nie będzie rozżarzone i nie będzie świecić. W każdym razie prąd ma być taki, żeby włókno było gorące. Ciepło wydzielane w włóknie będzie oddawane do utoczenia i wy tworzy się stan równowagi cieplnej, a o temperaturze włókna zadecyduje z jednej strony ilość wydzielanej mocy, a z drugiej skuteczność chłodzenia.

Jeśli gorące włókno znajdzie się w strumieniu poruszającego się powietrza, nastąpi dużo szybsze oddawanie ciepła (lepsze chłodzenie). Temperatura włókna spadnie, a to będzie oznaczać zmniejszenie rezystancji włókna. To dodatkowo zmniejszy moc wydzielanych strat, ale najważniejsze jest to. że przy niezmiennym prądzie zmniejszenie rezystancji włókna na pewno spowoduje zmniejszenie napięcia na żarówce. Wykryje to komparator zbudowany na wzmacniaczu opera-cyjnym U2.

W sumie jest to więc wskaźnik temperatury włókna, jednak układ nic jest przeznaczony do pomiaru temperatury i na pewno nie jest to termometr mierzący temperaturę otoczenia. Jest to miernik, a właściwie

wskaźnik przepływu powietrza. Ruch powietrza spowoduje zmianę stanu diody LED Dl. Układ może być na przykład wykorzystany do wykrywania przeciągów, do kontroli pracy wentylatorów, jednak nie bardzo nadaje się do roli precyzyjnego miernika prędkości przepływu. Taki czujnik może też współpracować z innymi gazami oraz cieczami nieprzewodzącymi prądu.

Dla ścisłości trzeba przyznać, iż skuteczność chłodzenia drucika wolframowego zależy także od temperatury otoczenia oraz od ciśnie nia powietrza, ale zmiany związane z wahaniami temperatury otoczenia oraz z ciśnieniem atmosferycznym sądużx) mniejsze niż zmiany wywołane przepływem powietrza. Na pewno przyrząd taki nie nadaje się ani do roli termometru pokojowego, ani do roli barometru, czyli do pomiaru ciśnienia atmosferycznego, i to nawet gdyby zastosowany był drugi czujnik kompensacyjny. Taki przyrząd ewentualnie mógłby być wykorzystany do pomiaru ciśnienia, a ściślej niskiej i średniej próżni, gdzie wykorzystuje się fakt, że cząstki gazu pomagają odbierać ciepło z rozgrzanego drutu wolframowego lub platynowego. Czym lepsza próżnia, tym gorsze warunki chłodzenia i wyższa temperatura włókna.

Układ (schemat znaleziony w Internecie) nie był testowany w Redakcji ani w Pracowni AVT. Osoby zainteresowane realizacją takiego czujnika przepływu powietrza we własnym zakresie dobiorą żarówkę, wartość prądu (Rl ) i ewentualnie zmodyfikują układ, choćby żarnie niając wejścia komparatora, zęby dioda zaświecała się po wykryciu ruchu powietrza. Zamiast komparatora można zastosować wzmacniacz o niedużym wzmocnieniu, a zamiast diody włączyć miernik i w tedy układ stanie się nie czujnikiem, tylko prostym miernikiem prędkości przepływu powietrza

Większość nadesłanych odpowiedzi była prawidłowa. Za takowe uznałem też cztery stwierdzenia, iż jest to czujnik ciśnienia, miernik ciśnienia i prymitywny próżniomierz Piraniego, ponieważ nie było po dane, w jakich warunkach pracuje włókno żarówki ze stłuczoną bańką.

Pojawiły się też nietrafne odpowiedzi:

-    nietypowy termometr pokojowy,

-    tester próżni w żarówkach,

-sygnalizator stłuczenia żarówki.

Nagrody otrzymują:

Marcin Karłowicz - Bolechowo,

Maksymilian Czop - Nowy Sącz,

Bartłomiej INowojowski- Jasło.

REKLAMA

12 Wrzesień 2006 Elektronika dla Wszystkich