[摘 " " " " "要] "對《電氣測量》教材中的電路——自動照明燈電路存在的問題加以分析,指導學生對原有電路進行了改造,引入了正反饋,讓學生用實驗來驗證線路工作的可行性。
[關 " 鍵 " "詞] "正反饋;自動照明電路;應用
[中圖分類號] "G712 " " " " " " " " "[文獻標志碼] "A " " "[文章編號] "2096-0603(2015)15-0047-01
常用的自動照明燈在清晨和黃昏光線照度臨界點附近,環(huán)境亮度的變化緩慢,導致天黑前和天亮前不能正常點亮或關閉燈泡,燈泡頻繁閃爍,縮短了燈泡的使用壽命。本人在理論教學中提出這一課題,并引導學生對原有電路進行了改造,實驗中通過增加正反饋線路,可克服上述缺點,能根據(jù)環(huán)境光線是減弱還是增強,迅速把燈泡點亮或熄滅。
一、分析問題
按照《電氣測量》教材(中國勞動社會保障出版社出版,全國高等職業(yè)技術院校電工類專業(yè)教材)第137頁上的自動照明燈電路圖進行實驗。
采用相應的電路參數(shù)如下:其中可調(diào)電阻100KΩ,色環(huán)電阻100Ω/1W,電容0.1μF/400V,0.1μF/100V,雙向可控硅1A600V,原理如下:V1為觸發(fā)二極管,觸發(fā)電壓約為30V左右。在白天,光敏電阻的阻值低,其分壓低于30V(A點),觸發(fā)二極管截止,雙向晶閘管V2無觸發(fā)電流,呈斷開狀態(tài)。晚上天黑,光敏電阻阻值增加,A點電壓大于30V,觸發(fā)二極管導通,使雙向晶閘管呈導通狀態(tài),電燈亮。R1、C1組成RC吸收電路,防止電源的瞬間過壓損壞雙向晶閘管。
二、解決問題
針對上述問題,筆者指導學生對原有電路進行了改造,引入了正反饋。
(一)正反饋的特征
反饋網(wǎng)絡從放大器的輸出信號中取得信號,處理后成為反饋信號回送到放大器的輸入端,與原輸入信號疊加后形成凈輸入信號送進放大回路進行放大,如果極性相同,則疊加后的凈輸入信號要比原輸入信號強,也就是說如果放大器原輸入信號為正極性信號,其反饋信號也是正極性的,這種反饋稱為“正反饋”。
以下是筆者設計的一個帶正反饋的自動照明燈電路圖(見下圖)。
其中電壓變壓器TV15V,二極管4007,可調(diào)電阻50KΩ,色環(huán)電阻30KΩ、100KΩ、50KΩ、10KΩ、2KΩ,C1電容電容100μF/50V,C2電容104P,C3電容100μF/50V,C4電容104P,C5電容10μF/25V,C6電容104P,C7電容104P,C8電容104P,三極管9013,小型繼電器JQX-14FW-012-ZS,LM393,光敏電阻(筆者實驗時所用,亮阻大約20KΩ,暗阻為120KΩ)。
線路中采用兩級LM393,是因為要有回差控制,即LM393-1P出高電時,通過R5將3腳電平拉得更高,1腳的電平就必須維持住高電。若沒有第二級,直接去驅(qū)動9013就會因為9013導通后,驅(qū)動腳電平只有0.7V而無法拉高3腳電平,達不到回差控制的目的。有了這個第二級,既可以通過7腳的高電驅(qū)動9013,5腳的電平也不會拉低1腳的高電。實驗中,RL光敏電阻在有光照的情況下,電阻并不穩(wěn)定,存在較大的紋波,不利于控制,因此增加了一個電解電容濾波,并聯(lián)于RL兩端。實驗時,用可存儲示波器測量IC1ALM3932腳、3腳電平。
(二)分析工作原理
為隨著光線變暗,RL電阻加大,分壓加大,3腳電平上升。當大于2腳的比較電平(水平直線)后,1腳出高電平。同時通過R5將3腳電平迅速拉得很高,即使RL因不穩(wěn)定降低一些也不會低于2腳電平。
總之,圖示電路可克服原本電路存在的缺點,能根據(jù)環(huán)境光線是減弱還是增強,迅速把燈泡點亮或熄滅,提高了燈泡的使用壽命。
三、結束語
在《電氣測量》教學過程中,學生在學習傳感器的應用時師生積極實踐,在授課教師的引導下不斷探索,多門課程的知識融會貫通,對教材中的電路大膽改造。通過本次電路的分析和改造,原本電路和圖示兩個線路都布置學生具體實踐,理論聯(lián)系實際,不但培養(yǎng)了學生學習的興趣,而且提高了學生對電子電路的讀圖能力,綜合素質(zhì)得到大大提高。
參考文獻:
熊旭軍,寧雅麗,張顏萍.正反饋在放大電路中的應用[J].甘肅廣播電視大學學報,2005,15(3):5-7.