Projek Reka Bentuk: Bekalan Kuasa AC-DC

Sistem Penjanaan Bekalan Tenaga Elektrik (Farah&Syaza) (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Projek Reka Bentuk: Bekalan Kuasa AC-DC

Peranti dan Litar Semikonduktor Diskret


soalan 1

Keselamatan sangat penting apabila merancang dan / atau membina alat yang dikuasai oleh sumber elektrik berpotensi maut seperti kuasa talian AC kediaman. Terangkan bagaimana anda boleh membuktikan bahawa kes logam bekalan kuasa anda memang "dibina" untuk keselamatan, supaya kesalahan dalaman dari salah satu konduktor "panas" untuk kes logam akan menyebabkan litar pintas yang akan mengalir kuasa sekering bekas atau pemutus daripada mengejutkan individu menyentuh kes "# 1"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ukur rintangan dari tiang tanah pada palam kuasa ke kes logam. Rintangan harus tidak lebih daripada sepersepuluh ohm. Pengukuran rintangan 0.5 ohm atau lebih menunjukkan sambungan yang lemah.

Nota:

Sebagai dasar umum, saya memeriksa setiap bekalan tenaga pelajar saya sebelum membuat latihan untuk kali pertama. Ini tidak bermakna, saya yang membuat pengukuran meter! Setiap pelajar harus membuktikan kepada saya bahawa asas mereka memadai dengan membuat ukuran meter di bawah pengawasan langsung saya. Dengan cara ini, mereka belajar bagaimana untuk melakukannya sendiri sementara keselamatan masih dipastikan secara peribadi oleh saya.

Saya juga mempunyai tarikan pelajar pada sambungan dawai semasa membuat ujian ini, untuk memastikan bahawa ia bukan ukuran pengukuran rintangan rawak yang kita lihat dengan ohmmeter. Sambungan wayar longgar diuji dengan baik oleh ukuran rintangan di bawah tekanan mekanikal, bukan dengan pemeriksaan visual sahaja.

Soalan 2

Apabila menyambung komponen bersama untuk membina bekalan kuasa anda, adalah penting bahawa anda menggunakan jenis wayar yang betul. Kenal pasti ciri-ciri apa yang diperlukan untuk wayar yang anda gunakan dalam projek ini, untuk setiap parameter berikut:

Tolok dawai:
Jenis penebat:
Stranding (pepejal atau terkandas):
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Tolok wayar: mencukupi untuk dijangkakan semasa maksimum
Jenis penebat: mencukupi untuk voltan maksimum yang dijangkakan
Stranding (pepejal atau terkandas): pilihan terkandas

Untuk dua parameter pertama, kenali nilai arus dan voltan yang dijangkakan untuk dijumpai di litar bekalan kuasa anda, untuk kedua-dua AC dan bahagian DC.

Mengapa anda menganggap dawai terkandas mungkin lebih disukai untuk projek seperti ini? Saya akan memberikan petunjuk: bukan untuk apa-apa harta elektrik dawai seperti itu untuk pertimbangan mekanikal .

Nota:

Angka ampacity mungkin tidak tersedia untuk wayar tolok ukur kebanyakan pelajar elektronik yang biasa berurusan dengan. Walau bagaimanapun, ampacity untuk wayar ukur kecil boleh dikira dengan kasar dengan merancang titik data ampacities dawai yang diterbitkan untuk dawai beberapa alat pengukur yang lebih besar, dan kemudian extrapolating ke bawah pada skala pengukur. Jika tidak ada yang lain, ini akan menjadi contoh yang baik kepada pelajar tentang bagaimana menggunakan teknik statistik mudah (regresi, pemasangan lengkung, merancang) untuk membuat anggaran praktikal.

Soalan 3

Bagaimanakah kita memberitahu yang penggulungan kuasa pengubah langkah-ke bawah adalah yang utama, dan yang kedua, tanpa benar-benar menyalakannya dengan kuasa talian AC? Ini sering menjadi masalah apabila pelajar membeli transformer murah yang tidak ditanda dan tidak didokumentasikan.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Gunakan ohmmeter untuk mengukur rintangan setiap penggulungan. Penggulungan utama pengubah langkah ke bawah akan mengandungi panjang wayar yang lebih panjang, kawasan rentas keratan yang lebih kecil, daripada penggulungan sekunder. Dengan kedua-dua faktor ini, perbezaan rintangan antara lilitan harus jelas.

Nota:

Penjagaan harus diambil jika pengubah yang dimaksud tidak lengkap. Ia mungkin mustahil untuk memberitahu apa yang rating voltan masing-masing adalah lilitan jika tidak tahu sama ada pengubah direka untuk kuasa talian (120 volt, 60 Hz AC di Amerika Syarikat) atau tidak. Transformer kuasa kecil adalah cukup mudah untuk diperoleh daripada pembekal komponen elektronik dan dari alat elektronik pengguna memo (stereos, aksesori komputer, dan lain-lain) yang tiada siapa yang perlu mengambil peluang dengan pengubah yang tidak diketahui sepenuhnya.

Soalan 4

Apabila anda mengukur keluaran AC voltan rendah pengubah anda dan membandingkan pengukuran itu ke voltan output DC yang diperbetulkan dan ditapis, anda akan melihat sesuatu yang sangat kontra-intuitif. Pembacaan voltan keluaran DC adalah jauh lebih besar daripada voltan AC yang tidak diserap dari penggulungan menengah pengubah!

Terangkan mengapa ini, dan kemudian tunjukkan pengiraan matematik yang berkaitan dengan dua ukuran voltan bersama dengan ketepatan yang munasabah.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Ini adalah sesuatu yang menangkap hampir semua pelajar dengan kejutan apabila mereka mula mengukur tegasan. Saya akan memberi anda petunjuk besar mengapa voltan keluaran yang diperbetulkan dan ditapis (DC) jauh lebih tinggi daripada voltan sekunder (AC) yang tidak digariskan: pengukuran voltan AC yang anda buat dengan voltmeter anda kemungkinan besar pengukuran RMS, bukan puncak pengukuran.

Nota:

Biarkan pelajar memikirkan misteri ini sendiri: ia adalah salah satu fenomena yang benar-benar mendedahkan sifat pengukuran RMS berbeza dengan pengukuran puncak.

Soalan 5

Satu perkara yang anda mahu lakukan dengan bekalan kuasa anda adalah tertakluk kepada beban penuh (1 amp), dan menguji voltan keluaran. Untuk melakukan ini, anda memerlukan beban yang menarik hampir 1 amp tanpa terlalu panas atau menyebabkan masalah lain.

Perintang akan berfungsi dengan baik untuk tugas ini, tetapi perintang mana yang perlu anda gunakan? Kenal pasti dua parameter yang perlu anda bimbang apabila memilih perintang beban untuk tugas itu, dan jelaskan bagaimana parameter tersebut akan dikira.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kedua-dua parameter adalah: rintangan (berapa banyak ohm), dan penarafan kuasa (berapa watt). Saya akan serahkan kepada anda untuk menunjukkan bagaimana untuk mengira setiap parameter untuk bekalan kuasa tertentu anda.

Nota:

Walaupun ini adalah tidak lebih daripada satu aplikasi Undang-undang Ohm, jangan terkejut jika pelajar mendekati anda terperanjat oleh soalan ini. Terdapat perbezaan kognitif yang besar antara mengira arus dan kuasa untuk perintang nilai yang diketahui dan sumber voltan tegar diketahui, dan memilih perintang berdasarkan arus dan voltan yang diketahui untuk ujian praktikal bekalan kuasa. Semasa mempelajari Hukum Ohm dalam konteks teoretis, pelajar menjadi selesa membuat pengiraan di atas kertas, tetapi mungkin tidak menyedari bagaimana menerapkan matematik yang sama kepada situasi dunia sebenar. Atau, mereka mungkin menyatakan kebimbangan apabila berhadapan dengan membuat pengiraan yang membawa kesan sebenar (seperti merosakkan bekalan kuasa mereka!).

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →