1. 2012. 10.17
Tatsuo Kawasaki
Koji Tsuchihashi
Хөгжилтэй цахилгаан
Бүлэг1 : Цахилгааны үндэсүүд
1. Хүчдэл ба гүйдэл
2. Омын хууль
Бүлэг2 : Цахилгаан Соронзон хүч
3. Цахилгаан соронзон
4. Мотор
Бүлэг3: ХГ үүсгүүрийн ажиллагаа
5. ТГ ба ХГ
6. Tрансформатор
7. Шулуутгагч
Дүгнэлт
1

2. Бүлэг 1
1. Хүчдэл ба гүйдэл
1) Хүчдэл
2) Гүйдэл
3) Чадал
4) Туршилтын хавтан
5) Хүчдэл удирдах хэлхээ
6) Хүчдэл үүсгүүрийн мультплексор
2

3. 1) Хүчдэл
 Батарей бол цахилгааны үүсгүүр юм.
① Нэг хуурай зай 1.5В үүсгэнэ.
② 3.0 B
② Цуваа холбогдсон хоёр зай 3.0В үүсгэнэ.
③ Хоёр хуурай зайг батарейн сууринд холбоё.
3.0 B
③
0B
3.0 B 0 B
① 1.5 B
3
0B
0B
Унтраалга

4. Хүчдэл
[Асуулт]
①
④ ?B
② ?B
③
?B
?B
0B
0B
①
Хариулт
(В ）
⑤
?B
②
0B
③
④
⑤
4

5. Хүчдэл Үүсгүүр
 Батарей (хуурай зай) ① бол ТГ үүсгүүр.
 ХГ адаптор ② бол ХГ-ийг ТГ-д хувиргадаг ТГ-ийн үүсгүүр юм.
0В
ТГ 5В
3.0 В
①
②
ХГ адаптор
ХГ 220В
5

6. 2) Гүйдэл
 Цахилгаан хэлхээгээр гүйдэл гүйдэг.
 Богино холболт (② )-ын үед батарей амархан нурдаг.
Нээлттэй
хэлхээгээр
гүйдэл гүйхгүй
①
Холболт: богино
холболтын үед их
хэмжээний гүйдэл үүснэ.
②
Резистороор гүйдэл
гүйнэ.
③
гүйдэл
Резистор
Гүйдлийн
чиг
6

7. 3) Чадал
 Цахилгаан чадал бол гүйдэл I ба хүчдэлийн V үржвэр. P = V × I
 R резистороор гүйх гүйдэл нь V хүчдэлд шууд пропорционал:
Омын хууль
V
I=
гүйдэл
гүйдэл
R
10 Ом
100 Ом
0B
0B
[Асуулт]
P = R×
P=
R
В
Вольт
1B
В
3В
В
3В
В
1.5В
R
Ом
1Ом
R
100 Ом
R
10 Ом
R
10 Ом
I
Ампер
1A
I
0.03A
I
0.3A
I
P
Ватт
1Bт
P
0.09Вт
P
0.9Вт
P
7

8. 4) Туршилтын хавтан
① Туршилтын хавтан -ийг хүчдэл үүсгүүр, резисторууд зэргийг холбоход
ашигладаг.
② Доод талын шугамууд нь ерөнхий газар буюу 0В-д ашиглагддаг:.
③ Дээд талын шугамууд нь ерөнхий хүчдэлийн шугамд ашиглагддаг.
④ Босоо байрлалтай 5 нүхүүд хоорондоо холбоотой.
③
①
④
②
Холболт: Цахилгаан хэлхээний зангилаатай адил
8

9. Mодон суурь дээрх туршилтын хавтан
ба хувьсах эсэргүүцлийн байрлал
ХЭ
Модон суурь
ХЭ : Хувьсах эсэргүүцэл
9

10. 5) Хүчдэл удирдах хэлхээ
0-4.5В
10Ом
ТГ 5В
Алхам1: Элементүүд ба Вольтметрийг холбоно.
Алхам2: Хүчдэлийн хэмжих хязгаарыг
тохируулна.
Алхам3: ХЭ-ийг 0 болгоно.(Зүүн эргүүлнэ.)
Алхам4: Хүчдэл үүсгүүрийг холбоно.
Алхам5: ХЭ-ийг эргүүлэн хүчдэлийг хэмжинэ.
ХЭ
100Ом
0В
Хүчдэл үүсгүүр холбогдсон үед
Мультметрийн тохируулгыг хэзээ ч өөрчилж
болохгүй.
ТГ 5В
④
Хүчдэл үүсгүүр
0-4.5В
10Ом
Вольтметр
②
③
①
ХЭ
0В
10Ом резистор бол хэлхээг хамгаална.
10

11. 6) Хүчдэл үүсгүүрийн мультплексор
 Хүчдэл үүсгүүр бол таван хүчдэлийн залгуур руу холбогдсон.
 Хүчдэл удирдах хэлхээг хавтан бүр дээр угсрана.
AC адаптер
5В
5В
5В
Хүчдэл үүсгүүрийн
мультплексор
Bread Board
Хүчдэл удирдах хэлхээ
5В
5В
11

12. Эсэргүүцлийн өнгөний код
Өнгө
Тоо
Үржвэр
мөнгөлөг
－
10-2
Алтлаг
－
10-1
Хар
0
1
Бор
1
10
Улаан
2
102
Улбар шар
3
103
Шар
4
104
Ногоон
5
105
Цэнхэр
6
10
Нил ягаан
7
107
Саарал
8
108
Цагаан
9
109
Өнгөгүй
－
－
6
Аравтын орон
Нэгжийн орон
Үржвэр
10 K Ом
1K Ом
100Ом
10Ом
12

13. Бүлэг 1
2. Омын хууль
1) Хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих
2) Омын хууль
3) LED асаах
4) Хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих
5) LED шинж чанар
13

14. 1) Хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих
A
－
＋
R
V
ТГ 0 ～ 4.5В
＋
I
100Ом
－
0В
Алхам1: Элементүүд ба Вольтметр, Амперметрээ
холбоно.
Алхам 2: Вольтметр, Амперметрийн хэмжих
хязгаарыг тохируулна.
Алхам 3: ХЭ-ийг 0В дээр тохируулна.
Алхам 4: Хүчдэл үүсгүүрийг холбоно.
Алхам 5: ХЭ-ийг эргүүлэн 1В дээр тохируулна.
Алхам 6: Гүйдлийг хэмжинэ.
ТГ 5В
④
mA
②
Амперметр
Хүчдэл үүсгүүр
0-4.5В
①
10Ом
③
10В
Вольтметр
ХЭ
0В
14

15. 2) Омын хууль
 Хүчдэлийг өөрчилж хүчдэл ба гүйдлийг хэмжинэ.
 Хэмжсэн утгуудаараа V-I диаграмм дээр R=100Ом-ын шулууныг
байгуулна.
I
V-I диаграмм
DC 0 ～ 4.5В
50
A
－
＋
＋
V
R
40
100Ом
－
0В
30
I
(mA) 20
0
1
2
0
I (Хэмжсэн
утга)
0
Омын хууль
3
4
4.5
R= 200Ом
10
[Хэмжигдэхүүн]
V (В)
R=100Ом
I=
V
R
0
1
2
3
4
5
V(В)
Зарцуулах чадал
P =V ×I
15

16. 3) LED асаах
 (+)-ээс ( － ) руу (шууд чиглэл) гүйдэл гүйх ба LED асна.
 ( － )-аас ( ＋ ) руу (урвуу чиглэл) гүйдэл гүйхгүй.
 Улаан LED 2.5В-оос доош хүчдэл хэрэглэнэ.
＋
ТГ 6B
0-2.5B
－
＋ －
LED
10Ом
＋
ХЭ
0B
16
－

17. 4) LED-ний хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих
I
―
＋
－
Амперметр
＋
V
A
ТГ 0 ～ 2.5В
LED
0В
0-2.5В
Алхам1: Элементүүд ба Вольтметр, Амперметрээ
холбоно.
Алхам 2: Вольтметр, Амперметрийн хэмжих
хязгаарыг тохируулна.
Алхам 3: ХЭ – ийг ОВ дээр тохируулна.
Алхам 4: Хүчдэл үүсгүүрийг холбоно.
Алхам 5: ХЭ – ийг эргүүлж 1В болгоно.
Алхам 6: Гүйдлийг хэмжинэ.
ТГ 5В
Хүчдэл
үүсгүүр
10Ом
＋
Вольтметр
ХЭ
－
0В
17

18. 5) LED-ний шинж чанар
 Хүчдэлийг өөрчлөөд гүйдэл ба хүчдэлийг хэмжинэ.
 Хэмжсэн утгуудаар график байгуулна.
I
＋
A
ТГ 0 ～ 2.5В
V-I Хамаарал
25
－
＋
LED
V
20
－
0В
[Хэмжигдэхүүн]
V (В)
I (Хэмжсэн
утга)
Гэрэлтэх
байдал
0
0
Гэрэлгүй
15
I
(mA) 10
5
0
0
0.5
1.0
1.5
[Асуулт]
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
V(В)
2.0
LED Омын хуулинд захирагдах уу?
2.5
18

19. Хөгжилтэй цахилгаан
Бүлэг1 : Цахилгааны үндэсүүд
1. Хүчдэл ба гүйдэл
2. Омын хууль
Бүлэг2 : Цахилгаан Соронзон хүч
3. Цахилгаан соронзон
4. Мотор
Бүлэг3: ХГ үүсгүүрийн ажиллагаа
5. ТГ ба ХГ
6. Tрансформатор
7. Шулуутгагч
Дүгнэлт
19

20. Бүлэг 2
3. Цахилгаан соронзон
1) Соронз
2) Соронзон орон
3) Цахилгаан соронзон
4) Цахилгаан соронзон хүч
20

21. 1) Соронз
Бидний амьдралын эргэн тойронд тогтмол соронз байдаг.
Тогтмол соронз
S - N таталцана (татах)
S - S түлхэлцэнэ (түлхэх)
N – N түлхэлцэнэ (түлхэх)
N
S
S
N
Соронзон туйл: N, S
Соронзон орон
Соронзон урсгал
Соронзон материал
N
S
21

22. 2) Соронзон орон
Дэлхий бол тогтмол соронз.
Хойд соронзон туйл
S
N
S
Компасс
N
S
N
Соронзон орон
Өмнөд соронзон туйл
22

23. 3) Цахилгаан соронзон
Цахилгаан гүйдэл соронзон орныг үүсгэнэ.
A : Сул соронзон
Цахилгаан гүйдэл
Сул
соронзон орон
N
－
Батарей
+
S
B : Хүчтэй соронзон
Луужин
Цахилгаан гүйдэл
Хүчтэй соронзон
орон
－
Батарей
+
Төмөр
Төмөр зүрхэвч
23

24. 4) Цахилгаан соронзон хүч
Соронзон орон дундуур цахилгаан гүйдэл гүйхэд соронзон орны зүгээс гүйдэлтэй
дамжуулагчийг хөдөлгөх хүч үүсдэг: Лоренцийн хүч.
Лоренцийн хүч нь Мотор/Генераторын ажиллах үндсэн зарчим болдог.
Хүргэх
0В
3.0 В
touch
Соронзон орон
Гүйдэл
Дарах<1секунд
Хөдлөх
24

25. Бүлэг 2
4. Moтoр
1) 2 туйлт Moтoр
2) Эргэлдэгч ороомог
3) Туршилын хавтан ашигласан мотор
25

26. 1) 2 туйлт мотор
Алхам 1: Цахилгаан соронзон хийх
Алхам 2: Ротор хийх
Нарийн утас ашиглах
Зүрхэвч оруулах
Алхам 3: Мотор хийх
Алхам 4: Батарейд холбоод эргүүл
Magnet
Эргэлтийг эхлүүл
26

27. Алхам1: Цахилгаан соронз хийх
Алхам 2: Ротор угсрах
Пааланг арилгах
Алхам 3:Мотор угсрах
Алхам 4:
Коммутаторт холбогчийг
суурьлуулах
Цагираг

28. Яагаад эргэлдэж байна вэ?
Цахилгаан гүйдэл
① Гүйдэл A –гаас B рүү A тал нь N
③ Гүйдэл B –гээс A руу B тал нь N
Эргэлдэнэ
①
②
N→S
A B
N
③
Эргүүлэгч хүч
үйлчилнэ
S
N
S→N
N
S
N→S
B A
S
Гүйдэл
④
S
Эргэлдэнэ
S→N
N
S
Эргүүлэгч хүч
үйлчилнэ
S
Эргэлдэнэ
28

29. 2) Эргэлдэгч ороомог
Алхам1: Ороомог хийх
Зөвхөн талыг нь арилгах
нь маш чухал
Нарийн утсыг 10 ороо
Алхам2: Пааланг арилга
3cм орчим
3.5cм орчим
Зөвхөн дээд талыг
Зөвхөн дээд хагасын пааланг арилгах
2.5cм орчим пааланг арилгах
Алхам3: Батарейд холбо
Эргэлтийг эхлүүл
Соронз
29

30. Яагаад эргэлдэж байна вэ?
Байрлал C) : Гүйдэл гүйхгүй
Байрлал A)
N
S
Гүйдэл гүйнэ
S
Гүйдэл гүйхгүй
таталцана
N S
N
Гүйдэл гүйхгүй
Чөлөөтэй
эргэлдэнэ
(N)
Чөлөөтэй
эргэлдэнэ
(S)
Гүйдэл гүйхгүй
(S)
Чөлөөтэй
эргэлдэнэ
(N)
N
N
N
N
S
S
S
S
A) Эргүүлэгч хүч
үйлчилнэ
B) Эргэлдэнэ
C) Эргэлдэнэ
D) Эргэлдэнэ
30

31. Хэрэв
-гүй
бол
Байрлал A)
Байрлал C): урвуу гүйдэл
N
N
S
S
Гүйдэл эсрэг чигт
гүйнэ.
Гүйдлийн гүйнэ.
таталцана
N S
N
S
S
N
түлхэлцэнэ
S
N
N
N
N
N
S
S
S
S
A) Эргүүлэх хүч
үйлчилнэ
B) Таталцана
C) Эргүүлэх хүч эсрэг D) Түлхэлцэнэ 31
чигт үйлчилнэ

32. 3) Туршилтын хавтанг ашигласан мотор
3.5cm орчим 10-н удаа орооно.
3cm орчим
Зөвхөн дээд талын пааланг ховхлоно.
Зөвхөн дээд талын пааланг ховхлоно.
пааланг 2.5cm ховхлоно.
Алхам1: Тогтоогчоо
хийх (×2)
Тогтоогчоо тогтоохдоо туршилтын хавтанг ашиглана.
2.5cm орчим
3cm орчим
32

33. Туршилтын хавтанг ашигласан мотор
Угсрах
Эхлээд эргүүлж өг
ТГ 1.5В эсвэл 3В
Соронзон
33

34. Хөгжилтэй цахилгаан
Бүлэг1 : Цахилгааны үндэсүүд
1. Хүчдэл ба гүйдэл
2. Омын хууль
Бүлэг2 : Цахилгаан Соронзон хүч
3. Цахилгаан соронзон
4. Мотор
Бүлэг3: ХГ үүсгүүрийн ажиллагаа
5. ТГ ба ХГ
6. Tрансформатор
7. Шулуутгагч
34

35. Бүлэг 3
5. ТГ ба ХГ
1) ТГ ба ХГ
2) Нэмэх ба хасах хүчдэл
3) ХГ 220В, 50Гц
4) Хэлбэлзэл, ХГ шугам ба Дууны долгион
35

36. 1) ТГ ба ХГ
ТГ
ХГ
Батарей
ТГ
1.5В
Төв шугам
ХГ
220В
50Гц
1.5В
0В
Хугацаа
0В
Хугацаа
36

37. 2) Нэмэх (+) ба Хасах ( － ) Хүчдэл
Хэрвээ бид B цэг дээр 0В гэж тооцвол, A цэгт (-)1.5V.
+3.0В
+1.5В
0В
C
B
A
+1.5В
C
0В
B
－ 1.5В
A
37

38. 3) ХГ, 220В, 50Гц
 ХГ 220В – ийн хувьд, хүчдэлийн далайц нь 310В.
Хүчдэлийн далайц маш өндөр: Аюултай!
310В
220В
0В
－ 220В
－ 310В
0.02 Сек
38

39. 4) Хэлбэлзэл, ХГ Шугам ба Дууны Долгио
Хэлбэлзэл
10 Гц
ХГ Хэлбэлзэл
50 Гц
500 Гц
Дууны долгио
0.1 сек
39

40. Бүлэг 3
6. Трансформатор
1) Трансформатор
2) ХГ хүчдэл хэмжих
3) ХГ үүсгүүрээр LED асаах
40

41. 1) Tрансформатор
Трансформатор: ХГ – ийн хүчдэлийг өндөр хүчдэлээс бага хүчдэл
руу эсвэл бага хүчдэлээс өндөр хүчдэл рүү хувиргана.
ХГ 220В
Болгоомжил
ХГ 220В-д хүрч болохгүй!
Бүрээс: 220В хүрэхгүйн тулд хамгаалах
Трансформатор
ХГ 6В
Эх хавтан рүү
8.5В
6В
0В
－ 6В
－ 8.5В
ХГ 220В
41

42. Хувьсах гүйдлийн үүсгүүр
 Хүчдэлийн үүсгүүр нь 5 хэрэглэгч холбогдохоор бэлтгэгдсэн.
 Хүчдэл удирдах хэлхээ нь туршилтын хавтан тус бүр дээр угсрагдана.
Трансформатор
ХГ6В
ХГ6В
6В
Туршилтын
хавтан
Хүчдэл удирдах
хэлхээ
Хэд хэдэн хүчдэлийн үүсгүүр
ХГ6В
ХГ6В
42

43. 2) ХГ Хүчдэл Хэмжих
Алхам1: Вольтметр ба элементүүдийг холбох
Алхам 2: Хүчдэл хэмжих хязгаарыг тохируул
ХГ 6В Алхам 3: ХЭ – ийг 0В – д тохируул (Зүүн гар
ХЭ
тийш төгсгөл хүртэл)
Алхам 4: Хүчдэлийн үүсгүүр холбоно.
100Ом
Алхам 5: ХЭ – ийг эргүүлж хүчдэлийг хэмж
Алхам 6: ХЭ – ийн байрлал бүрд хүчдэлийн
утгыг тэмдэглэ.
ТГ 6В
10Ом
0-5В
0В
④
Хүчдэл үүсгүүр
0-5В
②
Вольтметр
③
10Ом
①
ХЭ
0В
43

44. 3) ХГ үүсгүүрээр LED асаах
LED хөдөлгөөд гэрэлтэлтийг сайн ажигла.
ХГ 6В
Дамжуулагч
0-2.5В
10Ом
Вольтметр
ХЭ
0В
44

45. Бүлэг 3
7. Шулуутгагч
1) Хэлхээний диаграмм
2) Диод
3) Ажиллагааны зарчим
4) Конденсатор холбох
5) Конденсаторын үүрэг
45

46. 1) Хэлхээний диаграмм
 Диодийг ХГ – ийг ТГ – д хувиргахад ашигладаг.
 Диод: Гүйдлийг зөвхөн нэг чиглэл “Шууд чиглэл”-д дамжуулна.
 Гүйдэлийг “урвуу чиглэл”-д дамжуулахгүй.
0-8В
Диод
Гаралт
Эсэргүүцэл
1КОм
10Ом
трансформатор
ХЭ
100Ом
ХГ 6В
ХГ 220В
0В
Шууд чиглэл
Урвуу чиглэл
Гүйдэл гүйнэ : Тийм
Гүйдэл гүйнэ : Үгүй
46

47. 2) Диод
1K резистор дээр унах хүчдэлийг хэмжих.
Осциллоскоп дээр гаралтыг ажигла.
ХГ 6В
Гаралт
10Ом
ХЭ
1KОм
Диод
47

48. 3) Ажиллагааны зарчим
 Хэрвээ А цэгт нэмэх хүчдэл байвал гүйдэл диодоор гүйж В цэгт нэмэх хүчдэл үүснэ.
 Хэрвээ А цэгт хасах хүчдэл байвал гүйдэл диодоор гүйхгүй тул В цэгт хүчдэл
0 болно.
B
Гаралт
Диод
10Ом A
ХЭ
Эсэргүүцэл
100Ом
1KОм
G
Гүйх гүйдэл: Тийм I
Гүйх гүйдэл : Үгүй
G
ХГ 6В
8.5В
6В
0В
－
6
－ 8.5В
В
V
+
+
－
－
Ойролцоогоор 7.5В
Вольтметрийн үйлчлэх утгыг олбол: Ойролцоор
2В
48

49. Осциллоскопоор долгионы хэлбэрийг ажиглах
ХГ 6В
ХГ
10Ω
ХЭ
1KОм
Вольтметр
Диод
49

50. 4) Конденсатор холбох
 R//C дээр унах хүчдэлийг хэмжих.
 Гаралтыг осциллоскоп дээр ажиглах.
ХГ 6В
Гаралт
ТГ
10Ом
100μФ
ХЭ
1KОм
Диод
50

51. Осциллоскопоор долгионы хэлбэрийг ажиглах
ХГ 6В
10Ом
100μФ
ХЭ
1KОм
Вольтметр
Диод
51

52. 5) Конденсаторын үүрэг
Гаралт
Диод
ХЭ
100Ом
Гаралт
ТГ 6В
10Ом
В
8.5В
6В
0В
－
6
－ 8.5В
В
+
+
－
－
ойролцоогоор 7.5В
Конденсатор нь цахилгаан цэнэгийг хуримтлууна, өөрөөр хэлбэл
хүчдэлийн далайцийг хуримтлуулна.
52

53. Дүгнэлт
Цахилгаан
Хүчдэл
Гүйдэл
Цахилгаан чадал
Резистор
Омын хууль
LED
Соронз
Цахилгаан соронзон хүч
Мотор
ТГ ба ХГ
Трансформатор
Шулуутгагч
53