У3: Електрически схеми с резистори
У3:
Електрически схеми с резистори
I. Организационни
въпроси
1. Анализ на предишното
упражнение.
II. Схеми с един резистор
1.
За какво служат
резисторите в електрическите и електронни схеми
2.
Резисторът като информационен
преобразувател:
a.
напрежение-ток и съпротивление-ток;
b.
ток-напрежение и съпротивление-напрежение
3.
Приложения на резистивните преобразуватели
в електрическите
и електронни устройства:
a.
Съставен волтметър (амперметър + резистор
последователно), опитна постановка за изследване на диоди по ток, захранване на
светодиоди, базов резистор.
b.
Съставен амперметър (волтметър + резистор паралелно),
опитна постановка за изследване на транзистори по напрежение, колекторен
резистор, емитерен резистор.
4.
“Pull-up” и “pull-down” резистор
a.
Идея (интуитивно обяснение на произхода на имената)
b.
Приложения в транзисторните схеми по ППЕ и МПТ (порт E на
микроконтролера HC11)
III.
Схеми
с два резистора
1.
Делител на напрежение
a.
"Изобретяване”
·
… от натоварен реален източник на напрежение
·
… чрез каскадно свързване на преобразуватели напрежение-ток и съпротивление-ток
·
… чрез последователно свързване на “pull-up” и “pull-down”
резистори
b.
Изследване:
·
Без товар (на празен ход)
·
С товар (резистори с различни стойности или няколко с
еднаква стойност паралелно)
·
Измерване на напрежението на празен ход и еквивалентното
съпротивление на Тевенин
·
Експериментална проверка на втория закон на Кирхоф за
напреженията
c.
Разглеждане на желани приложения и
нежелани проявления
в електронните схеми
2.
Делител на ток
IV.
Схеми
с променливи резистори
1.
Потенциометър
a.
"Изобретяване” чрез:
·
… вертикално слепване на два резистора
·
… снемане на потенциална диаграма на съпротивителен
проводник (Разхождайки
се по съпротивителния слой)
b.
Изследване:
·
Без товар (на празен ход)
·
С товар - резистор, комбинация от резистори
c.
Изследване на необичайни
потенциометри
·
Изследване на самоделни “потенциометри”, направени от графит
на молив, рисувани с мек молив върху хартия, проводяща пяна (дунапрен),
съпротивителен проводник, подсолена вода, човешкото тяло и др.
·
Изследване на потенциалния релеф на проводяща вода чрез
сондите на волтметър (В търсене на
интересни експерименти за третото упражнение...)
·
Захранване на консуматори (лампа, светодиод, моторче,
"пищялка" и др.) от напрежителния пад върху проводяща вода
("театрален реостат").
2.
Понятие за електрическа “маса” (опорен потенциал). Експерименти с
“масата”, избирана в различни точки на захранващия източник:
a.
отрицателната шина (-12 V)
b.
положителната шина (+12 V)
c.
средата (+6 V)
3.
Двуполярно захранване (split supply) получено чрез:
a.
… "слепване" на две батерии чрез последователно
свързване
b.
… "разцепване" на една батерия на две
последователно свързани
·
Експеримент: отваряне на 9 V батерия и намиране на средна
точка вътре в нея)
c.
… изкуствено получаване на средна точка (виртуална маса)
чрез делител на напрежение
4.
Пресъздаване на исторически
експеримент от 19-ти век: Измерване на напрежение чрез компенсационен метод:
·
Идея на метода. Дискусия за произхода на думата
"потенциометър"
·
Пресъздаване на опитната постановка от 19-ти век.
·
Измерване на различни напрежения.
5.
Приложения в електронните схеми с последователна отрицателна
обратна връзка (повторител на напрежение и неинвертиращ усилвател, реализирани
с операционен усилвател)
V.
Схеми
с няколко източника
1.
Резистивен суматор (R1-R2 верига)
a.
"Изобретяване” чрез
·
… “изместване” на масата чрез втори източник
·
… чрез потенциалната диаграма
b.
Анализиране чрез принципа
на суперпозицията
c.
Приложение в инвертиращите схеми с операционни
усилватели (виртуална маса)
VI.
Схеми
с няколко резистора
1.
Мост на Уитстон
a.
"Изобретяване” чрез:
·
… “разцепване на потенциометър на две вертикални половинки
·
… сглобяване от два потенциометъра
·
Нетрадиционни мостове от съпротивителни материали (графити,
проводим дунапрен и др.)
b.
Изследване:
·
несиметрично
·
диференциално
·
синфазно
Comments
Post a Comment