Загальна інформація
Застосування
Електромагнітні реле
Електромагнітні реле мають широке застосування в найрізноманітніших галузях. Наприклад, для вмикання й вимикання різних вузлів в автомобілі. Так, скажімо, стартер, через який течуть струми порядку , приводять у дію за допомогою реле. Якби коло стартера замикалося безпосередньо замком запалювання, то до замка запалювання довелося б прокладати дуже товсті мідні провідники, і за таких високих струмів замок запалювання, імовірно, зруйнувався б. Побутові прилади, як-от пральні машини, теж керуються електронними схемами, у яких напруги лежать у межах . Такими напругами не можна було б, наприклад, безпосередньо вмикати й вимикати електродвигун пральної машини.
Інша інформація (1/4)
Додаткова інформація (1/4)
Попередні знання
Мають бути наявні базові знання про електричні схеми та на тему магнетизму (сили між магнітами, магнітні полюси, магнітні поля тощо).
Принцип
Реле - це котушка, намотана на залізне осердя. Якщо через котушку тече струм, виникає магнітне поле. Через це притягується якір, який тоді рухає дві контактні пружини. За допомогою реле контактні пружини можуть або розмикатися (розмикальні контакти), або замикатися (замикальні контакти). За допомогою ще одного компонента реле може відбуватися перемикання замикальних контактів.
Інша інформація (2/4)
Додаткова інформація (2/4)
Навчальна мета
Учні мають зрозуміти принцип дії електромагнітного реле і випробувати ним розмикання, замикання та перемикання електричних кіл (робочих кіл).
Завдання
Продемонструй, що електромагнітне реле можна використовувати для розмикання, замикання та перемикання електричних кіл (робочих кіл).
Інша інформація (3/4)
Додаткова інформація (3/4)
Реле мають ту перевагу, що слабкими струмами керування можна вмикати робочі струми великої потужності. Такі реле називають контакторами.
Реле також можуть низькими напругами керування керувати високими робочими напругами.
Щоб учні краще зрозуміли складені в досліді схеми, побачили дію перемикального реле, а також могли працювати з відповідними фаховими термінами, доречні такі попередні міркування:
Між двома контактами одного релейного модуля (R та R' на рис. ліворуч) розташована котушка реле. Три контакти другого релейного модуля належать до перемикача реле, де A - середній контакт.
Інша інформація (4/4)
Додаткова інформація (4/4)
Якщо коло, у якому лежить котушка магніту, – воно називається колом керування–, не замкнене, то провідні з'єднання утворені так, як показує напис на реле.
З'єднання, яке при розімкненому колі керування замкнене, називається розмикальним контактом, реле діє як розмикач робочого кола.
З'єднання, яке при розімкненому колі керування розімкнене, називається замикальним контактом, реле діє як замикач робочого кола.
Для дальшого поглиблення розуміння
функцій реле
слід доповнити таблицю:
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
Дуже важливе застосування електромагнітів - так зване реле. Це електрично керований вимикач, яким можна вмикати, вимикати й перемикати електричні кола. Усередині реле міститься котушка, яка при протіканні струму намагнічується і в такий спосіб притягує металевий якір. Наприклад, робоче коло, у якому міститься лампа розжарювання, можна ввімкнути замиканням під'єднаного кола керування (простою зміною можна було б і вимикати вже замкнене робоче коло).
Перевага реле в тому, що ним можна вмикати великі струми в робочому колі відносно малими струмами кола керування (навіть із великої відстані). При цьому між колом керування й робочим колом немає провідного контакту (зменшення небезпеки). Крім того, кілька контактів можна розмикати й замикати одночасно.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | З'єднувальний, кутовий, модуль DB | 09401-02 | 4 |
| 3 | З'єднувальний, Т-подібний, модуль DB | 09401-03 | 1 |
| 4 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль DB | 09401-04 | 1 |
| 5 | З'єднувальний, з роз'ємом, модуль DB | 09401-10 | 2 |
| 6 | Вимикач вкл./викл., модуль DB | 09402-01 | 1 |
| 7 | Патрон для лампи розжарювання E10, модуль DB | 09404-00 | 2 |
| 8 | Реле 6 В, модуль DB | 09474-00 | 1 |
| 9 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, червоний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-01 | 2 |
| 10 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, синій, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-04 | 2 |
| 11 | PHYWE Блок живлення, універсальний, аналоговий дисплей DC: 18 В, 5 А / AC: 15 В, 5 А | 13503-93 | 1 |
| 12 | Електричні символи для демонстраційної дошки, 12 шт. | 02154-03 | 1 |
| 13 | Лампа розжарювання, 6 В/0,5 А, E10, 10 шт. | 35673-03 | 1 |
| 14 | Струбцина | 02014-00 | 2 |
Складання та виконання
Складання
- Склади дослід відповідно до рисунка ліворуч лише з одним робочим колом (з лампою розжарювання L1).
- Для кола керування - і для робочого кола ~ встанови.
- Постійної напруги в колі керування має вистачати рівно настільки, щоб одноразово вимкнути чи ввімкнути лампу розжарювання. Не піднімай напругу вище, ніж потрібно.
- Увімкни блок живлення.
Виконання (1/2)
- Повторно замикай і розмикай коло керування. Спостерігай при цьому за лампою розжарюванняL1 (1).
- Перерви робоче коло 1, вийнявши лампу розжарювання L1, і склади робоче коло 2 з лампою розжарювання L2 (відповідно до рисунка ліворуч).
- Повторно замикай і розмикай коло керування. Спостерігай при цьому за лампою розжарювання L2 (2).
Виконання (2/2)
- Доповни установку відповідно до рисунка ліворуч.
- Повторно замикай і розмикай коло керування. Спостерігай при цьому за лампами розжарюванняL1іL2 (3).
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
(1) Лампа L1 світиться лише тоді, коли коло керування розімкнене. Робоче коло 1 переривається, коли коло керування замикають, і навпаки.
(2) Лампа L2 світиться лише тоді, коли коло керування замкнене. Робоче коло 2 переривається, коли коло керування переривають, і навпаки.
(3) Лампи розжарювання L1 і L2 світяться поперемінно. При замиканні й перериванні кола керування щоразу відбувається перемикання з одного робочого кола на інше.
Опрацювання результатів (1/2)
За допомогою реле можна керувати електричними колами, тобто колом керування можна розмикати й замикати робочі кола.
Електромагнітні реле застосовують, зокрема, у телефонних станціях, у вуличному освітленні та в пожежних сповіщувачах. З ними можливо керувати віддаленими й важкодоступними робочими колами і завдяки цьому заощаджувати матеріали й кошти.
Опрацювання результатів (2/2)
Доповни твердження щодо робочого кола. Електричне коло розімкнене, наявне з'єднання між точками ____. Електричне коло розімкнене, з'єднання перерване між точками ____. Електричне коло замкнене, наявне з'єднання між точками ____. Електричне коло замкнене, з'єднання перерване між точками ____.