استروبوسکوپ – جلسه ششم
اهداف:
توضیح درباره جریان های AC و DC، آشنایی قطعات الکترونیکی، ساخت منبع تغذیه DC
وسایل لازم: ترانس 220 به 12 ولت، خازن 4700 میکروفاراد 50 ولت، پل دیود، فیبر سوراخدار، هویه
انواع جریان ها
به طور کلی در صنعت دو نوع جریان داریم:
جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC)
جریان مستقیم یا DC، تنها در یک جهت و با شدت ثابت برقرار می باشد مانند باطری ها و آداپتورها
نمودار شدت جریان بر حسب زمان برای جریان DC به صورت زیر می باشد.
ولی در جریان های متناوب یا AC، شدت و جهت جریان با زمان تغییر می کند و جریان فرکانس 60 هرتز (60 بار در ثانیه) جهت خود را تعویض می کند مانند برق شهر یا برق تولید شده به وسیله ژنراتورها.
نمودار شدت جریان بر حسب زمان برای جریان های AC به صورت زیر می باشد.
برخی از موتورهای الکتریکی برای عملکرد به جریان DC و برخی به جریان AC نیاز دارند.
موتورهای DC معمولا نسبت به موتورهای AC پرکاربردتر می باشند. زیرا برخلاف موتورهای AC، به سادگی می توان جهت و سرعت چرخش آن ها را تنظیم نمود. موتورهای DC در روباتیک کاربرد فراوانی دارند.
مدارهای الکترونیکی نیز معمولا با جریان DC کار می کنند. با این که جریان DC بسیار پرکاربرد است، منبع انرژی الکتریکی برق شهر که در دسترس ما است، AC می باشد، لذا باید این جریان را به DC تبدیل نماییم.
البته علاوه بر تبدیل کردن AC به DC، باید ولتاژ آنرا نیز کاهش دهیم تا برای موتورها و مدارات ما قابل استفاده شوند. اکثر موتورهای DC و مدارات الکترونیکی با ولتاژ 12 ولت (مستقیم) کار می کنند.
لذا باید اول ولتاژ برق شهر که 320 ولت AC می باشد به ولتاژ 12 ولت AC تبدیل نموده و سپس آن را به 12 ولت DC تبدیل نماییم.
برای کاهش یا افزایش ولتاژ برق AC از وسیله ای به نام ترانس فورماتور استفاده می شود.
ترانس فورماتور چیست؟
ترانس فورماتور یک ماشین الکتریکی ایستا است یعنی مانند موتورها و ژنراتورها دارای بخش متحرک نمی باشد.
ترانس فورماتورها دارای دو عدد سیم پیچ می باشند: یکی سیم پیچ اولیه که به منبع ولتاژ AC وصل می شود و دیگری سیم پیچ ثانویه است که به سمت مصرف کننده می رود این سیم پیچ ها توسط یک عدد هسته فلزی با هم پیوند مغناطیسی برقرار می کنند.
ترانس فورماتور ولتاژ را به نسبت تعداد دورهای سیم پیچ های اولیه و ثانویه کم یا زیاد می کند.
در ترانس فورماتورها رابطه زیر برقرار می باشد:
که V1 و V2 ولتاژ در سمت اولیه و ثانویه می باشند و N1 و N2 تعداد دورهای سیم پیچ های اولیه و ثانویه می باشند.
ساخت منبع تغذیه DC
پس از تنظیم مقدار ولتاژ، باید آنرا به DC تبدیل نماییم.
برای این تبدیل می توانیم از وسیله ای بنام پل دیود استفاده نماییم.
پل دیود یک قطعه الکترونیکی است که 4 عدد پایه دارد و اگر ولتاژ AC را به پایه هایی که با علامت ~ مشخص شده اند وصل کنیم، در پایه های + و – پل دیود ولتاژ DC خواهیم داشت.
پل دیود جریان را به صورت زیر تغییر می دهد.
با این کار نمودار شدت - زمان جریان به صورت زیر خواهد شد.
برای اینکه بتوانیم آن را به جریان DC ایده آل نزدیک نماییم باید یک خازن با خروجی پل دیود به صورت زیر موازی نماییم.
حال دست به کار شوید و منبع تغذیه مورد نیاز دستگاه را بسازید. می توانید از یک خازن 4700 میکروفاراد 50 ولت برای موازی کردن با پل دیود استفاده کنید. ابتدا نقشه مدار را بر روی فیبر سوراخ دار پیاده کنید و در صورت جواب گرفتن آن را بر روی فیبر مسی بکشید و طبق دستورات جلسه قبل مدار را ساخته و قطعات را پس از سوراخ کاری فیبر برروی آن لحیم نمایید.
آشنایی با چند قطعه الکترونیکی
در ادامه این جلسه شما را با چند قطعه پرکاربرد الکترونیکی آشنا می کنیم تا در آینده برای ساخت مدارهای الکترونیکی از آن ها استفاده نمایید.
تکلیف: از منیع تغذیه ای که ساخته اید عکس بگیرید و برای ما ارسال نمایید.
- نحوه ساخت پل دیود به وسیله 4 عدد دیود را شرح دهید و رسم نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: ---------------------------------------
منابع مطالعه: برای تحقیق بیشتر در این زمینه، با احتیاط فراوان درپوش یک آداپتور 12 ولت را در هنگامی که به برق وصل نیست باز نمایید و اجزاء آن را بررسی نمایید.
