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Telekosmos-PraktikumTeil 1• Title • Heinz Richter • Inhaltsverzeichnis • Wichtige Hinweise • Auswahl von Geräten • Einleitung A. Wir richten unser Experimentierlabor ein B. Elektrotechnik, in Versuchen erlebt C. Mit Halbleiterdioden auf du und du D. Mit dem Transistor ist alles zu machen Schlusswort AnhangI. Anwelsung zum AufbauII. Anleitung zum Prüfen und Reparieren von Einzelteilen • Versuchsverzeichnis • Stichwortverzeichnis • Accessories • Norm-Schaltzeichen nach DIN |
II. Anleitung zum Prüfen und Reparieren von EinzelteilenTrotz sorgfältiger Aufbauarbelt können bei den Versuchen Misserfolge auftreten. Da unsere Schaltungen bei einwandfreier Teilemontage absolut "narrensicher" sind, kann es sich in solchen Faellen nur um falsche, vergessene oder defekte Verbindungen im Schaltpult bzw. Versuchsaufbau handeln. Da alle gelieferten Einzelteile mehrfach geprüft sind, kommen sie als Fehlerursache kaum in Frage. Damit der Kastenbenutzer aber auch prüfen kann, ob bei einer unbeabsichtigten Fehlschaltung Teile Schaden erlitten haben, ist außerdem angegeben, wie sich die Einzelteile prüfen lassen. Unsere Hinweise gelten sinngemaess auch für die Teile der Ergaenzungssaetze.1. Prüfung von VerbindungenDenkbar sind Irrtuemer bei der Verdrahtung (vergessene oder vertauschte Verbindungen) sowie ein unbemerktes Abbrechen des Verbindungsdrahtes unter einer Klemme oder innerhalb der Isolation. Die erste Prüfung erfolgt bei eingesetzten Monozellen durch Nachmeßen der Teilspannungen -1,5 V, -3 V, -4,5 V, -6 V, -7,5 V und -9 V gegen den gemeinsamen Pluspol entweder unter Verwendung des auf 25 V geschalteten Ultrons oder (behelfsweise) unter Verwendung des Galvanometers mit vorgeschaltetem 1 kΩ-Widerstand. Dabei prüfen wir auch, ob die Spannungen jeweils beim Ausschalten der zugehörigen Schalter verschwinden. Sind alle Schalter eingeschaltet, so duerfen wir, wenn keine Schaltung aufgebaut ist, an anderen Anschlußpunkten des Schaltpultes weder gegen den Pluspol noch gegen den -9-V-Anschluß eine Spannung meßen. Sollte das doch der Fall sein, so muss man durch Überprüfen der Verdrahtung des fälschlich spannungführenden Anschlußes den Fehler aufspueren. Fehlt eine Teilspannung trotz eingeschalteten Schalters, so müssen die zugehörigen Leitungen oder die Schalteranschlüsse durch provisorisches Überbrücken der verdaechtigen Stelle mit einem einwandfreien Verbindungsdraht auf Unterbrechung geprüft werden.Stimmen die Verbindungen im Stromversorgungsteil, so prüfen wir entweder mit dem auf einen Widerstandsmeßbereich geschalteten Ultron oder unter Verwendung der Schaltung nach Abb. 4 (Prüfanschlüsse: Trennstelle bei -6 V) saemtliche sonst im Schaltpult vorkommenden Leitungen (z. B. Anschlüsse zwischen den Drehkondensatoren, dem Potentiometer, den Schaltern und den zugehörigen Klemmen) auf richtigen Durchgang. Ein Kennzelchen dafür ist Ausschlag des Ultron auf Null Ohm oder Maximalausschlag des Galvanometers in Abb. 4. Anschliessend prüfen wir mit denselben Messmitteln, ob zwischen den Anschlüssen, die keine Verbindung untereinander haben duerfen, auch tatsächlich keine Verbindung besteht (Beispiel: Zwischen einer Potentiometer- und einer Drehkondensatorleitung muss ein nahezu unendlich großer Widerstand bestehen, erkenntlich an der Ultron-Anzeige "Unendlich Ohm" bzw. einem fehlenden Galvanometerausschlag). Bei diesen Widerstandsprüfungen darf keine Leitung des Stromversorgungsteils mit unseren Messmitteln in Verbindung gebracht werden! 2. Prüfung von WiderständenAm einfachsten geht es mit dem auf einen passenden Widerstandsbereich geschalteten Ultron, auf dem wir den Widerstandswert direkt ablesen können. Fast ebenso gut eignet sich die Schaltung Abb. 142, die wir vorweg aufbauen und zunaechst selbst auf richtiges Arbeiten (wie auf S. 114 beschrieben) prüfen müssen. Ergibt sich bei diesen Messungen der Widerstand Null, so ist der Widerstand (z. B. durch eine irrtuemliche direkte Verbindung der Anschlußbrett-Klemmen untereinander) kurzgeschlossen. Ergibt sich der Widerstand Unendlich, so liegt entweder eine Unterbrechung der Zuleitungen zu den Klemmen vor (Schrauben nachziehen!) oder der Widerstand selbst ist defekt.3. Prüfung van KondensatorenHier geht es am einfachsten mit der Schaltung nach Abb. 152, die vorher aufgebaut und geprüft werden muss. Trauen wir uns jetzt am Anfang an diese Schaltung noch nicht heran, so sind oberflaechliche Prüfungen wie folgt möglich, wobel wir zunaechst nur von Nicht-Elektrolytkondensatoren sprechen: Man schaltet das auf Widerstandsmessung gestellte Ultron unmittelbar oder das Galvanometer in Reihe mit 1 kΩ und der Spannung von 9 V an den zu prüfenden Kondensator. Es darf sich kein Ausschlag zeigen, andernfalls liegt ein Kurzschluss der Kondensatorklemmen oder des Kondensators selbst vor (siehe 2.).Die vorstehend beschriebene Prüfung gibt noch keinen Aufschluss darüber, ob der Kondensator evtl. unterbrochen, also kapazitätslos ist. Eine oberflaechliche Prüfung ist durch Reihenschaltung des Kopfhörers mit 9 V und dem Prüfobjekt möglich. Im Augenblick des Einschaltens muss ein leises Knacken zu hören sein (es wird mit abnehmendem Kapazitätswert immer leiser, unterhalb etwa 500 pF versagt diese Methode, weil der Ladestrom zu klein ist). Vor jeder Prüfung muss der Kondensator natuerlich entladen werden, indem seine beiden Anschlüsse kurzzeitig mit einem Stück Draht verbunden werden. Fehlt das Knacken bei größeren Kapazitätswerten, so ist zunaechst die richtige Verbindung mit den Brettchenklemmen zu untersuchen (Schrauben nachziehen!). Stimmt hier alles, so ist der Kondensator selbst defekt. Zur Prüfung von Elektrolytkondensatoren eignet sich die Schaltung nach Abb. 16 (siehe Anleitung auf S. 28). Ein fehlender Ausschlag bedeutet fehlende Kapazität oder Zuleitungsunterbrechung (Schrauben anziehen!). Den sehr seltenen Fall eines Kurzschlusses erkennt man an einer hohen Dauer-Gleichstromaufnahme des Kondensators trotz richtiger Polung. 4. Prüfung von Spulen und TransformatorenDa man auf eine Messung der Selbstinduktion nur für Prüfzwecke verzichten kann, genügt eine einfache Gleichstromprüfung nach den Angaben unter 2. und 3. HF-Spulen sind gleichstrommaessig als Kurzschlüsse zu betrachten, bei den Transformatorwicklungen können Widerstände bis zu einigen hundert Ohm auftreten. Für unseren Transformator gelten ungefaehr folgende Werte:
Diese Widerstände lassen sich bis auf die ganz kleinen Werte gut mit dem Ultron meßen. Im allgemeinen genügt aber schon eine Prüfung auf Durchgang. 5. Prüfung van Photowiderständen (LDRs)Die Prüfung erfolgt wie bei Widerständen nach 2., und zwar bei Belichtung (einige hundert Ohm) und bei fehlender Belichtung (nahezu Unendlich Ohm). Alle bei 2. angegebenen Fehlermöglichkeiten gelten auch hier.6. Prüfung van MonozellenEine Spannungsmessung im unbelasteten Zustand der Zelle gibt nicht genügend Aufschluss über die Brauchbarkeit. Deshalb wird jede Zelle für sich mit dem Lämpchen belastet. Es muss mindestens schwach glühen, die Spannung sollte bei dieser Belastung nicht unter etwa 0,8 V je Zelle fallen. Andernfalls ist die Zelle zu ersetzen (nach Moeglichkeit sollte immer ein Zellensatz komplett ausgewechselt werden).7. Prüfung von DiodenAls Prüfschaltung verwendet man die Anordnung nach Abb. 26. Ergeben sich bei jeder Polung gleichgroße Ausschlaege, so sind entweder die Brettchenklemmen kurzgeschlossen (nachsehen!) oder die Diode ist defekt. Tritt bei keiner der möglichen Polungen ein Ausschlag auf, so sind entweder die Klemmenzuleitungen unterbrochen (Schrauben nachziehen!) oder in der Diode se!bst sitzt eine Unterbrechung.8. Prüfung von TransistorenEine genaue Prüfung ist mit den Meßschaltungen Abb. 45, 48, 54, 58 möglich (die Schaltungen gelten für pnp-Germaniumtransistoren. Bei npn-Siliziumtransistoren sind in den Schaltungen alle Polaritäten umzudrehen). Eine oberflaechliche Prüfung ist mit dem Widerstandsmeßbereich "X 10" des Ultron möglich wie folgt: Zwischen Basis und Emitter einerseits bzw. Basis und Collector anderseits ergibt sich in der einen Instrumentenpolung ein sehr kleiner, in der anderen Polung ein sehr großer Widerstand (teilweise kein Zeigerausschlag mehr), zwischen Collector und Emitter bei nicht angeschlossener Basis in jeder Polung ein sehr bzw. ziemlich hoher Widerstand (Widerstandswerte hängen von der Temperatur und dem jeweiligen Exemplar ab; deshalb machen wir keine Zahlenangaben). Zeigen sich andere Ergebnisse, liegen, wie schon oefter beschrieben, Kurzschlüsse oder Unterbrechungen vor. Dabei ist jeweils zu untersuchen, ob es sich um fehlerhafte Zuleitungen handelt oder ob die Transistoren selbst defekt sind.Anstelle des Ultrons kann auch behelfsweise das Galvanometer in Reihe mit 4,5 V und einem 1 kΩ Widerstand treten. 9. Prüfung von GlühlämpchenZunachst ist zu prüfen, ob das Lämpchen auch dann nicht brennt, wenn man 3 V unmittelbar an Fassung und Mittelstift (durch Hinhalten der Verbindungsleitungen) legt. In diesem Fall liegt eindeutig ein durchgebranntes Lämpchen vor. Brennt es jedoch, in der Fassung aber nicht, so hat die Fassung einen Fehler. Sie ist nach den Anweisungen der Montagevorschrift auf S. 162 nochmals genau zu untersuchen.10. Prüfung von PotentiometernAn den beiden Aussenanschlüssen müssen 5 kΩ (Messvorgang siehe 2.) zu meßen sein, zwischen dem Mittelanschluss und einem der Aussenanschlüsse müssen sich die Widerstandswerte beim Drehen des Knopfes zwar ungleichmaessig (logarithmischer Verlauf), aber ohne ploetzliche Spruenge ändern. Moegliche Fehler sind Kurzschlüsse bei der Schaltpultverdrahtung, desgleichen Unterbrechungen. Liegen Unterbrechungen bei einwandfreien Verbindungen vor oder treten Spruenge auf, so ist das Potentiometer unbrauchbar.11. Prüfung von LautsprechernDer Gleichstromwiderstand der Spule beträgt etwa 8 Ω und ist nach den Vorschriften unter 2. meßbar. Beim Anlegen des Lautsprechers an eine Spannung von 9 V unter Vorschaltung des 100-Ω-Widerstandes muss ferner ein deutliches Knacken ertoenen. Ein Kurzschluss der Lautsprecherspule (Null Ohm bei einwandfreien Zuleitungen) ist sehr selten, eher ist eine Unterbrechung (nahezu unendlich Ohm) möglich.12. Prüfung des KopfhörersDer Spulenwiderstand kann mit den unter 2. angegebenen Methoden zu rund 2 kΩ gemeßen werden. Einfachste Prüfung: Beim Anschluß elner Gleichspannung von etwa 3 V muss der Kopfhörer im Einschaltaugenblick einen deutlichen Knack von sich geben. Kurzschlüsse sind denkbar durch versehentlich in die Dose hineingefallene blanke Drahtstücke; Unterbrechungen der Spule Infolge Herstellungsmaengel kommen nicht vor, da jeder Hoerer vor Auslieferung geprüft wird.13. Nachbezug von TeilenAlle Bauteile sollten nur so verwendet werden, wie es im Text dieses Buches angegeben ist. Es muss wohl nicht besonders betont werden, daß die mit groesster Praezision gefertigten elektronischen Schaltelemente ganz besonders empfindlich gegen falsche Behandlung und Überlastung sind. Niemals darf man z. B. an eine Diode oder einen Transistor eine, wenn auch noch so kleine, Spannung ohne Vorschalten eines geeigneten Widerstandes anschliessen! Kostenloser Ersatz kann nur im Rahmen der Gewährleistung bei Vorliegen von Material- oder Fabrikationsfehlern geleistet werden. Gegen Bezahlung können alle Einzeltelle entsprechend dem beiliegenden Bestellschein nachbezogen werden.14. Anschluß des KOSMOS-Vielfach-Meßgerätes Ultron EDie Anschlußkennzeichnung (s. a. Anzeige auf S. 178) ist sehr sinnfallig. Alle roten Bereiche sind für Wechselspannungen, alle schwarzen für Gleichspannungs-, Gleichstrom- und Widerstandsmessungen bestimmt. Die Prüfschnuere kommen stets in die beiden rechten der. drei Anschlußbuchsen auf der Frontplatte. Achtung! Niemals eine Spannung unmittelbar anschliessen, wenn ein Strom- oder Widerstandsmeßbereich an der Waehlscheibe eingestellt ist! Die für die Versuche nötigen Meßbereiche, die stets in den Schaltbildern angegeben sind, genau beachten! Für die Gleichstrom- und Gleichspannungsmessungen dient stets die zweite Skala von aussen mit den Endwerten 5 und 25 (also je nach Meßbereich 5 V. 50 V, 500 V bzw. 50 uA unter Benutzung der 5er-Teilung und 25 V. 250 V, 250 mA, 25 mA, 2,5 mA unter Benutzung der 25er Teilung). An der äussersten Skala werden die Widerstände, Zahlenwerte je nach Stellung der Waehlscheibe mit 10 oder 1000 multipliziert, abgelesen. Vor Gebrauch der Widerstandsbereiche Prüfschnuere kurzschliessen und Zeiger am roten Einstellrad auf genau 0 abgleichen. Die roten Bereiche werden bei unseren Versuchen nie benötigt.
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