Набор миниблоков «Электротехнические материалы»

Миниблоки представляют собой отдельные элементы электрических цепей или функциональные блоки, из которых непосредственно входе лабораторной работы собирается исследуемая электрофизическая установка на наборном поле блока генераторов напряжений.

Все миниблоки хранятся в контейнере, общий вид которого представлен на рисунке 2.5. На этикетках миниблоков изображены упрощённые электрические схемы соединения основных элементов, показано расположение выводов и приведены основные технические параметры.

2.6.1 Миниблок «Сегнетоэлектрик» предназначен для снятия поляризационной кривой сегнетоэлектрика и изучения её зависимости от температуры. Внутрь миниатюрной печки помещён конденсатор 1 мкФ типа Y5V вместе с термопарой и сигнальной лампочкой. Поляризация сегнетоэлектрика в нём достигает насыщения при напряжении 25…30 В. Максимальная амплитуда, которую может дать генератор напряжений специальной формы составляет 10 В. Поэтому, при снятии поляризационной кривой необходимо использовать повышающий трансформатор. Сегнетоэлектрик, используемый в данном типе конденсаторов, имеет точку Кюри при отрицательных температурах. При положительных температурах он ведёт себя как параэлектрик. С увеличением температуры диэлектрическая проницаемость и нелинейность поляризационной кривой уменьшаются. При температуре 70.. .80 °С конденсатор становится практически линейным.

2.6.2 Миниблок «Трансформатор тороидальный» предназначен для исследования магнитных свойств ферромагнитных сердечников (без нагрева). Он выполнен на двух сердечниках М2000НМ диаметром 20 мм и имеет три обмотки - 100, 100 и 200 витков. На миниблоке имеется двухполюсный переключатель, при переключении которого изменяется направление тока в первичной обмотке. Трансформатор может быть также использован для повышения или понижения переменного напряжения.

2.6.3, 2.6.4Миниблоки «ГМ14ДС» и «ГМ11ДС» также представляют собой торроидальные трансформаторы, предназначенные для изучения магнитных свойств ферромагнитных материалов. Они выполнены на кольцевых сердечниках из аморфной ленты толщиной 20…25 мкм, полученной на основе сплавов железа или кобальта. Магнитопровод ГМ11ДС имеет очень высокую относительную магнитную проницаемость (до 30000) и низкую магнитную индукцию насыщения (порядка 0,28 Тл). Магнитная проницаемость сплава ГМ14ДС порядка 10000, а индукция насыщения более 1 Тл.

В магнитопроводах ГМ 14ДС достигается относительная магнитная проницаемость 10000, а индукция насыщения 0,75 Тл. В обоих трансформаторах на сердечник диа­метром 20 мм намотаны две обмотки по 100 витков.

Рисунок 2.5 - Набор миниблоков

2.6.5 Миниблок «Интегратор» предназначен для интегрирования входного сигнала u_вх (t) или i_вх по времени:

Рисунок 2.6 - Принципиальная схема интегратора

Параметры R_вх и С указаны на упрощенной принципиальной схеме интегратора (рис. 2.6). Интегратор имеет два режима работы. При разомкнутом состоянии выключателя «Сброс» (нижнее положение тумблера на миниблоке) происходит интегрирование входного сигнала. Напряжение на выходе в этом режиме медленно изменяется даже при отсутствии входного сигнала, поскольку всегда есть внутренние утечки схемы и помехи. Этот режим используется для интегрирования кратковременных одиночных импульсов тока или напряжения, например, для измерения заряда при включении конденсатора на постоянное напряжение или для измерения потокосцепления при включении и отключении катушки индуктивности. Перед началом интегрирования необходимо «обнулить» интегратор включив на 2...3 с выключатель «Сброс».

При включённом выключателе «Сброс» (верхнее положение тумблера на миниблоке) медленно изменяющаяся составляющая входного сигнала не интегрируется. Этот режим используется для возвращения интегратора в нулевое положение и для интегрирования периодических быстро протекающих процессов, например, при снятии петли гистерезиса.

Напряжение на выходе интегратора не может быть больше напряжения питания, поэтому, когда оно приближается к напряжению питания +15 В или -15 В, включается светодиод «Перегрузка».

Для удобства подключения интегратора к источникам питания, к входным и выходным цепям, он устанавливается на наборном поле всегда в отведённом для него месте (см. рис. 2.1). При этом к нему подводится напряжение питания ± 15В относительно средней точки, обозначенной на наборном поле символом ┴ .

2.6.6Миниблок «Точка Кюри» предназначен для исследования магнитных свойств ферромагнетика. На кольцевой сердечник из феррита марки М6000НМ размещены две обмотки по 250 витков. Размеры сердечника: наружный диаметр - 16 мм, внутренний - 10 мм, толщина - 4,5 мм. На этикетке миниблока указаны сечение сердечника и длина средней линии. Сердечник с обмотками помещён в миниатюрную печь, вместе с термопарой и сигнальной лампочкой.

На нагревательный элемент подаётся напряжение от источников постоянного напряжения. Оно регулируется от 15 до 30 В. При напряжении 30 В нагрев до точки Кюри (паспортное значение 110°С) происходит примерно за 20 - 25 минут. Запрещается нагревать миниблок до температуры более 120° и оставлять его нагретым выше 70° на длительное время.

2.6.7 Миниблок «Трансформатор с разъёмным сердечником»может использоваться как собственно трансформатор для повышения или понижения напряжения, как регулируемая индуктивность, если между подковами разъёмного сердечника вставлять неферромагнитные прокладки различной толщины (полоски бумаги или картона), как установка для изучения явления взаимной индукции (коэффициент связи можно изменять удаляя из катушек половинку или весь сердечник), как установку для изучения закона электромагнитной индукции (если при питании постоянным током из катушки быстро удалить сердечник, то с помощью интегратора можно зафиксировать изменение потокосцепления и возникновение ЭДС). Возможны и другие применения этого миниблока.

2.6.8 Миниблок «Выключатель» представляет собой тумблер, служащий для включения и выключения какой либо цепи при выполнении эксперимента.

2.6.9, 2.6.10Два одинаковых по конструкции миниблока «R1» и «R2», в каждом из которых помещён отрезок проводника, известной длины и диаметра (проводник выполнен в виде катушки). Миниблок служит для измерения сопротивления с помощью измерителя параметров R, L, С, определения удельного сопротивления проводника и определения материала, из которого он может быть выполнен.

2.6.11 - 2.6.13Одноэлементные миниблоки «Резистор», в каждый из которых помещён резистор, сопротивление которого указано на этикетке.

2.6.14Одноэлементный миниблок «Конденсатор», в котором смонтирован электролитический конденсатор ёмкостью 100 мкФ.

Ноутбук

В данный комплект типового лабораторного оборудования входит ноутбук общего применения. Ноутбук совместно с USВ приставкой используется в качестве осциллографа, хотя не исключены и другие его применения. Придерживайтесь следующего порядка его использования при выполнении экспериментов.

Подключите сетевой блок питания к компьютеру (ноутбуку) и к одной из розеток на лицевой панели блока 218.

Включите выключатели на лицевой панели блока питания 218.

Включите компьютер, дождитесь загрузки Windows, запустите программы, необходимые для выполнения экспериментов.

По окончании работы закройте все запущенные программы и выключите компьютер.

При достаточном заряде возможно питание ноутбука и от встроенной батареи, но необходимо помнить, что даже при полностью заряженной батарее, время автономной работы ноутбука не превышает 1,5...2 часов.