178822. lajstromszámú szabadalom • Villamosáramkörök jellemzőinek összefüggéseit azok változásai közben írásvetítővel kivetítve szemléltető készülék
178822 4 .1 10 egyenletes menetemelkedésű spirális all feszültség- és áramvektor. A vektorok szöghelyzetét az 1 műanyag alaplemezen kivetíthető módon a 12 fokbeosztást szimbolizáló körskálán lehet leolvasni. A 8 vektortárcsát vagy kézierő vagy a 13 miniatűr villamos motor co szögsebességgel forgatja, melyet a 14 kapcsolóval lehet be- vagy kikapcsolni.- Az 1 műanyag 'alaplemez 15 lefestett átlátszatlan felületén átvilágítható módon van kialakítva a 16 szinuszhullám. A motorral pozitív forgásirányban forgatott vektortárcsán levő spirális és az alaplemezen levő szinuszhullám egyetlen közös metszéspontján áthaladó fénysugár szinuszhullámot leíró mozgó fénypontként jelenik meg a vetítővásznon. A 11 feszültség- és áramvektor fele célszerűen, átvilágítható pirossal festve az U feszültség vektort szimbolizálja, míg másik zöldre festett fele az I áram= erősséget szimbolizálja. Az egymással fázisban levő feszültség- és áramvektor pillanatnyi szöghelyzetének megfelelően a szinuszgörbén mozgó fénypont szimbolizálja egy perióduson belül a feszültség és áramerősség pillanatértékét. — Didaktikai szempontból e téma tanítása előtt röviden ismertetni kell a szinuszosan váltakozó feszültség vektoros-szinuszos ábrázolásának szerkesztési módját. — A 8 vektortárcsa peremén mart 17 horonyban r ellenálláshuzalból készített gyűrű van elhelyezve, amely a 2 ábrán látható. A 14 kapcsolóval a 13 miniatűr villamos motor bekapcsolásával egyidejűleg a 2 ábrán szimbolizált Ut tápfeszültségforrást rákapcsoljuk a 3 alapáramkört hordozó műanyag lemezen levő valóságos áramkör a—b kapcsaira.- A váltakozó feszültségű áramkörbe kapcsolt ohmos ellenálláson ható feszültség vektorának áramvektorával megegyező fázisát tehát az 1 ábrán feltüntetett 3 alapáramkör feszültség- és áramviszonyait szemléltető áramkört villamosán úgy valósítjuk meg, hogy a forgó 8 vektortárcsa peremén mart 17 hornyában levő r ellenálláshuzalból készített gyűrűt a vektortárcsa forgástengelyén át kivezetjük és csatlakoztatjuk a 3 alapáramkört hordozó műanyag lemez b kapcsához. A 8 vektortárcsa 17 hornyában körbe futó r ellenálláshuzalból készített gyűrűhöz feszül a 18 acélrugó-kontaktus, mely az UT tápfeszültségforráson keresztül a 3 alapáramkör a kapcsához csatlakozik. — A 2 ábra szerinti zárt villamos áramkör a 3 alapáramkört hordozó műanyag lemezen kialakított valóságos 5 áramkör segítségével úgy van kialakítva, hogy az egyenfeszültségű Ut tápfeszültségforrás árama átfolyik a vektortárcsa forgása miatt ohmos ellenállását változtató r ellenálláshuzalból készített gyűrűn és a vele sorbakapcsolt Rsv és Rsa potenciométerekkel beállított 6 és 7 feszültségmérő és ár amer őssé gmérő műszereken, amelyek célszerűen Deprez-alapműszerek.- Ennek az elrendezésnek egyik sajátossága az, hogy a vektortárcsa 360 fokkal való körülfordu- Msakor a hornyában levő és az áramkörbe iktatott r ellenállás-huzal értéke egy tárcsafordulat alatt kétszer változik 0 és — érték között. Ezért a 2. ábra 2 szerinti zárt villamos áramkörben folyó áramerősség pillanatnyi értéke a vektortárcsa forgása szerint szinuszosan fog változni az áramkörben. A hazai alkatrészválasztékból ismeretes Deprez-mérőművek lengőtekercseinek áramait a rájuk szerelt miniatűr Rsa és Rsv potendométerekkel korlátozzuk és állítjuk be a szinuszosan váltakozó feszültség, illetve áram pozitív és negatív félperiódusait szimuláló 6 feszültségmérő és 7 áramerősségmérő Deprez-alapműszerek kitéréseinek szélső értékeit. — Az 1 és 2 ábrákon rajzolt forgó mozgást végző és szimmuláló villamos-áramköri elrendezés a szemléltetni kívánt feszültség-amplitúdó és áramerősség-amplitúdó pillanatértékeinek egyidejű változásait kivetítő műszerek mutatóit szinkron mozgatja a 8 vektortárcsa forgó 11 feszültség- és áram vektoraival. — Ezzel a megoldással tehát szimulálni lehet a váltakozó feszültségű áramkörbe iktatott ohmos ellenálláson fázisban levő feszültség és áram pillanatértékeinek és vektorainak egy periódus alatti változását. A két műszer mutatóit a feszültség és az áram pillanatértékét mutató fényponttal értelemszerűen megegyező értékre kell állítani: pl. a 90 fokos vektorhelyzetnek megfelelő első félperiódus maximális amplitúdóját felső szélső kitérésben kövessék a műszerek mutatói a + jelű végkitérések jeleihez. A szemléltető eszközben a kereskedelemben kapható reduktorból lehet a néhány voltos egyenirányítóit tápfeszültséget kéteres, hajlékony vezetéken vezetni az egy alaplemezen levő 19 csatlakozóhoz. Az UT tápfeszültségforrás esetleg egy kis rúdelem is lehet. A találmány tárgyát egy másik példaképpeni kiviteli megoldásán ismertetjük az alábbiakban: — A 3. ábrán látható a váltakozó feszültségű áramkörbe kapcsolt kondenzátoron ható feszültség pillanatértékéhez képest áramának 90°-os sietését kimuláló villamos áramkör példaképpeni megoldása. A 8 vektortárcsa peremén mart 17 hornyában körülfutó r ellenálláshuzalból készített gyűrűhöz rugalmasan feszülnek a 4. ábrán ábrázolt 18 és 20 acélrugó-kontaktusok, amelyek egymáshoz képest 90°-kal eltolt helyzetben elhelyezve érintik az r ellenálláshuzalból készített gyűrűt. A 20 acélrugó-kontaktusra kapcsolt 7 áramerősségmérő Deprez-alapműszer mutatja a kapacitív feszültséghez képest 90°-kal siető áramamplitúdó pillanatértékét, mely a rajz szerint éppen maximális a feszültség amplitúdó pillanatértékét mutató 6 feszültségmérő Deprez-alapműszer által jelzett, éppen 0 feszültségértékhez képest. — A 3. ábrán látható a 21 kapacitás 22 alapáramkörét hordozó műanyaglemez, amelyre kivetíthető módon van felhelyezve a 21 kondenzátor áramköri elem C képe, a kondenzátoron ható feszültség pillanatértékét mutató 6 feszültségmérő és a 21 kondenzátor 23 áramkörében folyó, áramerősség pillanatértékét szimuláló 7 áramerősségmérő. — Hasonlóan az ellenállás áramkörét kivetítő 3 alapáramkört hordozó műanyag alaplemezhez, a kapacitás alapáramkörét kivetítő 22 műanyag lemezen is átvilágítható módon alakítják ki a kondenzátoron ható feszültséget ábrázoló 24 szinuszgörbét és a hozzá képest 90°-kai siető áramának 25 szinuszgörbéjét. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
