Telepfeszültség vizsgáló

 

Az alábbi ábrán látható telepvizsgáló segítségével 1,5 V-os, 4,5 V-os és 6 V-os szárazelemek feszültségét ellenőrizhetjük. Az áramkör megbízhatóbb eredményt szolgáltat a telep állapotáról, mint a nagy bemenő ellenállású digitális feszültségmérő. Indikátorunk a vizsgálandó telepet ugyanis kismértékben, kb. 15 mA-rel terheli, így nem az üresjárási (forrás-) feszültséget, hanem a tényleges kapocsfeszültséget “mérjük”.

A telep U-I karakterisztikáját a következő egyenlet írja le: UK = U0 - RB I

UK a kapocsfeszültség, U0 az üresjárási (terheletlen) feszültség. RB a telep belső ellenállása és I a terhelő áram.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A terheletlenül (pl. digitális multiméterrel) mért telep feszültsége - az állapotától nagyjából függetlenül - a telepet alkotó fémek kémiai potenciálkülönbségétől függ, és a telep “lemerültségét” elsősorban a belső ellenállás megnövekedéséből vehetjük észre. A karakterisztika meredekségét ugyanis a belső ellenállás határozza meg.

A vizsgált telep állapotára nézve - a D2 és a D3 LED fénye alapján - a táblázatba foglalt megállapításokat tehetjük.

D2 (zöld) LED:

D3 (piros) LED:

A vizsgált telep:

világít

sötét

új, friss

világít

gyengén világít

még használható

gyengén világít

világít

majdnem kimerült

sötét

világít

öreg, nem használható

 

Üres bemenetnél a T2 vezet, azaz D3 világít. Ha pl. 1,5 V-os telepet kapcsolunk polaritáshelyesen a “0” és a “+1,5” jelű pontok közé, és a vizsgálandó telep feszültsége 1,3...1,4 V-nál nagyobb, T1 vezet, T2 pedig zárt állapotú, így D2 világít, D3 sötét. Ennél kisebb feszültség esetén a T1 zárni, a T2 pedig nyitni kezd. Körülbelül 1,2...1,3 V-nál mindkét tranzisztor vezet, vagyis a LED-ek világítanak. Ha a telep már alig használható, belső ellenállása nagy, a kapocsfeszültsége a terhelés hatására 1,2 V-nál kisebb lesz. Ekkor T1 már nem (vagy csak alig) vezet, vagyis D2 már alig világít.

A kapcsolásban alkalmazott tranzisztoroknál a 10 mA körüli áramhoz kb. 0,06 mA bázisáram szükséges (b = 120...220, átlagosan 170 körüli). Így az R4 és a P trimmer soros eredőjén - a P beállításától függően - max. 0,1 V, míg a D1 diódán kb. 0,6 V esik, a vezető tranzisztor bázis-emitter feszültsége pedig 0,6...0,7 V. Ezek szerint a T1 csak akkor fog megfelelő árammal vezetni, ha a vizsgált telep feszültsége nagyobb a részfeszültségek összegénél, hozzávetőlegesen 0,1 + 0,6 + (0,6...0,7) V = 1,3-1,4 V-nál.

A kapcsolás bemenetén lévő D1 dióda védi az áramkört a vizsgálandó telep fordított polaritású csatlakoztatásából származó károsodásoktól.

A telepvizsgálót új és használt szárazelemmel “hitelesítjük”. Első lépésként a P potenciométert középállásba hozzuk, majd az új elemet a vizsgálóra kapcsolva, a P-t addig állítjuk, amíg a piros LED el nem alszik. Ezt követően a használt elemmel ellenőrizzük a beállítást: ekkor mindkét LED-nek világítania kell. Ha nyitott bemeneti kapcsoknál a zöld LED halványan világít, az R6 értékét csökkenteni kell. Az esetek többségében - a D2 és T1 jellemzőitől függően - 2,2...4,7 kW közötti értékű ellenállással érjük el a megfelelő beállítást.

Hiteles feszültségmérő segítségével a LED-ek világító/sötét állapota a P-vel “pontos” feszültségértékre is beállítható. Az opcionálisan beköthető, a kapcsolási rajzon szaggatott vonallal ábrázolt N nyomógomb megnyomásával az áramkör saját telepe és a LED-ek működése ellenőrizhető. Az N használatakor a bemenetre ne kapcsoljunk telepet, a kapcsokat hagyjuk üresen! A kapcsolás maximális áramfelvétele a 30 mA-t nem haladja meg.

A bemeneti feszültségosztót (R1, R2, R3,) célszerű 5%-os vagy ennél kisebb tűrésű ellenállásokból elkészíteni.

Alkatrészjegyzék

Ellenállás:

2 db 100 W (R1, R3)

1 db 200 W (R2)

2 db 330 W (R5, R8)

1 db 470 W (R4)

1 db 3,3 kW (R6)

1 db 5,1 kW (R7)

1 db 1 kW vagy 4,7 kW trimmer (P)

Dióda:

1 db 1N4148 (D1)

1 db 5 mm átmérőjű zöld LED (D2)

1 db 5 mm átmérőjű piros LED (D3)

Tranzisztor:

2 db BC182A, 183A vagy hasonló típus (T1, T2)

Egyéb:

1 db záróérintkezős nyomógomb

1 db négy-ceruzaelemes teleptartó, elemekkel

Telepfeszültség vizsgáló elvi kapcsolási rajza