רכיבים

מתוך מעבדת מבוא בחשמל
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

1 ראוסטט

איור 1: נגד משתנה
איור 2: מעגל תמורה של הראוסטט המאוייר על גג קדמת-המכשיר

זהו נגד משתנה, קיימים 12 כאלו במעבדה בעלי ערך של 300Ω ועוד כמה של 1KΩ, הם מאוד גדולים ומיועדים להספקים גבוהים, כלומר הם עמידים נגד זרמים גבוהים שעלולים לשרוף אותם.

ישנם שלושה הדקים בחזית המכשיר כפי שרואים באיור 1 אשר מחוברים כפי שרואים במעגל התמורה אשר באיור 2:

  1. האדום מחובר לחלק האחורי של הראוסטט.
  2. השחור התחתון מחובר לחזית המכשיר.
  3. השחור העליון זהו הזחלן בגג-המכשיר שניתן להזיזו ובכך לקבוע את התנגדות הנגד.

אופן עבודה:

  • על-מנת שיעבוד בתור נגד משתנה יש לחבר את ההדק-האדום ואת ההדק השחור העליון, ולכוון את הזחלן באופן הבא:
    1. כאשר הזחלן בחזית המכשיר - מקבלים את ההתנגדות המירבית (כי האדום מחובר לחלק האחורי ולכן הם רחוקים אחד מן השני).
    2. כאשר הזחלן בירכתי המכשיר - מקבלים את ההתנגדות המזערית (אפס אוהם כיוון שהאדום גם מחובר לאחור ואז הם מקוצרים).
    3. כאשר הזחלן בנקודה לא קיצונית - מקבלים התנגדות יחסית למיקום (באמצע נקבל בדיוק חצי).
  • במקרה ומחברים את שני ההדקים התחתונים בתור נגד - תמיד נקבל את ההתנגדות המירבית.
  • במקרה ומחברים את שני ההדקים השחורים - כל הערכים של הזחלן אשר פורטו לעיל יתהפכו.
  • לנגד אין קוטביות, אך עדיין נהוג לחבר את האדום בתור פלוס ואת השחור בתור מינוס.


משתמשים ברכיב זה בניסויים:


2 R2D1

איור 3: ערכת שני נגדים ודיודה
איור 4: נגד 470 אוהם
איור 5: סכימת-דיודה לצד דיודה אמיתית (נלקח מהערך דיודה)

ערכה של שני נגדים בערך של 470Ω ודיודה 1N4001.

את הערך של התנגדות הנגד ניתן לדעת עפ"י הצבעים כפי שרואים באיור 3 ובאיור 4

צבע מספר כופל
חום 1 ‎101=10
צהוב 4 ‎104=10 K
סגול 7 ‎107=10 M

שני הצבעים הראשונים הם צהוב וסגול אשר מסמלים את המספרים 4 ו-7 בהתאמה, ואילו הצבע הלפני אחרון הוא חום ולכן הוא מציין מכפיל ולא מספר של ערך (הצבע האחרון מציין את דיוק הנגד), ולכן ערך הנגד הוא:

‎R=47·101=470 Ω

למתעניינים ניתן לראות את טבלת הצבעים המלאה בויקיפדיה תחת הערך סימון על נגדים קבועים.


את הדיודה ניתן לזהות על פי זה שיש לה פס אחד בודד שמציין את ההדק-השלילי שלה כפי שרואים באיור 5, פס זה הוא שווה-ערך לקו המצוייר על הסימון החשמלי של הדיודה (משולש עם קו).

הערה חשובה: אין להחזיק את הערכה באוויר בעת שמתחברים אליה, כיוון שאז מופעל לחץ על הרכיבים והם נשברים.


משתמשים ברכיב זה בניסויים:


3 דקדות

דֵקָדָה (בלועזית Decade box) היא רכיב משתנה בדומה מאוד לראוסטט רק שניתן לכוון את ערך הרכיב למספר מדוייק בעזרת מתגים בכפולות של 10 כפי שניתן לראות באיורים לעיל.

לדוגמא, בתמונה של דקדת-הקבלים לעיל רואים שהיא מכוונת על 3124 כלומר ערכו של הקבל הוא 0.3124µF, ואילו הערך המירבי הוא 0.9999µF כלומר 1µF.

במעבדה ישנם שלושה סוגים של דקדות:

  1. דקדת-נגדים - נראית כמו דקדת-הסלילים, לא משתמשים בהדק-התחתון שרשום CASE לידו כיוון שהוא מקוצר אל גוף הדקדה ואינו קשור לערך ההתנגדות של המכשיר.
  2. דקדת-קבלים - מתחברים במקרה הנ"ל לשני האדומים, בהדק השחור לא משתמשים כיוון שהוא מקוצר אל גוף הדקדה ולא קשור לקבל.
  3. דקדת-סלילים - מתחברים אל האדום והשחור, בירוק לא משתמשים והוא מקוצר אל גוף הדקדה ולא קשור לסליל.
  • כיוון שיש הרבה סוגי דקדות במעבדה כל שצריך כדי להבדיל ביניהן זה להסתכל על היחידות המופיעות ליד הכפתורים:
    1. בשביל נגד - Ω
    2. בשביל קבל - F
    3. בשביל סליל - H

4 כבלים

איור 6: כבלי בננה 4mm לחיבור המיכשור החשמלי

ישנם שלושה סוגי כבלים במעבדה:

סוג כבל תמונה תיאור
בננות Bananas.PNG
  • אלו כבלים שמשני הצדדים שלהם יש מַחְבָּר בננה.
  • קיימים בשני צבעים: אדום ושחור, נהוג לחבר את האדום אל הפלוס של המעגל ואת השחור אל המינוס.
  • את הבננות ניתן לשרשר ע"י חיבור אחת על השנייה כפי שרואים בתמונה.
  • לשים לב! באיור 6 רשומה הספרה 8 מעל כל חבילה, כלומר יש 8 בננות בחבילה וכך אמורים להחזיר את החבילה למקום בעת סיום הניסוי.
  • משמש להתחברות לכל הציוד במעבדה למעט המשקף תנודות והמחולל אותות.
כבלי BNC-BNC BNC-BNC.PNG
כבלי BNC-בננה BNC-Bananas.PNG
  • מצד אחד יש להם חיבור של שתי בננות (פלוס/אדום ומינוס/שחור) ומהצד השני יש להם מַחְבָּר BNC.
  • את הבננות ניתן לשרשר ע"י חיבור אחת על השנייה.
  • בעת חיבור ה-BNC אל מכשיר יש לסובבו כדי להדק את החיבור.
  • שרשור של שני כבלים כאלו (חיבור שני הפלוסים ושני המינוסים) יתן כבל BNC-BNC.
  • משמש לחיבור של המשקף תנודות, מחולל אותות והשנאי בידוד לכל שאר הציוד.


5 שנאי בידוד

איור 7: שנאי בידוד בעל חיבור כפול - גם BNC וגם בננות
איור 8: תגובה ליניארית לתדר של שנאי-בידוד. סריקה בין 1 הרץ ל-100kHz כך שכל קוביה שווה 20kHz, רואים שאחרי כ-40kHz השנאי לא מגיב טוב
איור 9: תגובה לוגריתמית לתדר של שנאי-בידוד. סריקה בין 1 הרץ ל-100kHz, כאשר הסמן עומד על מיקום 0.8 שזה שווה ערך ל-10kHz שאז נראה שהשנאי בידוד מתחיל לזייף
איור 10: תגובה לוגריתמית לתדר של שנאי-בידוד עם סימון בשורש 2, אשר מראה העלאה של המתח בערך בתדר 30kHz

שנאי-בידוד (בלועזית Isolation transformer) כשמו כן הוא, נועד ליצור בידוד בין שתי נקודות חשמליות ע"י "הצפה" של המעגל כך שלא יהיה חיבור גלווני (ישיר). משמש במעבדה בעיקר להפרדת האדמה של המחולל אותות והמשקף תנודות.

מידע נוסף קיים בעמוד הראשון של הנספח.

כפי שרואים באיור 7 יש לו חיבור כפול בכניסה ובמוצא:

  1. מַחְבָּר בננה אחד למתח-הקו ואחד לנקודת-ייחוס של אות-הכניסה.
  2. מַחְבָּר BNC אשר מכיל בתוכו את שני החיבורים (מתח-הקו ונקודת-ייחוס).
  • שתי כניסות/יציאות אלו מקוצרות ולכן הן שקולות אחת לשניה.

הערות

  1. שנאים מעבירים רק שינוי של זרם, כלומר אם נחבר את המחולל אותות וננסה לשים היסט (מתח DC) - ההיסט יונחת ע"י השנאי.
  2. בתדרים גבוהים נקבל הנחתה של מתחים, לכן לא רצוי לעבוד עם שנאי בידוד כאשר עובדים בתדרים גבוהים כמו-למשל בסריקת תדרים בה נצטרך להקטין את התדר הסופי של הסריקה, ניתן לראות את איורי תגובת השנאי-בידוד לתדר אשר נלקחו ע"י חיבור ישיר של השנאי ממחולל אותות אל משקף תנודות:
    • איור 8: סריקה ליניארית של התגובה לתדר של שנאי-הבידוד, בין 1 הרץ ל-100,000 הרץ, יש 5 קוביות - לכן כל קוביה היא 20,000 הרץ, כלומר בסביבות 40,000 הרץ השנאי כבר מפסיק להגיב טוב, ואחרי כ-90,000 הרץ הוא מתחיל להנחית את האות.
    • איור 9: סריקה לוגריתמית של התגובה לתדר של שנאי-הבידוד, הפעם הסריקה היא לוגריתמית באותו תחום התדרים, יש סמן אשר מראה שהריצה הטובה היא רק עד 0.8 שניות שזה 10,000 הרץ (100,000 בחזקת 0.8).
    • איור 10: עוד סריקה לוגריתמית אך הסמן נמצא במיקום שורש 2 אשר נמצא בזמן 0.9 שזה בערך 30,000 הרץ (100,000 בחזקת 0.9).