Feladat: 125. fizika feladat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Máté Attila ,  Máté Eörs ,  Nagy Dénes Lajos ,  Puha Katalin ,  Schaub Zsuzsa ,  Széchényi Kálmán ,  Szegi A. 
Füzet: 1961/szeptember, 43 - 44. oldal  PDF file
Témakör(ök): Egyéb elektrotechnika, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1961/február: 125. fizika feladat

Egy jelfogó (relé) áramát bekapcsolva a jelfogó bekapcsol egy másik áramkört, a jelfogó áramát kikapcsolva a másik áramkör is megszakad. Ha két ilyen jelfogónk és három izzólámpánk van, hogyan készítünk olyan kapcsolást, amellyel megvalósítható ez a négy eset:
a) csak az első lámpa ég,
b) csak a második lámpa ég,
c) csak a harmadik lámpa ég,
d) egyik lámpa sem ég?

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

I. megoldás: Mindkét jelfogó két‐két állapotban lehet, így elvileg nincs akadálya négy állapot megvalósításának, ha egy‐egy jelfogón tetszőleges számú érintkezőt engedünk meg. Egy‐egy átkapcsoló érintkező (szokásos elnevezése a ,,morse'') segítségével a kapcsolás az 1. ábra szerint helyesnek látszik. A szokásnak megfelelően az áramforrás negatív sarkát nyílheggyel, a pozitív pólust a földelés jelével ábrázoljuk. A kapcsolókat A, B-vel, a lámpákat számokkal jelölve a kapcsolás a következő táblázat szerint működik:

 

 

A táblázatban 1 a kapcsolt, 0 a nyugalmi állapotot jelenti. (1. ábra)
A kapcsolás fenti megoldása azonban rossz. A 00 esetben mindhárom lámpa sorba van kapcsolva, így ha nem is teljes fénnyel, de világítanak. Ennek megakadályozása céljából az 1. és a 3. lámpát egyik végüknél sem kötjük közvetlenül össze, hanem külön érintkezőre tesszük a 2. ábra szerint.
 

Máté Attila (Szeged, Dózsa Gy. ált. isk. VIII. o t.)
Máté Eörs (Szeged, Radnóti J. g. III. o. t.)

 

II. megoldás: A 3. ábra szerinti kapcsolás kiküszöböli az 1. ábra szerinti kapcsolás hibáját, és ehhez nem használ fel a jelfogókon külön érintkezőket.
 
 
3. ábra
 

A kapcsolásban a jelfogók kapcsolóárama nem választható el a lámpák áramától, közös áramforrást kell használni. Ez az érintkezőmegtakarítás ára. A kapcsolás működése leolvasható az ábráról és az előbbi táblázatból, amely most is érvényes.
 

Széchényi Kálmán (Bp., Piarista g. III. o. t.)
 

III. megoldás: A jelfogókon (szószerint véve a szöveget) csak egy‐egy záró érintkezőpárt engedve meg, a 4. ábra szerinti kapcsolásban előállíthatjuk a négy állapotot, ha mindkét jelfogóra a következő két kikötést tesszük: 1. A jelfogó ellenállása olyan nagy legyen, hogy sorbakapcsolva egy lámpával a lámpa ne világítson, de az áram elegendő legyen a jelfogó meghúzására. 2. Két jelfogót sorbakapcsolva az áram legyen olyan kicsiny, hogy egyik jelfogó se tudjon működni. E két feltétel teljesítése nem nehéz, csupán a jelfogók ellenállását és menetszámát kell alkalmasan megválasztani.
 
 
4. ábra
 

E kapcsolás szerint ugyanis mindegyik jelfogó csak akkor működik, ha saját kapcsolója nyitva, a másik zárva van, ilyenkor az 1., ill. 2. lámpa ég, a 3. lámpa az 1. feltétel szerint nem. Ha mindkét kapcsoló nyitva van, akkora 2. feltétel miatt a jelfogók nem működnek, és egyik lámpa sem ég. Ha mindkét kapcsolót zárjuk, a teljes feszültség a 3. lámpára jut, míg a jelfogók rövidzárba kerülnek. A működés most is az előbbi táblázat szerint történik.
 

Schaub Zsuzsanna (Győr, Kazinczy F. g. III. o. t.)