1

2012. 10.17

Бүлэг1 : Цахилгааны үндэсүүд

1. Хүчдэл ба гүйдэл 2. Омын хуульБүлэг2 : Цахилгаан Соронзон хүч 3. Цахилгаан соронзон 4. Мотор

Бүлэг3: ХГ үүсгүүрийн ажиллагаа 5. ТГ ба ХГ 6. Tрансформатор 7. ШулуутгагчДүгнэлт

Tatsuo KawasakiKoji Tsuchihashi

Хөгжилтэй цахилгаан

2

1) Хүчдэл2) Гүйдэл3) Чадал 4) Туршилтын хавтан 5) Хүчдэл удирдах хэлхээ6) Хүчдэл үүсгүүрийн мультплексор

1. Хүчдэл ба гүйдэл

Бүлэг 1

3

1) Хүчдэл

① Нэг хуурай зай 1.5В үүсгэнэ.② Цуваа холбогдсон хоёр зай 3.0В үүсгэнэ.③ Хоёр хуурай зайг батарейн сууринд холбоё.

1.5 B

3.0 B

0 B 0 B

0 B3.0 B

①

②

3.0 B 0 B

③

Батарей бол цахилгааны үүсгүүр юм.

Унтраалга

4

Хүчдэл

? B

? B

0 B 0 B

①

② ④[Асуулт]

? B

0 B

? B ? B③ ⑤

① ② ③ ④ ⑤

Хариулт (В ）

5

Хүчдэл Үүсгүүр

ХГ адаптор

ХГ 220В

ТГ 5В

②

Батарей (хуурай зай) ① бол ТГ үүсгүүр. ХГ адаптор ② бол ХГ-ийг ТГ-д хувиргадаг ТГ-ийн үүсгүүр юм.

①

3.0 В0В

6

Холболт: богино холболтын үед их

хэмжээний гүйдэл үүснэ.

Нээлттэй хэлхээгээр

гүйдэл гүйхгүй

Цахилгаан хэлхээгээр гүйдэл гүйдэг. Богино холболт (②)-ын үед батарей амархан нурдаг.

Резистороор гүйдэл гүйнэ.

2) Гүйдэл

②гүйдэл

① Резистор

Гүйдлийн чиг

③

7

Цахилгаан чадал бол гүйдэл I ба хүчдэлийн V үржвэр. R резистороор гүйх гүйдэл нь V хүчдэлд шууд пропорционал:

Омын хууль

3) Чадал

гүйдэл

100 Ом

0B

гүйдэл

10 Ом

0B

В 3В

R 100 Ом

I 0.03A

P 0.09Вт

В 3В

R 10 Ом

I 0.3A

P 0.9Вт

В 1.5В

R 10 Ом

I

P

[Асуулт]

IVP

R

VI

RP

RP

В Вольт 1B

R Ом 1Ом

I Ампер 1A

P Ватт 1Bт

8Холболт: Цахилгаан хэлхээний зангилаатай адил

4) Туршилтын хавтан

①

②

③

① Туршилтын хавтан -ийг хүчдэл үүсгүүр, резисторууд зэргийг холбоход ашигладаг.

② Доод талын шугамууд нь ерөнхий газар буюу 0В-д ашиглагддаг:.③ Дээд талын шугамууд нь ерөнхий хүчдэлийн шугамд ашиглагддаг.④ Босоо байрлалтай 5 нүхүүд хоорондоо холбоотой.

④

9

Mодон суурь дээрх туршилтын хавтан ба хувьсах эсэргүүцлийн байрлал

Модон суурь ХЭ : Хувьсах эсэргүүцэл

ХЭ

ТГ 5ВАлхам1: Элементүүд ба Вольтметрийг холбоно.Алхам2: Хүчдэлийн хэмжих хязгаарыг тохируулна.Алхам3: ХЭ-ийг 0 болгоно.(Зүүн эргүүлнэ.)Алхам4: Хүчдэл үүсгүүрийг холбоно.Алхам5: ХЭ-ийг эргүүлэн хүчдэлийг хэмжинэ.

0В

0-4.5В

Вольтметр

5) Хүчдэл удирдах хэлхээ

10

ХЭ

ТГ 5В

10Ом

Хүчдэл үүсгүүр

①② ③

④

100Ом

0-4.5В

0В

ХЭ

10Ом

10Ом резистор бол хэлхээг хамгаална.

Хүчдэл үүсгүүр холбогдсон үед Мультметрийн тохируулгыг хэзээ ч өөрчилж

болохгүй.

6) Хүчдэл үүсгүүрийн мультплексор

5В

Bread Board

Хүчдэл удирдах хэлхээ

Хүчдэл үүсгүүр бол таван хүчдэлийн залгуур руу холбогдсон. Хүчдэл удирдах хэлхээг хавтан бүр дээр угсрана.

Хүчдэл үүсгүүрийн мультплексор

5В5В

5В5ВAC адаптер

11

12

Аравтын оронНэгжийн оронҮржвэр

Эсэргүүцлийн өнгөний код Өнгө Тоо Үржвэр

мөнгөлөг － 10-2

Алтлаг － 10-1

Хар 0 1

Бор 1 10

Улаан 2 102

Улбар шар 3 103

Шар 4 104

Ногоон 5 105

Цэнхэр 6 106

Нил ягаан 7 107

Саарал 8 108

Цагаан 9 109

Өнгөгүй － －

Ом100

ОмK1

ОмK10

Ом10

1) Хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих2) Омын хууль3) LED асаах4) Хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих5) LED шинж чанар

2. Омын хууль

13

Бүлэг 1

0В

0-4.5В

Алхам1: Элементүүд ба Вольтметр, Амперметрээ холбоно.Алхам 2: Вольтметр, Амперметрийн хэмжих хязгаарыг тохируулна.Алхам 3: ХЭ-ийг 0В дээр тохируулна.Алхам 4: Хүчдэл үүсгүүрийг холбоно.Алхам 5: ХЭ-ийг эргүүлэн 1В дээр тохируулна.Алхам 6: Гүйдлийг хэмжинэ.

1) Хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих

mA

10В

ТГ 0 ～ 4.5В

100Ом

I

R

A

V

0В

＋

－

＋－

Вольтметр

Амперметр

14

ХЭ

ТГ 5В

10Ом

Хүчдэл үүсгүүр

①

②

③

④

Омын хууль

R

VI

V-I диаграмм

V(В)0 1 2 3 4 5

I(mA)

0

10

20

30

40

50 R=100Ом

V (В)I (Хэмжсэн утга)

0 0

1

2

3

4

4.5

Хүчдэлийг өөрчилж хүчдэл ба гүйдлийг хэмжинэ. Хэмжсэн утгуудаараа V-I диаграмм дээр R=100Ом-ын шулууныг

байгуулна.

2) Омын хууль

DC 0 ～ 4.5В

100Ом

I

R

A

V

0В

＋

－

＋－

IVP

Зарцуулах чадал

[Хэмжигдэхүүн]

15

200ОмR=

16

3) LED асаах

LED

＋－

0B

0-2.5B

－

＋ХЭ

ТГ 6B

10Ом

＋

－

(+)-ээс ( － ) руу (шууд чиглэл) гүйдэл гүйх ба LED асна. ( － )-аас ( ＋ ) руу (урвуу чиглэл) гүйдэл гүйхгүй. Улаан LED 2.5В-оос доош хүчдэл хэрэглэнэ.

0В

0-2.5В

4) LED-ний хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих

Вольтметр

Амперметр

－

＋

ТГ 0 ～ 2.5ВI

LED

A

V

0В

＋

－

＋―

17

ХЭ

ТГ 5В

10Ом

Хүчдэл үүсгүүр

Алхам1: Элементүүд ба Вольтметр, Амперметрээ холбоно.Алхам 2: Вольтметр, Амперметрийн хэмжих хязгаарыг тохируулна.Алхам 3: ХЭ – ийг ОВ дээр тохируулна.Алхам 4: Хүчдэл үүсгүүрийг холбоно.Алхам 5: ХЭ – ийг эргүүлж 1В болгоно.Алхам 6: Гүйдлийг хэмжинэ.

V-I Хамаарал

V(В)

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

I(mA)

0

5

10

15

20

25

V (В)I (Хэмжсэн

утга)Гэрэлтэх байдал

0 0 Гэрэлгүй

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Хүчдэлийг өөрчлөөд гүйдэл ба хүчдэлийг хэмжинэ. Хэмжсэн утгуудаар график байгуулна.

5) LED-ний шинж чанар

ТГ 0 ～ 2.5ВI

LED

A

V

0В

＋

－

＋－

18

[Хэмжигдэхүүн]

LED Омын хуулинд захирагдах уу?

[Асуулт]

19

Бүлэг1 : Цахилгааны үндэсүүд

1. Хүчдэл ба гүйдэл 2. Омын хуульБүлэг2 : Цахилгаан Соронзон хүч 3. Цахилгаан соронзон 4. Мотор

Бүлэг3: ХГ үүсгүүрийн ажиллагаа 5. ТГ ба ХГ 6. Tрансформатор 7. ШулуутгагчДүгнэлт

Хөгжилтэй цахилгаан

20

3. Цахилгаан соронзон

1) Соронз 2) Соронзон орон3) Цахилгаан соронзон 4) Цахилгаан соронзон хүч

Бүлэг 2

21

N S

N

S - N таталцана (татах)S - S 　 түлхэлцэнэ (түлхэх) N – N түлхэлцэнэ (түлхэх)

Тогтмол соронз

1) Соронз

S

NS

Соронзон туйл: N, SСоронзон оронСоронзон урсгалСоронзон материал

Бидний амьдралын эргэн тойронд тогтмол соронз байдаг.

22

Соронзон орон

S

N

Хойд соронзон туйл

Өмнөд соронзон туйл

S

N

S

N

Компасс

2) Соронзон орон

Дэлхий бол тогтмол соронз.

23

3) Цахилгаан соронзон

Луужин

Батарей +

A : Сул соронзон Цахилгаан гүйдэл

－

S

N

Сул соронзон орон

Цахилгаан гүйдэл соронзон орныг үүсгэнэ.

B : Хүчтэй соронзон

Батарей+－

Төмөр зүрхэвч

Хүчтэй соронзон орон

Цахилгаан гүйдэл

Төмөр

24

4) Цахилгаан соронзон хүч

touch

Соронзон орон дундуур цахилгаан гүйдэл гүйхэд соронзон орны зүгээс гүйдэлтэй дамжуулагчийг хөдөлгөх хүч үүсдэг: Лоренцийн хүч.Лоренцийн хүч нь Мотор/Генераторын ажиллах үндсэн зарчим болдог.

Гүйдэл

Хөдлөх

Соронзон орон

3.0 В0В

Хүргэх

Дарах<1секунд

4. Moтoр

1) 2 туйлт Moтoр2) Эргэлдэгч ороомог3) Туршилын хавтан ашигласан мотор

25

Бүлэг 2

26

1) 2 туйлт мотор

Алхам 1: Цахилгаан соронзон хийх

Зүрхэвч оруулах

Алхам 2: Ротор хийх

Эргэлтийг эхлүүл

Нарийн утас ашиглах

Magnet

Алхам 3: Мотор хийх Алхам 4: Батарейд холбоод эргүүл

Алхам1: Цахилгаан соронз хийх Алхам 2: Ротор угсрах

Алхам 3:Мотор угсрах

Алхам 4: Коммутаторт холбогчийг

суурьлуулах

Пааланг арилгах

Цагираг

28

Яагаад эргэлдэж байна вэ?

N

S

S→N

S

N

S S

Эргүүлэгч хүч үйлчилнэ

Эргэлдэнэ Эргэлдэнэ

Цахилгаан гүйдэл

Эргүүлэгч хүч үйлчилнэ

SN SN

① ② ③ ④

① Гүйдэл A –гаас B рүү A тал нь N

③ Гүйдэл B –гээс A руу B тал нь N

Эргэлдэнэ

A B AB

Гүйдэл

N→S

S→N

N→S

29

2) Эргэлдэгч ороомог

Алхам1: Ороомог хийх

2.5cм орчим пааланг арилгах

3.5cм орчим 3cм орчим

Зөвхөн дээд хагасын пааланг арилгах

Нарийн утсыг 10 ороо

Соронз

Эргэлтийг эхлүүл

Зөвхөн талыг нь арилгах нь маш чухал

Алхам2: Пааланг арилга

Зөвхөн дээд талыг

Алхам3: Батарейд холбо

30

Яагаад эргэлдэж байна вэ?

N

S

SN

N

S

N

S

N

S

A) Эргүүлэгч хүч үйлчилнэ

B) Эргэлдэнэ C) Эргэлдэнэ D) Эргэлдэнэ

(S)

(N)

Гүйдэл гүйхгүй

(N)

(S)

Гүйдэл гүйнэ

таталцана Чөлөөтэй эргэлдэнэ

N

S

N

S

Байрлал A) Байрлал C) : Гүйдэл гүйхгүй

Гүйдэл гүйхгүйГүйдэл гүйхгүй

Чөлөөтэй эргэлдэнэ

Чөлөөтэй эргэлдэнэ

31

N

S

SN

N

S

N

S

N

S

A) Эргүүлэх хүч үйлчилнэ

B) Таталцана C) Эргүүлэх хүч эсрэг чигт үйлчилнэ

D) Түлхэлцэнэ

S

N

N

SS N

Гүйдлийн гүйнэ.Гүйдэл эсрэг чигт гүйнэ.

Хэрэв -гүй бол

таталцанатүлхэлцэнэ

N

S

Байрлал A) Байрлал C): урвуу гүйдэл

N

S

32

3) Туршилтын хавтанг ашигласан мотор

пааланг 2.5cm ховхлоно.

3.5cm орчим 10-н удаа орооно.

3cm орчим

Алхам1: Тогтоогчоо

хийх (×2)

2.5cm орчим

3cm орчим

Тогтоогчоо тогтоохдоо туршилтын хавтанг ашиглана.

Зөвхөн дээд талын пааланг ховхлоно. Зөвхөн дээд талын пааланг ховхлоно.

33

Туршилтын хавтанг ашигласан мотор

Угсрах

Соронзон

Эхлээд эргүүлж өг

ТГ 1.5В эсвэл 3В

34

Бүлэг1 : Цахилгааны үндэсүүд

1. Хүчдэл ба гүйдэл 2. Омын хуульБүлэг2 : Цахилгаан Соронзон хүч 3. Цахилгаан соронзон 4. Мотор

Бүлэг3: ХГ үүсгүүрийн ажиллагаа 5. ТГ ба ХГ 6. Tрансформатор 7. Шулуутгагч

Хөгжилтэй цахилгаан

35

5. ТГ ба ХГБүлэг 3

1) ТГ ба ХГ2) Нэмэх ба хасах хүчдэл3) ХГ 220В, 50Гц4) Хэлбэлзэл, ХГ шугам ба Дууны долгион

36

ТГ Батарей

ТГ

1.5В

ХГ Төв шугам

ХГ

220В

50Гц

1) ТГ ба ХГ

Хугацаа

Хугацаа

0В

1.5В

0В

37

2) Нэмэх (+) ба Хасах ( － ) Хүчдэл

+3.0В

0В

+1.5В 0В

+1.5В

－ 1.5ВA

B

C

A

B

C

Хэрвээ бид B цэг дээр 0В гэж тооцвол, A цэгт (-)1.5V.

38

3) ХГ, 220В, 50Гц

0В

0.02 Сек

220В

－ 220В

－ 310В

310В

ХГ 220В – ийн хувьд, хүчдэлийн далайц нь 310В.

Хүчдэлийн далайц маш өндөр: Аюултай!

39

4) Хэлбэлзэл, ХГ Шугам ба Дууны Долгио

0.1 сек

50 Гц

10 Гц

500 Гц

Хэлбэлзэл

ХГ Хэлбэлзэл

Дууны долгио

1) Трансформатор2) ХГ хүчдэл хэмжих 3) ХГ үүсгүүрээр LED асаах

6. Трансформатор

40

Бүлэг 3

41

ХГ

1) Tрансформатор

220В

ХГ 220В

ТрансформаторХГ 6В

Болгоомжил ХГ 220В-д хүрч болохгүй!

Трансформатор: ХГ – ийн хүчдэлийг өндөр хүчдэлээс бага хүчдэл руу эсвэл бага хүчдэлээс өндөр хүчдэл рүү хувиргана.

0В

6В

－ 6В

8.5В

－ 8.5В

Бүрээс: 220В хүрэхгүйн тулд хамгаалах

Эх хавтан рүү

Хувьсах гүйдлийн үүсгүүр

6В

Туршилтын хавтан

Хүчдэл удирдах хэлхээ

Хүчдэлийн үүсгүүр нь 5 хэрэглэгч холбогдохоор бэлтгэгдсэн. Хүчдэл удирдах хэлхээ нь туршилтын хавтан тус бүр дээр угсрагдана.

Хэд хэдэн хүчдэлийн үүсгүүр

ХГ6ВХГ6В

ХГ6ВХГ6ВТрансформатор

42

Алхам1: Вольтметр ба элементүүдийг холбохАлхам 2: Хүчдэл хэмжих хязгаарыг тохируулАлхам 3: ХЭ – ийг 0В – д тохируул (Зүүн гар тийш төгсгөл хүртэл)Алхам 4: Хүчдэлийн үүсгүүр холбоно.Алхам 5: ХЭ – ийг эргүүлж хүчдэлийг хэмжАлхам 6: ХЭ – ийн байрлал бүрд хүчдэлийн утгыг тэмдэглэ.

0В

0-5В

Вольтметр

43

ХЭ

ТГ 6В

10Ом

Хүчдэл үүсгүүр

①

③

④

2)

100Ом

0-5В

0В

ХЭ

10Ом

ХГ 6В

ХГ Хүчдэл Хэмжих

②

44

LED хөдөлгөөд гэрэлтэлтийг сайн ажигла.

3) ХГ үүсгүүрээр LED асаах

0В

0-2.5В

Вольтметр

ХЭ

ХГ 6В

10Ом

Дамжуулагч

1) Хэлхээний диаграмм2) Диод3) Ажиллагааны зарчим4) Конденсатор холбох 5) Конденсаторын үүрэг

7. Шулуутгагч

45

Бүлэг 3

46

1) Хэлхээний диаграмм

Диодийг ХГ – ийг ТГ – д хувиргахад ашигладаг. Диод: Гүйдлийг зөвхөн нэг чиглэл “Шууд чиглэл”-д дамжуулна. Гүйдэлийг “урвуу чиглэл”-д дамжуулахгүй.

Гүйдэл гүйнэ : Тийм Гүйдэл гүйнэ : Үгүй

ХГ 220В

0-8В

0В

Диод

1КОм 100Ом

ХЭ

10Ом

ХГ 6В

Шууд чиглэл

Урвуу чиглэл

Гаралт

трансформатор

Эсэргүүцэл

47

2) Диод

1K резистор дээр унах хүчдэлийг хэмжих.Осциллоскоп дээр гаралтыг ажигла.

Диод

ХЭ

ХГ 6В

10Ом

1KОм

Гаралт

48

Гүйх гүйдэл: Тийм

Гүйх гүйдэл : Үгүй

I

Вольтметрийн үйлчлэх утгыг олбол: Ойролцоор 2В

V Ойролцоогоор 7.5В

+

－+

－

6В8.5В

0В－

6В

－ 8.5В

ХГ 6В

3) Ажиллагааны зарчим

Диод

Эсэргүүцэл

1KОм

100ОмХЭ

10Ом

Гаралт A

G

Хэрвээ А цэгт нэмэх хүчдэл байвал гүйдэл диодоор гүйж В цэгт нэмэх хүчдэл үүснэ. Хэрвээ А цэгт хасах хүчдэл байвал гүйдэл диодоор гүйхгүй тул В цэгт хүчдэл 0 болно.

B

G

49

Осциллоскопоор долгионы хэлбэрийг ажиглах

1KОм

Диод

ХЭ

ХГ 6В

10Ω

Вольтметр

ХГ

50

4) Конденсатор холбох

R//C дээр унах хүчдэлийг хэмжих. Гаралтыг осциллоскоп дээр ажиглах.

1KОм

Диод

100μФ

ХЭ

ХГ 6В

10ОмГаралтТГ

51

Осциллоскопоор долгионы хэлбэрийг ажиглах

1KОм

Диод

ХЭ

ХГ 6В

10Ом

Вольтметр

100μФ

52

+

－+

－

6В8.5В

0В－

6В

－ 8.5В

ТГ 6ВДиодГаралт

100ОмХЭ

10Ом

5) Конденсаторын үүрэг

Войролцоогоор 7.5В

Конденсатор нь цахилгаан цэнэгийг хуримтлууна, өөрөөр хэлбэл хүчдэлийн далайцийг хуримтлуулна.

Гаралт

53

Цахилгаан Хүчдэл

Гүйдэл

Цахилгаан чадал

Резистор

Омын хууль

LED

Соронз

Цахилгаан соронзон хүч

Мотор

ТГ ба ХГ

Трансформатор

Шулуутгагч

Дүгнэлт