Описание установки. Лабораторный молекулярный комплекс ЛКТ-2 предназначен для постановки лабораторных работ по молекулярной физике и термодинамике в физическом практикуме.

Лабораторный молекулярный комплекс ЛКТ-2 предназначен для постановки лабораторных работ по молекулярной физике и термодинамике в физическом практикуме.

Все элементы комплекса размещены в трех этажах каркаса 1 (рисунок 1.1). Нижний этаж - служебный. В нем размещены неиспользу­емые в данный момент модули, ящики для объектов и принадлежнос­тей, а также встроенные в каркас приборы. Модули, ящики и приборы вдвигаются в каркас по направляющим.

Рисунок 1.1 - Лабораторный комплекс ЛКТ-2

«Молекулярная физика и термодинамика».

Средний этаж - рабочая зона. В нем постоянно размещены при­боры, используемые во многих опытах (компрессор 2, блок баллонов 3) также некоторые функциональные модули (модуль 01 «Печь-термос­тат» и модуль 02 «Теплопроводность металлов»). Другие модули смонтированы в выдвижных блоках. В нерабочем положении блоки вдвинуты в нижнюю часть каркаса. Нужные для работы блоки выдвига­ются из нижней части каркаса и устанавливаются вертикально на штырях двух балок, ограничивающих рабочую зону сверху и снизу. Блоки закрепляются гайками, навинчивающимися на штыри.

На задней каркаса стенке установлены розетки электропитания (сеть 220 В). На правой боковине (с внутренней стороны, сзади) ус­тановлена клемма заземления.

Верхний этаж каркаса - полка, на которой размещается допол­нительное оснащение или любые другие объекты.

Компрессор(позиция 2 на рисунке 1) предназначен для создания потока воздуха с напором до 30 кПа и расходом до 90 мл/с. Компрессор снабжен балластным объемом около 1 л для сглаживания пульсаций давления. После балластного объема воздух поступает на штуцер, установленный на передней верхней балке каркаса и обозначенный «к».

Блок баллонов(позиция 3 на рисунке 1) содержит три баллона объемом примерно 1 л каждый. Выходы блока (два баллона объединены, третий - отдельно) выведены на штуцеры на верхней передней бал ке каркаса и обозначены «Б1» и «Б2». При необходимости баллоны можно пере­компоновать с помощью имеющихся тройников и шлангов, например, вместо двух блоков составить один объемом 3 литра или добавить к блоку дополнительные баллоны из комплекта принадлежностей.

Измерительная система ИСТ-4занимает одну секцию нижнего этажа каркаса (позиция 4 на рисунке 1).

Назначение ИСТ-4:

1) Электропитание устройств для термодинамических измерений (нагреватели, электроника, вспомогательные элементы);

2) Управление температурой изучаемых объектов, в частности - термостатирование. При этом красный индикатор термостата сигнализирует о перегреве датчика, а зеленый индикатор о его «недогреве»;

3) Измерение параметров при термодинамических измерениях.

Включение измерительной системы ИСТ-4осуществляется тумблером «Сеть». Свечение 4-разрядного цифрового индикатора свидетельствует о включении питания прибора. Интерпретация показаний определяется положением ручки переключателя видов измерений S1:

– «Т1» и «Т2» - температура подключенного к системе датчика Д1 и Д2 в °С с разрешением 0,1 градуса;

– «I_н» - ток питания нагревателя в миллиамперах (знак «минус» следует игнорировать);

– «U_h» - напряжение питания нагревателя в вольтах;

– «U1» - средний модуль постоянного или переменного напряжения, поданного на вход ВХ1, в милливольтах, с пределом измерений 2000 мВ и разрешением 1 мВ;

– «U2» - средний модуль постоянного или переменного напряжения, поданного на вход ВХ2, в вольтах, с пределом измерений 20 В и разрешением 0,01 В;

– «F» - частота генератора изолированного источника питания в герцах (400-2000 Гц).

Кроме того, на переднюю панель ИСТ-4 вынесены следующие элементы схемы и органы управления (рисунок 1.2):

– «Д1» и «Д2» - входы термометров (гнезда типа «Тюльпан») для датчиков температуры. Эти входы включены параллельно соответствующим контактам разъема «ОБЪЕКТ». К каждому входу подключается только один датчик:или через гнезда Д1/Д2, или через разъем «ОБЪЕКТ». Термометр измеряет температуру соответствующего датчика при положении «Т1» или «Т2» переключателя видов измерений. Если к одному входу подключены одновременно два датчика (нештатный режим!), термометр покажет неверную (запредельно отрицательную) температуру. Отсутствие датчика система интерпретирует как запредельно высокую температуру.

Рисунок 1.2 - Передняя панель ИСТ-4

– ВХ1 - вход вольтметра (гнездо «Тюльпан) для внешнего напряжения U1 в пределах от 0 до 2В. Дисплей вольтметра показывает средний модуль напряжения U1 в милливольтах;

– ВХ2 - вход вольтметра (гнездо «Тюльпан) для внешнего напряжения U2 в пределах от 0 до 20 В. Дисплей вольтметра показывает средний модуль напряжения U2 в вольтах;

– «ТЕРМОСТАТ» - блок ограничителей температуры «Т1» и «Т2». Если в процессе нагрева температура Т1 или Т2 хотя бы одного из датчиков Д1 или Д2 приблизится к установленному значению соответственно Т1_уст или Т2_уст, то система снизит напряжение питания нагревателя до уровня, обеспечивающего поддержание установленной температуры (режим термостатирования), а если температура датчика заметно превысит установленное значение, то система отключит нагреватель;

– Если Т1<Т1_уст, то светится зеленый индикатор вблизи регулятора «Т1», если Т1>Т1_уст, то светится красный индикатор. В режиме термостатирования светятся оба индикатора. Аналогично работают индикаторы регулятора Т2;

– Для стабилизации температуры Т1 (Т2) нужно регулятор Т1 (Т2) поставить на заданное значение Т1(Т2), а регулятор Т2 (Т1) вывести на максимальное значение температуры (120 °С);

– Отсутствие любого датчика система интерпретирует как запредельно высокую температуру и отключает питание нагревателя. Если используется один датчик, то вход второго датчика нужно замкнуть разъемом-заглушкой. Если датчики не используются, нужно замкнуть оба входа «Д1» и «Д2»;

– «НАГРЕВ» - блок управления нагревом;

– «НАГР» и «ОБЩ» - выход источника питания нагревателя, параллельный выведенному на разъем «ОБЪЕКТ»;

– «U_н» - регулятор напряжения питания нагревателя в пределах от 0 до 26 В. Напряжение до 20 В измеряется встроенным вольтметром, более высокое напряжение можно измерить внешним вольтметром на гнездах ОБЩ/НАГР;

– «ВКЛ» - подключение линии питания нагревателя к источнику питания.

– «ОБЪЕКТ» - разъем подключения объекта (продублирован на задней стенке ИСТ-4);

– «ГЕНЕРАТОР» - органы управления изолированным источником питания. «ЧАСТОТА» - регулятор частоты переменного напряжения в пределах от 400 до 2000 Гц.

– «АМПЛИТУДА» - ручка регулировки амплитуды выходного напряжения изолированного источника питания в пределах от 0 до 20 В;

– «=/0/~» - тумблер переключения вида выходного напряжения: постоянное или ноль или переменное с частотой от 400 до 2000 Гц. При среднем положении рукоятки «0» питание отключено;

– «—/~», «+/~» - выходы изолированного источника питания.