Как сделать лабораторию в домашних условиях. Как сделать лабораторный блок питания своими руками? Как сделать лабораторный блок питания своими руками - печатная плата и пошаговая сборка

Трансформатор имеющий электрическую связь между обмотками называют лабораторным автотрансформатором, или ЛАТРом. Вольтаж цепи нагрузки прямо пропорционален обмотке вторичной цепи. В зависимости от конструкции, получение нужного выходного напряжения производиться подключением к соответствующим выводам или вращением ручного регулятора (рис. 1). В этой статье описывается как сделать ЛАТР в домашних условиях.

Подготовка материала

Для сборки ЛАТРа понадобятся следующие материалы и устройства:

Медная обмотка;
Тороидальный или стержневой магнитопровод. Можно приобрести в специализированном магазине или извлечь из испорченной техники;
Термоустойчивый лак;
Тряпичная изолента;
Корпус с закрепленными разъемами для подключения нагрузки и питания.

Для лабораторного ЛАТРа с переменным коэффициентом трансформации могут дополнительно понадобиться:

Цифровой или аналоговый вольтметр.
Поворотный механизм, включающий в себя ручку и ползунок с угольной щеткой. Он будет регулировать напряжение.

Расчет провода

Автотрансформатор нецелесообразно использовать для больших трансформаций по следующим причинам:

Большой риск получить токи, близкие к короткому замыканию. Это компенсируется специальными электронными схемами или дополнительным сопротивлением. Для маленьких нагрузок выгоднее использовать электронный ЛАТР.
Теряются преимущества перед трансформаторами: высокий КПД, экономия проводника и стали, малые габариты и вес, стоимость.

Определяемся в каких пределах будет работать ЛАТР. Питание сети выбираем 220 В. В качестве вторичных напряжений выбираем 127, 180 и 250 В. Мощность ограничиваем в 300 Вт. Можете выбрать свои значения и произвести аналогичные расчеты на примере этой статьи.

Обмотка рассчитывается по большему току. Наибольший ток будет при преобразовании напряжения 220 в 127 В. Автотрансформатор в этом случае является понижающим, и к нему подходит схема 1. Исходя из предоставленной схемы, рассчитываем максимальный ток I проходящий в обмотке обеих цепей:

I = I2 – I1 = P / U2 – P / U1 = 300 / 127 – 300 / 220 = 1 А

где I, I2, I3 – токи в соответствующих участках цепи, А;
P – мощность, Вт;
U1, U2 – напряжения первичной и вторичной цепи, В.

Диаметр провода рассчитываем по формуле:

d = 0,8 * √I = 1 мм.

Из таблицы 1 выбираем тип провода и сечение. Выбор делаем с учетом расчетного тока и среднего значения плотности тока для трансформаторов – 2 А/мм².

Коэффициент трансформации ЛАТРа n вычисляем по формуле:

n = U1 / U2 = 220 / 127 = 1,73

Для дальнейшего расчета вычисляем расчетную мощность Pр:

Pр = P * k * (1 – 1/n) = 300 * 1,2 * (1 – 1/1,73) = 151,92 Вт

где к – коэффициент, учитывающий КПД автотрансформатора.

Для определения количества витков приходящихся на 1 вольт, необходимо посчитать площадь поперечного сечения сердечника S и определиться с типом магнитопровода:

S = √ Pр = √ 151,92 = 12,325 см²

W0 = m / S = 35 / 12,325 = 2,839

где W0 – количество витков, приходящихся на 1 вольт;
m – 50 для стержневого и 35 для тороидального магнитопроводов.

Если сталь не очень высокого качества стоит увеличить значение W0 на 20-30 %. Так же при расчете витков следует увеличить их количество на 5-10 %, чтобы избежать просадки напряжения. Рассчитываем количество витков для выбранных напряжений 127, 180, 220 и 250 В:

w = W0 * U

Получаем 360, 511, 624 и 710 витков.

Для расчета длины провода обматываем один виток на магнитопровод и измеряем его длину. Затем умножаем на максимальное количество витков и прибавляем по 25-30 сантиметров для каждого вывода к клемме.

Процесс сборки

Для сборки регулируемого ЛАТРа выбираем тороидальный магнитопровод (рис. 2). Место наложения обмотки изолируем тряпичной изолентой. Выводим провод для первой клеммы питания. Все последующие провода выводим не разрывая. Закрепляем первый виток на магнитопроводе и начинаем накручивать рассчитанное количество. При достижении витка соответствующего одному из выбранных напряжений, выводим петлю, и продолжаем наматывать провод. На рисунке 3 изображен процесс намотки на деревянном каркасе.

После наложения обмотки лакируем ЛАТР. Наполняем емкость выбранным лаком, и окунаем в него автотрансформатор. Оставляем на длительную просушку.

После просушки помещаем автотрансформатор в корпус. Первый выведенный провод присоединяем к разъему питания. Этот разъем должен быть электрически связан с общей клеммой нагрузки, поэтому соединяем их между собой каким-нибудь проводником. Петлю выведенную для 220 В, соединяем со второй клеммой питания. Остальные провода подключаем к соответствующим клеммам вторичной цепи. На “схеме” 2 изображены выводы проводов.

Для лабораторного автотрансформатора с переменным коэффициентом трансформации добавляем корпус, и делаем крепление для ручки регулятора. К ручке прикрепляем ползунок с угольной щеткой. Щетка должна плотно касаться верхней части обмотки. Помечаем область по которой будет передвигаться щетка, и в этом месте избавляемся от изоляции. Так щетка будет иметь прямой электрический контакт с вторичной обмоткой. Клеммы вторичных напряжений, кроме общей, заменяем одной, соединенной с угольной щеткой (схема 3). При подсоединяем закрепляем вольтметр.

Если следовать написанной статье, то ЛАТР можно с легкостью сделать своими руками.

Проверка

Что бы убедиться в бесперебойной и надежной работе устройства, выполняем следующие пункты:

Подключаем автотрансформатор к сети 220 В;
Проверяем на отсутствие задымления, запаха гари, сильных шумов;
Вольтметром проверяем соответствие выходных значений;
Через 10 — 20 минут работы отключаем ЛАТР. Проверяем не перегрелась ли обмотка.
Снова включаем ЛАТР в сеть и подключаем нагрузку на длительное время.

При отсутствии проблем автотрансформатор готов к работе.

Одним из самых популярных способов проверки знаний в химии является лабораторный практикум, который позволяет не только эффективно оценить знания студента, но и развивает его аналитические способности, а также помогает усвоить знания. Многие студенты первого курса задаются вопросом, как сделать лабораторную работу по химии, когда сталкиваются с такой задачей впервые. Ничего сложного в этом нет, поскольку существуют методички, пособия и прочие источники информации. Плюс ко всему, данная статья поможет получить представление о содержании такой работы и том, как её делать.

Каждый студент должен знать несколько важных вещей перед началом своих действий:

Необходимо тщательно изучить технику безопасности и основные правила лаборатории;
Иметь представление о последовательности действий, назначении всех требующихся приборов и установок;
Изучить необходимый теоретический материал и понимать в чём заключается цель предстоящего практикума.

Как правильно написать лабораторную работу по химии, если не использовать лабораторный журнал – это действительно сложный вопрос. Каждое действие необходимо документировать, при том обычный тетрадный листок для этого не годится. Потребуется тетрадь, лучше всего формата А4. После действий в лаборатории, как правило, дома студент делает конспект, опираясь на записи в журнале.

Каждый такой труд можно разделить на четыре части:

Титульный лист.
Вводная часть.
Практическая часть.
Вывод.

Разберём каждую часть подробнее:

В титульном листе, как правило, указывается наименование учебного заведения, кафедра, название работы, данные выполнившего исследование и проверяющего готовый труд. Также указывается город и текущий год.
Вводная часть содержит преследуемую цель, а также общие сведения.
В практической части отражён ход выполнения работы, описаны проведённые опыты, представлены уравнения реакций и расчёты (могут быть использованы таблицы).
Вывод содержит краткое заключение.

Как написать вывод к лабораторной работе по химии

Стоит более подробно остановиться на выводе, поскольку это очень важная составляющая практикума, которая подводит итог всем Вашим стараниям. Важно помнить, что вывод исходит из цели, поставленной перед студентом. Поэтому не нужно придумывать ничего лишнего. Очень важно кратко и содержательно выразить результат. Этот приём ещё не раз Вам понадобится, например, при подготовке докладов, курсовой работы или даже диплома. Также можно разделить вывод на две части: теоретический и практический, но лучше сразу перейти к сути.

Теперь у вас не должно остаться вопросов о том, как написать лабораторную работу по химии.

КАК ОРГАНИЗОВАТЬ ДОМАШНЮЮ

ЛАБОРАТОРИЮ

Г. БАЛУЕВА

ЛАБОРАТОРНЫЙ СТОЛ. Прежде всего для опытов надо иметь постоянное место, где можно работать и где будут храниться все оборудование, посуда и реактивы. Как сделать простейший лабораторный стол, ясно из рисунка 1. Откидная дверца шкафчика во время работы может быть закреплена на крючке, а в остальное время - закрыта на замочек (особенно если в семье есть младшие дети). Если стол достаточно длинный, шкафчик можно смастерить не во всю длину стола, а если места мало - сбоку стола, как продолжение его крышки хорошо сделать полочку.

Для того чтобы предохранить поверхность стола от порчи, его надо покрыть куском линолеума, пластиком или обработать дерево следующим образом: сначала пропитать раствором таннина, затем 8-10-процентным раствором железного купороса и, когда стол подсохнет, несколько раз натереть сырым льняным маслом. Такая поверхность легко моется мылом и не боится кислот и щелочей.

Маленькую полочку в шкафчике отведите под бутылки с кислотами и растворами щелочей; положите на эту полочку кусок оконного стекла. В выдвижном ящике, если его размеры позволяют, можно, кроме рабочего журнала, хранить фильтровальную бумагу, пробки, стеклянные палочки, зажимы и другие мелкие вещи. Но надо помнить, что нельзя, например, хранить стекло вместе с металлом. Если трудно сде

лать в ящике перегородки, можно использовать различные коробки.

Близко от «лаборатории» есть водопроводный кран - очень хорошо. А если его нет - на верх шкафчика надо поставить бутыль с водой и сделать к ней сифон, как показано на рисун ке 2. В качестве зажима можно использовать бельевую прищепку.

Под столом надо поставить два ведерка (лучше - полиэтиленовых) - одно для сухого мусора, другое для сбора жидкостей. После окончания работы опорожните ведерки: жидкости вылейте в канализацию (но не в водопроводную раковину), сухие отходы тоже выбросьте в соответствующее место.

Посуду и оборудование можно приобрести в магазинах, но гораздо интереснее все, что можно, сделать самому. Источником нагрева у вас будет спиртовка. Сделать ее нетрудно (рис. 3). Помните, что в нее надо наливать только спирт-денатурат, использовать бензин, керосин или другие горючие жидкости в спиртовке нельзя. Если недалеко от стола есть электрическая розетка - сделайте нагревательный прибор из электрической лампы (рис. 4). Он очень удобен в тех случаях, когда надо лишь немного нагреть вещество или когда работаете с огнеопасными жидкостями. Конус, в котором укреплена лампа, сделайте из жести или из цветочного горшка.

Все реактивы должны храниться в стеклянных баночках и бутылочках, закрытых пробками или крышками.

Пошаговая инструкция по созданию лабораторного блока питания - схема, необходимые детали, советы по монтажу, видео.

Лабораторный блок питания - это устройство, формирующее необходимое напряжение и ток для дальнейшего использования при подключении к сети. В большинстве случае он преобразует переменный ток сети в постоянный. Такой прибор есть у каждого радиолюбителя и сегодня мы рассмотрим, как создать его своими руками, что для этого понадобится и какие нюансы важно учесть при монтаже.

Преимущества лабораторного блока питания

Сначала отметим особенности БП, который мы собираемся изготовить:

Выходное напряжение регулируется в пределах 0–30 В.
Защита от перегрузки и неправильного подключения.
Низкий уровень пульсаций (постоянный ток на выходе лабораторного блока питания мало чем отличается от постоянного тока батареек и аккумуляторов).
Возможность установки предела по силе тока до 3 Ампер, после которого БП будет уходить в защиту (очень удобная функция).
На блоке питания путем короткого замыкания (КЗ) «крокодилов» устанавливается максимально допустимый ток (ограничение по току, которое вы выставляете переменным резистором по амперметру). Следовательно - перегрузки не страшны, поскольку в этом случае сработает светодиодный индикатор, обозначающий превышение установленного уровня тока.

Лабораторный блок питания - схема

Схема лабораторного блока питания

Теперь рассмотрим по порядку схему. Она есть в Сети уже давно. Поговорим отдельно о некоторых нюансах.

Итак, цифры в кружочках - это контакты. К ним надо припаивать провода, которые пойдут на радиоэлементы.

Смотрите также, как сделать

Обозначение кружочков на схеме:

1 и 2 - к трансформатору.
3 (+) и 4 (-) - выход постоянного тока.
5, 10 и 12 - на P1.
6, 11 и 13 - на P2.
7 (К), 8 (Б), 9 (Э) - к транзистору Q4.

На входы 1 и 2 от сетевого трансформатора подается переменное напряжение 24 В. Трансформатор должен быть габаритным, чтобы в нагрузку он легко мог выдавать до 3 А (его можно купить или намотать).

Диоды D1…D4 соединены в диодный мост. Можно взять 1N5401…1N5408, какие-нибудь другие диоды и даже готовые диодный мосты, которые могут выдержать прямой ток до 3 А и выше. Мы использовали диоды таблетки КД213.

Микросхемы U1, U2, U3 представляют собой операционные усилители. Их расположение выводов, если смотреть сверху:

На восьмом выводе написано «NC» - это значит, что его не надо цеплять ни к минусу, ни к плюсу питания. В схеме выводы 1 и 5 также никуда не цепляются.

Смотрите также пошаговую инструкцию по созданию

Транзистор Q1 марки ВС547 или BC548. Ниже представлена его распиновка:

Схема распиновки транзистора Q1

Транзистор Q2 лучше взять советский КТ961А. Но не забудьте его поставить на радиатор

Транзистор Q3 марки BC557 или BC327:

Транзистор Q4 исключительно КТ827!

Вот его распиновка:

Схема распиновки транзистора Q4

Переменные резисторы в этой схеме ввести в замешательство - это. Они здесь обозначены следующим образом:

Схема ввода переменных резисторов

У нас они обозначаются так:

Приведём также список компонентов:

R1 = 2,2 кОм 1W
R2 = 82 Ом 1/4W
R3 = 220 Ом 1/4W
R4 = 4,7 кОм 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 кОм 1/4W
R7 = 0,47 Ом 5W
R8, R11 = 27 кОм 1/4W
R9, R19 = 2,2 кОм 1/4W
R10 = 270 кОм 1/4W
R12, R18 = 56кОм 1/4W
R14 = 1,5 кОм 1/4W
R15, R16 = 1 кОм 1/4W
R17 = 33 Ом 1/4W
R22 = 3,9 кОм 1/4W
RV1 = 100K многооборотный подстроечный резистор
P1, P2 = 10KOhm линейный потенциометр
C1 = 3300 uF/50V электролитический
C2, C3 = 47uF/50V электролитический
C4 = 100нФ
C5 = 200нФ
C6 = 100пФ керамический
C7 = 10uF/50V электролитический
C8 = 330пФ керамический
C9 = 100пФ керамический
D1, D2, D3, D4 = 1N5401…1N5408
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = стабилитроны на 5,6V
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 диод 1A
Q1 = BC548 или BC547
Q2 = КТ961А
Q3 = BC557 или BC327
Q4 = КТ 827А
U1, U2, U3 = TL081, операционный усилитель
D12 = светодиод

Как сделать лабораторный блок питания своими руками - печатная плата и пошаговая сборка

Теперь рассмотрим пошагово сборку лабораторного блока питания своими руками. Трансформатор у нас есть уже готовый от усилителя. Напряжение на его выходах составило порядка 22 В. Подготавливаем корпус для БП.

Делаем с помощью ЛУТа печатную плату:

Схема печатной платы для лабораторного блока питания

Протравливаем её:

Смываем тонер:

Каждый начинающий радиолюбитель нуждается в лабораторном блоке питания. Чтобы правильно его сделать, нужно подобрать подходящую схему, а с этим обычно возникает много проблем.

Виды и особенности блоков питания

Встречаются два типа блоков питания:

Импульсный;
Линейный.

Блок импульсного типа может рождать помехи, которые буду отражаться на настройке приемников и других передатчиков. Блок питания линейного типа может оказаться неспособным для выдачи необходимой мощности.

Как правильно сделать лабораторный блок питания, от которого можно будет заряжать АКБ, и питать, чувствительны платы схем? Если взять простой блок питания линейного типа на 1,3-30 В, и мощностью тока не более 5 А, то получится хороший стабилизатор напряжения и тока.

Воспользуемся классической схемой для сборки блока питания своими руками. Она сконструирована на стабилизаторах LM317, которые регулируют напряжение в диапазоне 1,3-37В. Их работа совмещена с транзисторами КТ818. Это мощные радиодетали, которые способны пропустить большой ток. Защитную функцию схемы обеспечивают стабилизаторы LM301.

Эта схема разработана достаточно давно, и периодически модернизировалась. На ней появилось несколько диодных мостов, а измерительная головка получила не стандартный метод включения. На замену транзистору MJ4502 пришел менее мощный аналог – КТ818. Так же появились фильтрующие конденсаторы.

Монтаж блока своими руками

При очередной сборке, схема блока получила новую интерпретацию. В конденсаторах выходного типа увеличилась емкость, а для защиты были добавлены несколько диодов.

Транзистор типа КТ818 был в этой схеме неподходящим элементом. Он сильно перегревался, и часто приводил к поломке. Ему нашли замену более выгодным вариантом TIP36C, в схеме он имеет параллельное подключение.

Поэтапная настройка

Изготовленный лабораторный блок питания своими руками нуждается в поэтапном включении. Первоначальный запуск проходит с отключенными LM301 и транзисторами. Далее проверяется функция регулирующая напряжение через регулятор Р3.

Если напряжение регулируется хорошо, тогда в схему включаются транзисторы. Их работа тогда будет хорошей, когда несколько сопротивлений R7,R8 начнут балансировать цепь эмиттера. Нужны такие резисторы, чтобы их сопротивление было на максимально низком уровне. При этом тока должно хватать, иначе в Т1 и Т2 его значения будут различаться.

Этот этап регулировки позволяет подсоединять нагрузку к выходному концу блока питания. Следует стараться избегать короткого замыкания, иначе транзисторы тут же перегорят, а вслед за ними стабилизатор LM317.

Дальнейшим шагом буде монтаж LM301. Сперва, нужно удостовериться, что на операционном усилителе в 4 ножке имеется -6В. Если на ней присутствует +6В, то возможно имеется неправильное подключение диодного моста BR2.

Так же подключение конденсатора С2 может быть неверным. Проведя осмотр и исправив дефекты монтажа, можно на 7 ножку LM301 давать питание. Это допустимо делать с выхода блока питания.

На последних этапах настраивается Р1, так чтобы он мог работать на максимальном рабочем токе БП. Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения отрегулировать не так сложно. В этом деле лучше лишний раз перепроверить монтаж деталей, чем получить КЗ с последующей заменой элементов.

Основные радиоэлементы

Чтобы собрать мощный лабораторный блок питания своими руками, нужно приобрести подходящие компоненты:

Для питания потребуется трансформатор;
Несколько транзисторов;
Стабилизаторы;
Операционный усилитель;
Несколько разновидностей диодов;
Электролитические конденсаторы – не более 50В;
Резисторы разных типов;
Резистор Р1;
Предохранитель.

Номинал каждой радиодетали необходимо сверять со схемой.

Блок в конечном виде

Для транзисторов необходимо подобрать подходящий радиатор, который сможет рассеивать тепло. Более того, внутри монтируется вентилятор, для охлаждения диодного моста. Еще один устанавливается на внешнем радиаторе, который будет обдувать транзисторы.

Для внутренней начинки желательно подобрать качественный корпус, так как вещь получилась серьезной. Все элементы следует хорошо зафиксировать. На фото лабораторного блока питания, можно заметить, что на замену стрелочным вольтметрам пришли цифрового устройства.