Pytania pomocnicze - ELM.03

Natężenie prądu opisuje wzór I = Q/t, gdzie Q to ładunek elektryczny, a t to czas jego przepływu.

Jednostką natężenia prądu jest amper, oznaczany symbolem A. Jeden amper to przepływ jednego kulomba ładunku w czasie jednej sekundy.

Natężenie prądu mierzy się amperomierzem. Przyrząd ten włącza się do obwodu szeregowo.

Amperomierz musi być włączony szeregowo, aby przepływał przez niego ten sam prąd, który płynie przez badany element obwodu.

Natężenie prądu określa całkowity przepływ ładunku w czasie. Gęstość prądu odnosi to natężenie do pola przekroju przewodnika.

Prawo Ohma ma postać I = U/R. Oznacza to, że natężenie prądu rośnie wraz ze wzrostem napięcia i maleje wraz ze wzrostem rezystancji.

Działa na podstawie efektu Halla, czyli powstawania napięcia poprzecznego w przewodniku lub półprzewodniku umieszczonym w polu magnetycznym.

Wykrywa pole magnetyczne oraz zmiany jego parametrów, np. natężenia lub obecności magnesu w pobliżu czujnika.

Nie wymaga mechanicznego kontaktu z wykrywanym elementem, ponieważ reaguje na pole magnetyczne. Zmniejsza to zużycie mechaniczne i zwiększa trwałość układu.

Stosuje się je do detekcji położenia, pomiaru prędkości obrotowej, wykrywania magnesów oraz monitorowania pracy elementów ruchomych.

Czujnik hallotronowy wykrywa pole magnetyczne, a tensometr mierzy odkształcenia mechaniczne związane z naprężeniami lub siłą.

Nie bezpośrednio. Do przepływu stosuje się inne czujniki, np. przepływomierze, natomiast hallotron może ewentualnie wykrywać obrót elementu w takim urządzeniu.

Ponieważ trzeba jednocześnie obserwować dwa przebiegi napięciowe. Dwa kanały pozwalają porównać ich położenie w czasie na tej samej podstawie czasu.

Należy zmierzyć okres sygnału T oraz przesunięcie czasowe Δt między przebiegami. Kąt fazowy oblicza się ze wzoru φ = (Δt/T) · 360°.

Oznacza, że przebiegi są w przeciwfazie. Gdy jeden sygnał ma maksimum dodatnie, drugi ma w tym samym czasie maksimum ujemne.

Najczęściej porównuje się przejścia przez zero w tym samym kierunku lub odpowiadające sobie maksima. Ważne, aby porównywać takie same punkty obu przebiegów.

Metoda czasowa polega na porównaniu przesunięcia przebiegów na osi czasu. Tryb X/Y wykorzystuje figurę Lissajous, której kształt pozwala ocenić zależność fazową między sygnałami.

Błędy mogą wynikać z niewłaściwej podstawy czasu, złego wyzwalania, różnych ustawień kanałów lub niedokładnego odczytu Δt. Ważne jest stabilne wyświetlenie obu przebiegów.

W silniku szeregowym uzwojenie wzbudzenia jest połączone szeregowo z wirnikiem, więc przy rozruchu płynie duży prąd. Powoduje to silne pole magnetyczne i bardzo duży moment obrotowy.

Stosuje się je m.in. w rozrusznikach samochodowych, trakcji elektrycznej, dźwignicach i urządzeniach wymagających ruszenia z dużym obciążeniem.

Silnik szeregowy osiąga bardzo duży moment rozruchowy, natomiast silnik bocznikowy ma bardziej stabilną prędkość, ale mniejszy moment przy starcie.

Przy braku obciążenia silnik szeregowy może nadmiernie zwiększyć prędkość obrotową, co grozi uszkodzeniem mechanicznym wirnika.

Moment rozruchowy to moment obrotowy wytwarzany przez silnik w chwili startu, gdy wirnik jeszcze się nie obraca lub dopiero zaczyna ruch.

Silnik krokowy dobrze nadaje się do precyzyjnego pozycjonowania, ale jego moment i zastosowania są ograniczone w porównaniu z silnikami szeregowymi używanymi do ciężkiego rozruchu.

Przez nieszczelność sprężone powietrze stale ucieka z instalacji. Ciśnienie w zbiorniku szybko spada, więc presostat częściej załącza silnik sprężarki.

Objawami są spadek ciśnienia na manometrze, słyszalny syk powietrza, częsta praca sprężarki oraz osłabiona praca elementów wykonawczych. Miejsce wycieku można wykryć np. wodą z mydłem lub detektorem ultradźwiękowym.

Presostat załącza silnik sprężarki, gdy ciśnienie spadnie poniżej nastawionej wartości, i wyłącza go po osiągnięciu ciśnienia maksymalnego. Dzięki temu sprężarka nie pracuje bez przerwy.

Nie jest to typowa bezpośrednia przyczyna częstego załączania. Zabrudzony filtr może ograniczać wydajność sprężarki, ale częste uruchamianie najczęściej wynika z szybkiego spadku ciśnienia, np. przez nieszczelność.

Smarowanie powietrza dotyczy głównie ochrony elementów pneumatycznych, takich jak zawory i siłowniki. Nie powoduje ono samo w sobie szybkiego spadku ciśnienia w zbiorniku.

Powoduje większe zużycie energii, szybsze nagrzewanie i zużycie silnika oraz elementów mechanicznych sprężarki. Może też skrócić żywotność presostatu i styczników.

Należy nabić zbiornik do ciśnienia roboczego, wyłączyć odbiorniki i obserwować manometr. Jeżeli ciśnienie spada mimo braku pracy urządzeń, instalacja prawdopodobnie jest nieszczelna.

Dokręcanie kolejno po obwodzie może spowodować przekoszenie pokrywy i nierównomierny docisk. Może to prowadzić do powstania szczelin, nieszczelności lub odkształcenia elementu.

Polega na dokręcaniu śrub naprzemiennie, zwykle przechodząc na śrubę położoną naprzeciwko lub po przekątnej. Dzięki temu siła docisku rozkłada się równomiernie.

Dokręcanie etapami pozwala stopniowo dosuwać pokrywę do korpusu. Zmniejsza to ryzyko przekoszenia, uszkodzenia uszczelki i nierównego naprężenia śrub.

Należy szukać kolejności, w której kolejne śruby są możliwie oddalone od siebie i tworzą pary przeciwległe lub przekątne. W podanym układzie jest to kolejność 2-5-3-4-6-1.

Klucz dynamometryczny pozwala dokręcić śrubę z określonym momentem. Zapobiega to zarówno zbyt słabemu, jak i zbyt mocnemu dokręceniu połączenia.

Pokrywa może zostać ściągnięta jednostronnie, co spowoduje nierównomierne przyleganie. Może też dojść do uszkodzenia gwintu, uszczelki albo odkształcenia pokrywy.

Gniazdo TORX ma kształt sześcioramiennej gwiazdy z zaokrąglonymi ramionami. Nie jest to zwykły krzyż ani proste nacięcie.

Phillips ma klasyczne gniazdo krzyżowe, a TORX ma profil gwiazdkowy. TORX lepiej przenosi moment obrotowy i rzadziej powoduje uszkodzenie łba śruby.

Oba są końcówkami krzyżowymi, ale Pozidriv ma dodatkowe, mniejsze nacięcia między głównymi ramionami krzyża. Pozidriv zwykle lepiej trzyma się w gnieździe niż Phillips.

Tri-Wing ma kształt trzech skrzydeł i jest stosowana głównie w śrubach zabezpieczających lub specjalnych. Nie pasuje do gniazda TORX.

Nieprawidłowy rozmiar może doprowadzić do obrobienia gniazda śruby lub uszkodzenia końcówki. Dobrze dobrany TORX powinien wchodzić pewnie, bez dużego luzu.

Śruby TORX występują w obudowach urządzeń, modułach automatyki, elementach maszyn, napędach i zespołach mechanicznych. Są popularne tam, gdzie potrzebne jest pewne dokręcenie.

Przesunięcie szczotek względem strefy neutralnej zmienia warunki komutacji zależnie od kierunku obrotów. W jednym kierunku silnik może pracować korzystniej, a w przeciwnym pojawiają się większe straty i iskrzenie.

Problem ze szczotkami objawia się głównie iskrzeniem i zależnością od kierunku obrotów. Uszkodzone łożyska częściej powodują hałas, drgania, luzy wału i wzrost oporów mechanicznych.

Komutator przełącza kierunek prądu w uzwojeniach wirnika tak, aby moment elektromagnetyczny działał w stałym kierunku. Współpracuje bezpośrednio ze szczotkami.

Obróbkę komutatora wykonuje się, gdy jego powierzchnia jest nierówna, przypalona, zabrudzona lub ma rowki. Nie jest to jednak podstawowa naprawa przy objawie typowym dla złego położenia szczotek.

Tak. Zbyt mały nacisk pogarsza kontakt elektryczny, a zbyt duży zwiększa tarcie i zużycie. Jednak silna różnica iskrzenia między kierunkami wskazuje przede wszystkim na niewłaściwe ustawienie szczotek.

Silnik nawrotny pracuje w obu kierunkach, więc błędne ustawienie szczotek szybko ujawnia się jako asymetria pracy. Poprawna komutacja zapewnia podobne warunki pracy przy obrotach w lewo i w prawo.

Prostownik niesterowany jest zbudowany wyłącznie z diod. Prostownik półsterowany zawiera zarówno diody, jak i tyrystory, dzięki czemu można częściowo regulować napięcie wyjściowe.

Dioda przewodzi prąd tylko w jednym kierunku i umożliwia prostowanie napięcia przemiennego. W układzie półsterowanym pracuje jako element niesterowany.

Tyrystor pozwala sterować chwilą rozpoczęcia przewodzenia. Dzięki temu można regulować wartość średnią napięcia wyprostowanego.

Triak przewodzi prąd w obu kierunkach i jest stosowany głównie do regulacji prądu przemiennego, np. w ściemniaczach. W mostkach prostowniczych stosuje się przede wszystkim diody i tyrystory.

Dioda zaczyna przewodzić po spolaryzowaniu w kierunku przewodzenia. Tyrystor dodatkowo wymaga impulsu sterującego podanego na bramkę.

Oznacza, że tylko część elementów układu jest sterowana. W praktyce elementami sterowanymi są tyrystory, a niesterowanymi diody.

Prostownik półsterowany zawiera diody i tyrystory. Prostownik w pełni sterowany wykorzystuje same tyrystory jako główne elementy przewodzące.

C↑ oznacza zbocze narastające sygnału zegarowego, czyli przejście z poziomu niskiego na wysoki. W tym momencie przerzutnik odczytuje stany wejść.

Przerzutnik zostaje ustawiony. Po aktywnym zboczu zegara na wyjściu Q pojawia się stan wysoki.

Podtrzymanie występuje dla J=0 i K=0. Wtedy po zboczu zegara stan Q nie zmienia się.

Tryb toggle występuje dla J=1 i K=1. Po aktywnym zboczu zegara wyjście Q zmienia się na przeciwne.

Wejście J służy do ustawiania wyjścia Q na 1, a wejście K do zerowania Q do 0. Ich wspólne działanie zależy od kombinacji stanów i zbocza zegara.

Sygnał zegarowy określa moment, w którym przerzutnik reaguje na wejścia. Bez aktywnego zbocza zmiany na J i K mogą nie wpłynąć od razu na Q.

Należy znaleźć aktywne zbocze zegara, odczytać stany wejść w tej chwili i zastosować tabelę działania przerzutnika. Dopiero wtedy określa się nowy stan Q.