Устройство контроля электрических цепей и напряжений

 

Использование: в области электрических измерений в электроэнергетике для проведения электромонтажных и ремонтных работ, а также в наладке электрических бытовых приборов и телерадиоаппаратуры. Сущность изобретения: устройство содержит цепь зарядки конденсатора 6, выполненную на резисторе 2, диоде 9, стабилитроне 8, и цепь индикации наличия внешней цепи, напряжения и полярности тока, выполненную на резисторе 5, светодиоде 4 и диоде 3, и два входных щупа 1 и 7, в результате чего упрощается устройство, повышается его надежность, отпадает необходимость в электрохимическом источнике питания. 1 ил.

Изобретение относится к области электрических измерений и может быть использовано в электроэнергетике для проведения электромонтажных и ремонтных работ, а также в наладке бытовых электрических приборов и телерадиоаппаратуры.

Известно устройство для контроля электрических цепей и напряжений, содержащее резисторы, диоды, светодиоды [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для контроля электрических цепей и напряжений, содержащее резисторы, диоды, светодиоды, электрохимический элемент питания схемы [2] Известные технические решения обладают тем существенным недостатком, что нуждаются во внешнем источнике питания схемы или в электрохимическом (гальваническом или аккумуляторном) элементе, расположенном в самом устройстве. Предлагаемое устройство отличается тем, что в устройство дополнительно введен конденсатор, отрицательный вывод которого соединен с щупом и анодом стабилитрона, положительный вывод его подключен к резистору и к катодам стабилитрона и диода, анод которого соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к катоду светодиода, анод которого соединен с резистором, соединенным другим своим выводом с положительным выводом конденсатора, анод второго диода еще соединен с вторым резистором, другой вывод которого подключен к другому щупу.

В результате достигается упрощение устройства, повышение его надежности, отказ от электрохимического источника питания.

На чертеже представлен пример принципиальной электрической схемы устройства контроля электрических цепей и напряжений.

Устройство содержит последовательную цепь, состоящую из щупа 1, соединенного с резистором 2, вывод которого подключен к катоду диода 3, анод последнего соединен с катодом светодиода 4, анод которого подключен ко второму резистору 5, вывод последнего соединен с положительным выводом конденсатора 6, к отрицательному выводу которого подключен второй щуп 7. Устройство содержит также параллельные цепи, состоящие из стабилитрона 8, анод которого подключен к щупу 7, а катод к положительному выводу конденсатора 6 и катоду второго диода 9, анод которого соединен с катодом диода 3.

Устройство работает следующим образом. При подключении его к источнику напряжения (V 9-400 B) с помощью щупов 1 и 7 переменный ток проходит через резистор 2, диод 9 и заряжает конденсатор 6 до напряжения, определяемого стабилитроном 8. Когда потенциал на щупе 1 меньше, чем на положительном выводе конденсатора 6, например, при отрицательной полуволне синусоиды напряжения, через индикаторную цепь: резистор 5, светодиод 4, диод 3, а также через резистор 2 и щуп 1 проходит ток разряда конденсатора, вызывая в это время горение светодиода. Ввиду инерционности зрения человека горение светодиода 4 представляется непрерывным.

Таким образом, при положительной полуволне синусоиды напряжения происходит зарядка конденсатора 6, а при отрицательной полуволне его разрядка. Первый процесс преобладает, поскольку сопротивление в цепи зарядки (резистор 2) меньше, чем сопротивление в цепи разрядки (резистор 2 и 5). Сопротивлениями диодов и светодиода пренебрегаем. С увеличением напряжения на конденсаторе 6 по мере его зарядки время горения светодиода также увеличивается за счет частичного его горения при положительной полуволне напряжения, когда напряжение конденсатора превышает напряжение источника.

Для контроля целостности цепи конденсатор 6 предварительно заряжают от сети переменного или постоянного тока. При зарядке от постоянного тока имеются некоторые особенности в горении светодиода 4. Щуп 1 помещают на участок цепи с положительной полярностью, а щуп 7 с отрицательной. В этом случае яркость горения светодиода 4 зависит от схемы выпрямления переменного тока. Так при однополупериодном выпрямлении с коэффициентом пульсации 1,57 яркость горения светодиода 4 большая, чем при двухполупериодном, при котором коэффициент пульсации равен 0,67. При двухполупериодном выпрямлении сглаживающим фильтром и коэффициентом пульсации 0,44 светодиод 4 не горит совсем, хотя конденсатор 6 заряжается во всех указанных случаях, но за разное время. В последнем случае быстрей, чем при одно- и двухполупериодном выпрямлении без фильтрации тока. Таким образом, время зарядки конденсатора 6 пропорционально коэффициенту пульсации.

После зарядки устройство используют для контроля целостности цепи, подключаясь к ней с помощью щупов 1 и 7. Если проводимость ее не нарушена, светодиод 4 горит за счет тока разрядки конденсатора 6.

Полярность источника электроэнергии постоянного тока определяют в следующей последовательности. Сначала полностью разряжают конденсатор 6 взаимным соприкосновением щупов 1 и 7, пока не погаснет светодиод 4. Затем подключают щупы 1 и 7 к источнику постоянного тока. Если окажется, что щуп 1 подключен к большему потенциалу относительно щупа 7, то яркость горения светодиода 4 соответствует пульсации тока, о чем сказано выше, и конденсатор заряжается. Если щуп 1 окажется подключенным к меньшему потенциалу, чем щуп 7, то яркость горения светодиода 4 наибольшая. Конденсатор 6 при этом не заряжается, что проверяют взаимным касанием щупов 1 и 7, при котором светодиод 4 не горит.

Основные достоинства устройства заключаются в отсутствии в схеме его электрохимического источника энергии, хотя за счет 15-секундной зарядки конденсатора можно производить контроль проводимости более 120-ти цепей с сопротивлением не более 100 кОм в течение 40 ч после зарядки устройства, в возможности определять качество выпрямленного тока (его пульсацию), в надежности и простоте устройства.

Формула изобретения

Устройство контроля электрических цепей и напряжений, содержащее резисторы, диоды, светодиод, стабилитрон, щупы, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введен конденсатор, отрицательный вывод которого соединен с щупом и анодом стабилитрона, положительный вывод его подключен к резистору и к катодам стабилитрона и диода, анод которого соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к катоду светодиода, анод которого соединен с резистором, соединенным другим своим выводом с положительным выводом конденсатора, анод второго диода также соединен с вторым резистором, другой вывод которого подключен к другому щупу.