دانلود گزارش کار آزمایشگاه مدار الکتریکی 1

گزارش کار آزمایشگاه مدار الکتریکی 1 به بررسی اجزای غیر فعال مدار، شامل مقاومت، خازن، سلف و وسایل اندازه گیری مانند اسیلوسکوپ، مولد سیگنال و برد بورد می پردازد.

آزمایش اجزای مدار و وسایل آزمایش
هدف :
آشنایی با اجزای غیر فعال مدار و وسایل مورد استفاده در آزمایشگاه مدار الکتریکی ۱

وسایل آزمایش :
اسیلوسکوپ، مولد سیگنال ۲ عدد، مقاومت چهار عدد (یک کیلو اهمی)، خازن (یک میکرو فاراد)، خازن الکتریکی دو عدد، مالتیمتر دیجیتالی، برد بورد، سیم های مفتولی نازک و سیم های رابط

تئوری آزمایش :
در آزمایش های مربوط به مدارهای الکتریکی ۱، اجزای غیر فعال مدار، شامل مقاومت، خازن و سلف و اجزای فعال شامل منابع ولتاژ مستقیم و متناوب و نیز وسایل اندازه گیری مثل ولت متر، آمپرمتر و اهم متر و مالتیمتر و همچنین اسیلوسکوپ، مولد سیگنال، وات متر، کنتور برق، کرونومتر، برد بورد و وسایل مختلف دیگری استفاده می شود.

با برخی اجزا و وسایل و کاربرد آنها از قبل (از آزمایشگاه فیزیک) آشنایی داریم.
از جمله ضمن آشنایی با اصول کار اسیلوسکوپ و مولد سیگنال، موارد زیر را مورد بررسی قرار می دهیم:

• ایجاد و مشاهدۀ امواج سینوسی، مربعی و مثلثی
• اندازه گیری ولتاژ پیک تو پیک، ماکزیمم و مؤثر
• ایجاد موج مربعی توسط دستگاه اسیلوسکوپ
• تعین بسامد و زمان تناوب امواج مشاهده شده روی صفحه اسیلوسکوپ
• آشنایی با اختلاف فاز
• برهم نهی یا ترکیب امواج سینوسی
• ایجاد و مشاهدۀ اشکال لیساژو

تعین بسامد مجهول یک موج سینوسی با معلوم بودن بسامد موج سینوسی دیگر و داشتن شکل لیساژو، گرفتن امواج با دامنه ها و بسامدهای مختلف از مولد سیگنال و دادن آن به اسیلوسکوپ، همچنین با ساختمان و طرز کار گالوانومتر (میلی آمپرسنج حساس) و اساس کار وسایل اندازه گیری جریان و نیز با روش استفاده از مالتیمتر دیجیتالی و آوومتر آشنایی پیدا کردیم. همچنین از مولدهای جریان مستقیم و متناوب استفاده شده است.

مقاومت :
عنصری است که انرژی الکتریکی را به صورت حرارت مصرف یا تلف می کند. رابطۀ بین ولتاژ و جریان یک مقاومت ایده آل از قانون اهم پیروی می کند. مقاومت ها ممکن است ثابت یا متغیر ساخته شوند. مقاومت های متغیر دارای سه سر هستند که دو سر ابتدایی و انتهایی آنها ثابت و سر میانی دارای اتصالی لغزنده است، در این نوع مقاومت، مقاومت های مختلف از دو سری که شامل یک سر ثابت و یک سر لغزنده است، حاصل می شود.

رئوستا و پتانسیومتر گونه ای از مقاومت های متغیراند. مقاومت های ثابت دارای دو سر هستند و ممکن است دارای مقادیر استاندارد یا غیر استاندارد باشند. مقاومت غیر استاندارد می تواند بر حسب نیاز هر مقداری داشته باشد، مثل یک مقاومت فلزی. مقاومت های استاندارد فقط مقادیر خاصی دارند. مقاومت های با توان حرارتی کم را اغلب از مواد کربنی می سازند که از جمله ارزان ترین و پرمصرف ترین آنهاست و مقدار مقاومت آنها به وسیله کد رنگی مشخص می شود.

در این روش بر روی مقاومت کربنی چهار حلقه رنگی وجود دارد که حلقه اول رقم اول، حلقه دوم رقم دوم و حلقه سوم ضریب و حلقه چهارم که به رنگ طلایی یا نقره ای یا بی رنگ است، نشان دهندۀ تلورانس (درصد خطا) مقاومت است.

در صورتی که مقاومتی دارای پنج حلقه رنگی باشد، سه حلقه اول معرف رقم اول تا سوم و حلقه چهارم معرف ضریب و حلقه پنجم نشان دهندۀ تلورانس مقاومت خواهد بود.

خازن :
جزء دیگر مدار خازن است، به طوری که شدت جریانی که از آن می گذرد مستقیماً با میزان تغییرات ولتاژ دو سر آن نسبت به زمان متناسب است. واحد اندازه گیری ظرفیت خازن فاراد (F) است که چون واحد بزرگی است، از میکرو، نانو و پیکو استفاده می کنیم.

یک خازن واقعی دارای مقاومت نشتی است و از این رو مدل یک خازن واقعی را می توان به صورت یک خازن ایده آل که با مقاومت نشتی (Rc) موازی شده باشد، در نظر گرفت. مقاومت نشتی خازن ها ناشی از هدایت کم عایق بین صفحات رسانای خازن است. ساختمان خازن ها بسته به مورد استفاده آنها متفاوت است و ممکن است کاغذی، سرامیکی، الکترولیتی و … باشد.

خازن ها با ظرفیت کم از pF1 تا pF104 دارای عایقی از جنس میکا یا سرامیک هستند و تلفات حرارتی کم و مقاومت نشتی بزرگ دارند. خازن میکا در مقایسه با خازن سرامیکی تغییرات ظرفیت کمتری نسبت به دما دارد. خازن های با ظرفیت زیاد، از یک تا چند میکرو فاراد، از نوع الکترولیتی هستند. این خازن ها تلفات حرارتی بیشتر و نیز تغییرات ظرفیت کمتری نسبت به دما دارند. این خازن ها قطبی هستند یعنی یک سر آنها نسبت به سر دیگر مثبت است. بنابراین هنگام استفاده از خازن های الکترولیتی باید قطبیت آنها رعایت شود.

سلف :
جزء دیگری از مدار سلف است که به اسم خودالقا، چوک یا کویل نیز شناخته می شود.
سلف واقعی همیشه دارای مقداری مقاومت است که از مقاومت سیم آن ناشی می شود، بنابراین مدل یک سلف واقعی به صورت یک سلف ایده آل است که با یک مقاومت (RL) سری شده باشد. سلف ها از پیچیدن یک رشته سیم حول استوانه ای عایق از جنس پلاستیک، سرامیک یا کاغذ ساخته می شوند. مقدار ضریب خودالقای یک سلف را می توان با قرار دادن هسته ای از جنس مواد فرو مغناطیس در داخل استوانه عایق، به میزان زیادی افزایش داد. واحد ضریب خودالقایی سلف، هانری (H) است ولی از میلی هانری و میکرو هانری نیز استفاده می شود.

برد بورد :
تخته آزمایش یا برد بورد وسیله ای است برای ساخت سریع مدارهای الکتریکی و الکترونیکی در آزمایشگاه. این وسیله با سوراخ های فنردار که دارد، نیاز به لحیم کاری را برطرف می کند. در عین حال چون پایه های عناصر مختلف (خازن، مقاومت، دیود، ترانزیستور و …) ممکن است ضخیم و خارج از تحمل فنر داخل برد بورد باشد، می توان آنها را به سیم های نازکی لحیم کرد و سپس سیم ها را درون سوراخ های برد بورد قرار داد.