DC Bridge Circuits

Circuits Wheatstone Bridge Part 1 (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

DC Bridge Circuits

DC elektriske kredsløb


Spørgsmål 1

Lad ikke bare sidde der! Byg noget !!

At lære at matematisk analysere kredsløb kræver meget undersøgelse og praksis. Normalt praktiserer eleverne ved at arbejde igennem masser af prøveproblemer og kontrollere deres svar mod dem fra lærebogen eller instruktøren. Mens dette er godt, er der en meget bedre måde.

Du vil lære meget mere ved faktisk at opbygge og analysere rigtige kredsløb, så din testudstyr giver svarene "i stedet for en bog eller en anden person. Følg disse trin for succesfulde øvelser i kredsløbsopbygning:

  1. Mål og registrer omhyggeligt alle komponentværdier forud for kredsløbsopbygningen.
  2. Tegn skematisk diagram for kredsløbet, der skal analyseres.
  3. Opbyg forsigtigt dette kredsløb på et brødbræt eller andet passende medium.
  4. Kontroller nøjagtigheden af ​​kredsløbets konstruktion, efter hver ledning til hvert forbindelsessted, og kontroller disse elementer en for en på diagrammet.
  5. Matematisk analysere kredsløbet, løse for alle værdier af spænding, strøm osv.
  6. Mål forsigtigt disse mængder for at kontrollere nøjagtigheden af ​​din analyse.
  7. Hvis der er væsentlige fejl (mere end et par procent), skal du kontrollere dit kredsløbs konstruktion grundigt på diagrammet, og genkalder derefter værdierne og genmåles omhyggeligt.

Undgå meget høje og meget lave modstand værdier for at undgå målefejl forårsaget af meter "loading". Jeg anbefaler modstande mellem 1 kΩ og 100 kΩ, medmindre selvfølgelig formålet med kredsløbet er at illustrere effekten af ​​målerindlæsning!

En måde du kan spare tid på og reducere muligheden for fejl er at begynde med et meget simpelt kredsløb og trinvis tilføje komponenter for at øge dens kompleksitet efter hver analyse, i stedet for at opbygge et helt nyt kredsløb for hvert øvelsesproblem. En anden tidsbesparende teknik er at genbruge de samme komponenter i en række forskellige kredsløbskonfigurationer. På den måde må du ikke måle en komponents værdi mere end én gang.

Reveal svar Skjul svar

Lad elektronerne selv give dig svarene på dine egne "praksisproblemer"!

Bemærkninger:

Det har været min erfaring, at eleverne kræver meget praksis med kredsløbsanalyse at blive dygtige. Til dette formål giver instruktører normalt deres elever mange øvelsesproblemer til at arbejde igennem og giver svar til, at eleverne tjekker deres arbejde imod. Mens denne tilgang gør eleverne dygtige i kredsløbsteori, undlader det at uddanne dem fuldt ud.

Studerende behøver ikke bare matematisk praksis. De har også brug for rigtige, praktisk praktiske bygningskredsløb og brug af testudstyr. Så jeg foreslår følgende alternative tilgang: eleverne skal bygge deres egne "praksisproblemer" med virkelige komponenter og forsøge at matematisk forudsige forskellige spændings- og aktuelle værdier. På den måde kommer den matematiske teori "levende", og de studerende får praktisk færdighed, de ikke ville vinde ved blot at løse ligninger.

En anden grund til at følge denne fremgangsmåde er at lære eleverne videnskabelig metode : processen med at teste en hypotese (i dette tilfælde matematiske forudsigelser) ved at udføre et rigtigt eksperiment. Studerende vil også udvikle rigtige fejlfindingskompetencer, da de lejlighedsvis laver kredsløbsbyggeri fejl.

Tilbring et par øjeblikke med din klasse for at gennemgå nogle af de "regler" for bygningskredsløb, før de begynder. Diskuter disse spørgsmål med dine elever på samme socratiske måde, som du normalt vil diskutere arbejdsarkets spørgsmål, snarere end blot at fortælle dem, hvad de burde og ikke burde gøre. Jeg ophører aldrig med at blive overrasket over, hvor dårlige eleverne får fat i instruktioner, når de præsenteres i et typisk foredrag (instruktørmonolog) format!

En note til de instruktører, der kan klage over den "spildte" tid, der kræves for at få eleverne til at opbygge virkelige kredsløb i stedet for bare at matematisk analysere teoretiske kredsløb:

Hvad er formålet med eleverne, der tager dit kursus? Panelarkontrolpanelets standardpanel?

Spørgsmål 2

Beregn udgangsspændingen af ​​disse to spændingsdeler kredsløb (V A og V B ):

Beregn nu spændingen mellem punkt A (rød ledning) og B (sort bly) (V AB ).

Reveal svar Skjul svar

V A = + 65, 28 V

V B = + 23, 26 V

V AB = + 42, 02 V (punkt A er positiv i forhold til punkt B )

Udfordring spørgsmål: Hvad ville ændre sig, hvis ledningen forbinder de to spændingsdeler kredsløb sammen blev fjernet "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/01725x02.png">

Bemærkninger:

I dette spørgsmål ønsker jeg elever at se, hvordan spændingen mellem de to dividers output-terminaler er forskellen mellem deres individuelle udgangsspændinger. Jeg vil også have, at eleverne kan se notationen, der bruges til at betegne spændingerne (brug af abonnementer, med et anvendt referencegrundlag). Selvom spændingen altid og altid er en mængde mellem to punkter, er det hensigtsmæssigt at tale om spænding er et eneste punkt i et kredsløb, hvis der er et implicit referencemateriale (jord).

Det er muligt at løse V AB uden formelt tiltrækkende til Kirchhoffs Spændingslove. En måde, jeg har fundet nyttige for studerende, er at forestille de to spændinger (V A og V B ) som højder af objekter, spørgsmålet om "Hvor meget højdeforskel er der mellem de to objekter?"

Højden af ​​hvert objekt er analog med spændingen faldt over hver af de nedre modstande i spændingsdelerkredsløbene. Ligesom spænding er højden en mængde målt mellem to punkter (toppen af ​​objektet og jordniveauet). Ligesom spændingen V AB er forskellen i højde mellem de to objekter en måling mellem to punkter, og den findes også ved subtraktion.

Spørgsmål 3

Beregn udgangsspændingerne for disse to spændingsdeler-kredsløb (fra punkt A til jord og fra punkt B til jord:

Beregn nu spændingen mellem punkt A (rød ledning) og B (sort bly).

Reveal svar Skjul svar

V A = + 65, 28 V

V B = + 75, 0 V

V AB = - 9, 72 V

Bemærkninger:

I dette spørgsmål ønsker jeg elever at se, hvordan spændingen mellem de to dividers output-terminaler er forskellen mellem deres individuelle udgangsspændinger. Jeg vil også have, at eleverne kan se notationen, der bruges til at betegne spændingerne (brug af abonnementer, med et anvendt referencegrundlag). Selvom spændingen altid og altid er en mængde mellem to punkter, er det hensigtsmæssigt at tale om spænding er et eneste punkt i et kredsløb, hvis der er et implicit referencemateriale (jord).

Spørgsmål 4

Hvor meget spænding skal vælges over modstand R 1 for at gøre spænding V AB lig med nul "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00543x01.png">

Hvor meget modstand skal R 1 besidde for at tabe den mængde spænding?

Reveal svar Skjul svar

V R1 = 9 V

R1 = 20 kΩ

Opfølgningsspørgsmål: Hvad bemærker du om de fire modstanders værdier i denne tilstand, hvor V AB = 0? Parre disse fire modstande i to sæt med to par og beregne forholdene mellem parrene. Hvad bemærker du om disse forhold?

Bemærkninger:

Opfølgningsspørgsmålet om forhold er en god introduktion til det grundlæggende princip om afbalancerede brokredsløb. At få eleverne til at arbejde gennem beregningerne sammen er en god måde for dem at se princippet for sig selv.

Det er også vigtigt at bemærke i dette kredsløb, hvilke forhold ikke er enige med hinanden. Du kan ikke bare opdele disse fire modstande i et sæt af to par og forventer, at forholdene er ens i forhold til hinanden! Det er også meget vigtigt for eleverne at se dette.

Spørgsmål 5

En termistor er en speciel modstand, som ændrer modstanden dramatisk med ændringer i temperaturen. Overvej nedenstående kredsløb med to identiske termistorer:

"+ T o " -mærket i hver enkelt viser, at de begge har positive a-koefficienter.

Hvor meget spænding ville du forvente voltmeteret til at registrere, når de to termistorer er nøjagtig samme temperatur "# 5"> Reveal svar Skjul svar

Hvis de to termistorer er ved samme temperatur, skal voltmeteret registrere 0 volt. For at få voltmeteret til at registrere negativt, skulle den venstre termistor være varmere end den højre termistor.

Bemærkninger:

Dette kredsløb kan ses fra perspektivet af at det er to spændingsdelere eller fra perspektivet at være en strømdeler. Uanset hvad det er en god øvelse for dig og dine elever at undersøge, hvordan det virker.

Spørgsmål 6

Generelt beskriver, hvad der skal gøres for at afbalancere dette brokreds. Hvad betyder netop udtrykket "balance" i denne sammenhæng?

Skriv også en ligning, der kun indeholder de fire modstandsværdier (R1, R2, R3 og R4), der viser deres forhold til hinanden i en afbalanceret tilstand.

Reveal svar Skjul svar

For at et brokredsløb skal være "afbalanceret" betyder det, at der er nul spænding mellem de to modsatte hjørner af kredsløbet (hvor batteriet ikke er ) tilsluttes. At opnå en tilstand af "balance" i et brokreds kræver, at modstandsforholdet mellem de fire "arme" i kredsløbet er i forhold:

R1


R3

= R2


R4

Opfølgningsspørgsmål: Den ovenfor viste brobalansligning kan også skrives i en lidt anden form:

R1


R2

= R3


R4

Vis algebraisk, hvordan den første ligning kan manipuleres for at tage form af den anden ligning og dermed demonstrere disse to ligningers ækvivalens.

Bemærkninger:

Udfordre dine elever til at skrive en "balance ligning", der beskriver hvordan forholdene skal relatere til hinanden for at opnå balance.

Spørgsmål 7

Identificer den vigtigste kvalifikation for "null" -måleren, der bruges til at afbalancere et brokreds. Med andre ord, beskriv hvilken type meter vi ville se efter, hvis vi skulle vælge en til brug som en "null" måler. Beskriv hvorfor denne særlige kvalitet er vigtig.

Reveal svar Skjul svar

Frem for alt skal en null meter være følsom .

Bemærkninger:

Diskuter med dine elever definitionen af ​​"følsomhed" med hensyn til målerbevægelser, og hvorfor nullmåler skal være følsomme for at brokredsløbet skal være nøjagtigt afbalanceret. Hvis dine elever har studeret målbevægelsesdesign, kan du måske udfordre dem med et spørgsmål om præcis, hvordan en nullmåler bevægelse kan bygges (dvs. hvad der skal gøres for at maksimere følsomheden "panelpanelets standardpanel"

Spørgsmål 8

Hvad sker der med spændingen mellem punkt A og B, hvis strømforsyningsspændingen øges?

Reveal svar Skjul svar

V AB forbliver det samme som V forsyningsforøgelser .

Bemærkninger:

Dette spørgsmål fremhæver et andet vigtigt begreb brokretser, nemlig at balancen er uafhængig af forsyningsspændingen.

Spørgsmål 9

Forklar, hvordan dette brokredsløb er i stand til at blive "afbalanceret" for enhver værdi af R 1 og R 2 :

Reveal svar Skjul svar

Potentiometeret fungerer som et komplementært par modstande: Flytning af viskeren en retning øger værdien af ​​en gang, reducerer værdien af ​​den anden. Det danner således en spændingsdeler med et uendeligt justerbart opdelingsforhold på 0% til 100% inklusive.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål viser endnu et brug af potentiometeret: Som en spændingsdeler, der specifikt anvendes til at afbalancere et brokreds for eventuelle vilkårlig værdier af faste modstande. Hvis eleverne har svært ved at se, hvordan det er muligt, kan du prøve at repræsentere potten som et par faste modstande (R 3 og R 4 ), viskerpositionen bestemmer balancen mellem de to modstandsværdier (R pot = R 1 + R2).

Spørgsmål 10

Udfyld de ledninger, der er nødvendige for at gøre dette til et brokredsløb, hvor ((R 1 ) / (R 2 )) = ((R 3 ) / (R 4 )) i balance:

Reveal svar Skjul svar

Dette er selvfølgelig ikke den eneste måde at forbinde komponenterne til at lave brokreds!

Bemærkninger:

Udfordre dine elever til at forbinde modstandene på en måde, der adskiller sig fra diagrammet i svaret, for at lave et brokreds. En god måde at gøre dette på er at projicere et billede af de originale komponenter (uden sammenkoblinger trukket) på en tavle med en videoprojektor, så lad eleverne bruge tørre markører til at trække forbindelsesledningerne på plads. Hvis der opstår fejl, kan de meget nemt slettes uden at slette komponenter selv.

Spørgsmål 11

I de tidlige dage med elektrisk metrologi var den bedste måde at måle værdien af ​​en ukendt modstand på at bruge en brokreds . Forklar, hvordan en fire-modstandsbro (en "Wheatstone" bro) kunne bruges til præcist at måle en ukendt modstand. Hvilke komponenter skulle dette brokredsløb være konstrueret fra "# 11"> Reveal svar Skjul svar

Et sådant brokredsløb skulle bygges med tre "standard" modstande, der har nøjagtigt kendte modstande. Mindst en af ​​disse modstande skulle justeres, med en præcisionsskala fastgjort til den for angivelse af dens modstand i en given position. Kilden ("excitation") -spændingen behøvede ikke at være præcis, og nullmåleren skulle kun være følsom og nøjagtig ved null volt.

Bemærkninger:

Tidligere har jeg kun forelagt Wheatstone-broer for at finde et rimeligt antal studerende, der helt misforstår konceptet. Den kendsgerning, at en brokreds balancerer, når de fire arme modstand er i forhold, er den nemme del. Hvad disse studerende ikke forstod, er, hvordan en sådan bro måske kunne bruges til faktisk at måle en ukendt modstand, eller hvorfor det ikke var muligt for dem at bygge et laboratoriebrugbart Wheatstone-brokreds med de billige modstande, der findes i deres dele.

For eksempel, når man bliver spurgt, hvordan et sådant brokredsløb kan bruges, var det ikke usædvanligt at høre en elev reagere, at de ville gøre en af ​​armene på broen justerbar, så måle broens arm med deres digitale ohmmeter efter at have opnået balance for at beregne den ukendte modstand med forholdet. Selvom det kan virke humoristisk for en instruktør, at nogen måske ikke er klar over, at en præcis ohmmeter er ren, ville gøre brokredsen forældet, viste det mig alligevel, hvor fremmed begrebet Wheatstone Bridge som modstandsmålingskreds er for elever, der arbejder med moderne testudstyr. En sådan teknologisk "generationskløft" må ikke undervurderes!

For at eleverne skal forstå praktikken af ​​en Wheatstone-bro, skal de indse, at de eneste overkommelige kalibreringsgenstande af tiden var standardmodstande og standardceller (kviksølvbatterier).

Spørgsmål 12

En belastningsmåler er en enhed, der anvendes til at måle belastningen (kompression eller udvidelse) af en fast genstand ved at frembringe en modstandsændring, der er proportional med mængden af ​​belastning. Da måleren er anspændt, ændrer dens elektriske modstand lidt på grund af ændringer i ledningens tværsnit og længde.

Følgende belastningsmåler er vist forbundet i et "kvartbro" kredsløb (hvilket betyder, at kun en fjerdedel af broen aktivt sanser belastning, mens de øvrige tre fjerdedele af broen er fastgjort i modstand):

Forklar, hvad der ville ske med spændingen målt over dette brokredsløb (V AB ), hvis spændvidden skulle komprimeres, forudsat at broen starter i en afbalanceret tilstand uden belastning på måleren.

Reveal svar Skjul svar

Brokredsen bliver mere ubalanceret, med mere belastning oplevet af belastningsmåleren. Jeg vil ikke fortælle dig, hvad voltmeterens polaritet vil være!

Bemærkninger:

Sørg for at have dine elever forklaret, hvordan de kom til deres svar på polaritet på tværs af voltmeterterminalerne. Dette er den vigtigste del af spørgsmålet!

Spørgsmål 13

En spændemåler er en enhed, der bruges til at måle belastningen (kompression eller ekspansion) af en fast genstand ved at frembringe en modstandsændring, der er proportional med mængden af ​​belastning:

Brokredsløbet skal reagere på ændringer i prøvestrømmen, men forklare, hvad der vil ske med den spænding, der måles på tværs af dette brokredsløb (V AB ), hvis prøvens temperatur stiger (uden stress påtrykt), forudsat at broen begynder i en afbalanceret tilstand uden belastning på måleren ved stuetemperatur. Antag en positiv a-værdi for spændemålerne.

Hvad angiver dette om effektiviteten af ​​denne enhed som et strammåleinstrument "# 13"> Reveal svar Skjul svar

Hvis prøven opvarmes, udvikles en spænding mellem punkterne A og B, hvor A er positiv og B er negativ.

Bemærkninger:

Sørg for at have dine elever forklaret, hvordan de kom til deres svar på polaritet på tværs af voltmeterterminalerne.

Spørg dine elever om, hvorvidt kendsgerningen af ​​kredsløbets følsomhed over for temperaturen ugyldiggør brugen som et belastningsmålingssystem. Er det umuligt at opnå en pålidelig måling af belastning, hvis vi ved, at temperaturen også påvirker kredsløbets udgangsspænding? Hvordan kunne vi kompensere for temperaturens påvirkning på systemet?

Spørgsmål 14

Forudsig, hvordan driften af ​​denne termistorbrokreds vil blive påvirket som følge af de følgende fejl. Overvej hver fejl uafhængigt (dvs. en ad gangen, ingen flere fejl):

Termistor R 1 fejler åben:
Termistor R 3 fejler åben:
Loddebro (kort) over termistor R 3 :
Modstand R 2 fejler åben:
Modstand R 4 fejler åben:

For hver af disse betingelser, forklar hvorfor de resulterende virkninger vil forekomme.

Reveal svar Skjul svar

Termistor R 1 fejler åben: Voltmeter "pegs" i negativ retning.
Termistor R 3 fejler åben: Voltmeter "pegs" i positiv retning.
Loddebro (kort) over termistor R 3 : Voltmeter "pegs" i negativ retning.
Modstand R 2 fejler åben: Voltmeter "pegs" i positiv retning.
Modstand R 4 fejler åben: Voltmeter "pegs" i negativ retning.

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at nærme sig domænet for kredsløbsfejlfinding ud fra et perspektiv om at vide, hvad fejlen er, snarere end kun at vide, hvad symptomerne er. Selvom dette ikke nødvendigvis er et realistisk perspektiv, hjælper det eleverne med at opbygge den grundlæggende viden, der er nødvendig for at diagnosticere et fejlet kredsløb fra empiriske data. Spørgsmål som dette skal følges (til sidst) af andre spørgsmål, der beder eleverne om at identificere sandsynlige fejl baseret på målinger.

Spørgsmål 15

Forudsig, hvordan spændingspolariteten mellem testpunkterne A og B vil blive påvirket som følge af følgende fejl. Overvej hver fejl uafhængigt (dvs. en ad gangen, ingen flere fejl):

Photoresistor R 4 fejler åbent:
Photoresistor R 3 fejler åbent:
Loddebro (kort) over fotoresistor R 4 :
Modstand R 2 fejler åben:
Modstand R 1 fejler åben:

For hver af disse betingelser, forklar hvorfor de resulterende virkninger vil forekomme.

Reveal svar Skjul svar

Photoresistor R 4 fejler åben: Testpunkt B vil være positiv med hensyn til testpunkt A (negativ).
Photoresistor R 3 fejler åben: Testpunkt A vil være positiv med hensyn til testpunkt B (negativ).
Loddebro (kort) over fotoresistor R 4 : Testpunkt A vil være positiv i forhold til testpunkt B (negativ).
Modstand R 2 fejler åben: Testpunkt A vil være positiv med hensyn til testpunkt B (negativ).
Modstand R 1 fejler åben: Testpunkt B vil være positiv med hensyn til testpunkt A (negativ).

Bemærkninger:

Formålet med dette spørgsmål er at nærme sig domænet for kredsløbsfejlfinding ud fra et perspektiv om at vide, hvad fejlen er, snarere end kun at vide, hvad symptomerne er. Selvom dette ikke nødvendigvis er et realistisk perspektiv, hjælper det eleverne med at opbygge den grundlæggende viden, der er nødvendig for at diagnosticere et fejlet kredsløb fra empiriske data. Spørgsmål som dette skal følges (til sidst) af andre spørgsmål, der beder eleverne om at identificere sandsynlige fejl baseret på målinger.

Spørgsmål 16

Dette brokredsløb antages at generere en udgangsspænding, der er proportional med forskellen mellem lyseksponering på de to fotoceller:

Der er dog sket noget i dette kredsløb, fordi voltmeteret er "pegged" helt negativt og vil ikke ændre sig med varierende lyseksponeringer på de to celler. Identificer mindst to mulige fejl, der kan medføre, at voltmeteret går i overkant i negativ retning.

Reveal svar Skjul svar

Her er to fejl, selvom de ikke er de eneste muligheder:

R 1 kunne have mislykkedes.
Photocell R 3 kunne have mislykket åbent.

Bemærkninger:

Sørg for at bede dine elever om at beskrive andre fejl end de to nævnte i svaret. Og for alle de givne svar skal du sørge for at spørge eleverne, hvordan de fastslår, at disse fejl ville forårsage den observerede "negative pegning" af voltmeteret. Som sædvanlig er løsningsmetoden meget vigtigere end det egentlige svar i dette spørgsmål.

Spørgsmål 17

Forklar, hvordan dette spændingskredsløb udnytter en brokredsegenskab for at tilvejebringe automatisk temperaturkompensation (således at ændringer i prøvetemperatur ikke kompromitterer belastningsmålingens nøjagtighed):

Reveal svar Skjul svar

"Dummy" -måleren er fastgjort til prøven på en sådan måde, at den ikke udsættes for belastning som den "arbejdsmåler" er. Den udsættes kun for samme prøvetemperatur. Virkningen af ​​dette kredsløb er lettest at forstå i et scenario, hvor der ikke er nogen stress påtrykt prøven, men dens temperatur ændres.

Opfølgningsspørgsmål: Antag, at "dummy" -spændemåleren udvikler en åben fejl, så ingen strøm kan passere igennem den. Identificer polariteten af ​​spændingsfaldet, som vil udvikle sig over voltmeteret som et resultat af denne fejl.

Bemærkninger:

Fordi brokredsløb er iboende forskellige kredsløb, er det muligt at udføre pæne "tricks" som dette, hvor virkningerne af den uønskede påvirkning (temperatur) bliver afbrudt. I øvrigt er princippet om annullering ved differentiel måling en, der er meget almindelig i elektroniske systemer, især instrumenteringssystemer.

Spørgsmål 18

Følgende brokreds anvender to belastningsmåler (en til måling af belastning, den anden for at kompensere for temperaturændringer), mængden af ​​belastning angivet af voltmeteret i midten af ​​broen. Desværre har det dog et problem. I stedet for at registrere en meget lille spænding som det normalt gør, viser voltmeteret en stor spændingsforskel, med punkt A positiv og punkt B negativ:

Der er noget i vejen i brokredsløbet, fordi denne spænding er til stede selv når der ikke er nogen fysisk belastning på prøven. Identificer hvilken af ​​følgende fejl, der kan forårsage, at den for store spænding vises over voltmeteret, og som ikke kunne. Overvej kun en af ​​disse fejl ad gangen (ingen flere samtidige fejl):

Modstand R 1 mislykkedes åbent
Modstand R 1 mislykkedes kortere
Modstand R 2 mislykkedes åbent
Modstand R 2 mislykkedes kortere
Strækmåler (måling) mislykkedes åbent
Stregmåler (måling) mislykkedes kortere
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes åbent
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes kortere
Spændingskilde er død (ingen spændingsudgang overhovedet)
Reveal svar Skjul svar

Modstand R 1 fejlagtig åben Ikke mulig
Modstand R 1 mislykkedes forkortet Mulig
Modstand R 2 mislykkedes åbent muligt
Modstand R 2 mislykkedes shorted Ikke mulig
Strækmåler (måling) mislykkedes åbent muligt
Strækmåler (måling) mislykkedes kortere Ikke mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes åben Ikke mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes forkortet Mulig
Spændingskilde er død (ingen spændingsudgang overhovedet) Ikke mulig

Opfølgningsspørgsmål: Identificer eventuelle lednings- eller forbindelsesfejl i dette kredsløb, som kan få det samme symptom til at manifestere.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål hjælper eleverne med at opbygge evnen til at eliminere usandsynlige fejlmuligheder, så de kan koncentrere sig i stedet for, hvad der er mere sandsynligt. En vigtig færdighed i systemfejlfinding er evnen til at formulere sandsynligheder for forskellige fejlscenarier. Uden denne færdighed vil du spilde meget tid på at kigge efter usandsynlige fejl og dermed spilde tid.

For hvert fejl scenario er det vigtigt at spørge dine elever, hvorfor de tror det er muligt eller ikke muligt. Det kan være, at nogle elever får de rigtige svar (er) af de forkerte grunde, så det er godt at udforske begrundelsen for hvert svar.

Spørgsmål 19

Følgende brokreds anvender to belastningsmåler (en til måling af belastning, den anden for at kompensere for temperaturændringer), mængden af ​​belastning angivet af voltmeteret i midten af ​​broen. Desværre har det dog et problem. I stedet for at registrere en meget lille spænding som det normalt gør, viser voltmeteret en stor spændingsforskel, med punkt B positiv og punkt A negativ:

Der er noget i vejen i brokredsløbet, fordi denne spænding er til stede selv når der ikke er nogen fysisk belastning på prøven. Identificer hvilken af ​​følgende fejl, der kan forårsage, at den for store spænding vises over voltmeteret, og som ikke kunne. Overvej kun en af ​​disse fejl ad gangen (ingen flere samtidige fejl):

Modstand R 1 mislykkedes åbent
Modstand R 1 mislykkedes kortere
Modstand R 2 mislykkedes åbent
Modstand R 2 mislykkedes kortere
Strækmåler (måling) mislykkedes åbent
Stregmåler (måling) mislykkedes kortere
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes åbent
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes kortere
Spændingskilde er død (ingen spændingsudgang overhovedet)
Reveal svar Skjul svar

Modstand R 1 mislykkedes åbent muligt
Modstand R 1 mislykkedes shorted Ikke mulig
Modstand R 2 mislykkedes åben Ikke mulig
Modstand R 2 mislykkedes shorted Mulig
Stregmåler (måling) mislykkedes åben Ikke mulig
Strækmåler (måling) mislykkedes forkortet Mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes åben Mulig
"Dummy" -måler (temperaturkompensation) mislykkedes kortere Ikke mulig
Spændingskilde er død (ingen spændingsudgang overhovedet) Ikke mulig

Opfølgningsspørgsmål: Identificer eventuelle lednings- eller forbindelsesfejl i dette kredsløb, som kan få det samme symptom til at manifestere.

Bemærkninger:

Dette spørgsmål hjælper eleverne med at opbygge evnen til at eliminere usandsynlige fejlmuligheder, så de kan koncentrere sig i stedet for, hvad der er mere sandsynligt. En vigtig færdighed i systemfejlfinding er evnen til at formulere sandsynligheder for forskellige fejlscenarier. Uden denne færdighed vil du spilde meget tid på at kigge efter usandsynlige fejl og dermed spilde tid.

For hvert fejl scenario er det vigtigt at spørge dine elever, hvorfor de tror det er muligt eller ikke muligt. Det kan være, at nogle elever får de rigtige svar (er) af de forkerte grunde, så det er godt at udforske begrundelsen for hvert svar.

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →