Электрический звонок доклад по физике

Обновлено: 05.07.2024

ЗВОНОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, прибор для подачи звонковых сигналов при помощи электрического тока. 3вонки электрические разделяются на два класса: звонки постоянного тока (гальванические) и звонки переменного тока (поляризованные).

Звонки постоянного тока применяются для целей сигнализации при коротких расстояниях и в домашних телефонных, аппаратах с батарейным вызовом. Основная, наиболее распространенная схема звонка (фиг. 1) действует следующим образом. При нажатии кнопки К, ток от батареи проходит через обмотку электромагнита Э и контакт прерывателя П. Якорь Я притягивается и обрывает контакт, вследствие чего намагничивание прекращается, и якорь возвращается в исходное положение, замыкая контакт, электромагнит Э опять возбуждается, и процесс повторяется, пока не прекратится нажатие кнопки К.

Для более надежной работы контакты делают серебряные или платиновые. Конструктивное выполнение электрических звонков весьма различно, в зависимости от желаемой силы звука и места установки. Наиболее распространенным является электрический звонок с чашкой d = 70мм, R = 20 Ом и I = 100 mА. В качестве источника тока применяются два элемента типа Лекланше, или сухих. В связи с распространением для освещения переменного тока (50 периодов) все больше входит в употребление питание гальванических звонков от осветительной сети через понижающие трансформаторы (120 х 4V).

Поляризованные электрические звонки переменного тока (15—50 пер.) употребляются для сигнализации на далекие расстояния и во всех телефонных аппаратах местной батареи (МБ), центральной батареи (ЦБ) и автоматической телефонной станции (АТС). Принцип устройства их следующий (фиг. 2).

С и С₁ – сердечники из мягкого железа, К и К₁ - катушки, витки которых направлены противоположно; Я - якорь из мягкого железа, вращающийся на центрах и имеющий молоточек М; N и S - концы постоянного магнита. При пропускании по обмоткам переменного тока полярность С и С₁, вызванная постоянным магнитом, будет изменяться, ослабевая у одного полюса и усиливаясь у другого. Т. о., якорь будет перетягиваться от одного полюса к другому, попеременно ударяя по чашкам. Чашки делают различной толщины, настраивая их в терцию, а отверстия для крепления делают эксцентрично для облегчения регулировки. Поляризованные электрические звонки весьма чувствительны, дают громкий, отчетливый сигнал и устойчивы в работе, благодаря отсутствию прерывателя. Размеры их бывают различны, как и конструктивное исполнение. В таблице приведены некоторые данные поляризованных электрических звонков.

Как устроен электрический звонок: принципы работы

Мы с детства знакомы с кнопкой над дверью в квартиру или здание. При нажатии на нее хозяину подается звуковой сигнал — мелодичный звон колокольчика или несложная музыкальная композиция, предупреждающая о появлении гостя.

Так работает обычный электрический звонок. Его конструкцию мы и будем разбирать, не затрагивая электронные модели на мультивибраторах, микросхемах и других компонентах.

Электрический звонок существует уже два столетия, использует энергию электромагнитного поля. Его бытовые конструкции работают от тока:

1. постоянной величины;

2. с переменной синусоидальной гармоникой, обычно питаемой напряжением 220 вольт.

Содержание статьи

Принцип работы и устройство электрического звонка на постоянном токе

Для создания звуковых волн используются удары небольшого молоточка в виде стального шарика, расположенного на конце пружинистой пластины, который при механических колебаниях ударяет по колоколу.

Этот молоточек стационарно закреплен на подвижном якоре, способном перемещаться относительно неподвижной точки опоры. Здесь же смонтированы:

подвижная часть составного магнитопровода электромагнита;

пружина с устройством регулировки усилия возврата якоря в исходное положение, которая работает после разрыва цепи питания электрического тока;

подвижный контакт, коммутирующий подачу напряжения на катушки электромагнита.

Вокруг магнитопровода размещены две электрические катушки с обмотками, соединенными последовательно. При прохождении постоянного тока через катушки в магнитопроводе создается магнитный поток, величина которого суммируется от потоков каждого витка и во много раз превышает значения, возникающие в единичном проводе. См. - Катушки индуктивности и магнитные поля.

Магнитная сила, создаваемая магнитопроводом, может достигать больших величин и совершать значительную механическую работу. В нашем случае она используется для поворота якоря: притяжения его к стационарной части с целью совершения удара молоточком по колоколу.

Источником напряжения/тока в схеме может служить определенный гальванический элемент (батарейка или аккумулятор), либо выпрямительное устройство, запитанное от источника переменной электрической энергии.

На вышеприведенной схеме не показана кнопка с механическим самовозвратом, при нажатии на которую, в электрические цепи звонка подается ток от источника. Она приведена на картинке ниже.

В магнитопроводе наводится магнитный поток.

Он образует механическую силу F, поворачивающую якорь и притягивающий его к неподвижной части.

При этом молоточек стучит по колоколу, вызывая звон, а подвижный контакт отходит от стационарно закрепленного. В разрыве между ними проскакивает электрическая искра. Одновременно растягивается механическая пружина и возрастает ее натяжение.

После погасания искры через разомкнутую контактную группу прекращается движение электрических зарядов, пропадает ток, исчезает магнитный поток.

На якорь остается действовать только сила натяжения пружины P, под влиянием которой он возвращается в первоначальное положение. При этом, если кнопка звонка остается нажатой, то в цепи снова возникает электрический ток для нанесения повторного и следующих ударов молоточком по колоколу.

В итоге звонок будет звучать до тех пор, пока посетитель нажимает на кнопку. На практике существуют схемы, ограничивающие длительность звучания. Они основаны на врезании в цепь тока дополнительного нормально замкнутого контакта, который управляется запускаемым таймером. Но этот способ усложняет конструкцию и не всегда оправдан.

Последовательность динамики происходящих при работе процессов демонстрирует анимированная картинка.

Управлять электрическим звонком можно из разных мест. Для этого достаточно подключить параллельно контактам кнопки еще дополнительную кнопку или группу их для монтажа в разных помещениях. Таким способом в XIX веке пользовалась знать и владельцы больших домов для вызова к себе слуг.

Все электрические и магнитные характеристики катушек, проводов, контактов, кнопок и источников питания рассчитываются и подбираются на заводе в соответствии с возникающими тепловыми нагрузками и механическими усилиями для надежной работы.

Звонки на постоянном токе используются в старых телефонных аппаратах, системах сигнализации, пожарной охраны и других устройствах.

Особое беспокойство в этой схеме составляет контактная группа. Через нее при работе постоянно проскакивает искровой разряд, который медленно, но целенаправленно разрушает металл. Это требует периодических осмотров и проведения профилактических работ.

Принцип работы и устройство электрического звонка на переменном токе

Электромагнитная энергия переменного тока изменяется по гармоничному синусоидальному закону. Магнитные и электрические поля постоянно взаимодействуют по времени, направлены встречно по отношению друг к другу.

При прохождении по катушке изменяющегося по направлению и величине тока в магнитопроводе наводится магнитный поток соответствующей формы. В случае правильно подобранной конструкции деталей подвижную часть якоря можно заставить совершать возвратные движения в две стороны под действием магнитной силы.

Во время первого колебания производится удар по колоколу, а при втором — отвод молоточка на исходную позицию для совершения последующего удара. Частота изменения тока в 50 герц будет соответствовать периодичности вырабатываемого звона.

По этому принципу создан и работает электрический звонок, показанный на фотографии.

Он изготовлен в 70-х годах по ГОСТ 7220 66, утвержденному в 1966 году, до сих пор сохранил свою работоспособность.

В его состав входят:

катушка с обмоткой;

магнитопровод с ударной пластиной и элементами крепления на стену;

проводами для подключения в схему;

винтом крепления колокола на корпусе.

Здесь отсутствует контактная группа. Это повышает надежность системы, исключает необходимость частых профилактических обслуживаний.

После откручивания винта видны все составные части электрического звонка на переменном синусоидальном токе.

Более детально их конструкцию и внешний вид можно рассмотреть на приведенных ниже картинках.

У этой конструкции используется напряжение 220 вольт. Оно присутствует на всех электрических деталях схемы, включая кнопку, что считается опасным фактором и требует контроля состояния изоляции. Подключать такой звонок в сеть кнопками, изготовленными на меньшее напряжение, опасно и недопустимо.

В современных звонках напряжение на обмотку и кнопку снижают включением в схему понижающих трансформаторов. На их первичную обмотку подается 220 вольт от квартирной сети, а на кнопку и звонок подводится пониженное напряжение.

Трансформаторная конструкция на переменном токе встречается в телефонных аппаратах, схемах сигнализации промышленных установок.

состоит из электромагнита, якоря с бойком и чашечки (колокола). При нажатии на кнопку З. э. постоянного тока (рис.) замыкается цепь питания электромагнита Э, якорь Я притягивается и своим бойком бьёт по чашечке звонка. Притягиваясь, якорь размыкает контакты прерывателя К в цепи питания электромагнита и под действием пружины П возвращается в исходное положение. Основной недостаток — искрение контактов, создающее большие радиопомехи. При питании от сети переменного тока 127—220 с З. э. включают через трансформатор, встроенный в корпус звонка, чтобы напряжение на кнопке не превышало 12 в (по требованиям техники безопасности). З. э. переменного тока, работающие по принципу поляризованного реле, не имеют контактов и используют изменение направления магнитного потока для перемещения бойка. Существуют также З. э. резонансные поляризованные, применяемые в избирательных системах (например, в телефонных аппаратах).

Схема электрического звонка постоянного тока: Э — электромагнит; Я — якорь; К — прерыватель; П — пружина.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое "Звонок электрический" в других словарях:

ЗВОНОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — звуковое сигнальное устройство, работающее под действием постоянного или переменного тока. Звонок постоянного тока работает от гальванической батареи напряжением 3 6 в (можно пользоваться батарейкой карманного фонаря, которой хватает на несколько … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, электрическая, электрическое. 1. прил. к электричество. Электрический ток. Электрическая энергия. Электрический заряд. Электрический разряд. || Возбуждающий, производящий электричество. Электрическая машина. Электрическая станция.… … Толковый словарь Ушакова

электрический — ая, ое. électrique adj. 1. Отн. к электричеству. Электрический заряд. Электрическое поле. БАС 1. Речь о сходстве електрической с магнитною. 1758. Битовт 242. Електрическая сила, стремясь из земли в выспрь, выходить станет. 1769. Аничков 21. // Сл … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ЗВОНОК — ЗВОНОК, звонка, муж. 1. Металлический колокольчик, служащий для звуковых сигналов. Председательский звонок. || Прибор для этой же цели. Электрический звонок. Дверной звонок. Звонок в телефонном аппарате. 2. Звуковой сигнал, производимый… … Толковый словарь Ушакова

ЗВОНОК — ЗВОНОК, нка, муж. 1. Устройство, прибор для звуковых сигналов. Дверной з. Электрический з. З. под дугой (колокольчик или бубенец). 2. Звук, звуковой сигнал, производимый колокольчиком или специальным прибором. Раздался з. Занятия начинаются по… … Толковый словарь Ожегова

Электрический звонок — состоит из подковообразного электромагнита А (фиг. 1), против сердечников которого на пружине С помещается полоса мягкого железа В якорь . Пружина, поддерживающая якорь, привинчена или припаяна к стойке D. К якорю приделан стержень E с шариком на … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

электрический звонок — elektrinis skambutis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electric bell vok. elektrische Klingel, f rus. электрический звонок, m pranc. sonnerie électrique, f … Fizikos terminų žodynas

Звонок — На выработку устройства этой простейшей формы домашнего телеграфа было потрачено немало изобретательности и труда. У древних и в Средние века дверной З. заменялся привешенной колотушкой, более или менее изящной формы. Стучали и выходящие из дому … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

звонок — нка; м. 1. Металлический колокольчик; устройство для подачи звуковых сигналов, напоминающих звук колокольчика. Дверной з. З. будильника. Электрический з. 2. Звук, звуковой сигнал, производимый колокольчиком или специальным устройством. Резкий,… … Энциклопедический словарь

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Работа электрического звонка Зажимы 1 и 2 служат для присоединения внешних проводов к звонку. Внутренние же соединения в звонке, показанные на фигуре пунктирами, устроены следующим образом: зажим 1 соединен с одним концом обмотки электромагнита, другой конец соединяется со стойкой D, которая через пружины С и F сообщается с винтом K, а от него идет соединительная проволока к зажиму 2. При пропускании тока сердечники электромагнита намагничиваются и притягивают якорь, пружина F отходит при этом от винта K и прерывает ток; сердечники утрачивают свой магнетизм и якорь пружиной C отрывается от них; пружина F вновь касается винта K и вновь замыкает ток. Колебания якоря сопровождаются ударами молоточка о колокольчик G, укрепленный посредством стойки на общем основании Н. При действии звонка прерывание тока сопровождается искрами между пружиной F и винтом K, а искры быстро испортили бы поверхность латуни; поэтому обыкновенно винт K заканчивается платиновым штифтом, а в прикасающейся к нему части F вделана платиновая пластинка. Кроме описанного прерывистого звонка, применяется иногда звонок одноударный. В одноударном нет пружины F и контактного винта K, а стойка D соединяется непосредственно с зажимом 2. При замыкании цепи якорь, притянувшись к электромагниту, удерживается в этом положении все время, пока цепь замкнута, и молоточек производит при каждом замыкании внешней цепи лишь один удар. Присоединяя к обыкновенному звонку третий зажим, соединенный с D, можно пользоваться звонком и как обыкновенным, и как одноударным.

Полезные советы
О дереве и лесе
Строение дерева и древесины
Характеристика пород
Свойства древесины
Пороки древесины
Пиломатериалы
Сушка древесины
Интересное о дереве
Тайны древесного ствола

Шиповые соединения брусков
Оборудование рабочего места
Пиление
Строгание
Сверление
Соединение гвоздями
Соединение шурупами
Соединение на клею
Отделка поверхности изделий
Выжигание по дереву
Выпиливание лобзиком
Резьба по дереву
Инкрустация по дереву
Токарные работы по дереву

Интересное о металлах
Станки по обработке металлов
Оборудование рабочего места
Металлы и сплавы
О свойствах металлов
Сортовой прокат

Нарезание внутренней резьбы
Нарезание наружной резьбы
Опиливание металла
Рубка металла
Пиление слесарной ножовкой
Измерение штангенциркулем
Измерение микрометром
Разметка проката
Виды проката

Отделка изделий
Гибка металла
Правка заготовок
Разметка заготовок
Графическое изображение
Резание металла ножницами
Сверление отверстий
Соединения заклёпками
Процесс изготовления деталей
Изделия из проволоки
Тонколистовой металл и проволока

Электродвигатели
Источники и проводники
Оснащение рабочего места
Электробезопасность
Электроарматура и светильнии
Монтаж и ремонт
Измерительные приборы
Однофазный переменный ток
Трёхфазный переменный ток
Выпрямители переменного тока
Электромагниты
Электрозвонок и электрореле
Электроцепь и электросхема

Пять заблуждений о клееном брусе
Светодиодные экраны и электронное табло
Чем нарезать резьбу
Трансформаторы
Вышивка бисером
Функции станков с ЧПУ
Стандартизация
Освещение
Техэкспертиза
Обработка стекла
Робототехника
Деревообработка
Изготовление окон
Строительство
Вальцовочное оборудование
Стабилизаторы напряжения для дома
Технология токарных работ в промышленности
Алюминиевые сплавы
Искусственное старение древесины
Упругость и прочность металла
Всё о плазменной резке
Использование станков в производстве
Особенности гибки металла
Пресс-ножницы
Сушильные камеры
Листовая штамповка – основные ее преимущества
Железное кружево
Термовоздушная станция – современная альтернатива паяльнику
Ядерный взрыв или атака инопланетян. О новых технологиях обработки материалов.
Страхование

Электрозвонок и электрореле

Электрический звонок

Все вы, конечно, знакомы с электрическим звонком (рис. ниже). Основной частью его является электромагнит. Электрический звонок действует так: при замыкании электрической цепи выключателем электромагнит притягивает к себе якорь с молоточком и подвижным контактом; молоточек ударяет по чашечке звонка; подвижный и неподвижный контакты размыкаются и электрическая цепь разрывается; электромагнит опускает якорь, подвижный контакт под действием силы упругости снова замыкается с неподвижным контактом — весь процесс повторяется. Намагничивание и размагничивание электромагнита происходит быстро, якорь все это время колеблется, размыкая и замыкая цепь, а молоточек ударяет по чашечке, вызывая звон.

В зависимости от конструкции электрические звонки могут работать как от батарей карманного фонаря, так и от электросети. Самостоятельно вы сможете собрать модель электрического звонка из набора деталей электроконструктора, используя источник тока, выключатель и электрические провода (рис. ниже). Перед испытанием модели надо собрать ее электрическую цепь. Устойчивой работы электрического звонка добиваются, изменяя расстояние между неподвижным контактом и упругой пластиной (подвижным контактом).

Электромагнитное реле

Электромагнитное реле применяется для включения и выключения электрических устройств на значительном расстоянии от них. Один из видов электромагнитного реле показан на рисунке ниже, а.
При замыкании электрической цепи электромагнита правое плечо якоря (рис. ниже,б) притягивается к сердечнику электромагнита, а левое плечо якоря отклоняет контактную пластину влево, замыкая электрическую цепь потребителя. При размыкании цепи электромагнита якорь возвращается в исходное положение, а контактная пластина размыкает электрическую цепь потребителя.

Электромагнитные реле могут работать на размыкание электрической цепи потребителя (размыкающее реле), замыкание (замыкающее реле) и переключение (переключающее реле).
Электрическая схема управления электроосвещением с помощью реле (см. рис. выше, в) состоит из источника тока, катушки реле и выключателя. В цепь потребителя входит источник тока, контакты реле и электролампа. Пропуская по катушке электромагнита ток от батареи для карманного фонаря, можно включать электрическую лампу, работающую от электросети.
На практической работе вы сможете собрать модель электромагнитного реле из набора деталей конструктора. Перед испытанием модели надо собрать цепь управления (источник тока, реле, выключатель) и цепь потребителя (лампа накаливания, электрический звонок и т. д.). Замыкая электрическую цепь управления, наблюдайте включение потребителя.

Читайте также: