Elektrische Sicherheitsvorkehrungen und Grundausstattung

Electrical Engineering

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Overview

Quelle: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.

Elektrische Maschinen und macht Elektronik Experimente umfassen elektrische Ströme, Spannungen, macht und Energiemengen, die mit extremer Sorgfalt behandelt werden sollte. Dazu gehören drei-Phasen-Wechselspannung (208 V, 230 V oder 480 V), bis zu 250 V DC-Spannungen und Ströme, die erreichen können 10 A. Stromschlag tritt auf, wenn ein elektrische Weg durch den Körper mit sehr kleinen Strömen ansässig ist, die lebenswichtigen Organe schädigen können , wie eine Person das Herz und sofortigen Tod verursachen. Alle Experimente müssen in Anwesenheit von Personal geschult, um Elektrizität zu diesen Strom und Spannung durchgeführt werden. Evakuieren Sie im Notfall das Labor über einen der Ausgänge und wählen Sie 911.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Elektrotechnik und Informationstechnik. Elektrische Sicherheitsvorkehrungen und Grundausstattung. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Abschnitt "Sicherheitshinweise" prozedurale deckt die wichtigsten Richtlinien und Vorsichtsmaßnahmen sollen eine sichere Labor und Betriebsumgebung für Menschen, die Durchführung von Experimenten zu erreichen. Diese Richtlinien sind keineswegs inklusive aller notwendigen Vorsichtsmaßnahmen und örtlichen elektrischen Sicherheitsbestimmungen und Vorschriften beachtet werden.

Experimente mit elektrische Maschinen und Leistungselektronik in der Regel verwenden gemeinsame Ausrüstung zur Stromversorgung und elektrische Größen messen. Allerdings variieren die Schaltungen und Geräte getestet für verschiedene Experimente. Abschnitt "Grundausstattung" prozedurale bietet eine Übersicht von Großgeräten für die meisten elektrischen Maschinen und macht Elektronik Experimente verwendet. Spezielle Geräte, Schaltungen und Geräte sind in jedem Experiment eingeführt, je nach Bedarf.

Procedure

Sicherheitsvorkehrungen

(1) elektrischen Strom und Versuchsaufbau

  1. Vermeiden Sie lose Drähte, Kabel und Anschlüsse.
  2. Davon ausgehen Sie, keine freiliegenden Metallteile live mit Strom, wenn ansonsten bestätigt ist.
  3. Sich damit vertraut, all ON/OFF-Tasten am Gerät, Leistungsschalter, und trennen Sie Schalter einer Bank.
  4. Nur Änderungen Sie an der Versuchsaufbau wenn der Stromkreis ausgeschaltet und alle Stromquellen lesen Null Spannung und Null Strom, soweit zutreffend.
  5. Verwenden Sie Drähte passender Länge für die entsprechenden Anwendungen. Lange Leitungen oder Anschlüsse können dazu führen, dass Unordnung auf einer Bank, und sehr kurze Drähte oder Verbindungen können zu eng und leicht getrennt werden können.
  6. Höheren Energienausrüstung und Verbindungen von niedrigeren Energieanlagen wie Mikrocontroller, zur Vermeidung von Interferenzen und elektrische Verbindungen zwischen empfindliche elektronische Geräte und Geräte mit höherer Sendeleistung zu trennen.
  7. Stellen Sie sicher, dass alle DC-Netzteile, AC-Quellen und anderen Stromquellen von einer Null Spannung und Null Stromausgang starten oder wie geleitet, in einem Experiment. Ausgehend von einer ungleich Null Spannung kann in bestimmten Anwendungen wo eine Spannungsquelle eine bestimmte Anfangsbedingung haben sollte.
  8. Schalten Sie alle Geräte vor dem Labor verlassen, sobald ein Experiment schließt.
  9. Lassen Sie sich keinen einzelnen Benutzer allein ein Experiment durchführen. Stellen Sie sicher, dass mindestens zwei Benutzer ein Experiment durchführen, wenn mehr als 50 V DC und Drehstrom betrieben.

(2) die Arbeitsumgebung

  1. Machen Sie sich mit den Ausgängen im Labor.
  2. Vermeiden Sie ein überladen Arbeitsumfeld.
  3. Haben Sie einen Stift, Taschenrechner, Lab Notebook experimentieren Sie Beschreibung vorbereitet und bereit zu
  4. Entsprechend kühl und warm (wegen der Wärmeabfuhr) Geräte zu kennzeichnen.

3. Kleidung und persönliche Anforderungen

  1. Entfernen Sie Schmuck, Metall-Uhren oder andere Metallzusätze während der Durchführung jedes Experiment, da diese in der Nähe von Drehung Maschinen und elektrischen Verbindungen gefährlich sein können.
  2. Tragen Sie keine lose Kleidung, Hosen oder kurze Röcke, wie sie Haut Drehung Maschinen und elektrische Verbindungen offen legen.
  3. Tragen Sie keine hängenden Ketten, Brillen, Krawatten und andere Accessoires, wie Benutzer neigen dazu, sich in der Nähe von rotierenden Maschinen und elektrische Anschlüsse. Vermeiden Sie auch hängend Brille um den Hals, die leicht von rotierenden Maschinen packte sein können.
  4. Binden Sie lange Haare auf der Rückseite des Kopfes.
  5. Tragen Sie zu allen Zeiten während des Experiments Schutzbrille. Andere persönliche Schutzausrüstung (PSA) je nach Bedarf durch die örtlichen Sicherheitsbestimmungen und Vorschriften zu tragen. Beispielsweise enthält gemeinsame PPE feuerhemmende Mäntel, Hochspannungs-isolierende Handschuhe (getragen im Umgang mit Live Drähte oder Kabel) und Ohrstöpsel (verwendet, wenn laute Maschinen in Betrieb).

Grundausstattung: Demonstration und Überblick über Elektronik und Messtechnik

4. Funktionsgenerator

  1. Einschalten der Funktionsgenerator (Abb. 1). Funktion-Generatoren bieten regelmäßige AC-Signale von verschiedenen Formen. Diese Formen sind vor allem Sinus, Dreieck, Sägezahn und quadratisch.
  2. Einrichten der Funktionsgenerator, einen sinusförmigen Ausgang 10 V Peak bei einer Frequenz von 400 Hz und Null DC-Offset zu produzieren.
  3. Anschließen Sie einen BNC-zu-Alligator-Stecker mit dem BNC gebunden an den Ausgabeport Funktion Generator.
  4. Stellen Sie die Frequenz und Spitze oder Spitze-Spitze, diese Signale, falls gewünscht.
  5. Am Dreieck und Sägezahn Signale, die Neigung und Form anpassen. Quadratische Wellenformen haben verstellbare Pflicht-Zyklus ist definiert als der Anteil des Zeitraums, während dessen eine quadratische Wellenform positiv oder "hoch" im Vergleich zu negativ, Null oder "niedrig".
  6. Beachten Sie, dass bestimmte Funktion-Generatoren nicht periodischen Lärm und zufällige Signale, aber diese sind nicht häufig in der Leistungselektronik und elektrische Maschinen Anwendungen verwendet.

Figure 1
Abbildung 1: Nahaufnahme der Funktion Generator Display und Bedienfeld. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

5. DC-Stromversorgung

  1. Schalten Sie den DC-Stromversorgung (Abb. 2). Low-Power DC Netzteile arbeiten in zwei Haupt-Modi - Spannungsquellen oder Stromquellen.
  2. Beobachten Sie die Spannung und die aktuellen Messwerte.
  3. 10 V DC Versorgungsspannung Ausgang durch den Output Spannung Regler anpassen soll. Betrieb als eine Spannungsquelle am weitesten verbreitet ist, wo die Versorgung bietet Niederspannung DC; in der Regel zwischen 0 und 36 V. Im aktuellen Quelle-Betrieb sind diese Vorräte "aktuelle Limited", wo ihre maximalen Strom auf den gewünschten Wert eingestellt ist, und ihre Spannung wird automatisch angepasst, um den gewünschten maximalen Strom zu liefern. Strom und Spannung Grenzen bieten somit Betriebsflexibilität sowie Sicherheitsreserven beim Betrieb eines DCS Stromversorgung.
  4. Drücken Sie die "Aktuelle" Schaltfläche zum Anzeigen der Strombegrenzung und passen den aktuellen Regler, um die derzeitige Höchstgrenze anpassen. Legen Sie die Strombegrenzung des Angebots.
  5. Beachten Sie, dass die meisten Single-Ausgang DC Netzteile drei Terminals mit der Bezeichnung haben als "+" "-," und Boden. In vielen Anwendungen "-" und Boden gebunden sind, um ein stabiles und geringere Lärm-Umfeld zu bieten, bei einer externen Schaltung mit Strom. Bestimmten Fällen ist jedoch erforderlich, die "-" schwebt vom Boden bis zum Stromkreis oder Vorrichtung unter Test aus dem Angebot Boden zu isolieren.

Figure 2
Abbildung 2: DC Netzteil Einheit Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

(6) Oszilloskop

  1. Schalten Sie das Oszilloskop (Abb. 3). Oszilloskope, oder Bereiche, Spannung und gegenwärtige Wellenformen auf einem Bildschirm, bietet eine Vielzahl von wesentlichen Messungen angezeigt.
  2. Schließen Sie eine regelmäßige Sonde (Abb. 4), 1 und ein Differenzialfühler auf Kanal 2 Kanal an. Oszilloskop-Sonden an die BNC-Stecker auf der Rahmen-Schnittstelle anschließen, und jeder Kanal zeigt eine einzelne Wellenform. Jeder Rahmen kommt mit einer Vielzahl von Kanälen. Am weitesten verbreitet sind zwei und vier-Kanal-Bereiche können, aber neuere Bereiche acht Kanäle.
  3. Entfernen Sie alle Offset auf Kanal 2.
    1. Oszilloskop-Sonden sind meist mit elektrischen Maschinen und macht Elektronik Experimente verwendet. Die wichtigsten Arten von Sonden gehören die konventionellen geerdeten Sonde, die differentielle Spannung Sonde (Abb. 5) und die Stromzange (Abb. 6).
    2. Einsatz konventioneller geerdet Sonden bei der Messung der Spannung über zwei Punkte in einer Schaltung oder Gerät, wo einer der Punkte zur Erdung verbunden ist. In der Regel der geerdete Teil des Bereichs ist einer Krokodilklemme, und die anderen Messleitung ist ein Haken, der leicht mit Schaltungen und elektrischen Komponenten verbindet.
      1. Verwenden Sie niemals diese Sonden mit unbegründeten Verbindungen, wie ein Kurzschluß nach Masse auftreten verursachen Gefahr für den Benutzer, Funken, und Schäden an der Prüfpunkte. In der Regel sind diese Sonden zu mehreren hundert Volt bewertet.
    3. Differentielle Spannung Sonden verwenden, um Trennung zwischen der Erdung und beide Testpunkte, über die Spannung gemessen wird. Diese Sonden sind unerlässlich, wenn keine der Spitzen begründet sind (z.B. bei Messung auf zwei von drei in einer drei-Phasen-Spannungsquelle Phasen). Solche Sonden sind teurer und erfordern manuelle oder automatische Offset Einstellung vor jedem Gebrauch, als eine Form der Grundkalibrierung. Sie sind weniger robust gegenüber Lärm wegen fehlender Erdung auf der Sonde Messleitungen. Ihre Nennspannungen in pädagogischen Labors erreichen in der Regel 1000 V.
  4. Um in einem Draht Strom zu messen, legen Sie den Draht in das Fenster der aktuellen Sonde und sicherzustellen Sie, dass der Draht in der Sonde Bohrung gesperrt ist. Passen Sie die Skalierung der Sonde (z.B. 100 mV / A) auf die Sonde Gehäuse und beachten Sie die Waage. Aktuelle Messwerte werden als Spannungsmessungen angezeigt.
    1. Ein Draht mit AC oder DC Strom durchläuft den Kern, erzeugt ein Magnetfeld, die Spannung auf den Draht Wicklung um den Kern gewickelt induziert. Dies gibt eine Spannungsmessung proportional zum Strom in der Leitung, und Strom mit dieser Sonde gemessen werden kann. Diese sind in der Regel auch teurer als differentielle Spannung Sonden und reichen bis zu 100 A in pädagogischen Labors. Viele Pädagogen und Forscher durch Fernerkundung Widerstände, die sehr niedrig, aber genaue Widerstand ersetzt werden. Fernerkundung Widerstände pass aktuelle Proportional zur Spannung an ihren Klemmen, und durch das ohmsche Gesetz, die Messspannung wissend den genaue Widerstand gibt eine genaue Annäherung an die aktuelle.
  5. Verbinden Sie die regelmäßige Sonde Anschlüsse mit der Alligator-Seite der Funktionsgenerator Ausgabe.
  6. Schalten Sie die Funktion Generatorleistung.
  7. Anpassen die Zeitskala Achse mithilfe des "sec/Div" Knopfes über den Umfang zu vergrößern oder Verkleinern der angezeigten Kanal 1 Wellenform. Jeden Bereich möglicherweise eine andere Herangehensweise an die Anzeige anpassen, aber alle gemeinsamen Bereiche haben zwei Hauptabteilungen festlegen. Auf der x-Achse (Zeitachse) Divisionen ähneln einen bestimmten Zeitraum hinweg und können variieren von µs-pro-Division um mehrere Sekunden pro Abteilung.
  8. Passen Sie die y-Achse von Kanal 1 mithilfe der Kanal 1-Knopf. Verwenden Sie den "Volts/Div" Drehknopf einstellen welche Unternehmensbereiche auf der y-Achse Volt Messwerte zeigen. Jede Wellenform hat einen einzigartigen y-Achse Skalierung Knopf.
  9. Drücken Sie die "Maßnahme" Feature über den Umfang, die Häufigkeit und Peak to Peak der dargestellten Wellenform auf Kanal 1 zu messen. Dies kann auch verwendet werden, die Messungen der Mittelwert, Root-Mean-Square (RMS) und Dauer eines Signals zu finden.
  10. Drücken Sie "Math" mathematische Funktionen; wie z. B. Addition Subtraktion oder erweiterte Funktionen, die über mehr als eine Wellenform auf Rahmen angezeigt. Beispielsweise ist es sinnvoll, das Produkt der momentanen Spannung zu zeigen und aktuelle um momentane Leistung zu sehen.
  11. Manuell lösen Sie aus, durch die Anpassung des "Trigger"-Knopfes, oder automatisch durch Drücken der Taste "Ebene auf 50 % eingestellt." Wählen Sie den Bereich Kanal aus welche alle, den Wellenform zeigt ausgelöst werden. Mithilfe des entsprechenden Triggerpegels ist Jitter in der angezeigten Wellenformen beseitigt; so dass alle Wellenformen stationär und sauber aussehen.
  12. Drücken Sie die Taste "Cursor" zum Messen des Abstands zwischen zwei Punkten auf der Zeitachse oder y-Achse.
  13. Drücken Sie die "CH1", "CH2" oder andere Kanaltasten, und wählen Sie den entsprechenden digitalen Filter, Lärm von der Wellenform zu beseitigen anzeigen. Tiefpass-Filter Eckfrequenzen sind voreingestellt und können in verschiedene Bereiche unterscheiden.
  14. Anpassen der Funktionsgenerator ausgegeben, bis die gewünschte Amplitude und Frequenz erreicht werden.
  15. Schalten Sie den Funktionsgenerator und trennen Sie die Rahmen-Sonde.
  16. Schalten Sie das Oszilloskop.

Figure 3
Abbildung 3: Oszilloskop Einheit. Display und Bedienfeld zeigt hautnah. Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: eine konventionelle geerdete Prüfspitze. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: differentielle Spannung Sonde. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Bild 6: Seitenansicht der Stromzange.  Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

(7) multimeter

  1. Schalten Sie das Multimeter (Abb. 7) und sicherstellen Sie, dass ihre Abschlüsse in die Messposition Verbindung Spannung sind. Multimeter, Messen, ob handheld oder Benchtop-der durchschnittliche Wert einer DC-Spannung oder Strom oder der Effektivwert eines AC-Spannung oder Strom. Überarbeiten Sie sorgfältig die Verbindungen zu messen Spannung oder Strom vor dem Einschalten einer Schaltung, wie diese Verbindungen eine häufige Fehlerquelle, sind wenn ein Experiment durchführen.
  2. Schalten Sie die DC-Stromversorgung keine Banane Kabel an die Ausgänge gesetzt.
  3. Verwenden Sie das Multimeter, um über die zwei Ausgabe Häfen (+ rot und schwarz) zu messen. Zur Verbesserung der Messauflösung manuell passen Sie die Reichweite bis zu 10 V oder 1000 V an.
    1. Das Multimeter sollte 10 V lesen.
    2. Beachten Sie, dass Multimeter gehören weitere Messfunktionen, wie der Widerstand zwischen zwei Punkten und die Richtung des Stromflusses (Diode Symbol), die beim Debuggen von Dioden und Transistoren nützlich ist.
  4. Verwenden Sie digitale Stromzähler, um durchschnittliche Leistung zu messen. Digitale Stromzähler sind ähnlich wie Multimeter, aber verwenden gleichzeitige Spannungs- und Strommessungen, um durchschnittliche Leistung zu messen. Erweiterte Meter können Scheinleistung, Leistungsfaktor und Blindleistung messen.
  5. Verbinden Sie zwei Spannung führt über (parallel) die beiden Punkte, wo die Spannung gemessen werden soll.
  6. Verbinden Sie zwei Stromzuführungen in Serie mit dem Draht oder der Komponente.
  7. Die angezeigte Kraft ist der Durchschnitt der momentanen Produkt von Spannung und Strom.

Figure 7
Abbildung 7: Multimeters. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

(8) Netzteil

  1. Abgesehen von der niedrigen DC Stromversorgung verwendet in diesem Verfahren gibt es andere Arten von Netzteilen, einschließlich einer Drehstrom-Steckdose (Abb. 8), einem Dreiphasen-Variable Spartransformator (Abb. 9) und eine höhere DC-Stromversorgung.
  2. Die Drehstrom-Steckdose bietet drei Phasenspannungen, in der Regel auf 208 V, 230 V oder 408 V in den meisten Labors der Elektrotechnik. Diese Spannungen sind gleich in Frequenz und Amplitude, und 120° Phase voneinander. Umgang mit Drehstrom-Steckdosen erfordert Spezialausbildung und Sicherheitsvorkehrungen.
    1. In den Vereinigten Staaten sind 208 V, 230 V und 480 V gemeinsamen Dreiphasen-Spannungsebenen in einer pädagogischen Testumgebung, die sich mit Leistungselektronik und elektrische Maschinen.
  3. Der Drehstrom-Variable Auto-Transformator (VARIAC) ist ein Trenntrafo, die eine Variable dreiphasiger AC-Quelle aus der Drehstrom-Steckdose bereitstellt.
  4. Stellen Sie den Drehknopf an der VARIAC wo die VARIAC Ausgabe zwischen 0 % und 100 % der zur Verfügung gestellten Eingangsspannung variieren kann.
  5. Eine höhere DC Stromversorgung liefert höhere Gleichspannung. Die meisten low-Power DC Netzteile können bis zu 36 V und weniger als 10 A. Hochleistungs-DC-Netzteile bieten Hunderte von Volt und Ampere.
    1. In einer pädagogischen Testumgebung bietet Hochleistungs-DC-Versorgung in der Regel bis zu 400 V Gleichspannung. Sie sind häufig bei Leistungsanwendungen Elektronik, weil sie große Akkupacks in Elektro-und Hybridfahrzeugen, berichtigte Haushalt Spannung und andere Szenarien zu emulieren. Sie sind auch häufig bei DC-elektrische Maschine-Anwendungen und Wechselrichter-basierte Wechselstrommaschinen.

Figure 8
Abbildung 8: dreiphasige Steckdose. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 9
Abbildung 9: Draufsicht eines Drehstrom-Variable Transformators (VARIAC). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Die Strommenge, die Maschinen, Werkzeuge und andere experimentelle Vorrichtung Befugnisse muss mit Sorgfalt und Aufmerksamkeit behandelt werden. Körperkontakt mit hoher Spannung und Strom kann Muskelkrämpfe, Verbrennungen, Herzstillstand und sogar zum Tod führen. Bereits geringe Mengen an Strom durch den Körper übergeben können Stromschläge verursachen. 10 Milliampere können Muskelkontraktionen, Verlust der Muskelkontrolle und der Unfähigkeit loszulassen induzieren. 10 Mikroampere durch das Herz kann zu Kammerflimmern führen. Laborexperimente verwenden in der Regel Geräte, die entspricht internationalen Sicherheitsstandards. Die Underwriters Laboratory UL-Label bescheinigt z. B. Ausrüstung diesen Standards entspricht, die verhindert, dass bestimmte Arten von gefährlichen Exposition. Jedoch Gefahr elektrische ein- und Ausgänge oder angepasste Ausrüstung noch eine. Dieses Video wird elektrische Sicherheitsvorkehrungen präsentieren und vorstellen gemeinsame elektrische Ausrüstung in vielen Arten von Laborversuchen verwendet.

Bei der Verwendung elektrischer Geräte tragen Sie geeigneter persönlicher Schutzausrüstung, lange Hosen und geschlossene Schuhe. Vermeiden Sie lose Kleidung, und entfernen Sie baumeln oder Metall Zubehör, die versehentlich Strom kontaktieren können. In den Vereinigten Staaten ist einphasigen Wechselstrom aus der Steckdose 120 Volt. Verkaufsstellen für Dreiphasen-Wechselstrom können bis zu 480 Volt und über 10 Ampere liefern. So müssen Stromquellen mit Respekt behandelt werden. Eine saubere Testumgebung ist wichtig zur Eindämmung von Gefahren. Vermeiden Sie lose oder ausgefranste Drähte, Kabel und Anschlüsse. Wissen Sie, wie man alle Geräte, Netzteile und Leistungsschalter ausschalten. Stellen Sie sicher, dass mindestens zwei Personen auf ein Experiment, das zugänglich größer als 50 Volt Gleichstrom hat arbeiten. Verwenden Sie die gleichen Vorsichtsmaßnahmen mit einphasig oder dreiphasig AC Netzspannung. Davon ausgehen Sie, keine freiliegenden Metallteile offenem Strom trägt, es sei denn, überprüft. Deaktivieren Sie bevor Sie eine Einstellung ändern oder trennen Sie Stromquellen in das Experiment verwendet. Die richtige Erdung der Geräte stellt sicher, dass das Chassis auf Masse Potential ist die elektrischen Schock verhindert. Stecken Sie immer Ausrüstung in Steckdosen mit dem dafür vorgesehenen Netzkabel. Ausrüstung, die heißer als erwartet ist eine Gefahr und ein Symptom für ein Problem, das behandelt werden sollte. Zu guter Letzt alle Geräte schalten Sie aus, nachdem ein Experiment abgeschlossen ist, und schalten Sie unbenutzte Ausrüstung vor dem Verlassen des Labors. Nun, da grundlegende Sicherheitsvorkehrungen vorgestellt wurden, wird der Betrieb der einige gemeinsame elektrische Ausrüstung im Labor nachgewiesen werden.

Ein Funktionsgenerator produziert Signale für andere Geräte benötigen eine Anregung oder eine Ansteuerspannung. Die häufigsten regelmäßige Ausgänge sind Sinus, Dreieck, Sägezahn und quadratische Wellen, die in der Amplitude, Frequenz, angepasst werden können und DC-offset. Der Funktionsgenerator ist an der Schaltung oder Anlage mit Kabeln angeschlossen. In der Regel dient ein BNC-Stecker an einem Ende und Krokodilklemmen am anderen Ende für den einfachen Anschluss an einen Stromkreis. Eine DC-Stromversorgung bietet Spannung oder Strom an andere elektrischen Geräte zu betreiben. Die einstellbare Ausgangsspannung eines typischen Niederspannungs-Labors liefern bewegt sich zwischen 0 und 36 Volt. Die meisten Single-Ausgang DC Netzteile haben drei Terminals: plus, minus, und Boden. Die plus Terminal ist mit der höheren Spannungseingang von nachgeschalteten Geräten verbunden. Die Minus-Klemme ist mit der geringeren Spannung Eingang verbunden. Die Ausgabe ist die Spannung oder Strom zwischen den Plus- und minus-Klemmen, die sind galvanisch getrennt vom Boden. Der Masseanschluss ist eine feste Masse Referenz, die Null Volt ist. Andere gemeinsame Stromquellen gehören einphasigen Wechselstrom von einer standard-Steckdose oder Dreiphasen-Wechselstrom. Einphasiger hat eine Hotline und eine neutrale Linie für den Transport von aktuellen und 120 Volt liefert. Drei-Phasen-Power liefert höhere Spannungen über drei heiße Linien mit AC-Spannung in jeder Zeile gleich in Häufigkeit und Ausmaß und 120 Grad phasenverschoben voneinander. Das Ergebnis kann 208, 230 und 480 Volt, mit entsprechend höherer Leistung liefern. Umgang mit drei-Phasen-Power erfordert Spezialausbildung und Sicherheitsvorkehrungen. Als nächstes wird eine Variable Spartransformator, auch bekannt als ein Variac, mit jedem Schritt nach oben oder unten Wechselspannung verwendet. Dies ist hilfreich in Anwendungen, bei denen nicht-standard Spannungen oder wo die Spannung variiert werden muss. Ein Knopf variiert die Ausgangsspannung zwischen 0 und 100 % von ihren Maximalwert. Beachten Sie, dass die Variac nicht bieten galvanische Trennung, so berühren Sie die Ausgabe bei jeder Einstellung. Ein Oszilloskop zeigt die Spannungen der zeitlich veränderliche Signale und dient zur Untersuchung des Verhaltens von Schaltungen. Oszilloskope können mehrere Kanäle haben jeweils eine einzelne Wellenform angezeigt. Die beiden wichtigsten Arten von Sonden, die mit diesem Instrument verwendet sind die herkömmlichen geerdeten Sonde und die Differenzialfühler. Hier ist eine regelmäßige geerdete Prüfspitze an Kanal 1 angeschlossen. Die geerdete Sonde wird in der Regel bewertet, um mehrere hundert Volt vertragen und misst die Spannung zwischen der Prüfspitze und seinen Boden führen. Die Erdungsleitung ist zur Erdung auf dem Chassis des Oszilloskops gebunden. Es ist wichtig, den Boden führen nur zu einem Punkt in der Schaltung zu verbinden, die auch geerdet ist. Berührt ein Boden führen zu einem beliebigen anderen Punkt bewirkt, dass ein Kurzschluss nach m. Jetzt schließen Sie Kanal 1 des Oszilloskops an den Ausgang der Funktionsgenerator an, dann schalten Sie ihn ein. Anpassen der Zeitskala das Oszilloskop mit den Sekunden pro Abteilung Regler, und passen Sie die Spannung Skalierung mit der Volt pro Abteilung Knopf. Der Triggerpegel ist die Spannung, die ein Signal zur Synchronisation von das Oszilloskop zu verursachen führt. Korrekte Auslösung minimiert Geräusche im Display. Passen Sie den Auslöser-Knopf, um den Triggerpegel manuell einstellen, oder drücken Sie Set-Ebene auf 50 % automatisch zu setzen. Schließlich ist das Multimeter ein vielseitiges handheld oder Bankoberseite Instrument zur Messung von Spannung, Strom, Widerstand und anderen elektrischen Größen. Spannung zu messen, legen die rote Sonde in den Kontakt mit der Bezeichnung V Ohm und die schwarzen Sonde im Kontakt mit der Bezeichnung COM für gemeinsame. Schalten Sie den DC-Netzteil und setzen Sie ihn auf 20 Volt-Ausgang. Messen Sie über die zwei Ausgangsklemmen durch Berühren der roten Sonde an die plus-Klemme und die schwarzen Sonde auf die Minus-Klemme. Das Multimeter liest 20 Volt.

Viele Experimente erfordern die Messung elektrischer Größen und grundlegende Instrumente nutzen, um diese Daten bekannt geben. Die Untersuchung der polaren dielektrische Flüssigkeit Brücken erfordert ein hoher Intensität elektrisches Feld zwischen zwei Becher Flüssigkeit. Die Becher sind zunächst in Kontakt und werden dann langsam auseinander, um die Brücke bilden gezogen. In dieser Anwendung erzeugt ein Hochspannungs-DC-Netzteil 1.500 Volt, das erfordert große Sorgfalt für den sicheren Umgang. Um Möglichkeiten zur Steuerung der Migration von neuronalen Stammzellen für therapeutische Behandlungen zu entwickeln, haben die Forscher ihre Bewegung unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes. Eine experimentelle Kammer verwendet ein DC-Netzteil, um das erforderliche kontrollierte elektrische Feld zu generieren. Ein Amperemeter Strom und einem Multimeter gemessen die Spannung in der Prüfkammer, die zur Berechnung der elektrischen Feldstärke wurde.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die elektrische Sicherheit und grundlegenden elektronischen Geräten beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie man sicher mit Strom zu arbeiten und einige grundlegende elektrische Prüfgeräte Verwendung. Danke fürs Zuschauen!

Applications and Summary

Sicherheit ist die wichtigste Praxis im Labor Elektrotechnik. Elektro-, Mess- und Power Equipment sind häufig in vielen Heavy Industries (Metallverarbeitung, Zellstoff und Papier, etc.), Automobil, Marine, Luft-und Raumfahrt, Militär und andere. Verschiedene Marken und Modelle von verschiedenen Geräten und Werkzeugen, die in dem Video beschrieben möglicherweise verschiedene Etiketten, Tasten und Knöpfe, aber die allgemeinen Konzepte immer noch gelten.

In einem pädagogischen Laborumgebung sind Sicherheitsdetails und Ausrüstung, die oben beschriebenen in Experimenten im Zusammenhang mit AC/DC, DC/AC, DC/DC und AC/AC Energieumwandlung, Transformatoren, Elektromotoren und Generatoren und grundlegende Elektromotor verbreitet Laufwerke.

Sicherheitsvorkehrungen

(1) elektrischen Strom und Versuchsaufbau

  1. Vermeiden Sie lose Drähte, Kabel und Anschlüsse.
  2. Davon ausgehen Sie, keine freiliegenden Metallteile live mit Strom, wenn ansonsten bestätigt ist.
  3. Sich damit vertraut, all ON/OFF-Tasten am Gerät, Leistungsschalter, und trennen Sie Schalter einer Bank.
  4. Nur Änderungen Sie an der Versuchsaufbau wenn der Stromkreis ausgeschaltet und alle Stromquellen lesen Null Spannung und Null Strom, soweit zutreffend.
  5. Verwenden Sie Drähte passender Länge für die entsprechenden Anwendungen. Lange Leitungen oder Anschlüsse können dazu führen, dass Unordnung auf einer Bank, und sehr kurze Drähte oder Verbindungen können zu eng und leicht getrennt werden können.
  6. Höheren Energienausrüstung und Verbindungen von niedrigeren Energieanlagen wie Mikrocontroller, zur Vermeidung von Interferenzen und elektrische Verbindungen zwischen empfindliche elektronische Geräte und Geräte mit höherer Sendeleistung zu trennen.
  7. Stellen Sie sicher, dass alle DC-Netzteile, AC-Quellen und anderen Stromquellen von einer Null Spannung und Null Stromausgang starten oder wie geleitet, in einem Experiment. Ausgehend von einer ungleich Null Spannung kann in bestimmten Anwendungen wo eine Spannungsquelle eine bestimmte Anfangsbedingung haben sollte.
  8. Schalten Sie alle Geräte vor dem Labor verlassen, sobald ein Experiment schließt.
  9. Lassen Sie sich keinen einzelnen Benutzer allein ein Experiment durchführen. Stellen Sie sicher, dass mindestens zwei Benutzer ein Experiment durchführen, wenn mehr als 50 V DC und Drehstrom betrieben.

(2) die Arbeitsumgebung

  1. Machen Sie sich mit den Ausgängen im Labor.
  2. Vermeiden Sie ein überladen Arbeitsumfeld.
  3. Haben Sie einen Stift, Taschenrechner, Lab Notebook experimentieren Sie Beschreibung vorbereitet und bereit zu
  4. Entsprechend kühl und warm (wegen der Wärmeabfuhr) Geräte zu kennzeichnen.

3. Kleidung und persönliche Anforderungen

  1. Entfernen Sie Schmuck, Metall-Uhren oder andere Metallzusätze während der Durchführung jedes Experiment, da diese in der Nähe von Drehung Maschinen und elektrischen Verbindungen gefährlich sein können.
  2. Tragen Sie keine lose Kleidung, Hosen oder kurze Röcke, wie sie Haut Drehung Maschinen und elektrische Verbindungen offen legen.
  3. Tragen Sie keine hängenden Ketten, Brillen, Krawatten und andere Accessoires, wie Benutzer neigen dazu, sich in der Nähe von rotierenden Maschinen und elektrische Anschlüsse. Vermeiden Sie auch hängend Brille um den Hals, die leicht von rotierenden Maschinen packte sein können.
  4. Binden Sie lange Haare auf der Rückseite des Kopfes.
  5. Tragen Sie zu allen Zeiten während des Experiments Schutzbrille. Andere persönliche Schutzausrüstung (PSA) je nach Bedarf durch die örtlichen Sicherheitsbestimmungen und Vorschriften zu tragen. Beispielsweise enthält gemeinsame PPE feuerhemmende Mäntel, Hochspannungs-isolierende Handschuhe (getragen im Umgang mit Live Drähte oder Kabel) und Ohrstöpsel (verwendet, wenn laute Maschinen in Betrieb).

Grundausstattung: Demonstration und Überblick über Elektronik und Messtechnik

4. Funktionsgenerator

  1. Einschalten der Funktionsgenerator (Abb. 1). Funktion-Generatoren bieten regelmäßige AC-Signale von verschiedenen Formen. Diese Formen sind vor allem Sinus, Dreieck, Sägezahn und quadratisch.
  2. Einrichten der Funktionsgenerator, einen sinusförmigen Ausgang 10 V Peak bei einer Frequenz von 400 Hz und Null DC-Offset zu produzieren.
  3. Anschließen Sie einen BNC-zu-Alligator-Stecker mit dem BNC gebunden an den Ausgabeport Funktion Generator.
  4. Stellen Sie die Frequenz und Spitze oder Spitze-Spitze, diese Signale, falls gewünscht.
  5. Am Dreieck und Sägezahn Signale, die Neigung und Form anpassen. Quadratische Wellenformen haben verstellbare Pflicht-Zyklus ist definiert als der Anteil des Zeitraums, während dessen eine quadratische Wellenform positiv oder "hoch" im Vergleich zu negativ, Null oder "niedrig".
  6. Beachten Sie, dass bestimmte Funktion-Generatoren nicht periodischen Lärm und zufällige Signale, aber diese sind nicht häufig in der Leistungselektronik und elektrische Maschinen Anwendungen verwendet.

Figure 1
Abbildung 1: Nahaufnahme der Funktion Generator Display und Bedienfeld. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

5. DC-Stromversorgung

  1. Schalten Sie den DC-Stromversorgung (Abb. 2). Low-Power DC Netzteile arbeiten in zwei Haupt-Modi - Spannungsquellen oder Stromquellen.
  2. Beobachten Sie die Spannung und die aktuellen Messwerte.
  3. 10 V DC Versorgungsspannung Ausgang durch den Output Spannung Regler anpassen soll. Betrieb als eine Spannungsquelle am weitesten verbreitet ist, wo die Versorgung bietet Niederspannung DC; in der Regel zwischen 0 und 36 V. Im aktuellen Quelle-Betrieb sind diese Vorräte "aktuelle Limited", wo ihre maximalen Strom auf den gewünschten Wert eingestellt ist, und ihre Spannung wird automatisch angepasst, um den gewünschten maximalen Strom zu liefern. Strom und Spannung Grenzen bieten somit Betriebsflexibilität sowie Sicherheitsreserven beim Betrieb eines DCS Stromversorgung.
  4. Drücken Sie die "Aktuelle" Schaltfläche zum Anzeigen der Strombegrenzung und passen den aktuellen Regler, um die derzeitige Höchstgrenze anpassen. Legen Sie die Strombegrenzung des Angebots.
  5. Beachten Sie, dass die meisten Single-Ausgang DC Netzteile drei Terminals mit der Bezeichnung haben als "+" "-," und Boden. In vielen Anwendungen "-" und Boden gebunden sind, um ein stabiles und geringere Lärm-Umfeld zu bieten, bei einer externen Schaltung mit Strom. Bestimmten Fällen ist jedoch erforderlich, die "-" schwebt vom Boden bis zum Stromkreis oder Vorrichtung unter Test aus dem Angebot Boden zu isolieren.

Figure 2
Abbildung 2: DC Netzteil Einheit Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

(6) Oszilloskop

  1. Schalten Sie das Oszilloskop (Abb. 3). Oszilloskope, oder Bereiche, Spannung und gegenwärtige Wellenformen auf einem Bildschirm, bietet eine Vielzahl von wesentlichen Messungen angezeigt.
  2. Schließen Sie eine regelmäßige Sonde (Abb. 4), 1 und ein Differenzialfühler auf Kanal 2 Kanal an. Oszilloskop-Sonden an die BNC-Stecker auf der Rahmen-Schnittstelle anschließen, und jeder Kanal zeigt eine einzelne Wellenform. Jeder Rahmen kommt mit einer Vielzahl von Kanälen. Am weitesten verbreitet sind zwei und vier-Kanal-Bereiche können, aber neuere Bereiche acht Kanäle.
  3. Entfernen Sie alle Offset auf Kanal 2.
    1. Oszilloskop-Sonden sind meist mit elektrischen Maschinen und macht Elektronik Experimente verwendet. Die wichtigsten Arten von Sonden gehören die konventionellen geerdeten Sonde, die differentielle Spannung Sonde (Abb. 5) und die Stromzange (Abb. 6).
    2. Einsatz konventioneller geerdet Sonden bei der Messung der Spannung über zwei Punkte in einer Schaltung oder Gerät, wo einer der Punkte zur Erdung verbunden ist. In der Regel der geerdete Teil des Bereichs ist einer Krokodilklemme, und die anderen Messleitung ist ein Haken, der leicht mit Schaltungen und elektrischen Komponenten verbindet.
      1. Verwenden Sie niemals diese Sonden mit unbegründeten Verbindungen, wie ein Kurzschluß nach Masse auftreten verursachen Gefahr für den Benutzer, Funken, und Schäden an der Prüfpunkte. In der Regel sind diese Sonden zu mehreren hundert Volt bewertet.
    3. Differentielle Spannung Sonden verwenden, um Trennung zwischen der Erdung und beide Testpunkte, über die Spannung gemessen wird. Diese Sonden sind unerlässlich, wenn keine der Spitzen begründet sind (z.B. bei Messung auf zwei von drei in einer drei-Phasen-Spannungsquelle Phasen). Solche Sonden sind teurer und erfordern manuelle oder automatische Offset Einstellung vor jedem Gebrauch, als eine Form der Grundkalibrierung. Sie sind weniger robust gegenüber Lärm wegen fehlender Erdung auf der Sonde Messleitungen. Ihre Nennspannungen in pädagogischen Labors erreichen in der Regel 1000 V.
  4. Um in einem Draht Strom zu messen, legen Sie den Draht in das Fenster der aktuellen Sonde und sicherzustellen Sie, dass der Draht in der Sonde Bohrung gesperrt ist. Passen Sie die Skalierung der Sonde (z.B. 100 mV / A) auf die Sonde Gehäuse und beachten Sie die Waage. Aktuelle Messwerte werden als Spannungsmessungen angezeigt.
    1. Ein Draht mit AC oder DC Strom durchläuft den Kern, erzeugt ein Magnetfeld, die Spannung auf den Draht Wicklung um den Kern gewickelt induziert. Dies gibt eine Spannungsmessung proportional zum Strom in der Leitung, und Strom mit dieser Sonde gemessen werden kann. Diese sind in der Regel auch teurer als differentielle Spannung Sonden und reichen bis zu 100 A in pädagogischen Labors. Viele Pädagogen und Forscher durch Fernerkundung Widerstände, die sehr niedrig, aber genaue Widerstand ersetzt werden. Fernerkundung Widerstände pass aktuelle Proportional zur Spannung an ihren Klemmen, und durch das ohmsche Gesetz, die Messspannung wissend den genaue Widerstand gibt eine genaue Annäherung an die aktuelle.
  5. Verbinden Sie die regelmäßige Sonde Anschlüsse mit der Alligator-Seite der Funktionsgenerator Ausgabe.
  6. Schalten Sie die Funktion Generatorleistung.
  7. Anpassen die Zeitskala Achse mithilfe des "sec/Div" Knopfes über den Umfang zu vergrößern oder Verkleinern der angezeigten Kanal 1 Wellenform. Jeden Bereich möglicherweise eine andere Herangehensweise an die Anzeige anpassen, aber alle gemeinsamen Bereiche haben zwei Hauptabteilungen festlegen. Auf der x-Achse (Zeitachse) Divisionen ähneln einen bestimmten Zeitraum hinweg und können variieren von µs-pro-Division um mehrere Sekunden pro Abteilung.
  8. Passen Sie die y-Achse von Kanal 1 mithilfe der Kanal 1-Knopf. Verwenden Sie den "Volts/Div" Drehknopf einstellen welche Unternehmensbereiche auf der y-Achse Volt Messwerte zeigen. Jede Wellenform hat einen einzigartigen y-Achse Skalierung Knopf.
  9. Drücken Sie die "Maßnahme" Feature über den Umfang, die Häufigkeit und Peak to Peak der dargestellten Wellenform auf Kanal 1 zu messen. Dies kann auch verwendet werden, die Messungen der Mittelwert, Root-Mean-Square (RMS) und Dauer eines Signals zu finden.
  10. Drücken Sie "Math" mathematische Funktionen; wie z. B. Addition Subtraktion oder erweiterte Funktionen, die über mehr als eine Wellenform auf Rahmen angezeigt. Beispielsweise ist es sinnvoll, das Produkt der momentanen Spannung zu zeigen und aktuelle um momentane Leistung zu sehen.
  11. Manuell lösen Sie aus, durch die Anpassung des "Trigger"-Knopfes, oder automatisch durch Drücken der Taste "Ebene auf 50 % eingestellt." Wählen Sie den Bereich Kanal aus welche alle, den Wellenform zeigt ausgelöst werden. Mithilfe des entsprechenden Triggerpegels ist Jitter in der angezeigten Wellenformen beseitigt; so dass alle Wellenformen stationär und sauber aussehen.
  12. Drücken Sie die Taste "Cursor" zum Messen des Abstands zwischen zwei Punkten auf der Zeitachse oder y-Achse.
  13. Drücken Sie die "CH1", "CH2" oder andere Kanaltasten, und wählen Sie den entsprechenden digitalen Filter, Lärm von der Wellenform zu beseitigen anzeigen. Tiefpass-Filter Eckfrequenzen sind voreingestellt und können in verschiedene Bereiche unterscheiden.
  14. Anpassen der Funktionsgenerator ausgegeben, bis die gewünschte Amplitude und Frequenz erreicht werden.
  15. Schalten Sie den Funktionsgenerator und trennen Sie die Rahmen-Sonde.
  16. Schalten Sie das Oszilloskop.

Figure 3
Abbildung 3: Oszilloskop Einheit. Display und Bedienfeld zeigt hautnah. Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4: eine konventionelle geerdete Prüfspitze. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5: differentielle Spannung Sonde. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Bild 6: Seitenansicht der Stromzange.  Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.

(7) multimeter

  1. Schalten Sie das Multimeter (Abb. 7) und sicherstellen Sie, dass ihre Abschlüsse in die Messposition Verbindung Spannung sind. Multimeter, Messen, ob handheld oder Benchtop-der durchschnittliche Wert einer DC-Spannung oder Strom oder der Effektivwert eines AC-Spannung oder Strom. Überarbeiten Sie sorgfältig die Verbindungen zu messen Spannung oder Strom vor dem Einschalten einer Schaltung, wie diese Verbindungen eine häufige Fehlerquelle, sind wenn ein Experiment durchführen.
  2. Schalten Sie die DC-Stromversorgung keine Banane Kabel an die Ausgänge gesetzt.
  3. Verwenden Sie das Multimeter, um über die zwei Ausgabe Häfen (+ rot und schwarz) zu messen. Zur Verbesserung der Messauflösung manuell passen Sie die Reichweite bis zu 10 V oder 1000 V an.
    1. Das Multimeter sollte 10 V lesen.
    2. Beachten Sie, dass Multimeter gehören weitere Messfunktionen, wie der Widerstand zwischen zwei Punkten und die Richtung des Stromflusses (Diode Symbol), die beim Debuggen von Dioden und Transistoren nützlich ist.
  4. Verwenden Sie digitale Stromzähler, um durchschnittliche Leistung zu messen. Digitale Stromzähler sind ähnlich wie Multimeter, aber verwenden gleichzeitige Spannungs- und Strommessungen, um durchschnittliche Leistung zu messen. Erweiterte Meter können Scheinleistung, Leistungsfaktor und Blindleistung messen.
  5. Verbinden Sie zwei Spannung führt über (parallel) die beiden Punkte, wo die Spannung gemessen werden soll.
  6. Verbinden Sie zwei Stromzuführungen in Serie mit dem Draht oder der Komponente.
  7. Die angezeigte Kraft ist der Durchschnitt der momentanen Produkt von Spannung und Strom.

Figure 7
Abbildung 7: Multimeters. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

(8) Netzteil

  1. Abgesehen von der niedrigen DC Stromversorgung verwendet in diesem Verfahren gibt es andere Arten von Netzteilen, einschließlich einer Drehstrom-Steckdose (Abb. 8), einem Dreiphasen-Variable Spartransformator (Abb. 9) und eine höhere DC-Stromversorgung.
  2. Die Drehstrom-Steckdose bietet drei Phasenspannungen, in der Regel auf 208 V, 230 V oder 408 V in den meisten Labors der Elektrotechnik. Diese Spannungen sind gleich in Frequenz und Amplitude, und 120° Phase voneinander. Umgang mit Drehstrom-Steckdosen erfordert Spezialausbildung und Sicherheitsvorkehrungen.
    1. In den Vereinigten Staaten sind 208 V, 230 V und 480 V gemeinsamen Dreiphasen-Spannungsebenen in einer pädagogischen Testumgebung, die sich mit Leistungselektronik und elektrische Maschinen.
  3. Der Drehstrom-Variable Auto-Transformator (VARIAC) ist ein Trenntrafo, die eine Variable dreiphasiger AC-Quelle aus der Drehstrom-Steckdose bereitstellt.
  4. Stellen Sie den Drehknopf an der VARIAC wo die VARIAC Ausgabe zwischen 0 % und 100 % der zur Verfügung gestellten Eingangsspannung variieren kann.
  5. Eine höhere DC Stromversorgung liefert höhere Gleichspannung. Die meisten low-Power DC Netzteile können bis zu 36 V und weniger als 10 A. Hochleistungs-DC-Netzteile bieten Hunderte von Volt und Ampere.
    1. In einer pädagogischen Testumgebung bietet Hochleistungs-DC-Versorgung in der Regel bis zu 400 V Gleichspannung. Sie sind häufig bei Leistungsanwendungen Elektronik, weil sie große Akkupacks in Elektro-und Hybridfahrzeugen, berichtigte Haushalt Spannung und andere Szenarien zu emulieren. Sie sind auch häufig bei DC-elektrische Maschine-Anwendungen und Wechselrichter-basierte Wechselstrommaschinen.

Figure 8
Abbildung 8: dreiphasige Steckdose. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 9
Abbildung 9: Draufsicht eines Drehstrom-Variable Transformators (VARIAC). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Die Strommenge, die Maschinen, Werkzeuge und andere experimentelle Vorrichtung Befugnisse muss mit Sorgfalt und Aufmerksamkeit behandelt werden. Körperkontakt mit hoher Spannung und Strom kann Muskelkrämpfe, Verbrennungen, Herzstillstand und sogar zum Tod führen. Bereits geringe Mengen an Strom durch den Körper übergeben können Stromschläge verursachen. 10 Milliampere können Muskelkontraktionen, Verlust der Muskelkontrolle und der Unfähigkeit loszulassen induzieren. 10 Mikroampere durch das Herz kann zu Kammerflimmern führen. Laborexperimente verwenden in der Regel Geräte, die entspricht internationalen Sicherheitsstandards. Die Underwriters Laboratory UL-Label bescheinigt z. B. Ausrüstung diesen Standards entspricht, die verhindert, dass bestimmte Arten von gefährlichen Exposition. Jedoch Gefahr elektrische ein- und Ausgänge oder angepasste Ausrüstung noch eine. Dieses Video wird elektrische Sicherheitsvorkehrungen präsentieren und vorstellen gemeinsame elektrische Ausrüstung in vielen Arten von Laborversuchen verwendet.

Bei der Verwendung elektrischer Geräte tragen Sie geeigneter persönlicher Schutzausrüstung, lange Hosen und geschlossene Schuhe. Vermeiden Sie lose Kleidung, und entfernen Sie baumeln oder Metall Zubehör, die versehentlich Strom kontaktieren können. In den Vereinigten Staaten ist einphasigen Wechselstrom aus der Steckdose 120 Volt. Verkaufsstellen für Dreiphasen-Wechselstrom können bis zu 480 Volt und über 10 Ampere liefern. So müssen Stromquellen mit Respekt behandelt werden. Eine saubere Testumgebung ist wichtig zur Eindämmung von Gefahren. Vermeiden Sie lose oder ausgefranste Drähte, Kabel und Anschlüsse. Wissen Sie, wie man alle Geräte, Netzteile und Leistungsschalter ausschalten. Stellen Sie sicher, dass mindestens zwei Personen auf ein Experiment, das zugänglich größer als 50 Volt Gleichstrom hat arbeiten. Verwenden Sie die gleichen Vorsichtsmaßnahmen mit einphasig oder dreiphasig AC Netzspannung. Davon ausgehen Sie, keine freiliegenden Metallteile offenem Strom trägt, es sei denn, überprüft. Deaktivieren Sie bevor Sie eine Einstellung ändern oder trennen Sie Stromquellen in das Experiment verwendet. Die richtige Erdung der Geräte stellt sicher, dass das Chassis auf Masse Potential ist die elektrischen Schock verhindert. Stecken Sie immer Ausrüstung in Steckdosen mit dem dafür vorgesehenen Netzkabel. Ausrüstung, die heißer als erwartet ist eine Gefahr und ein Symptom für ein Problem, das behandelt werden sollte. Zu guter Letzt alle Geräte schalten Sie aus, nachdem ein Experiment abgeschlossen ist, und schalten Sie unbenutzte Ausrüstung vor dem Verlassen des Labors. Nun, da grundlegende Sicherheitsvorkehrungen vorgestellt wurden, wird der Betrieb der einige gemeinsame elektrische Ausrüstung im Labor nachgewiesen werden.

Ein Funktionsgenerator produziert Signale für andere Geräte benötigen eine Anregung oder eine Ansteuerspannung. Die häufigsten regelmäßige Ausgänge sind Sinus, Dreieck, Sägezahn und quadratische Wellen, die in der Amplitude, Frequenz, angepasst werden können und DC-offset. Der Funktionsgenerator ist an der Schaltung oder Anlage mit Kabeln angeschlossen. In der Regel dient ein BNC-Stecker an einem Ende und Krokodilklemmen am anderen Ende für den einfachen Anschluss an einen Stromkreis. Eine DC-Stromversorgung bietet Spannung oder Strom an andere elektrischen Geräte zu betreiben. Die einstellbare Ausgangsspannung eines typischen Niederspannungs-Labors liefern bewegt sich zwischen 0 und 36 Volt. Die meisten Single-Ausgang DC Netzteile haben drei Terminals: plus, minus, und Boden. Die plus Terminal ist mit der höheren Spannungseingang von nachgeschalteten Geräten verbunden. Die Minus-Klemme ist mit der geringeren Spannung Eingang verbunden. Die Ausgabe ist die Spannung oder Strom zwischen den Plus- und minus-Klemmen, die sind galvanisch getrennt vom Boden. Der Masseanschluss ist eine feste Masse Referenz, die Null Volt ist. Andere gemeinsame Stromquellen gehören einphasigen Wechselstrom von einer standard-Steckdose oder Dreiphasen-Wechselstrom. Einphasiger hat eine Hotline und eine neutrale Linie für den Transport von aktuellen und 120 Volt liefert. Drei-Phasen-Power liefert höhere Spannungen über drei heiße Linien mit AC-Spannung in jeder Zeile gleich in Häufigkeit und Ausmaß und 120 Grad phasenverschoben voneinander. Das Ergebnis kann 208, 230 und 480 Volt, mit entsprechend höherer Leistung liefern. Umgang mit drei-Phasen-Power erfordert Spezialausbildung und Sicherheitsvorkehrungen. Als nächstes wird eine Variable Spartransformator, auch bekannt als ein Variac, mit jedem Schritt nach oben oder unten Wechselspannung verwendet. Dies ist hilfreich in Anwendungen, bei denen nicht-standard Spannungen oder wo die Spannung variiert werden muss. Ein Knopf variiert die Ausgangsspannung zwischen 0 und 100 % von ihren Maximalwert. Beachten Sie, dass die Variac nicht bieten galvanische Trennung, so berühren Sie die Ausgabe bei jeder Einstellung. Ein Oszilloskop zeigt die Spannungen der zeitlich veränderliche Signale und dient zur Untersuchung des Verhaltens von Schaltungen. Oszilloskope können mehrere Kanäle haben jeweils eine einzelne Wellenform angezeigt. Die beiden wichtigsten Arten von Sonden, die mit diesem Instrument verwendet sind die herkömmlichen geerdeten Sonde und die Differenzialfühler. Hier ist eine regelmäßige geerdete Prüfspitze an Kanal 1 angeschlossen. Die geerdete Sonde wird in der Regel bewertet, um mehrere hundert Volt vertragen und misst die Spannung zwischen der Prüfspitze und seinen Boden führen. Die Erdungsleitung ist zur Erdung auf dem Chassis des Oszilloskops gebunden. Es ist wichtig, den Boden führen nur zu einem Punkt in der Schaltung zu verbinden, die auch geerdet ist. Berührt ein Boden führen zu einem beliebigen anderen Punkt bewirkt, dass ein Kurzschluss nach m. Jetzt schließen Sie Kanal 1 des Oszilloskops an den Ausgang der Funktionsgenerator an, dann schalten Sie ihn ein. Anpassen der Zeitskala das Oszilloskop mit den Sekunden pro Abteilung Regler, und passen Sie die Spannung Skalierung mit der Volt pro Abteilung Knopf. Der Triggerpegel ist die Spannung, die ein Signal zur Synchronisation von das Oszilloskop zu verursachen führt. Korrekte Auslösung minimiert Geräusche im Display. Passen Sie den Auslöser-Knopf, um den Triggerpegel manuell einstellen, oder drücken Sie Set-Ebene auf 50 % automatisch zu setzen. Schließlich ist das Multimeter ein vielseitiges handheld oder Bankoberseite Instrument zur Messung von Spannung, Strom, Widerstand und anderen elektrischen Größen. Spannung zu messen, legen die rote Sonde in den Kontakt mit der Bezeichnung V Ohm und die schwarzen Sonde im Kontakt mit der Bezeichnung COM für gemeinsame. Schalten Sie den DC-Netzteil und setzen Sie ihn auf 20 Volt-Ausgang. Messen Sie über die zwei Ausgangsklemmen durch Berühren der roten Sonde an die plus-Klemme und die schwarzen Sonde auf die Minus-Klemme. Das Multimeter liest 20 Volt.

Viele Experimente erfordern die Messung elektrischer Größen und grundlegende Instrumente nutzen, um diese Daten bekannt geben. Die Untersuchung der polaren dielektrische Flüssigkeit Brücken erfordert ein hoher Intensität elektrisches Feld zwischen zwei Becher Flüssigkeit. Die Becher sind zunächst in Kontakt und werden dann langsam auseinander, um die Brücke bilden gezogen. In dieser Anwendung erzeugt ein Hochspannungs-DC-Netzteil 1.500 Volt, das erfordert große Sorgfalt für den sicheren Umgang. Um Möglichkeiten zur Steuerung der Migration von neuronalen Stammzellen für therapeutische Behandlungen zu entwickeln, haben die Forscher ihre Bewegung unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes. Eine experimentelle Kammer verwendet ein DC-Netzteil, um das erforderliche kontrollierte elektrische Feld zu generieren. Ein Amperemeter Strom und einem Multimeter gemessen die Spannung in der Prüfkammer, die zur Berechnung der elektrischen Feldstärke wurde.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die elektrische Sicherheit und grundlegenden elektronischen Geräten beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen, wie man sicher mit Strom zu arbeiten und einige grundlegende elektrische Prüfgeräte Verwendung. Danke fürs Zuschauen!

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