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自宅に実験室を作る方法。化学実験室の作り方

すべての初心者無線アマチュアは実験用電源を必要とします。これを正しく行うには、適切なスキームを選択する必要がありますが、これには通常、多くの問題が発生します。

電源の種類と特徴

電源には次の 2 種類があります。

脈;
線形。

パルスタイプのブロックは干渉を生成する可能性があり、受信機や他の送信機の設定に影響を与えます。リニア電源は必要な電力を供給できない場合があります。

バッテリーや電力に敏感な回路基板を充電できる実験用電源を適切に作成するにはどうすればよいでしょうか? 1.3 ～ 30 V の単純なリニア電源と 5 A 以下の電流電力を使用すると、良好な電圧および電流スタビライザーが得られます。

活用しましょう古典的なスキーム自分の手で電源を組み立てるために。これは、1.3 ～ 37V の範囲で電圧を調整する LM317 スタビライザーに基づいて設計されています。彼らの作品はKT818トランジスタと組み合わされています。これらは、大電流を流すことができる強力な無線コンポーネントです。保護機能回路は LM301 スタビライザーによって提供されます。

このスキームはかなり前に開発され、定期的に最新化されました。いくつかのダイオードブリッジが登場し、測定ヘッドは非標準のスイッチング方式を採用しました。 MJ4502 トランジスタは以下のものに置き換えられました。強力なアナログ– KT818。フィルターコンデンサーも登場しました。

DIYブロックの取り付け

次のアセンブリ中に、ブロック図は新しい解釈を受けました。出力コンデンサの容量が増加し、保護のためにいくつかのダイオードが追加されました。

KT818タイプのトランジスタはこの回路には不向きな素子でした。非常に過熱し、故障を引き起こすことがよくありました。彼らは、回路内で並列接続を備えた、より収益性の高いオプション TIP36C を代替品として見つけました。

段階的なセットアップ

自作の実験用電源は段階的にスイッチを入れる必要があります。最初の起動は、LM301 とトランジスタが切断された状態で行われます。次に、レギュレータ P3 を介して電圧を調整する機能がチェックされます。

電圧が適切に調整されている場合、回路にはトランジスタが含まれます。いくつかの抵抗 R7、R8 がエミッタ回路のバランスを取り始めると、それらの動作は良好になります。抵抗をできるだけ低くするために抵抗が必要です。この場合、十分な電流がなければなりません。そうでない場合、T1とT2ではその値が異なります。

この調整ステップにより、負荷を電源の出力端に接続できるようになります。避けるべきです短絡そうしないと、トランジスタがすぐに焼損し、続いてLM317スタビライザーが焼損します。

次のステップは LM301 のインストールです。まず、ピン 4 のオペアンプに -6V があることを確認する必要があります。 +6V が存在する場合は、BR2 ダイオードブリッジの接続が間違っている可能性があります。

また、コンデンサC2の接続が間違っている可能性があります。取り付け上の欠陥を検査して修正した後、LM301 の 7 番目の脚に電力を供給できます。これは電源の出力から行うことができます。

最終段階で、P1 は電源の最大動作電流で動作できるように調整されます。研究室ブロック電圧調整機能を備えた電源の調整はそれほど難しくありません。この場合、その後の要素の交換で短絡が発生するよりも、部品の取り付けを再確認する方が良いでしょう。

基本的な放射性元素

強力な実験用電源を自分の手で組み立てるには、適切なコンポーネントを購入する必要があります。

電源には変圧器が必要です。
いくつかのトランジスタ。
安定剤;
オペアンプ;
数種類のダイオード。
電解コンデンサ - 50V 以下。
さまざまな種類の抵抗器。
抵抗P1;
ヒューズ。

各無線コンポーネントの定格は、図で確認する必要があります。

最終形態のブロック

トランジスタの場合は選択する必要があります適切なラジエーター、熱を放散することができます。さらに、ダイオードブリッジを冷却するために内部にファンが取り付けられています。もう 1 つは外部ラジエーターに取り付けられており、トランジスタに空気を吹き付けます。

内部充填には、問題が深刻であることが判明したため、高品質のケースを選択することをお勧めします。すべての要素を適切に修正する必要があります。研究室の電源の写真では、ポインタ電圧計がデジタル機器に置き換えられていることがわかります。

研究室用電源の写真

巻線間に電気接続がある変圧器は、実験用単巻変圧器 (LATR) と呼ばれます。負荷回路の電圧は二次回路巻線に正比例します。設計に応じて、適切な端子に接続するか、手動レギュレータを回転させることで、必要な出力電圧を取得します (図 1)。この記事では、自宅でLATRを作る方法について説明します。

材料の準備

LATR を組み立てるには、次の材料と装置が必要です。

銅巻線;
トロイダルまたはロッド磁気回路。専門店で購入するか、損傷した機器から取り外します。
耐熱ワニス。
ぼろテープ。
負荷と電源を接続するための固定コネクタを備えたハウジング。

のために研究室LATR可変変換率では、さらに以下が必要になる場合があります。

デジタルまたはアナログの電圧計。
カーボンブラシ付きハンドルとスライダーを備えた回転機構。電圧を調整してくれるのです。

ワイヤー計算

次の理由により、大規模な変換にオートトランスフォーマーを使用することはお勧めできません。

短絡に近い電流が流れる危険性が高くなります。これは特別に補償されます電子回路または追加の抵抗。負荷が小さい場合は、電子 LATR を使用する方が有益です。
変圧器に対する利点が失われます。高効率、導体と鋼材、小さな寸法と重量、コストを節約します。

LATR がどのような制限内で動作するかを決定中です。ネットワーク電源として 220 V を選択し、二次電圧として 127、180、および 250 V を選択します。電力は 300 W に制限されます。独自の値を選択し、この記事の例を使用して同様の計算を行うことができます。

巻線は大きい方の電流に基づいて計算されます。最大電流は、220 V を 127 V の電圧に変換するときです。この場合の単巻変圧器は降圧型であり、回路 1 がそれに適しています。提供された回路に基づいて、回路に流れる最大電流 I を計算します。両方の回路の巻線:

I = I2 – I1 = P / U2 – P / U1 = 300 / 127 – 300 / 220 = 1A

ここで、I、I2、I3 は回路 A の対応するセクションの電流です。
P – 電力、W;
U1、U2 – 一次および二次回路電圧、V。

ワイヤの直径は次の式を使用して計算されます。

d = 0.8 * √I = 1 mm。

表 1 からワイヤの種類と断面積を選択します。計算された電流と変圧器の平均電流密度 - 2 A/mm² を考慮して選択します。

LATR 変換係数 n は、次の式を使用して計算されます。

n = U1 / U2 = 220 / 127 = 1.73

さらに計算するために、次のように計算します。デザイン力宣伝:

Pр = P * k * (1 – 1/n) = 300 * 1.2 * (1 – 1/1.73) = 151.92 W

ここで、k は単巻変圧器の効率を考慮した係数です。

1 ボルトあたりの巻き数を決定するには、面積を計算する必要があります。断面コア S を選択し、磁気回路のタイプを決定します。

S = √ Pр = √ 151.92 = 12.325 cm²

W0 = メートル / S = 35 / 12.325 = 2.839

ここで、W0 は 1 ボルトあたりの巻数です。
m – ロッドの場合は 50、トロイダル磁気コアの場合は 35。

鋼材があまり良くない場合高品質 W0 の値を 20 ～ 30% 増やす価値があります。また、巻数を計算するときは、電圧低下を避けるために、巻数を 5 ～ 10% 増やす必要があります。選択した電圧 127、180、220、250 V の巻き数を計算します。

w = W0 * U

360、511、624、710 ターンになります。

ワイヤーの長さを計算するには、磁気回路にワイヤーを 1 回巻き付けて、その長さを測定します。次に乗算します最高額を回して、各端子を端子に 25 ～ 30 センチメートル追加します。

ビルドプロセス

調整可能な LATR を組み立てるために、トロイダル磁気コアを選択します (図 2)。巻線が適用される場所をラグテープで絶縁します。最初の電源端子の線を出します。後続のワイヤーをすべて切断せずに取り出します。磁気コアの最初のターンを修正し、計算された量を巻き始めます。選択した電圧のいずれかに対応するターンに達したら、ループを取り外し、ワイヤの巻き付けを続けます。図3は木枠に巻き付ける工程を示しています。

巻き付け後、LATRにニスを塗ります。選択したワニスを容器に充填し、単巻変圧器をその中に浸します。長時間放置して乾燥させます。

乾燥後、単巻変圧器をハウジングに入れます。最初の出力線を電源コネクタに接続します。このコネクタは共通の負荷端子に電気的に接続する必要があるため、何らかの導体で接続します。 220 V のループ出力を 2 番目の電源端子に接続します。残りのワイヤを二次回路の対応する端子に接続します。「図」2に電線端子を示します。

可変変圧比を備えた実験用単巻変圧器の場合、ハウジングを追加し、調整器ハンドル用のマウントを作成します。ハンドルにはカーボンブラシを使用したスライダーを取り付けます。ブラシは巻線の上部にしっかりと接触する必要があります。ブラシが移動する領域にマークを付け、この場所で断熱材を取り除きます。このようにして、ブラシは直接電気的に接触します。二次巻線。二次電圧端子を共通のものに加えて、カーボンブラシに接続された端子に置き換えます (図 3)。接続時は電圧計を固定してください。

書かれた記事に従えば、LATRを自分の手で簡単に作成できます。

検査

デバイスのスムーズで信頼性の高い動作を保証するために、次の点を実行します。

単巻変圧器を 220 V ネットワークに接続します。
煙、焦げる臭い、強い騒音がないことを確認します。
出力値の適合性をチェックするために電圧計を使用します。
10 ～ 20 分間操作した後、LATR をオフにします。巻線が過熱していないか確認してください。
LATR をネットワークに戻し、負荷を長時間接続します。

問題がなければ、単巻変圧器は動作可能です。

実験室での研究には理論を実際に応用することが含まれます。その意味は実験、現象、方法、またはプログラムの研究です。する実験室での仕事- これは、習得を目的とした特定のタスクのセットを実行することを意味します科学的方法論実践的な研究。

研究室の仕事の構造

実験室は次の原則に従って構築されています。

ワークショップの理論的正当性。
実際のワークショップ: 事実データを取得するための実験または研究を実施します。
得られたデータの分析と行われた作業に関する結論。

推奨されるマニュアル、指示、および推奨事項を学習して、実験室での作業を慎重に準備する必要があります。ガイドライン。準備の程度は教師によって制御され、ワークショップを実施する前に、実験を行う許可を得る必要があります。

作業中には次のものが必要になります。

トピックに関する理論的知識を実証する。
厳守する確立された秩序仕事を遂行する。
教師の推奨事項にはすべて完璧に従ってください。
すべてを段階的に説明する実際の行動そしてその結果得られる結果。

大学の研究室ワークショップが学校のワークショップと異なるのは、主に科学的アプローチの存在です。作業が完了したら、実施した研究を独立して分析したレポートを作成する必要があります。そして多くの大学では、研究室レポートの要件は科学論文を書くための要件と似ています。

研究報告書

検査レポートの構造には次の要素が含まれます。

導入: ワークショップの課題の作成。
主要部分: 理論的情報、簡単な説明経験、実行された計算、研究方法、得られた結果の分析。どの機器またはソフトウェア作業中に使用しました。
結論: 一般的な結論。

レポートの必須要素は、研究室の準備に使用される文献のリストでもあります。

必要に応じて、レポートには、研究室の進捗状況と結果を明確に示す添付ファイル（グラフ、表、プログラムリスト）が含まれる場合があります。

研究レポートを書くときのルール

完成したレポートは弁護のために研究室の担当教員に提出されます。レポートに基づいて、教師は生徒の理論的知識のレベルだけでなく、彼の生徒の能力も評価します。職業訓練、科学的思考の能力も必要です。

レポート作成のアルゴリズム:

受け取ったタスクに応じて仕事の目標を策定します。
研究対象となる現象、プログラム、または方法の本質を説明します。
作業に必要な機材をリストアップしております。特殊な設備を使用する場合は、その図を作成してください。
すべての測定データと作業状況をレポートに記録します。
研究の進捗状況をすべての計算方法、公式、計算などを引用しながら詳しく説明します。研究の各ステップを分析し、結論を提示する必要があります。
作業の結果を発表し、まとめます。

覚えておいてください: 実験室での作業に合格しないと、試験を受けることはできません。

研究室での作業の補助

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研究室用電源を作成するための段階的な手順 - 図、必要な部品、取り付けのヒント、ビデオ。

実験室用電源は、実験に必要な電圧と電流を生成する装置です。さらに使用するネットワークに接続しているとき。ほとんどの場合、変換されます交流電流ネットワークを永続化します。すべてのアマチュア無線家はそのようなデバイスを持っています、そして今日はそれを自分の手で作成する方法、これに必要なもの、そして設置中に考慮すべきニュアンスが重要であることを見ていきます。

実験用電源の利点

まず、これから製作する電源ユニットの特徴を記します。

出力電圧は0～30Vの範囲で調整可能です。
過負荷や誤った接続に対する保護。
低いリップルレベル（実験用電源の出力の直流電流は、実験室用電源の出力とそれほど変わりません）直流バッテリーと蓄電池）。
最大 3 アンペアの電流制限を設定でき、その後は電源が保護状態になります (非常に便利な機能)。
電源では、短絡（短絡）によって「ワニ」が最大に設定されます許容電流（電流計を使用して可変抵抗器で設定する電流制限）。したがって、この場合は機能するため、オーバーロードは怖くありません。 LEDインジケータ、設定された電流レベルを超えたことを示します。

実験室用電源 - ダイアグラム

研究室の電源供給図

それでは、図を順番に見ていきましょう。それは長い間インターネット上にありました。いくつかのニュアンスについては個別に説明しましょう。

つまり、丸で囲まれた数字は連絡先です。無線要素に接続するワイヤをはんだ付けする必要があります。

やり方も参照

図中の円の指定:

1と2 - 変圧器へ。
3 (+) および 4 (-) - DC 出力。
5、10、12 - P1 にあります。
6、11、13 - P2。
7 (K)、8 (B)、9 (E) - トランジスタQ4へ。

24 V の交流電圧が主電源変圧器から入力 1 と 2 に供給されます。変圧器は、負荷に最大 3 A を簡単に供給できるように、大きいサイズでなければなりません (購入するか巻線することができます)。

ダイオード D1...D4 はダイオードブリッジに接続されています。 1N5401...1N5408、その他のダイオード、さらには最大 3 A 以上の順電流に耐えられる既製のダイオードブリッジを使用できます。 KD213タブレットダイオードを使用しました。

マイクロ回路 U1、U2、U3 はオペアンプです。上から見たピンの位置:

8 番目のピンには「NC」と表示されています。これは、電源のマイナスにもプラスにも接続する必要がないことを意味します。回路では、ピン 1 と 5 もどこにも接続されていません。

こちらも参照ステップバイステップの説明創作について

トランジスタ Q1 ブランド BC547 または BC548。以下はそのピン配置です。

トランジスタQ1のピン配置図

ソビエトKT961AからトランジスタQ2を使用することをお勧めします。ただし、ラジエーターに取り付けるのを忘れないでください

トランジスタ Q3 ブランド BC557 または BC327:

トランジスタQ4はKT827のみです！

そのピン配置は次のとおりです。

トランジスタ Q4 のピン配置図

この回路の可変抵抗器はわかりにくいです - これは。ここではそれらを次のように指定します。

可変抵抗入力回路

ここでは、それらは次のように指定されます。

コンポーネントのリストも以下に示します。

R1 = 2.2キロオーム 1W
R2 = 82オーム1/4W
R3 = 220オーム 1/4W
R4 = 4.7キロオーム1/4W
R5、R6、R13、R20、R21 = 10 kΩ 1/4W
R7 = 0.47 オーム 5W
R8、R11 = 27 kΩ 1/4W
R9、R19 = 2.2 kΩ 1/4W
R10 = 270キロオーム1/4W
R12、R18 = 56kΩ 1/4W
R14 = 1.5キロオーム1/4W
R15、R16 = 1 kΩ 1/4W
R17 = 33オーム1/4W
R22 = 3.9キロオーム1/4W
RV1 = 100K マルチターントリマ抵抗器
P1、P2 = 10KOhm リニアポテンショメータ
C1 = 3300 uF/50V 電解
C2、C3 = 47uF/50V 電解
C4 = 100nF
C5 = 200nF
C6 = 100pF セラミック
C7 = 10uF/50V 電解
C8 = 330pF セラミック
C9 = 100pF セラミック
D1、D2、D3、D4 = 1N5401…1N5408
D5、D6 = 1N4148
D7、D8 = 5.6Vのツェナーダイオード
D9、D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 ダイオード 1A
Q1 = BC548 または BC547
Q2 = KT961A
Q3 = BC557 または BC327
Q4 = KT 827A
U1、U2、U3 = TL081、オペアンプ
D12 = LED

自分の手で実験用電源を作る方法 - プリント基板と段階的な組み立て

次に、実験室用電源を自分の手で組み立てる手順を見てみましょう。アンプからトランスをご用意しております。出力の電圧は約22Vでした。電源用のケースを用意します。

LUTを使用してプリント基板を作成します。

スキームプリント回路基板研究室用電源用

それをエッチングしましょう:

トナーを洗い流します。

化学の知識をテストする最も一般的な方法の 1 つは実験室ワークショップです。これにより、学生の知識を効果的に評価できるだけでなく、分析能力を開発し、知識を吸収することもできます。多くの 1 年生は、初めて化学の実験作業に直面したときに、どうやって実験をすればよいのか疑問に思います。これについてはマニュアルやマニュアル、その他の情報源があるため、何も難しいことはありません。さらに、この記事は、そのような作業の内容とその方法を理解するのに役立ちます。

すべての生徒は、行動を開始する前に、いくつかの重要な点を知っておく必要があります。

安全上の注意事項と基本的な実験室の規則を注意深く検討する必要があります。
一連のアクション、必要なすべてのデバイスと設置の目的についてのアイデアを持っています。
必要な理論資料を勉強し、次回のワークショップの目標を理解してください。

研究日誌を使わずに化学の実験論文を正しく書く方法 - これは本当に複雑な問題。すべてのアクションは文書化する必要があり、通常のノート紙はこれには適していません。できればA4サイズのノートが必要です。研究室での活動後、学生は原則として日誌の内容をもとに自宅でメモを取ります。

このような各作業は、次の 4 つの部分に分けることができます。

タイトルページ。
導入部。
実践的な部分。
結論。

各部分をさらに詳しく見てみましょう。

でタイトルページ原則として名前を記載します。教育機関、部門、研究のタイトル、研究を行った人および試験官の詳細完成した作品。都市と現在の年も表示されます。
導入部分には、一般的な情報だけでなく、追求される目標も含まれています。
実践的な部分では、作業の進行状況を反映し、実行された実験について説明し、反応方程式と計算を示します (表を使用することもできます)。
結論には簡単な結論が含まれています。

化学実験室の結論の書き方

これはワークショップの非常に重要な要素であり、すべての努力を集約するものであるため、結論についてさらに詳しく検討する価値があります。結論は生徒に設定された目標から得られるということを覚えておくことが重要です。したがって、余計なものを考える必要はありません。結果を簡潔かつ有意義に表現することが非常に重要です。たとえば、レポート、授業、さらには卒業証書を準備するときなど、このテクニックは複数回必要になります。結論を理論的な部分と実践的な部分の 2 つの部分に分けることもできますが、すぐに本題に入ることをお勧めします。

これで、化学の実験論文の書き方について質問する必要はなくなりました。