Technika-klasa VIb - 20.04.2020

Temat: Regulacje stosowane w urządzeniach technicznych

Przeczytaj temat z podręcznika od strony 220-223.

Link do e-podręcznika  na platformie WSiPnet: https://app.wsipnet.pl/sc-194734/podreczniki/strona/139601

 Nowe pojęcia: czujnik, regulator, mechanizm samoregulacyjny, Rozszerzalność cieplna.

Materiały do lekcji:

Cechą znamienną rozwoju techniki jest dążenie do zastępowania pracy człowieka pracą urządzeń. Ich konstruktorzy dążą do zapewnienia:

  • niezawodności użytkowania;
  • odporności na błędy użytkownika;
  • rozwiązań elektronicznych w miejsce elektromechanicznych;
  • dobrych parametrów użytkowych;
  • niewielkich rozmiarów elementów i urządzeń;
  • dobrej sprawności energetycznej.

Coraz częściej urządzenia techniczne nie wymagają żadnych działań ze strony człowieka – oczywiście poza ich włączeniem i ewentualnie wyłączeniem. Nazywamy je automatami. Są one wyposażone w różnego rodzaju czujniki i regulatory. Każda grupa automatów działa według pewnego programu i wykonuje zestaw kilku lub kilkudziesięciu powtarzających się czynności. Taką grupę urządzeń tworzą między innymi pralki automatyczne, które bez udziału użytkownika pobierają czystą wodę i proszek, powtarzają kilkakrotnie pranie, a następnie wykonują płukanie i odwirowują wodę.

Zadanie 4.1 

Podaj trzy przykłady innych urządzeń działających według określonych programów. Zapisz je w zeszycie.

Inna grupa automatów obejmuje urządzenia kontrolujące i utrzymujące wartości parametrów na określonym poziomie. Poniżej pokazano przykład kontroli i utrzymywania poziomu wody w zbiorniku. Na rysunku przedstawionym z lewej strony człowiek obserwuje poziom wody i decyduje o jego uzupełnieniu. Na rysunku po prawej stronie cały proces odbywa się automatycznie, za pomocą czujnika (pływak i wskaźnik poziomu wody) oraz elementów regulacyjnych. Należy dodać, że w automatach czujnik i regulator często są tym samym urządzeniem.

 

Zapoznaj się ze schematem Pomiar poziomu wody oraz ze schematem blokowym mechanizmu samoregulującego. 

Na rysunku zamieszczonym niżej jest pokazany zbiornik do spłukiwania toalety wraz z opisem wszystkich jego elementów.

Wyobraź sobie, jak uciążliwe byłoby pilnowanie, aby w zbiorniku do spłukiwania toalety zawsze znajdowała się woda. Na szczęście w tym wypadku działa układ automatyczny, którego głównym elementem jest pływak na długim ramieniu, utrzymujący się na powierzchni wody. Po osiągnięciu odpowiedniego poziomu wody w zbiorniku włącza się działanie elementu regulacyjnego (grzybek) i następuje zamknięcie dopływu wody.
 
Oddziaływanie elementu regulacyjnego na dalszą pracę urządzenia odbywa się na zasadzie sprzężenia zwrotnego. Jest to tzw. mechanizm samoregulacyjny.

Innym przykładem czujnika jest termoregulator (termostat) w żelazku, pozwalający na utrzymanie odpowiedniej temperatury.

Rolę regulatora temperatury (termostatu) odgrywa w żelazku bimetal. Jest to element wykonany z dwóch różnych metali – o różnym współczynniku rozszerzalności cieplnej.

Rozszerzalność cieplna jest właściwością fizyczną ciał polegającą na zwiększaniu się ich długości lub objętości w miarę wzrostu temperatury.

Zadanie 4.2 

Narysuj w zeszycie schemat blokowy żelazka.

Wykonaj w zeszycie zadanie 4.1, 4.2

Zrób zdjęcie notatki i zadaniom i wyślij poprzez platformę WSiPnet. https://app.wsipnet.pl/sc-194734/wall/index  - Praca domowa

Źródło: platforma WSiPnet