Понятие о датчиках преобразования неэлектрических сигналов в электрические. Автоматы. 7 класс

Цель урока:
Познакомить с понятиями преобразовании неэлектрических величин в электрические сигналы. Виды датчиков (механические, контактные, реостат), биметаллические реле. Понятие об автоматическом контроле и о регулировании. Элементы автоматики в бытовых электротехниче­ских устройствах.

Задачи
Усвоение знаний об автоматическом контроле и о регулировании, видах и назначении автоматических устройств

Повторение
А) Что называется электрическим током?
Б) назовите источники электрического тока?
В) назовите потребителей электроэнергии?

Автоматические устройства
Автоматы – устройства, которые выполняют свои функции без непосредственного участия человека
«автомат» - [ греческое слово «automatos»] - самодействующий

Из истории
Двери 1 раздвигаются двумя воротами 2, поворот которых осуществляется грузом 3 и бадьей с водой 4.
Наполнение бадьи начинается при разжигании священного огня 5, металлическая чаша которого через стержень нагревает воду в баке 6. При этом образуется пар, вытесняющий воду из бака 6 в бадью 4. После того как огонь гаснет, вода из бадьи всасывается обратно в бак и двери закрываются.
Автоматы использовались египетскими жрецами для укрепления веры в божественные “чудеса”
Автомат для открывания дверей храма

Автомат для продажи святой воды
Особенность всех этих механических автоматов в том, что они работают по жесткому алгоритму или программе. Первым примером применения обратной связи в автоматических устройствах является поплавковый регулятор уровня, известный уже во II в. до н. э., который до сих пор исправно действует, например в нашем бытовом оборудовании
Вода из резервуара 1 отпускается при открытии клапана 2 рычагом 3, на который опускается монета 4.

Интересным автоматом являются часы-ходики с “кукушкой”. В них каждый час открывается дверца домика, из которого появляется “кукушка”. Механическое устройство моделирует звуки “ку-ку”, которые являются звуковым индикатором показаний часов.

Механические автоматы и сейчас широко применяются в технике. В быту и на производстве необходимо, чтобы электрическая энергия превращалась в тепловую, световую и механическую. Для этого используют различные приборы и устройства электроплиты, обогреватели, утюги. Стиральные машины, холодильники.

Автоматические устройства
Электрический датчик – устройство, которое при включении
в электрическую цепь под влиянием неэлектрического воздействия, например нагрева, плавно изменяет ток в цепи

Датчики температуры
3
4
44
а)
б)
а) термопара
б) биметаллическая
пластинка
3 – пластинка с подвижным контактом
4 – неподвижный контакт
5 – выходные зажимы
12 – спай – стальная и медная пластинки
13 – проводники разной теплопроводности
4
12
5 5
13
5
5

Биметаллические датчики
Сделан из двух разнородных металлических пластин, скрепленных между собой. Разные металлы имеют различный температурный коэффициент расширения
Используются для измерения поверхности твердых тел и температуры жидкостей
Основные области применения – автомобильная промышленность, системы отопления и нагрева воды

Устройство терморегулятора утюга. При нагревании подошвы утюга, биметаллическая пластина изгибается, Такое свойство у этого сплава двух металлов. Один металл расширяется больше, другой меньше. В результате пластина изгибается и опускает или поднимает пластмассовый стержень. В свою очередь, контакты либо размыкаются, либо наоборот, плотно прижимаются. Когда контакты размыкаются, ТЭН престает нагреваться и наоборот.

Простейшие электронные автоматы – различные реле, реагирующие на освещенность, температуру, влажность, давление и другие физические величины, – состоят из трех основных частей : датчика, усилителя и исполнительного устройства. Более сложные электронные устройства, предназначенные для автоматического регулирования, содержат дополнительно следующие узлы и цепи: задающий орган, элемент сравнения, объект управления и цепь обратной связи.

Правила безопасной эксплуатации бытовых электроприборов:
Нельзя оставлять без присмотра работающие электроприборы;
Перед работой проверить исправность розетки и шнура;
Нельзя проводить ремонт при включенной сети;
Включать или выключать прибор только за корпус вилки;
Нельзя хранить и использовать электронагревательные приборы в помещениях с повышенной влажностью (ванные комнаты, подвалы);
Нельзя использовать электронагревательные приборы в помещениях с бетонными или токопроводящими полами, в помещениях с горючими материалами;
Нельзя накрывать работающие электрорадиаторы материалами, нарушающими теплообмен.
Электронагревательные приборы необходимо регулярно очищать от пыли, т.к. они загрязняют воздух вредными для здоровья продуктами горения. При очистке его протирают сухой тряпкой, а внутреннюю поверхность продувают струёй воздуха из пылесоса. При неправильном использовании электроприборы могут стать причиной пожара.