Stredná priemyselná škola dopravná, Sokolská 911/94, 960 01 Zvolen Kód ITMS projektu: 26110130667 Názov projektu: Zvyšovanie flexibility absolventov v oblasti dopravy UČEBNÉ TEXTY Pracovný zošit č.10 Vzdelávacia oblasť: Predmet: Ročník, triedy: Tematický celok: Vypracoval: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania Tretí, triedy III B, III C Základné merania Ing. Alžbeta Kršňáková Dátum: 5.3.2015 Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ
Obsah 1. TEÓRIA: TYRISTOR... 3 2. LABORATÓRNE CVIČENIE č.10: TYRISTOR AKO BEZKONTAKTNÝ SPÍNAČ. VERZIA UČITEĽ... 7 3. LABORATÓRNE CVIČENIE č.10:tyristor AKO BEZKONTAKTNÝ SPÍNAČ. VERZIA ŽIAK... 10 4. POUŽITÉ ZDROJE... 12 Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 2 z 12
TYRISTOR AKO BEZKONTAKTNÝ SPÍNAČ 1. TEÓRIA: TYRISTOR Tyristor je 4 vrstvová polovodičová, riadená, spínacia, nesúmerná súčiastka. Tyristor sa najčastejšie používa: - ako bezkontaktný spínač - v riedených usmerňovačoch - na diaľkové spínanie a ovládanie - na riadenie výkonu spotrebičov Má tri elektródy: - anódu A - katódu K - riadiacu elektródu ( hradlo) G Má 3 stavy: - blokovací - priepustný - nepriepustný (záverný) Volt ampérová charakteristika tyristora Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 3 z 12
Tyristor je v blokovacom stave, keď: Anóda je pripojená na kladnú svorku zdroja a katóda na zápornú svorku zdroja. Nosiče nábojov v jednotlivých vrstvách po pripojení napätia sa pohybujú v uvedenom smere, ako je to zakreslené v obrázku. Kladné nosiče vo vrstvách nevlastných vodivosti typu P sa pohybujú ku zápornej svorke pripojeného zdroja napätia a záporné nosiče vo vrstvách nevlastných vodivosti typu N majú pohyb ku kladnej svorke pripojeného zdroja napätia. Priechody J1 a J3 sú zahltené nosičmi, sú vodivé. Priechod J2 je ochudobnený o nosiče, je nevodivý. Obvod je blokovaný. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 4 z 12
Tyristor je v priepustnom stave, keď: Anóda je pripojená na kladnú svorku zdroja a katóda na zápornú svorku zdroja Na riadiacu elektródu privedieme prúdový impulz, čím: Priechody J1 a J3 sú zahltené nosičmi, sú vodivé. Priechod J2 sa zahltí nosičmi, stane sa vodivým. Tyristorom tečie elektrický prúd. Obvod je zopnutý. Zapnúť tyristor môžeme : 1.) Pripojením napätia (+ na anódu, - na katódu), ktorého hodnota je väčšia ako blokovacie napätie U B0 2.) Ak je pripojené menšie napätie ako blokovacie, je potrebné priviesť krátky kladný, prúdový impulz na riadiacu elektródu (G) Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 5 z 12
Tyristor je v nepriepustnom stave, keď: Anóda je pripojená na zápornú svorku zdroja a katóda na kladnú svorku zdroja. Nosiče nábojov v jednotlivých vrstvách po pripojení napätia sa pohybujú v uvedenom smere, ako je to zakreslené v obrázku. Kladné nosiče vo vrstvách nevlastných vodivosti typu P sa pohybujú ku zápornej svorke pripojeného zdroja napätia a záporné nosiče vo vrstvách nevlastných vodivosti typu N majú pohyb ku kladnej svorke pripojeného zdroja napätia. Priechod J2 je zahltený nosičmi, je vodivý. Priechody J1 a J3 sú ochudobnené o nosiče, sú nevodivé. Tyristorom netečie elektrický prúd. Obvod je rozopnutý. Vypnúť tyristor môžeme : 1.) Znížením prúdu v obvode pod tzv. prídržný I H (znížením napätia alebo zväčšením odporu v obvode) 2.) Prekomutovaním napätia zmena polarity napájacieho napätia (- na anódu, + katódu) Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 6 z 12
2. LABORATÓRNE CVIČENIE č.10: TYRISTOR AKO BEZKONTAKTNÝ SPÍNAČ. VERZIA UČITEĽ ZADANIE ÚLOHY: V jednosmernom elektrickom obvode s napájacím napätím 24V nahraďte kontaktný spínač tyristorom KT 701. Z katalógu elektronických súčiastok vypíšte základné parametre použitého tyristora a výpočtom z katalógových a zadaných parametrov vypočítajte rozmedzie ochranného odporu v obvode riadiacej elektródy. Zapojte obvod podľa schémy zapojenia a vykonajte praktické merania. Z nameraných hodnôt vypočítajte veľkosť výkonu, ktorý sa na tyristore mení na teplo. Z merania zistite o koľko je potrebné zvýšiť napájacie napätie, aby na spotrebiči bolo menovité napätie 24V. V zhodnotení merania uveďte výhody bezkontaktného spínania obvodu oproti kontaktnému spínaniu. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia potenciometer voltmeter 1 voltmeter 2 ampérmeter žiarovka - tyristor sem vypíšte typ a katalógové parametre meranej diódy SCHÉMA ZAPOJENIA: Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 7 z 12
POSTUP PRI MERANÍ: - z katalógu polovodičových prvkov vyhľadajte a vypíšte potrebné parametre použitého tyristora, z minimálneho a maximálneho prúdu, ktorý môže tiecť riadiacou elektródou vypočítajte rozmedzie ochranného odporu v obvode riadiacej elektródy, zapojte elektrický obvod podľa schémy zapojenia, do obvodu riadiacej elektródy zapojte vhodný ochranný odpor v rozmedzí vypočítaných hodnôt, nastavte vhodné rozsahy meracích prístrojov, po kontrole zapojenia elektrického obvodu pripojte zdroj jednosmerného napätia, pomocou potenciometra nastavte napätie v obvode na 24V, čo je menovité napätie použitej žiarovky, tyristor je zapojený v blokovacom stave, obvodom netečie elektrický prúd, žiarovka nesvieti, hodnoty z meracích prístrojov zapíšte do tabuľky do riadku pre blokovací stav, pomocou tlačidla priveďte impulz na riadiacu elektródu, obvodom začne pretekať elektrický prúd, žiarovka sa rozsvieti, tyristor je v priepustnom stave, hodnoty z meracích prístrojov zapíšte do tabuľky do riadku pre priepustný stav, z prúdu a napätia na tyristore vypočítajte veľkosť strateného výkonu, ktorý sa na tyristore mení na teplo, vypočítajte, aké napätie je potrebné nastaviť na zdroji napätia, aby po zopnutí tyristora bolo na žiarovke menovité napätie 24V, napíšte použitie tyristorov, vymenujte výhody bezkontaktného spínania oproti klasickému spínaniu. TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. I [A] 1 2 U1 [V] U2 [V] RMIN [Ω] RMAX [Ω] Poznámka blokovací stav Priepustný stav VÝPOČET: Ú = UBLOK + Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 8 z 12
VYHODNOTENIE MERANIA: Uveďte, aké je použitie tyristorov. Vymenujte výhody bezkontaktného spínania. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 9 z 12
3. LABORATÓRNE CVIČENIE č.10:tyristor AKO BEZKONTAKTNÝ SPÍNAČ. VERZIA ŽIAK ZADANIE ÚLOHY: V jednosmernom elektrickom obvode s napájacím napätím 24V nahraďte kontaktný spínač tyristorom KT 701. Z katalógu elektronických súčiastok vypíšte základné parametre použitého tyristora a výpočtom z katalógových a zadaných parametrov vypočítajte rozmedzie ochranného odporu v obvode riadiacej elektródy. Zapojte obvod podľa schémy zapojenia a vykonajte praktické merania. Z nameraných hodnôt vypočítajte veľkosť výkonu, ktorý sa na tyristore mení na teplo. Z merania zistite o koľko je potrebné zvýšiť napájacie napätie, aby na spotrebiči bolo menovité napätie 24V. V zhodnotení merania uveďte výhody bezkontaktného spínania obvodu oproti kontaktnému spínaniu. SÚPIS PRÍSTROJOV: zdroj napätia potenciometer voltmeter 1 voltmeter 2 ampérmeter žiarovka - tyristor sem vypíšte typ a katalógové parametre meranej diódy SCHÉMA ZAPOJENIA: POSTUP PRI MERANÍ: Sem doplňte stručný postup pri meraní. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 10 z 12
TABUĽKA NAMERANÝCH A VYPOČÍTANÝCH HODNȎ T: Č.M. I [A] U1 [V] U2 [V] RMIN [Ω] 1 2 RMAX [Ω] Poznámka blokovací stav Priepustný stav VÝPOČET: Ú = UBLOK + VYHODNOTENIE MERANIA: Uveďte, aké je použitie tyristorov. Vymenujte výhody bezkontaktného spínania. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 11 z 12
4. POUŽITÉ ZDROJE 1. Elektrotechnická měření; BEN technická literatúra; Praha 2008 2. Antošovský V.: Elektrické merania I. Alfa press, s.r.o.bratislava 2007 3. Ráček V. P. Mádel P.: Elektronika. Alfa-press,s.r.o. Bratislava 1986 4. Maťátko J.: Elektronika. Alfa press, s.r.o. Bratislava 2008 5. http://sk.wikipedia.org/elektrotechnika Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ Strana 12 z 12