ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Środki ostrożności
1. Energia elektryczna i konfiguracja eksperymentalna
<ol>
	<li>Unikaj luźnych przewodów, kabli i połączeń. </li>
	<li>Załóżmy, że każdy odsłonięty metal jest pod napięciem elektrycznym, chyba że zweryfikowano inaczej. </li>
	<li>Zapoznaj się ze wszystkimi przyciskami ON/OFF na sprzęcie, wyłącznikami automatycznymi i rozłącznikami ławki. </li>
	<li>Wprowadzaj zmiany w konfiguracji eksperymentalnej tylko wtedy, gdy zasilanie obwodu jest wyłączone, a wszystkie źródła zasilania odczytują zero voltage i zerowy prąd, w zależności od przypadku. </li>
	<li>Używaj przewodów o odpowiedniej długości do ich odpowiednich zastosowań. Długie przewody lub połączenia mogą powodować bałagan na stole, a bardzo krótkie przewody lub połączenia mogą być zbyt ciasne i można je łatwo rozłączyć. </li>
	<li>Oddziel urządzenia i połączenia o większej mocy od urządzeń o mniejszej mocy, takich jak mikrokontrolery, aby uniknąć zarówno zakłóceń, jak i połączeń elektrycznych między wrażliwymi urządzeniami elektronicznymi a urządzeniami o większej mocy. </li>
	<li>Upewnij się, że wszystkie zasilacze prądu stałego, źródła prądu przemiennego i inne źródła zasilania zaczynają się od zerowego napięcia i zerowego prądu wyjściowego lub zgodnie z zaleceniami w eksperymencie. Rozpoczęcie od napięcia niezerowego jest możliwe w niektórych zastosowaniach, w których źródło napięcia powinno mieć określony stan początkowy. </li>
	<li>Wyłącz cały sprzęt przed wyjściem z laboratorium po zakończeniu eksperymentu. </li>
	<li>Nie zezwalaj pojedynczemu użytkownikowi na samodzielne przeprowadzenie eksperymentu. Upewnij się, że co najmniej dwóch użytkowników przeprowadza eksperyment podczas pracy przy napięciu większym niż 50 V DC i trójfazowym prądzie przemiennym.</li>
</ol>
2. Środowisko pracy
<ol>
	<li>Zapoznaj się z wyjściami w laboratorium. </li>
	<li>Unikaj zagraconego środowiska pracy. </li>
	<li>Przygotuj i przygotuj długopis, kalkulator, zeszyt laboratoryjny i opis eksperymentu. </li>
	<li>Odpowiednio schłodzić i oznaczyć ciepły (ze względu na rozpraszanie ciepła) sprzęt. </li>
</ol>
3. Ubiór i wymagania osobiste
<ol>
	<li>Podczas wykonywania eksperymentu należy zdejmować biżuterię, metalowe zegarki lub inne metalowe akcesoria, ponieważ mogą one być niebezpieczne w pobliżu maszyn obrotowych i połączeń elektrycznych. </li>
	<li>Nie noś luźnej odzieży, szortów ani krótkich spódniczek, ponieważ narażają one skórę na połączenia elektryczne i maszyny obrotowe. </li>
	<li>Nie noś wiszących naszyjników, okularów, krawatów i innych akcesoriów, ponieważ użytkownicy mają tendencję do zbliżania się do obracających się maszyn i połączeń elektrycznych. Unikaj również wieszania okularów na szyi, które mogą być łatwo chwycone przez obracające się maszyny. </li>
	<li>Przywiąż długie włosy do tyłu głowy. </li>
	<li>Przez cały czas trwania eksperymentu należy nosić okulary ochronne. Nosić inne środki ochrony osobistej (PPE) zgodnie z lokalnymi przepisami i regulacjami bezpieczeństwa. Na przykład typowe środki ochrony osobistej obejmują powłoki ognioodporne, rękawice izolacyjne wysokiego napięcia (noszone podczas pracy z przewodami lub kablami pod napięciem) oraz zatyczki do uszu (używane podczas obsługi głośnych maszyn). </li>
</ol>
Wyposażenie podstawowe: demonstracja i przegląd sprzętu elektronicznego i pomiarowego
4. Generator funkcji
<ol>
	<li>Włączyć generator funkcyjny (rys. 1). Generatory funkcyjne dostarczają okresowe sygnały prądu przemiennego o różnych kształtach. Kształty te są głównie sinusoidalne, trójkątne, piłokształtne i kwadratowe. </li>
	<li>Skonfiguruj generator funkcyjny tak, aby wytwarzał sinusoidalne wyjście szczytowe 10 V przy częstotliwości 400 Hz i zerowym przesunięciu prądu stałego. </li>
	<li>Podłącz złącze BNC-aligator z BNC podłączonym do portu wyjściowego generatora funkcyjnego. </li>
	<li>W razie potrzeby dostosuj częstotliwość i szczyt lub szczyt między szczytami tych sygnałów. </li>
	<li>W przypadku sygnałów trójkątnych i piłokształtnych dostosuj nachylenie i kształt. Przebiegi prostokątne mają regulowany cykl pracy, który definiuje się jako proporcję okresu, w którym przebieg prostokątny jest dodatni lub "wysoki" w porównaniu z ujemnym, zerowym lub "niskim". </li>
	<li>Należy pamiętać, że niektóre generatory funkcyjne zapewniają nieokresowe szumy i sygnały losowe, ale nie są one powszechnie stosowane w energoelektronice i maszynach elektrycznych. </li>
</ol>
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig1.jpg"> 
Rysunek 1: Zbliżenie ekranu generatora funkcji i panelu sterowania. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
5. Zasilacz prądu stałego
<ol>
	<li>Włącz zasilanie prądem stałym (rys. 2). Zasilacze prądu stałego małej mocy działają w dwóch głównych trybach - albo źródła napięcia, albo źródła prądu. </li>
	<li>Obserwuj voltage odczyty i prąd. </li>
	<li>Ustaw napięcie wyjściowe zasilacza prądu stałego na 10 V, regulując napięcie wyjściowe pokrętło. Praca jako źródło napięcia jest najbardziej powszechna, gdzie zasilacz zapewnia niskie napięcie DC; zwykle w zakresie od 0 do 36 V. W trybie zasilania źródłem prądu zasilacze te są "ograniczone prądem", gdzie ich maksymalny prąd jest ustawiony na żądaną wartość, a ich napięcie jest automatycznie dostosowywane, aby zapewnić żądany prąd maksymalny. Limity prądu i napięcia zapewniają w ten sposób elastyczność operacyjną, a także marginesy bezpieczeństwa podczas pracy z zasilaczem prądu stałego. </li>
	<li>Naciśnij przycisk "Prąd", aby wyświetlić limit prądu i wyreguluj pokrętło prądu, aby dostosować maksymalny limit prądu. Ustaw limit prądu zasilania. </li>
	<li>Należy pamiętać, że większość jednowyjściowych zasilaczy prądu stałego ma trzy zaciski oznaczone jako "+", "-" i masa. W wielu zastosowaniach "-" i uziemienie są powiązane, aby zapewnić bardziej stabilne i zmniejszone środowisko hałasu podczas zasilania obwodu zewnętrznego. Jednak niektóre przypadki wymagają, aby "-" unosiło się nad ziemią w celu odizolowania badanego obwodu elektrycznego lub aparatury od uziemienia zasilania. </li>
</ol>
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig2.jpg"> 
Ilustracja 2: zasilacz prądu stałego. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
6. Oscyloskop
<ol>
	<li>Włącz oscyloskop (rys. 3). Oscyloskopy lub oscyloskopy wyświetlają przebiegi napięcia i prądu na ekranie, który zapewnia szeroki zakres niezbędnych pomiarów. </li>
	<li>Podłącz zwykłą sondę (rys. 4) do kanału 1, a sondę różnicową do kanału 2. Sondy oscyloskopowe łączą się ze złączami BNC na interfejsie oscyloskopu, a każdy kanał wyświetla pojedynczy przebieg. Każdy oscyloskop jest wyposażony w różne kanały. Najczęściej spotykane są oscyloskopy dwu- i czterokanałowe, ale nowsze oscyloskopy mogą mieć osiem kanałów. </li>
	<li>Usuń wszelkie przesunięcia na kanale 2.
	<ol>
		<li>Sondy oscyloskopowe są najczęściej używane przy maszynach elektrycznych i eksperymentach energoelektronicznych. Główne typy sond to konwencjonalna sonda z uziemieniem, sonda różnicowego napięcia (rys. 5) i sonda prądowa (rys. 6). </li>
		<li>Używaj konwencjonalnych sond z uziemieniem do pomiaru napięcia w dwóch punktach w obwodzie lub aparacie, gdzie jeden z punktów jest podłączony do uziemienia. Zazwyczaj uziemioną częścią lunety jest zacisk krokodylkowy, a drugi przewód pomiarowy to haczyk, który łatwo łączy się z obwodami i elementami elektrycznymi.
		<ol>
			<li>Nigdy nie używaj tych sond z nieuziemionymi połączeniami, ponieważ może dojść do zwarcia do uziemienia, powodując ryzyko dla użytkownika, iskry i uszkodzenie sond. Zwykle sondy te są oceniane na kilkaset woltów. </li>
		</ol>
		</li>
		<li>Użyj sond różnicowo-napięciowych, aby zapewnić izolację między uziemieniem a obydwoma punktami testowymi, w których mierzone jest napięcie. Sondy te są niezbędne, gdy żaden z punktów nie jest uziemiony (np. podczas pomiaru w dwóch lub trzech fazach w trójfazowym źródle napięcia). Takie sondy są droższe i wymagają ręcznej lub automatycznej regulacji przesunięcia przed każdym użyciem, jako forma podstawowej kalibracji. Są mniej odporne na zakłócenia ze względu na brak uziemienia przewodów pomiarowych sondy. Ich napięcie znamionowe w laboratoriach edukacyjnych zwykle osiąga 1000 V.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Aby zmierzyć prąd w przewodzie, umieść przewód w okienku sondy prądowej i upewnij się, że przewód jest zablokowany w otworze sondy. Wyreguluj skalę sondy (np. 100 mV/A) na obudowie sondy i zanotuj skalę. Pomiary prądu są wyświetlane jako pomiary napięcia.
	<ol>
		<li>Drut przewodzący prąd przemienny lub stały przechodzi przez rdzeń, generując pole magnetyczne, które indukuje napięcie na uzwojeniu drutu owiniętym wokół rdzenia. Daje to pomiar napięcia proporcjonalny do prądu w przewodzie, a prąd można zmierzyć za pomocą tej sondy. Są one zazwyczaj nawet droższe niż sondy różnicowego napięcia i mogą osiągać do 100 A w laboratoriach edukacyjnych. Wielu nauczycieli i badaczy zastępuje je rezystorami czujnikowymi, które mają bardzo niską, ale dokładną rezystancję. Rezystory czujnikowe przepuszczają prąd proporcjonalny do napięcia na swoich zaciskach, a zgodnie z prawem Ohma pomiar napięcia przy jednoczesnej znajomości dokładnej rezystancji daje dokładne przybliżenie prądu. </li>
	</ol>
	</li>
	<li>Podłącz zwykłe zaciski sondy do strony aligatora wyjścia generatora funkcyjnego. </li>
	<li>Włącz wyjście generatora funkcji. </li>
	<li>Dostosuj skalę osi czasu za pomocą pokrętła "sec/div" na lunecie, aby powiększać i pomniejszać wyświetlany przebieg kanału 1. Każdy zakres może mieć inne podejście do dostosowywania wyświetlania, ale wszystkie popularne lunety mają dwa główne podziały do ustawienia. Na osi x (oś czasu) podziałki przypominają pewien okres czasu i mogą wahać się od μs na działkę do kilku sekund na działkę. </li>
	<li>Wyreguluj oś y kanału 1 za pomocą pokrętła kanału 1. Użyj pokrętła "volts/div", aby wyregulować, które podziały na osi y pokazują odczyty woltów. Każdy przebieg ma unikalne pokrętło skalowania osi y. </li>
	<li>Naciśnij przycisk funkcji "pomiar" na lunecie, aby zmierzyć częstotliwość i szczyt do szczytu wyświetlanego kształtu fali na kanale 1. Można to również wykorzystać do znalezienia pomiarów średniej, średniej kwadratowej (RMS) i okresu sygnału. </li>
	<li>Naciśnij "matematyka", aby użyć funkcji matematycznych; takie jak dodawanie, odejmowanie lub bardziej zaawansowane funkcje wykorzystujące więcej niż jeden przebieg wyświetlany na oscylonie. Na przykład przydatne jest pokazanie iloczynu chwilowego napięcia i prądu, aby zobaczyć chwilową moc. </li>
	<li>Spust ręczny, regulując pokrętło "spust" lub automatycznie, naciskając "Ustaw poziom na 50%". Wybierz kanał oscyloskopu, z którego wyzwalane są wszystkie wyświetlane przebiegi. Dzięki zastosowaniu odpowiedniego poziomu wyzwalania eliminowany jest jitter w wyświetlanych przebiegach; Dzięki temu wszystkie przebiegi wyglądają na nieruchome i czyste. </li>
	<li>Naciśnij "kursor", aby zmierzyć odległość między dwoma punktami na osi czasu lub osi y. </li>
	<li>Naciśnij przyciski "CH1", "CH2" lub inne kanały i wybierz odpowiedni filtr cyfrowy, aby wyeliminować szumy z wyświetlacza przebiegu. Częstotliwości narożne filtra dolnoprzepustowego są wstępnie ustawione i mogą się różnić w różnych zakresach. </li>
	<li>Dostosuj wyjście generatora funkcyjnego, aż do osiągnięcia żądanej amplitudy i częstotliwości. </li>
	<li>Wyłącz generator funkcyjny i odłącz sondę oscyloskopu. </li>
	<li>Wyłącz oscyloskop. </li>
</ol>
<img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig3.jpg"> 
Rysunek 3: Zespół oscyloskopu. Zbliżenie pokazuje ekran i panel sterowania. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
<img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig4.jpg"> 
Rysunek 4: konwencjonalna sonda z uziemieniem. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
<img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig5.jpg"> 
Ilustracja 5: sonda napięcia różnicowego. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig5large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
<img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig6.jpg"> 
Rysunek 6: Widok z boku obecnej sondy. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig6large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
7. Multimetr
<ol>
	<li>Włącz multimetr (rys. 7) i upewnij się, że jego zakończenia znajdują się w pozycji połączenia pomiaru napięcia. Multimetry, zarówno ręczne, jak i stacjonarne, mierzą średnią wartość napięcia lub prądu stałego lub wartość skuteczną napięcia lub prądu przemiennego. Ostrożnie popraw połączenia, aby zmierzyć napięcie lub prąd przed włączeniem obwodu, ponieważ te połączenia są częstym źródłem błędów podczas wykonywania eksperymentu. </li>
	<li>Włącz wyjście zasilania prądem stałym bez przewodów bananowych umieszczonych w portach wyjściowych. </li>
	<li>Użyj multimetru, aby dokonać pomiaru na dwóch portach wyjściowych (+ czerwony i - czarny). Aby zwiększyć rozdzielczość pomiaru, ręcznie dostosuj zakres sygnału do 10 V lub 1000 V.
	<ol>
		<li>Multimetr powinien wskazywać 10 V.</li>
		<li>Należy pamiętać, że multimetry zawierają inne funkcje pomiarowe, takie jak rezystancja między dwoma punktami i kierunek przepływu prądu (symbol diody), co jest przydatne w debugowaniu diod i tranzystorów. </li>
	</ol>
	</li>
	<li>Użyj cyfrowych mierników mocy, aby zmierzyć średnią moc. Cyfrowe mierniki mocy są podobne do multimetrów, ale wykorzystują współbieżne pomiary napięcia i prądu do pomiaru średniej mocy. Zaawansowane mierniki mogą mierzyć współczynnik mocy, moc bierną i moc pozorną. </li>
	<li>Podłącz dwa przewody napięcia w poprzek (równolegle z) dwoma punktami, w których należy zmierzyć napięcie. </li>
	<li>Połącz szeregowo dwa przewody prądowe z przewodem lub komponentem. </li>
	<li>Wyświetlana moc jest średnią chwilowego iloczynu napięcia i prądu. </li>
</ol>
<img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig7.jpg"> 
Rysunek 7: Multimetr. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig7large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
8. Zasilanie
<ol>
	<li>Oprócz zasilacza prądu stałego małej mocy stosowanego w tej procedurze, istnieją inne rodzaje zasilaczy, w tym gniazdko trójfazowe (rys. 8), trójfazowy autotransformator zmienny (rys. 9) i zasilacz prądu stałego o większej mocy. </li>
	<li>Gniazdko trójfazowe zapewnia napięcie trójfazowe, zwykle 208 V, 230 V lub 408 V w większości laboratoriów elektrotechnicznych. Napięcia te są równe pod względem częstotliwości i amplitudy, a ich odległość wynosi 120° faz od siebie. Obsługa gniazd trójfazowych wymaga specjalnego przeszkolenia i środków ostrożności.
	<ol>
		<li>W Stanach Zjednoczonych 208 V, 230 V i 480 V są powszechnymi trójfazowymi poziomami napięcia w środowisku laboratoriów edukacyjnych, które zajmują się energoelektroniką i maszynami elektrycznymi. </li>
	</ol>
	</li>
	<li>Trójfazowy autotransformator zmienny (VARIAC) jest izolowanym transformatorem, który zapewnia zmienne trójfazowe źródło prądu przemiennego z gniazdka trójfazowego. </li>
	<li>Wyreguluj pokrętło na VARIAC, gdzie wyjście VARIAC może zmieniać się w zakresie od 0% do 100% podanego napięcia wejściowego. </li>
	<li>Zasilacz prądu stałego o większej mocy zapewnia wyższe napięcie prądu stałego. Większość zasilaczy prądu stałego o małej mocy może dostarczać do 36 V i mniej niż 10 A. Zasilacze prądu stałego o dużej mocy mogą dostarczać setki woltów i amperów.
	<ol>
		<li>W środowisku laboratorium edukacyjnego zasilacz prądu stałego o dużej mocy zapewnia napięcie prądu stałego, zwykle do 400 V. Są one powszechne w zastosowaniach energoelektronicznych, ponieważ emulują duże akumulatory w pojazdach elektrycznych i hybrydowych, prostowane napięcie domowe i inne scenariusze. Są one również powszechne w zastosowaniach w maszynach elektrycznych prądu stałego i maszynach prądu przemiennego opartych na falownikach. </li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 8" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig8.jpg"> 
Rysunek 8: Gniazdko trójfazowe. <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig8large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>
<img alt="Figure 9" src="/files/ftp_upload/10114/10114fig9.jpg"> 
Ilustracja 9: widok z góry trójfazowego transformatora zmiennego (VARIAC). <a href="//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/10114/10114fig9large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku. </a>

Bezpieczeństwo jest najważniejszą praktyką w laboratorium elektrotechnicznym. Elektryczne urządzenia pomiarowe i energetyczne są powszechne w wielu gałęziach przemysłu ciężkiego (obróbka metali, celuloza i papier itp.), motoryzacyjnym, morskim, lotniczym, wojskowym i innych. Różne marki i modele różnych urządzeń i narzędzi opisanych w filmie mogą mieć różne etykiety, przyciski i pokrętła, ale ogólne koncepcje nadal obowiązują.
W środowisku laboratorium edukacyjnego opisane powyżej szczegóły do...

Środki ostrożności dotyczące bezpieczeństwa elektrycznego i podstawowe wyposażenie

Źródło: Ali Bazzi, Wydział Inżynierii Elektrycznej, Uniwersytet Connecticut, Storrs, CT.
Eksperymenty z maszynami elektrycznymi i energoelektroniką obejmują prądy elektryczne, napięcia, moc i ilości energii, z którymi należy obchodzić się z najwyższą starannością i ostrożnością. Mogą to być trójfazowe napięcie prądu przemiennego (208 V, 230 V lub 480 V), napięcia prądu stałego do 250 V oraz prądy, które mogą osiągnąć 10 A. Porażenie prądem występuje, gdy w ciele powstaje ścieżka elektryczna o bardzo niskich prądach, które mogą uszkodzić ważne narządy, takie jak serce danej osoby, i mogą spowodować natychmiastową śmierć. Wszystkie eksperymenty muszą być przeprowadzane w obecności personelu przeszkolonego w zakresie obchodzenia się z elektrycznością na tych poziomach napięcia i prądu. W nagłych wypadkach ewakuuj laboratorium dowolnym wyjściem i zadzwoń pod numer 911.

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Electric machines and power electronics experiments ...

Z elektrycznością zasilającą maszyny, narzędzia i inną aparaturę eksperymentalną należy obchodzić się z ostrożnością i uwagą. Kontakt cielesny z wysokim napięciem i prądem może spowodować skurcze mięśni, oparzenia, zatrzymanie akcji serca, a nawet śmierć. Nawet niewielkie ilości prądu przepływającego przez ciało mogą spowodować porażenie prądem. 10 miliamperów może wywoływać skurcze mięśni, utratę kontroli mięśniowej i niemożność odpuszczenia. 10 mikroamperów przez serce może powodować migotanie komór. W eksperymentach laboratoryjnych zazwyczaj wykorzystuje się sprzęt zgodny z międzynarodowymi standardami bezpieczeństwa. Na przykład etykieta Underwriters Laboratory UL zaświadcza, że sprzęt spełnia te normy, co zapobiega niektórym rodzajom niebezpiecznego narażenia. Jednak wejścia i wyjścia elektryczne lub niestandardowy sprzęt nadal stanowią zagrożenie. W tym filmie zostaną przedstawione środki ostrożności związane z bezpieczeństwem elektrycznym i przedstawiony zostanie powszechny sprzęt elektryczny używany w wielu typach eksperymentów laboratoryjnych. Podczas korzystania ze sprzętu elektrycznego należy nosić długie spodnie, buty z zakrytymi palcami i odpowiednie środki ochrony osobistej. Unikaj luźnej odzieży i zdejmij wszelkie zwisające lub metalowe akcesoria, które mogą przypadkowo zetknąć się z prądem. W Stanach Zjednoczonych jednofazowe zasilanie prądem zmiennym z gniazdka ściennego wynosi 120 woltów. Gniazdka do trójfazowego zasilania prądem przemiennym mogą dostarczać do 480 woltów i ponad 10 amperów. Dlatego ze źródłami zasilania należy obchodzić się z szacunkiem. Czyste środowisko laboratoryjne jest ważne dla ograniczenia zagrożeń. Unikaj luźnych lub postrzępionych przewodów, kabli i połączeń. Dowiedz się, jak wyłączyć wszystkie urządzenia, zasilacze i wyłączniki automatyczne. Upewnij się, że co najmniej dwie osoby pracują nad eksperymentem, który ma dostępne zasilanie prądem stałym większym niż 50 woltów. Zachowaj te same środki ostrożności przy jednofazowym lub trójfazowym zasilaniu sieciowym prądu przemiennego. Załóżmy, że każdy odsłonięty metal przenosi prąd pod napięciem, chyba że zostanie zweryfikowany. Przed zmianą konfiguracji wyłącz lub odłącz źródła zasilania używane w eksperymencie. Prawidłowe uziemienie sprzętu zapewnia, że obudowa znajduje się na potencjale uziemienie-uziemienie, co zapobiega porażeniu prądem. Zawsze podłączaj sprzęt do gniazdek sieciowych za pomocą przeznaczonego do tego przewodu zasilającego. Sprzęt, który jest cieplejszy niż oczekiwano, jest zarówno zagrożeniem, jak i objawem problemu, którym należy się zająć. Na koniec wyłącz cały sprzęt po zakończeniu eksperymentu i wyłącz nieużywany sprzęt przed opuszczeniem laboratorium. Teraz, po przedstawieniu podstawowych środków ostrożności, działanie niektórych popularnych urządzeń elektrycznych zostanie zademonstrowane w laboratorium. Generator funkcyjny wytwarza sygnały dla innych urządzeń wymagających wzbudzenia lub napięcia sterującego. Najczęstszymi wyjściami okresowymi są fale sinusoidalne, trójkątne, piłokształtne i prostokątne, które można regulować pod względem amplitudy, częstotliwości i przesunięcia prądu stałego. Wyjście generatora funkcyjnego jest podłączone do obwodu lub urządzenia za pomocą kabli. Zazwyczaj złącze BNC jest używane na jednym końcu, a zaciski krokodylkowe na drugim końcu w celu łatwego podłączenia do obwodu. Zasilacz prądu stałego dostarcza napięcie lub prąd do obsługi innych urządzeń elektrycznych. Regulowana moc wyjściowa typowego niskonapięciowego zasilacza laboratoryjnego mieści się w zakresie od 0 do 36 woltów. Większość jednowyjściowych zasilaczy prądu stałego ma trzy zaciski: plus, minus i masa. Zacisk dodatni jest podłączony do wejścia o wyższym napięciu urządzeń znajdujących się za nim. Zacisk ujemny jest podłączony do wejścia o niższym napięciu. Wyjściem jest napięcie lub prąd między zaciskami dodatnimi i ujemnymi, które są elektrycznie odizolowane od masy. Zacisk uziemienia to stałe odniesienie uziemienie-uziemienie, które wynosi zero woltów. Inne popularne źródła zasilania to jednofazowe zasilanie prądem zmiennym ze standardowego gniazdka ściennego lub trójfazowe zasilanie prądem przemiennym. Zasilanie jednofazowe ma jedną gorącą linię i jedną linię neutralną do przewodzenia prądu i dostarcza 120 woltów. Zasilanie trójfazowe dostarcza wyższe napięcia za pośrednictwem trzech gorących linii, przy napięciu prądu przemiennego na każdej linii równym pod względem częstotliwości i wielkości oraz o 120 stopni odchylonych od siebie. Rezultat może dostarczyć 208, 230 i 480 woltów, z odpowiednio większą mocą. Obsługa zasilania trójfazowego wymaga specjalnego przeszkolenia i środków ostrożności. Następnie autotransformator zmienny, znany również jako Variac, służy do zwiększania lub zmniejszania napięcia prądu przemiennego. Jest to przydatne w zastosowaniach wymagających niestandardowych napięć lub tam, gdzie napięcie musi być zmieniane. Pokrętło zmienia napięcie wyjściowe w zakresie od zera do 100% jego wartości maksymalnej. Należy pamiętać, że Variac nie zapewnia izolacji elektrycznej, więc unikaj dotykania wyjścia przy jakichkolwiek ustawieniach. Oscyloskop wyświetla napięcia sygnałów zmiennych w czasie i służy do badania zachowania obwodów. Oscyloskopy mogą mieć wiele kanałów, z których każdy wyświetla pojedynczy przebieg. Dwa główne typy sond używanych z tym instrumentem to konwencjonalna sonda z uziemieniem i sonda różnicowa. Tutaj zwykła sonda z uziemieniem jest podłączona do kanału pierwszego. Sonda z uziemieniem jest zwykle przystosowana do tolerowania kilkuset woltów i mierzy napięcie między końcówką sondy a jej przewodem uziemiającym. Przewód uziemiający jest połączony z uziemieniem na podwoziu oscyloskopu. Ważne jest, aby podłączyć przewód uziemiający tylko do punktu w obwodzie, który jest również uziemiony. Dotknięcie przewodu uziemiającego do dowolnego innego punktu spowoduje zwarcie do masy. Teraz podłącz pierwszy kanał oscyloskopu do wyjścia generatora funkcji, a następnie włącz go. Dostosuj skalę czasu oscyloskopu za pomocą pokrętła sekund na dzielenie i wyreguluj skalę napięcia za pomocą pokrętła woltów na dzielenie. Poziom wyzwalania to napięcie, przez które przechodzi sygnał, aby spowodować synchronizację oscyloskopu. Prawidłowe wyzwalanie minimalizuje szumy na wyświetlaczu. Wyreguluj pokrętło spustu, aby ręcznie ustawić poziom spustu lub naciśnij ustaw poziom na 50%, aby ustawić go automatycznie. Wreszcie, multimetr jest wszechstronnym przyrządem ręcznym lub stołowym do pomiaru napięcia, prądu, rezystancji i innych wielkości elektrycznych. Aby zmierzyć napięcie, włóż czerwoną sondę do styku oznaczonego V Ohms, a czarną sondę do styku oznaczonego COM dla wspólnego. Włącz zasilacz prądu stałego i ustaw go na wyjście 20 woltów. Zmierz na dwóch zaciskach wyjściowych, dotykając czerwoną sondą zacisku dodatniego, a czarną sondę do zacisku ujemnego. Multimetr wskazuje 20 woltów. Wiele eksperymentów wymaga pomiaru wielkości elektrycznych i wykorzystuje podstawowe przyrządy do dostarczania tych danych. Badanie polarnych dielektrycznych mostków cieczy wymaga pola elektrycznego o dużym natężeniu między dwiema zlewkami płynu. Zlewki początkowo stykają się ze sobą, a następnie są powoli rozsuwane, tworząc most. W tym zastosowaniu wysokonapięciowy zasilacz prądu stałego generuje napięcie 1 500 woltów, co wymaga dużej dbałości o bezpieczną obsługę. Aby opracować sposoby kontrolowania migracji nerwowych komórek macierzystych na potrzeby terapii terapeutycznej, naukowcy badali ich ruch pod wpływem pola elektrycznego. W komorze doświadczalnej wykorzystano zasilacz prądu stałego do wytworzenia wymaganego kontrolowanego pola elektrycznego. Amperomierz mierzył prąd, a multimetr mierzył napięcie w komorze testowej, które służyło do obliczania natężenia pola elektrycznego. Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do bezpieczeństwa elektrycznego i podstawowego sprzętu elektronicznego. Powinieneś teraz zrozumieć, jak bezpiecznie pracować z elektrycznością i jak korzystać z podstawowego sprzętu do testowania elektryczności. Dzięki za oglądanie!

electrical-safety-precautions-and-basic-equipment

Education

JoVE Science Education

Engineering

Inżynieria

Electrical Engineering

Elektrotechnika

Electrical Safety Precautions and Basic Equipment

electrical safety precautions and basic equipment

characterization of magnetic components

Charakterystyka składników magnetycznych

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
The objective of this experiment is to achieve hands-on ...

introduction to the power pole board

Wprowadzenie do płyty Power Pole Board

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
DC/DC converters are power electronic converters that ...

dc/dc boost converter

Przetwornica podwyższająca DC/DC

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Boost converters provide a versatile solution to stepping ...

dc/dc buck converter

Przetwornica obniżająca DC/DC

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
While it is simple to step up or down AC voltages and ...

flyback converter

Konwerter Flyback

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
A flyback converter is a buck-boost converter, which can ...

single phase transformers

Transformatory jednofazowe

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Transformers are stationary electric machines that step up ...

single phase rectifiers

Prostowniki jednofazowe

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
A DC power supply is generally considered to be a device ...

thyristor rectifier

Prostownik tyrystorowy

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Similar to diodes, thyristors, also called silicon ...

single phase inverter

Falownik jednofazowy

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
DC power is unidirectional and flows in one direction, ...

dc motors

Silniki prądu stałego

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT. 
The DC machine operates with DC currents and voltages as ...

ac induction motor characterization

Charakterystyka silnika indukcyjnego prądu przemiennego

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
The objectives of this experiment are to find the ...

vfd-fed ac induction machine

Maszyna indukcyjna AC zasilana VFD

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Variable frequency drives (VFDs) are a type of adjustable ...

ac synchronous machine synchronization

Synchronizacja maszyn synchronicznych AC

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Three-phase wound-rotor synchronous generators are the ...

ac synchronous machine characterization

Charakterystyka maszyny synchronicznej prądu przemiennego

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Three-phase wound-rotor synchronous motors are less ...

electrical engineering

This collection starts with an electrical safety video that introduces the best practices for commonly used equipment in an electrical laboratory. Subsequent videos introduce elements such as inductors, transformers, convertors, rectifiers, and inverters.

Practice quiz on electrical safety precautions and basic equipment. Test your knowledge of high voltage and current hazards, grounding, PPE, wall outlets, DC power supplies, Variac use, oscilloscopes, function generators, and multimeters with practice questions on safe lab setup and common instrument basics.

What can bodily contact with high voltage and current cause?

The UL label certifies that equipment meets International Safety Standards.

When using electrical equipment, wear long pants, closed-toe shoes, and appropriate {{slot:blank_1}}.

When is it necessary for at least two people to work on an experiment?

What is one main purpose of proper grounding of equipment?

A function generator produces {{slot:dropdown_1}} for other equipment.

What is the adjustable output range of a typical low-voltage laboratory DC power supply?

Single-phase AC power has one hot line and one neutral line and delivers 120 volts.

Why must the output of a Variac be treated with caution at any setting?

Which instrument is used to display time-varying voltages and study circuit behavior?

Practice: Electrical Safety Precautions and Basic Equipment

This assessment quiz covers core electrical safety and basic laboratory equipment, including UL equipment certification, safe handling practices such as grounding and managing exposed conductors, the standard U.S. single-phase AC voltage, and the functions of common instruments such as the oscilloscope and multimeter.

Video Quiz

10114 Electrical Safety Precautions and Basic Equipment

This assessment quiz covers electrical lab safety and instruments; magnetic-component behavior including permeability, B-H curves, and flux; operation and control of power electronics hardware and circuits such as HiRel boards, buck, boost, and flyback converters, transformers, rectifiers, thyristors, inverters, and basic DC motor principles.

Chapter Quiz

Engineering - Ch. 2 : Electrical Engineering

Zobacz, jak działa Środki ostrożności dotyczące bezpieczeństwa elektrycznego i podstawowe wyposażenie w 10-minutowym animowanym filmie naukowym. Część kolekcji Engineering - Electrical Engineering na JoVE Science Education.

Środki ostrożności dotyczące bezpieczeństwa elektrycznego i podstawowe wyposażenie w Electrical Engineering - Ponad 144K wyświetleń | JoVE Sci.Ed