Meettechniek in elektrische circuits

AC- en DC-spanningsmeting

Zowel DC- als AC-spanningen kunnen direct worden gemeten met voltmeters die zijn ontworpen voor het overeenkomstige spanningstype. In gevallen waar het nodig is om een ​​hogere spanning te meten dan waarvoor de voltmeter is ontworpen, moet er een extra weerstand in serie mee worden geschakeld. Dan valt een deel van de gemeten spanning op de extra weerstand en een deel op het apparaat. Door de waarde van de weerstand van de extra weerstand te selecteren, is het mogelijk om de mogelijkheden voor het meten van hoge spanningen binnen een breed bereik uit te breiden. De weerstand van de voltmeter R is bekend en de uitzettingscoëfficiënt van de uitzettingsgrenzen is geselecteerd:



waarbij U x de maximale spanning aan de ingang van het te meten circuit is; U пp - de maximale meetlimieten direct met een voltmeter.


De waarde van de weerstand van de extra weerstand kan worden gevonden met de volgende formule:


Rext = Rpr (n-1)


Gewoonlijk wordt, voor het gemak van het maken van metingen, de coëfficiënt n gekozen als een veelvoud van 2, 5 of 10.


Voor het meten van hoge waarden van wisselspanningen kunnen zogenaamde meetspanningstransformatoren worden gebruikt.


Het zijn step-down transformatoren, dat wil zeggen die waarbij het aantal windingen van de secundaire wikkeling W2, waarop de voltmeter is aangesloten, kleiner is dan het aantal windingen W1 van de primaire wikkeling. Uitzettingscoëfficiënt van de meetgrenzen n = W 1 / W 2. Aansluitschema's voor voltmeters voor spanningsmeting worden getoond in Fig. 1.



Rijst. 1.

Meting van elektromotorische kracht (EMF)

Dimensie E heeft zijn eigen kenmerken. Wanneer een voltmeter is aangesloten op een EMF-bron voor zijn meting, zal er altijd een stroom doorheen gaan, en aangezien elke EMF-bron een interne weerstand Rvn heeft, zal de spanning op een dergelijke bron en de voltmeter een waarde meten die lager is dan de EMF e.


U = E - IR int


Als er geen vereisten zijn voor een hoge nauwkeurigheid bij het meten van de EMF, kunt u om de stroom te verminderen een voltmeter gebruiken met een grote interne weerstand, bijvoorbeeld een elektronische. In dit geval kunnen we aannemen dat de gemeten spanning U ~ E is. Nauwkeurigere methoden voor het meten van de EMF zijn geassocieerd met het gebruik van compensatiecircuits (Fig. 2).





Rijst. 2.


Daarin wordt de spanning gemeten door de PV-voltmeter, genomen van de variabele weerstand R, vergeleken met de spanning aan de EMF-bron.


Door de spanning aan de uitgang van de variabele weerstand (potentiometer) te veranderen, is het mogelijk om een ​​dergelijke toestand te bereiken wanneer het meetapparaat P de afwezigheid van stroom door de EMF-bron aangeeft. In dit geval komen de uitlezingen van de voltmeter exact overeen met de waarde van de EMF van de bron, d.w.z. U = E.

Stroommeting

U kunt de stroom direct meten met een ampèremeter die is opgenomen in de breuk van het gemeten circuit (Fig. 3, a).





Rijst. 3.


Als het nodig is om het meetbereik van de ampèremeter uit te breiden, is het noodzakelijk om een ​​weerstand parallel aan de ampèremeter aan te sluiten (Fig. 3, b), die meestal wordt genoemd shunt ... Dan gaat slechts een deel van de stroom door de ampèremeter en de rest door de shunt. Aangezien de weerstand van ampèremeters meestal klein is, moet de weerstand van de shunt erg klein zijn voor een significante uitbreiding van het meetbereik. Er zijn formules om de weerstand van een shunt te berekenen, maar in de praktijk moet je meestal de weerstand handmatig aanpassen door de stroom te bewaken met een referentieampèremeter.


Meetstroomtransformatoren worden vaak gebruikt om grote wisselstromen te meten (afb. 3, c). Hun primaire wikkeling, opgenomen in de onderbreking van het gemeten circuit, heeft het aantal windingen W 1 minder dan het aantal windingen W 2 van de secundaire wikkeling, dat wil zeggen, de transformator neemt toe in spanning, maar neemt af in stroom. De ampèremeter wordt aangesloten op de uitgang van de secundaire wikkeling van de stroomtransformator. Vaak hebben lhelemaal geen vooraf gemaakte primaire wikkeling, en in hun geval is er een breed doorgaand gat waardoor de onderzoeker zelf het vereiste aantal windingen windt (figuur 3d). Als u het aantal windingen van de secundaire wikkeling kent (dit wordt meestal aangegeven op het lichaam van de stroomtransformator), kunt u de transformatieverhouding n = W 1 / W 2 kiezen en de gemeten stroom I x bepalen volgens de aflezingen van de ampèremeter I pr volgens de volgende formule:


ik x = ik pr / n


Het meten van stromen in elektronische schakelingen, die meestal worden gesoldeerd, vervaardigd op printplaten, gebeurt op een heel andere manier; het is bijna onmogelijk om er een gat in te maken. Om in deze gevallen stromen te meten, worden voltmeters gebruikt (meestal elektronisch met een grote interne weerstand om de invloed van het apparaat op de werking van het elektronische circuit te elimineren), die ze verbinden met circuitweerstanden, waarvan de waarden bekend zijn of vooraf kan worden gemeten. Met behulp van de wet van Ohm kun je de stroomsterkte bepalen:

Weerstandsmeting

Vaak is het bij het werken met elektrische installaties of bij het afstellen van elektronische schakelingen noodzakelijk om verschillende weerstanden te meten. De eenvoudigste manier om weerstand te meten is door twee meetinstrumenten te gebruiken: een ampèremeter en een voltmeter. Met hun hulp worden de spanning en stroom in de weerstand R die op de stroombron is aangesloten gemeten en volgens de wet van Ohm wordt de waarde van de vereiste weerstand gevonden:



Deze methode voor het meten van weerstanden maakt het echter niet mogelijk om meetresultaten met hoge nauwkeurigheid te verkrijgen, omdat de meetresultaten worden beïnvloed door de intrinsieke interne weerstanden van de ampèremeter en voltmeter. Dus, getoond in Fig. 4, en het ampèremetercircuit meet niet alleen de stroom die door de weerstand gaat, maar ook de stroom die door de voltmeter gaat, wat een methodologische meetfout introduceert.





Rijst. 4. Circuit voor het meten van weerstanden met de ampèremeter- en voltmetermethode (a) en ohmmetercircuit (b)

Op deze manier worden metingen meestal gedaan in gevallen waar er geen speciale apparaten zijn - ohmmeters. Een van de mogelijke ohmmetercircuits (Fig. 4, b) is sequentieel. Het bestaat uit een autonome voeding E, een variabele weerstand R en een magneto-elektrische milliampèremeter RA. Als stroombron worden meestal droge cellen of batterijen met een spanning van 1,4 ... 4,5 V gebruikt. Als de weerstand R x is aangesloten op de klemmen van het apparaat, waarvan de waarde moet worden bepaald, zal er een stroom door lopen het circuit, waarvan de waarde afhangt van de waarde van de weerstand. Aangezien de milliampèremeter deze stroom meet, kan de schaal ervan direct in ohm worden gekalibreerd. De schaal van een dergelijke ohmmeter is omgekeerd, dat wil zeggen dat nul zich aan de rechterkant van de schaal bevindt, omdat wanneer de weerstand aan de ingang nul is (kortsluitmodus), de maximale stroom door de ampèremeter zal vloeien. Als het externe circuit wordt verbroken, wat overeenkomt met een oneindig hoge weerstand aan de ingang, dan bevindt de milliampèrenaald zich in het meest linkse deel van de schaal, waar het x-teken staat. De schaal van een dergelijke ohmmeter is sterk niet-lineair, wat het aflezen van de resultaten tot op zekere hoogte bemoeilijkt. De variabele weerstand van de ohmmeter wordt gebruikt om het apparaat op nul te zetten voordat ermee wordt begonnen. Om dit te doen, moet u de ohmmeterdraden kortsluiten en, door aan de hendel van de variabele weerstand te draaien, nulmetingen van het apparaat bereiken. Aangezien de EMF van de batterij door de ontlading na verloop van tijd afneemt, moet een dergelijke nulinstelling periodiek worden gecontroleerd. Met behulp van dergelijke ohmmeters is het mogelijk weerstanden te meten van enkele ohms tot honderden kilo-ohms.





Rijst. 5. Megometer (a) en elektrische brug (b) circuits


Het meten van grote weerstanden tot 100 megohm wordt meestal uitgevoerd met behulp van meggers (Fig. 5, a). In zijn klassieke vorm is het een combinatie van een autonome stroombron en een meetinstrument - een ratiometer. Een logometer is een soort magneto-elektrisch apparaat, waarbij er in plaats van één frame twee star met elkaar zijn verbonden onder een bepaalde hoek. Net als bij een conventioneel magneto-elektrisch apparaat is de pijl van het apparaat ermee verbonden en bevinden ze zich in het magnetische veld van een permanente magneet. Wanneer stroom door de windingen van de frames wordt geleid, creëren ze koppels van tegengestelde tekens, waardoor de positie van de pijl zal afhangen van de verhouding van de stromen in het frame. De weerstand R is opgenomen in het circuit van een van de frames en de weerstand R x is opgenomen in het circuit van de andere, waarvan de waarde moet worden bepaald. Het gebruik van een ratiometer wordt verklaard door het feit dat de meetwaarden alleen worden bepaald door de verhouding van de stromen binnenin en niet afhankelijk zijn van veranderingen in de voedingsspanning U pit. Als spanningsbron voor de megometer wordt ofwel een inductor gebruikt die met de hand van de operator wordt gedraaid, ofwel een accu met een elektronische spanningsomvormer. Een dergelijk voedingssysteem wordt bepaald door het feit dat het apparaat hoge spanningen nodig heeft - ongeveer 500 V, omdat bij lagere spanningen de stromen in de wikkelingen van het apparaat te klein zouden zijn voor de normale werking ervan. Het gebruik van een autonome stroombron wordt gedicteerd door het feit dat kabelisolatieweerstand vaak wordt gemeten met een megameter; in dit geval is natuurlijk de spanning daarin losgekoppeld. Daarnaast wordt het vaak gebruikt voor metingen buiten waar geen elektriciteitsnet is.


Metingen van kleine weerstanden (minder dan 1 Ohm), evenals metingen van andere weerstanden in een breed bereik van waarden, kunnen met hoge nauwkeurigheid worden uitgevoerd met behulp van elektrische bruggen.


De elektrische brug (Fig. 5, b) bestaat uit vier weerstanden (een daarvan is R x te meten), verbonden in een ringcircuit. Elk van de weerstanden vormt een brugschouder. Een diagonaal van de brug wordt gevoed met een constante voedingsspanning U pit en op de andere is een meetapparaat aangesloten, een galvanometer P. Het is een zeer gevoelig magneto-elektrisch apparaat met een nul in het midden van de schaal. Het doel is om het moment vast te stellen waarop de stroom afwezig zal zijn. Instrumenten van dit type worden vaak nulindicatoren genoemd. Een of twee weerstanden in de brugarmen worden variabel gemaakt en hiermee worden nulwaarden van het apparaat bereikt. In dit geval wordt de brug als gebalanceerd beschouwd. Zoals de theorie van elektrische bruggen laat zien, wordt de evenwichtstoestand bereikt wanneer het product van de weerstanden van de tegenovergestelde armen gelijk is, dat wil zeggen onder de voorwaarde R 1 R x = R 2 R 3. Daarom is het na het balanceren van de brug mogelijk, de waarden van alle weerstanden kennende, om de waarde van de onbekende weerstand te bepalen




waarbij N = R 2 / R 1 een factor is.


De meetnauwkeurigheid bij DC-bruggen kan zeer hoog zijn. De resulterende weerstandswaarden kunnen meer dan vijf significante cijfers zijn. Tegelijkertijd laat de brug geen snelle metingen toe, omdat het balanceren een bepaalde hoeveelheid tijd en vaardigheid van de operator vereist.

Meetcapaciteiten

Bepaling van de capaciteit van een condensator of andere apparaten van capacitieve aard kan ook op verschillende manieren worden uitgevoerd. De eenvoudigste is de ampèremeter-voltmetermethode (Fig. 6, a).





Rijst. 6.


Het is in veel opzichten vergelijkbaar met dezelfde methode voor het meten van weerstand, met het enige verschil dat het circuit wordt gevoed door een sinusvormige wisselspanning van een laag- of hoogfrequente generator (of van het netwerk). De capaciteit van een condensator wordt bepaald door de volgende formule:




waarbij f de frequentie van de wisselspanning is.


Capacitieve weerstand wordt gevonden volgens de wet van Ohm volgens instrumentuitlezingen




Het is handiger om kleine capaciteiten te meten met de resonantiemethode (Fig. 6, b). De gemeten condensator Cx is verbonden met de bekende inductantie L en vormt een oscillatiecircuit. Het circuit wordt gevoed met een sinusvormige spanning van de generator. Een elektronische voltmeter wordt gebruikt om de spanning over het circuit te meten. Bij resonantie bereikt het zijn maximum.


Het is bekend dat de resonantiefrequentie van het circuit kan worden uitgedrukt door de volgende formule:




Daarom kan met een bekende waarde van de inductantie in het circuit en de resonantiefrequentie bepaald uit de maximale waarden van de voltmeter, de gewenste waarde van de capaciteit C x worden gevonden.


Meting van grote capaciteiten (bijvoorbeeld elektrolytische condensatoren) is het gemakkelijkst uit te voeren door de condensator te ontladen tot een bekende weerstand R. Het is bekend dat gedurende een tijd die gelijk is aan de tijdconstante van het condensatorontladingscircuit, de spanning ervan met een factor afneemt van e, waarbij e = 2,71 ... - grondtal van de natuurlijke logaritme. De tijdconstante van het condensatorontladingscircuit naar de weerstand wordt bepaald door de verhouding



Het circuit voor het meten van de capaciteit met deze methode (Fig. 6, c) bestaat uit een constante voedingsspanningsbron die bekend is uit de waarde van de weerstand van de weerstand R, een elektronische voltmeter PV, een schakelaar S en klemmen voor het aansluiten van een condensator. Met behulp van de schakelaar S wordt de condensator C x opgeladen tot de spanning van de stroombron en na het schakelen van de condensator om te ontladen, met behulp van een stopwatch, wordt de tijd t gemeten, waarna de condensator wordt ontladen tot de spanning U pit / e . De capaciteit van de condensator wordt bepaald door de formule:



De capaciteiten van condensatoren kunnen ook worden gemeten met behulp van AC-bruggen.

Meting van inductanties

Het meten van inductanties is iets gecompliceerder. Dit komt door het feit dat elke spoel (transformatorwikkeling, enz.) Naast inductantie ook een resistieve weerstand heeft. Daarom wordt in veel gevallen de impedantie van de inductor vooraf gemeten:




Het kan worden bepaald door de ampèremeter- en voltmetermethode door de spanning en stroom te meten met de meetapparatuur van het wisselspanningscircuit (Fig. 7, a) z = U / I. Bij het toepassen van een constante spanning op het circuit (Fig. 7, b), zoals hierboven al besproken, is het mogelijk om de resistieve weerstand van de spoel R te bepalen.





Rijst. 7.





Op zijn beurt, de inductieve reactantie




Met een bekende waarde van de frequentie / voedingsspanning is het gemakkelijk om de waarde van de gewenste inductantiewaarde te vinden



Voor kleine inductiewaarden (bijvoorbeeld lusspoelen van radio-elektronische apparaten), kunt u een resonantiecircuit gebruiken, vergelijkbaar met het circuit voor het bepalen van de capaciteit door de resonantiemethode.


Om inductantie te meten, kunt u ook AC-bruggen gebruiken, speciale meetapparatuur - meters, waarmee u niet alleen de grootte van de inductantie kunt bepalen, maar ook een kenmerk als de Q-factor van de spoel, die de kwaliteit van de spoel in elektronische schakelingen.

Vermogensmeting

In elektrische circuits is het handiger om vermogensmeting afzonderlijk te beschouwen voor DC- en AC-circuits.


Bij gelijkstroom zijn de basisformules voor het bepalen van het vermogen als volgt:




In overeenstemming met de bovenstaande formules kan het vermogen in een belastingsweerstand R op drie manieren worden gemeten: met behulp van een voltmeter en ampèremeter (Fig. 8, a), alleen met een voltmeter (Fig. 8, b) en alleen met een ampèremeter (Afb. 8, c) ... In alle gevallen is het na het nemen van metingen van de apparaten noodzakelijk om wiskundige berekeningen uit te voeren om het werkelijke vermogen te bepalen.





Rijst. acht.


Dit kan worden vermeden door een speciaal wattmeterapparaat te gebruiken om het vermogen te meten (Fig. 8, d). In de regel worden door de industrie geproduceerde wattmeters gemaakt op basis van een ferrodynamisch apparaat (zie Fig. 2.105). Wattmeters hebben twee wikkelingen en dus vier klemmen. Een van de wikkelingen is stroom, er stroomt een stroom doorheen naar de belasting, het verbruikte vermogen waarin moet worden gemeten, en de tweede is een spanningswikkeling. Deze wordt rechtstreeks op de voeding aangesloten.


De meting van het wisselstroomvermogen heeft zijn eigen kenmerken. Ten eerste zijn er hier drie verschillende bevoegdheden:


schijnbaar vermogen, V * A,



actief vermogen, W,



reactief vermogen, var,



In deze formules (φ is de fasehoek tussen stroom en spanning.


Meestal zijn ze geïnteresseerd in volledige en actieve capaciteiten. Kennis van het totale vermogen is nodig voor het berekenen van belastingstromen, het kiezen van de doorsnede van draden en zekeringen. Actief vermogen is belangrijk omdat het het vermogen kenmerkt dat in de belasting wordt omgezet in warmte, licht, geluid, etc.


Schijnbare vermogensmeting wordt meestal gedaan door spanning en stroom te meten met een voltmeter en ampèremeter en de verkregen waarden te vermenigvuldigen. Het actieve vermogen wordt meestal gemeten met behulp van ferrodynamische wattmeters, die naast spanning en stroom ook rekening houden met de zogenaamde arbeidsfactor cosφ.


Bij het aansluiten van de wikkelingen van de wattmeter op de belasting, evenals bij constante spanning, zal de wattmeter direct het actieve vermogen meten.


Bij wisselstroom is het vaak nodig om het probleem van het meten van actief vermogen in driefasige circuits op te lossen. Driefasige circuits kunnen van twee typen zijn: driedraads en vierdraads. In driedraadscircuits zijn drie draden geschikt voor de belasting, aangeduid met de letters A, B, C. Om het actieve vermogen in een dergelijk circuit te meten voor elke optie om belastingselementen op de draden aan te sluiten, volstaat het om alleen aan te sluiten twee wattmeters zoals getoond in Fig. negen.





Rijst. 9.: a - driedraadssysteem; b - vierdraadssysteem


In dit geval is het noodzakelijk om bepaalde regels in acht te nemen voor het aansluiten van wattmeters. De conclusies van de wattmeterwikkelingen, op het lichaam gemarkeerd met sterretjes, moeten naar de energiebron wijzen. Daarom worden deze conclusies generator genoemd (verbonden met de draden die van de generator komen). Het totale actieve vermogen van een dergelijk driefasensysteem wordt gevonden als de algebraïsche som van de metingen van twee wattmeters. In dit geval is een optie mogelijk wanneer de aflezingen van een van de wattmeters negatief kunnen zijn, dat wil zeggen dat de pijl naar links gaat. Om metingen van een dergelijke wattmeter te nemen, is het noodzakelijk om de draden die geschikt zijn voor een van de wikkelingen te verwisselen, het meetresultaat af te lezen, maar dit te vervangen door een negatief teken in de formule.


Voor het meten van actief vermogen in vierdraadscircuits is het gebruik van drie wattmeters vereist. Een van de klemmen van elke wattmeter is hier verbonden met de vierde draad, meestal nul genoemd. De aflezingen van alle wattmeters kunnen alleen positief zijn en het totale actieve vermogen dat door het driefasige circuit wordt verbruikt, is gelijk aan de som van de vermogens gemeten door elk van de wattmeters:


P e = P 1 + P 2 + P 3.


Een van de eenvoudigste methoden voor het meten van de hoeveelheid elektriciteit is een methode die ballistische galvanometer wordt genoemd. Het is een apparaat van een magneto-elektrisch systeem (zie Fig. 2.103) met een bewust verzwaard bewegend deel (met een groot traagheidsmoment). Als een kortstondige spanningspuls wordt toegepast op de ingang van een dergelijke ballistische galvanometer, zal het bewegende deel van het apparaat, dat als het ware een gepulseerd koppel heeft ontvangen, beginnen te bewegen en na het einde van de ingangspuls , zal deze beweging nog steeds doorgaan en de pijl van het apparaat, bewegend door traagheid, zal afwijken tot een schaalwaarde en keert dan terug naar zijn oorspronkelijke nulpositie. Als referentie op een dergelijk apparaat is het noodzakelijk om de maximale afwijking van de pijl α max van de nulwaarde te noteren, die werd waargenomen tijdens zijn beweging langs het "ballistische traject". De theorie van zo'n ballistische galvanometer laat zien dat deze uitlezing volgens de maximale afbuiging van de pijl evenredig blijkt te zijn met de hoeveelheid elektriciteit die door het frame van zo'n apparaat ging, d.w.z.


α max = Q / C 6,


waarbij Cb een ballistische constante is, afhankelijk van de ontwerpkenmerken van de galvanometer.


De meting van de hoeveelheid elektriciteit Q op de platen van een voorgeladen condensator kan worden uitgevoerd door deze te ontladen via een ballistische galvanometer en door de maximale afwijking van de pijl de gewenste waarde van de hoeveelheid elektriciteit te vinden:


Q = С 6 α max


Bij het ontwikkelen van nieuwe legeringen die bedoeld zijn voor gebruik in elektrische circuits, wordt het noodzakelijk om hun soortelijke weerstand te bepalen. Onder soortelijke weerstand wordt verstaan ​​de weerstand van een geleider met een doorsnede van 1 mm 2


en 1 meter lang. Dienovereenkomstig wordt een dergelijke soortelijke weerstand p gemeten in eenheden van Ohm - (mm 2 / m). Om het te meten, selecteert u een stuk geleider, bij voorkeur een klein gedeelte, en meet u de weerstand volgens een van de hierboven besproken methoden. Daarna wordt door berekening de waarde van deze weerstand op een doorsnede van 1 mm2 en een lengte van 1 m gebracht, wat geen problemen oplevert, en wordt de waarde van de soortelijke weerstand verkregen. Om een ​​grotere meetnauwkeurigheid te verkrijgen, is het wenselijk om de lengte van de geleider zo lang mogelijk te nemen.


Voor veel isolatiematerialen is het van enige waarde om hun diëlektrische constante ε te bepalen. Een van de eenvoudigste manieren om het te meten is indirecte meting met daaropvolgende berekening van de diëlektrische constante. Het is bekend dat de capaciteit van de eenvoudigste condensator, bestaande uit twee identieke platen met gebied S, op een afstand δ van elkaar, met een diëlektrische vulling van alle ruimte tussen de platen, wordt bepaald door de formule




waarbij ε de diëlektrische constante is van het materiaal tussen de platen.



Rijst. tien. Circuit voor het meten van de diëlektrische constante van isolatiematerialen


De meting van de diëlektrische constante van het materiaal wordt uitgevoerd met behulp van een condensator (Fig. 10), tussen de platen waarvan het testmateriaal is geplaatst, evenals metingen van de capaciteit van een dergelijke elementaire condensator met een van de beschreven methoden bovenstaand. De numerieke waarde van de diëlektrische constante wordt bepaald door de formule:




De ontwikkeling van radio-elektronica en installaties voor hoogfrequente actie op materialen in de werktuigbouwkunde heeft ertoe geleid dat bijna alle ruimte gevuld is met elektromagnetische golven.


Er zijn miljoenen zendende radiostations in de wereld, waarvan vele een aanzienlijk vermogen uitstralen (bijvoorbeeld radars voor vroegtijdige waarschuwing, radiostations, enz.). Om elektromagnetische golven te beoordelen, is het vaak nodig om hun niveau te bepalen. Gewoonlijk wordt het niveau van elektromagnetische golven beoordeeld aan de hand van de sterkte van het elektrische veld, waarvan de waarde analytisch kan worden herberekend in het vermogen van het elektromagnetische veld. De elektrische veldsterkte wordt meestal gemeten met behulp van een lusantenne (Fig. 11), een platte spoel gewikkeld op een frame E gemaakt van een soort diëlektricum. (Afbeelding 11 toont slechts één beurt voor de eenvoud.)





Rijst. elf.


Het stralingspatroon van een dergelijke antenne laat zien dat het maximum van de ontvangen straling afkomstig is van de zijde die in het vlak van de spoelwindingen ligt. Dit maakt het niet alleen mogelijk om de sterkte van het elektrische veld te meten, maar ook om de richting naar de bron van hoogfrequente straling te bepalen door de maximale spanning aan de uitgang van het frame wanneer het om de verticale as wordt gedraaid. De elektrische veldsterkte wordt bepaald door de grootte van de spanning aan de uitgang van het frame volgens de volgende formule, V / m:




waarbij U de spanning is aan de uitgang van het frame, V; f is de frequentie van het ontvangen signaal, Hz; n is het aantal windingen in het frame; S is het gebied van het frame, m 2.


Meestal worden bepaalde beperkingen opgelegd aan de geometrische afmetingen van het frame, afhankelijk van de frequentie van het signaal, waarvan de veldsterkte wordt bepaald. Met name bij frequenties boven 30 MHz worden nauwkeurigere resultaten verkregen als in plaats van een lusantenne een halve golf dipool wordt gebruikt, een halve golflengte geleider die in het midden is doorgesneden. De spanning van de dipool wordt verwijderd uit het centrale snijgedeelte. De waarde van de elektrische veldsterkte kan worden bepaald met de volgende formule:




waarbij f de frequentie is, Hz; U-spanning aan de dipooluitgang, V.


De dipool stelt u, net als het frame, in staat om de richting te bepalen waaruit het signaal komt, omdat het een bepaalde richtingsgevoeligheid heeft, die kan worden gezien in het richtingsdiagram. Het maximum van de ontvangen signalen wordt bepaald door de loodlijn op het vlak van de dipool. Zo zijn de televisieantennes georiënteerd ten opzichte van de televisietoren.


De spanning aan de uitgang van het frame of de dipool kan worden gemeten met behulp van een elektronische voltmeter direct met sterke signalen of met behulp van elektronische versterkers. In dit geval is het mogelijk om met behulp van de selectieve eigenschappen van de versterkers het niveau van de elektrische veldsterkte van een bepaalde frequentie te bepalen. Er moet rekening mee worden gehouden dat het signaalniveau aan de uitgang van het frame en gedeeltelijk van de dipool bestaat uit een groot aantal elektromagnetische velden die in de ruimte in het gebied van het ontvangende apparaat van verschillende bronnen (zenders) bestaan.


Indien nodig kunt u de frequentie van het hoogfrequente signaal bepalen, als het sterk is, met behulp van de directe opname van een elektronische frequentiemeter aan de uitgang van het frame of de dipool. Met zwakke signalen en het gebruik van versterkers is het mogelijk om de frequenties van de signalen te bepalen die in een lus of dipool worden geïnduceerd door hun frequentie-afstemming, dat wil zeggen, zoals gebruikelijk, de golflengte of frequentie van het ontvangen station kan worden bepaald op de schaal van de radio-ontvanger.

Meting van stroom. Om de stroom in het circuit te meten, wordt een ampèremeter 2 (Fig. 332, a) of een milliampèremeter opgenomen in een elektrisch circuit in serie met een ontvanger 3 van elektrische energie.

Om de ampèremeter in te schakelen, heeft dit geen invloed op de werking van elektrische installaties en veroorzaakt geen grote energieverliezen, ampèremeters worden uitgevoerd met een lage interne weerstand. Daarom kan in de praktijk de weerstand ervan als gelijk aan nul worden beschouwd en kan de daardoor veroorzaakte spanningsval worden verwaarloosd. De ampèremeter kan alleen in serie met de belasting op het circuit worden aangesloten. Als de ampèremeter rechtstreeks op bron 1 wordt aangesloten, zal er een zeer grote stroom door de spoel van het apparaat vloeien (de weerstand van de ampèremeter is klein) en deze zal doorbranden.

Om het meetbereik van ampèremeters die bedoeld zijn voor gebruik in gelijkstroomcircuits uit te breiden, zijn ze opgenomen in het circuit parallel aan shunt 4 (afb. 332, b). In dit geval gaat alleen deel I A van de gemeten stroom I door het apparaat, omgekeerd evenredig met zijn weerstand R A. B O Het grootste deel van de I w van deze stroom gaat door de shunt. Het apparaat meet de spanningsval over de shunt, afhankelijk van de stroom die door de shunt gaat, dat wil zeggen, het wordt gebruikt als een millivoltmeter. De instrumentschaal is ingedeeld in ampère. Als u de weerstand van het apparaat RA en de shunt R sh kent, is het mogelijk om de gemeten stroom te bepalen aan de hand van de stroom I A die door het apparaat is geregistreerd:

ik = IK EEN (RA + R w) / R w = IK EEN n (105)

waarbij n = I / I A = (RA + R w) / R w de rangeercoëfficiënt is. Het wordt meestal gelijk aan of een veelvoud van 10 gekozen. De shuntweerstand die nodig is om de stroom I te meten, is n keer groter dan de apparaatstroom I A,

Rw = RA / (n-1) (106)

Structureel worden shunts ofwel in de behuizing van het apparaat gemonteerd (shunts voor stromen tot 50 A), of erbuiten geïnstalleerd en met draden op het apparaat aangesloten. Als het apparaat is ontworpen voor continu gebruik met een shunt, wordt de schaal onmiddellijk gekalibreerd in de waarden van de gemeten stroom, rekening houdend met de rangeercoëfficiënt, en zijn er geen berekeningen vereist om de stroom te bepalen. In het geval van gebruik van externe (los van de apparaten) shunts, worden deze aangegeven door de nominale stroom waarvoor ze zijn ontworpen en de nominale spanning op de klemmen (gekalibreerde shunts). Volgens de normen kan deze spanning gelijk zijn aan 45, 75, 100 en 150 mV. De shunts zijn zo gekozen voor de apparaten dat bij de nominale spanning op de shuntklemmen de pijl van het apparaat naar de volledige schaal afbuigt. Daarom moet de nominale spanning van het apparaat en de shunt hetzelfde zijn. Er zijn ook aangepaste shunts beschikbaar om met een specifiek apparaat te werken. Shunts zijn onderverdeeld in vijf nauwkeurigheidsklassen (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5). De klasseaanduiding komt overeen met de toelaatbare fout in procenten.

Om ervoor te zorgen dat een temperatuurstijging van de shunt wanneer er stroom doorheen gaat geen effect heeft op de meetwaarden van het apparaat, zijn de shunts gemaakt van materialen met een hoge soortelijke weerstand en een lage temperatuurcoëfficiënt (constantaan, manganine, nikkeline, enz.) . Om het effect van temperatuur op de aflezingen van de ampèremeter te verminderen, wordt in sommige gevallen een extra weerstand gemaakt van constantaan of ander soortgelijk materiaal in serie met de spoel van het apparaat opgenomen.

Spanningsmeting. Om de spanning U te meten die tussen twee willekeurige punten van het elektrische circuit werkt, is een voltmeter 2 (Fig. 332, c) op deze punten aangesloten, dat wil zeggen parallel aan de bron 1 van elektrische energie of ontvanger 3.

Om ervoor te zorgen dat het opnemen van een voltmeter de werking van elektrische installaties niet beïnvloedt en geen grote energieverliezen veroorzaakt, worden voltmeters uitgevoerd met een hoge weerstand. Daarom kunt u in de praktijk de stroom die door de voltmeter gaat, verwaarlozen.

Om het meetbereik van voltmeters uit te breiden, is een extra weerstand 4 (R d) in serie met de wikkeling van het apparaat opgenomen (Fig. 332, d). In dit geval neemt het apparaat slechts een deel U v van de gemeten spanning U voor zijn rekening, evenredig met de weerstand van het apparaat R v.

Als u de weerstand van de extra weerstand en voltmeter kent, is het mogelijk om de spanning in het circuit te bepalen aan de hand van de waarde van de spanning U v die door de voltmeter is geregistreerd:

U = (R v+ R NS) / R v* U v= nU v (107)

De waarde n = U / U v = (R v + R d) / R v geeft aan hoe vaak de gemeten spanning U groter is dan de spanning U v die op het apparaat valt, dat wil zeggen, hoe vaak de spanningsmeetlimiet met een voltmeter neemt toe als een extra weerstand.

De weerstand van de extra weerstand die nodig is om de spanning U te meten, n maal de apparaatspanning Uv, wordt bepaald door de formule R d = (n-1) R v.

Een extra weerstand kan in het apparaat worden ingebouwd en tegelijkertijd worden gebruikt om de invloed van de omgevingstemperatuur op de meetwaarden van het apparaat te verminderen. Voor dit doel is de weerstand gemaakt van een materiaal met een lage temperatuurcoëfficiënt en is de weerstand aanzienlijk groter dan de weerstand van de spoel, waardoor de totale weerstand van het apparaat bijna onafhankelijk wordt van temperatuurveranderingen. Qua nauwkeurigheid zijn de extra weerstanden onderverdeeld in dezelfde nauwkeurigheidsklassen als shunts.

Spanningsverdelers. Om de meetlimieten van voltmeters uit te breiden, worden ook spanningsdelers gebruikt. Hiermee kunt u de te meten spanning verlagen tot een waarde die overeenkomt met de nominale spanning van de gegeven voltmeter (limietspanning op de schaal). De verhouding van de ingangsspanning van de deler U 1 tot de uitgang U 2 (Fig. 333, a) wordt genoemd delingsfactor... In rust U 1 / U 2 = (R 1 + R 2) / R2 = 1 + R 1 / R 2. In spanningsdelers kan deze verhouding gelijk worden gekozen aan 10, 100, 500, enz., afhankelijk van welke

op de verdeelklemmen is een voltmeter aangesloten (afb. 333, b). De spanningsdeler introduceert alleen een kleine meetfout als de weerstand van de voltmeter R v groot genoeg is (de stroom die door de deler gaat is klein) en de weerstand van de bron waarop de deler is aangesloten klein is.

Instrument transformatoren. Voor het inschakelen van elektrische meetinstrumenten in het wisselstroomcircuit worden meettransformatoren gebruikt om de veiligheid van het bedieningspersoneel te waarborgen bij het uitvoeren van elektrische metingen in hoogspanningscircuits. Het opnemen van elektrische meetinstrumenten in deze circuits zonder dergelijke transformatoren is verboden door veiligheidsvoorschriften. Bovendien breiden instrumenttransformatoren het meetbereik van apparaten uit, dat wil zeggen dat ze het mogelijk maken om grote stromen en spanningen te meten met behulp van eenvoudige instrumenten die zijn ontworpen om lage stromen en spanningen te meten.

Instrumenttransformatoren worden ingedeeld in spanningstransformatoren en stroomtransformatoren. Spanningstransformator 1 (afb. 334, a) dient voor het aansluiten van voltmeters en andere apparaten die op spanning moeten reageren. Het wordt uitgevoerd als een conventionele step-down transformator met twee wikkelingen: de primaire wikkeling is verbonden met twee punten waartussen u de spanning wilt meten, en de secundaire met een voltmeter 2.

In de diagrammen is de spanningsmeettransformator weergegeven als een conventionele transformator (in Fig. 334 en weergegeven in een cirkel).

Aangezien de weerstand van de wikkeling van de voltmeter die op de spanningstransformator is aangesloten groot is, werkt de transformator praktisch onbelast en kan met voldoende nauwkeurigheid worden aangenomen dat de spanningen U 1 en U 2 op de primaire en secundaire wikkelingen recht evenredig zijn met het aantal windingen? 1 en? 2 van beide wikkelingen van de transformator, d.w.z.

U1 / U2 =? 1 /? 2 = nee (108)

Dus, het juiste aantal beurten kiezen? 1 en? 2 transformatorwikkelingen, kunnen hoge spanningen worden gemeten door kleine spanningen aan te leggen op het elektrische meetapparaat.

De spanning U 1 kan worden bepaald door de gemeten secundaire spanning U 2 te vermenigvuldigen met de transformatieverhouding van de transformator n.

Voltmeters ontworpen voor continu gebruik met spanningstransformatoren worden in de fabriek gekalibreerd, rekening houdend met de transformatieverhouding, en de waarden van de gemeten spanning kunnen direct op de schaal van het apparaat worden afgelezen.

Om het gevaar van elektrische schokken voor het bedienend personeel te voorkomen in het geval van schade aan de isolatie van de transformator, moet een uitgang van de secundaire wikkeling en de stalen behuizing van de transformator worden geaard.

Huidige transformator: 3 (Fig. 334, b) dient om ampèremeters en andere apparaten aan te sluiten die moeten reageren op de wisselstroom die door het circuit vloeit. Het wordt uitgevoerd in de vorm

een conventionele step-up transformator met twee wikkelingen; de primaire wikkeling is in serie geschakeld in het circuit van de gemeten stroom, een ampèremeter 4 is aangesloten op de secundaire wikkeling.

De schematische aanduiding van meetstroomtransformatoren wordt getoond in Fig. 334, b in een cirkel.

Aangezien de weerstand van de wikkeling van de ampèremeter die is aangesloten op de stroomtransformator meestal klein is, werkt de transformator praktisch in een kortsluitmodus en met een voldoende mate van nauwkeurigheid kan worden aangenomen dat de stromen I 1 en I 2 die erdoor gaan zijn wikkelingen omgekeerd evenredig zijn met het aantal windingen? 1 en? 2 van deze wikkelingen, d.w.z.

ik 1 / ik 2 =? 1 /? 2 = nee (109)

Kies daarom het juiste aantal beurten? 1 en? 2 wikkelingen van de transformator, is het mogelijk om grote stromen I 1 te meten door kleine stromen I 2 door het elektrische meetapparaat te leiden. De stroom I 1 kan dan worden bepaald door de gemeten secundaire stroom I 2 te vermenigvuldigen met de waarde n.

Ampèremeters ontworpen voor continu gebruik in combinatie met stroomtransformatoren worden in de fabriek gekalibreerd, rekening houdend met de transformatieverhouding, en de waarden van de gemeten stroom I 1 kunnen direct op de schaal van het apparaat worden afgelezen.

Om het gevaar van een elektrische schok voor het bedienend personeel bij beschadiging van de transformatorisolatie te voorkomen, zijn een van de klemmen van de secundaire wikkeling en de transformatorbehuizing geaard.

Een. blz. van. gebruik de zogenaamde busstroomtransformatoren (Fig. 335). In een dergelijke transformator zijn het magnetische circuit 3 en de secundaire wikkeling 2 gemonteerd op de bus 4, die dient om hoogspanning in het lichaam te injecteren, en de rol van de primaire wikkeling van de transformator wordt gespeeld door de koperen staaf 1 die naar binnen gaat de isolator.

De bedrijfsomstandigheden van de stroomtransformatoren zijn anders dan de gebruikelijke. Het openen van de secundaire wikkeling van een stroomtransformator wanneer de primaire wikkeling is ingeschakeld, is bijvoorbeeld onaanvaardbaar, omdat dit een aanzienlijke toename van de magnetische flux zal veroorzaken en als gevolg daarvan de temperatuur van de kern en de wikkeling van de transformator, dwz , zijn mislukking. Bovendien kan in de open secundaire wikkeling van de transformator een grote emissie worden geïnduceerd. enz., gevaarlijk voor het meetpersoneel.

Wanneer de apparaten worden ingeschakeld door middel van meettransformatoren, treden er twee soorten fouten op: een fout in de transformatieverhouding en een hoekfout (wanneer de spanning of stroom verandert, veranderen de verhoudingen U 1 / U 2 en I 1 / I 2 licht en de fasehoek tussen de primaire en secundaire spanningen en stromen wijkt af van 180 °). Deze fouten nemen toe wanneer de transformator boven de nominale wordt geladen. De hoekfout beïnvloedt de meetresultaten.

instrumenten waarvan de aflezingen afhankelijk zijn van de fasehoek tussen spanning en stroom (bijvoorbeeld wattmeters, elektriciteitsmeters, enz.). Afhankelijk van de toelaatbare fouten worden instrumenttransformatoren onderverdeeld in nauwkeurigheidsklassen. Nauwkeurigheidsklasse (0,2; 0,5; 1, enz.) komt overeen met de grootste toelaatbare fout in de transformatieverhouding als percentage van de nominale waarde.

Creativiteit is een samensmelting van vele kwaliteiten. De kwestie van de componenten van menselijke creativiteit is nog steeds open, hoewel er op dit moment verschillende hypothesen zijn met betrekking tot dit probleem.

Creativiteit valt in drie hoofdgroepen uiteen:

1) vaardigheden gerelateerd aan motivatie (interesses en neigingen);

2) vaardigheden die verband houden met temperament (emotionaliteit);

3) mentale vermogens.

R. Sternberg (58) geeft aan dat het proces van creativiteit mogelijk is met drie speciale intellectuele vermogens:

Het synthetische vermogen om problemen in een nieuw licht te zien en de gebruikelijke manier van denken te vermijden;

Analytisch vermogen om te beoordelen of ideeën de moeite waard zijn om verder ontwikkeld te worden;

Praktisch-contextueel vermogen om anderen te overtuigen van de waarde van een idee.

Als een individu te veel analytisch vermogen heeft ontwikkeld ten koste van de andere twee, dan is hij een briljante criticus, maar geen schepper. Synthetisch vermogen, niet ondersteund door analytische praktijk, genereert veel nieuwe ideeën, maar niet onderbouwd door onderzoek en nutteloos. Praktisch vermogen zonder de andere twee kan leiden tot helder gepresenteerde, maar 'slechte' ideeën. Voor creativiteit is de onafhankelijkheid van denken van stereotypen en externe invloeden vereist.

Creativiteit vooronderstelt het vermogen om redelijke risico's te nemen, de bereidheid om obstakels te overwinnen, intrinsieke motivatie, tolerantie (tolerantie) voor onzekerheid, de bereidheid om weerstand te bieden aan de mening van anderen.

De bekende Russische onderzoeker van het probleem van creativiteit A.N. Luke (25) onderscheidt op basis van de biografieën van vooraanstaande wetenschappers, uitvinders, kunstenaars en musici de volgende creatieve vermogens:

1) het vermogen om het probleem te zien waar anderen het niet zien;

2) het vermogen om mentale operaties in te perken, verschillende concepten te vervangen door één en symbolen te gebruiken die steeds ruimer worden in termen van informatie;

3) het vermogen om de verworven vaardigheden bij het oplossen van het ene probleem toe te passen op het oplossen van een ander;

4) het vermogen om de werkelijkheid als een geheel waar te nemen, zonder deze in delen op te splitsen;

5) het vermogen om verre concepten gemakkelijk te associëren;

6) het vermogen van het geheugen om op het juiste moment de nodige informatie te geven;

7) flexibiliteit van denken;

8) de mogelijkheid om een ​​van de alternatieven te kiezen om het probleem op te lossen alvorens het te controleren;

9) het vermogen om nieuw waargenomen informatie op te nemen in bestaande kennissystemen;

10) het vermogen om de dingen te zien zoals ze zijn, om het waargenomene te onderscheiden van wat door de interpretatie wordt geïntroduceerd;

11) gemak om ideeën te genereren;

12) creatieve verbeelding;

13) het vermogen om details te verfijnen, om het oorspronkelijke concept te verbeteren.

Kandidaten psychologie V.T. Kudryavtsev en V. Sinelnikov (20), gebaseerd op een breed historisch en cultureel materiaal (geschiedenis van filosofie, sociale wetenschappen, kunst, individuele praktijkgebieden), identificeerden de volgende universele creatieve vermogens die zich in het proces van de menselijke geschiedenis ontwikkelden:

1) het realisme van de verbeelding - een figuurlijk begrip van een essentiële, algemene tendens of ontwikkelingspatroon van een integraal object, voordat een persoon er een duidelijk concept over heeft en het kan invoeren in een systeem van strikte logische categorieën;

2) het vermogen om het geheel vóór de delen te zien;

3) de supra-situationeel-transformatieve aard van creatieve oplossingen, het vermogen om een ​​probleem op te lossen, niet alleen om te kiezen, maar ook om zelfstandig een alternatief te creëren;

4) experimenteren - het vermogen om bewust en doelbewust omstandigheden te creëren waarin objecten het meest levendig hun essentie onthullen die verborgen is in gewone situaties, evenals het vermogen om de kenmerken van het "gedrag" van objecten in deze omstandigheden te traceren en te analyseren.

Onderwijswetenschappers en praktijkmensen G.S. Altshuller, V.M. Tsurikov, V.V. Mitrofanov, MS. Gafituline, MS Rubin, MN Shusterman (14; 16; 17; 20; 30; 48; 53; 54), die programma's en methoden voor creatief onderwijs ontwikkelt op basis van TRIZ (theorie van inventieve probleemoplossing) en ARIZ (algoritme voor het oplossen van inventieve problemen), vinden dat een van de componenten bestaat het creatieve potentieel van een persoon uit de volgende capaciteiten:

1) het vermogen om risico's te nemen;

2) divergent denken;

3) flexibiliteit in denken en handelen;

4) snelheid van denken;

5) het vermogen om originele ideeën te uiten en nieuwe te bedenken;

6) rijke fantasie;

7) de perceptie van de dubbelzinnigheid van dingen en verschijnselen;

8) hoge esthetische waarden;

9) ontwikkelde intuïtie.

IN EN. Andreev (3) stelde een structureel model voor dat het mogelijk maakt om de volgende vergrote componenten (blokken) van iemands creatieve vermogens te onderscheiden:

1. motiverende en creatieve activiteit en oriëntatie van de persoonlijkheid;

2. de intellectuele en logische vermogens van het individu;

3. intellectueel-heuristische, intuïtieve vermogens van een persoon;

4. persoonlijkheidskenmerken van het wereldbeeld die bijdragen aan creatieve activiteit;

5. het vermogen van het individu tot zelfbestuur bij educatieve en creatieve activiteiten;

6. communicatieve en creatieve vermogens van het individu;

7. de effectiviteit van creatieve activiteit.

Naar onze mening zijn de methoden van deze wetenschappers meer geschikt voor kinderen in de middelbare schoolleeftijd. Laten we daarom eens kijken welke vermogens door andere wetenschappers zijn geïdentificeerd.

LD Stolyarenko (43) identificeerde de volgende vaardigheden die creativiteit kenmerken: plasticiteit (het vermogen om veel oplossingen te produceren), mobiliteit (snelle overgang van het ene aspect van het probleem naar het andere, niet beperkt tot één enkel gezichtspunt), originaliteit (het product van onverwachte, niet-triviale, niet-triviale oplossingen).

De beroemde Amerikaanse psycholoog D. Guilford (28) identificeerde 16 van dergelijke intellectuele vermogens. Onder hen: vloeiend denken (het aantal ideeën dat per tijdseenheid ontstaat), flexibiliteit van denken (het vermogen om van het ene idee naar het andere over te schakelen), originaliteit (het vermogen om nieuwe niet-standaard ideeën te genereren), nieuwsgierigheid (gevoeligheid problemen in de wereld), het vermogen om een ​​hypothese te ontwikkelen, fantastisch (volledige isolatie van het antwoord van de werkelijkheid in aanwezigheid van een logisch verband tussen de stimulus en de reactie), volledigheid (het vermogen om zijn "product" te verbeteren of te geven het is een afgewerkte look).

Het probleem werd verder uitgewerkt in het werk van P. Torrens (58). Zijn benadering is gebaseerd op het feit dat de vaardigheden die creativiteit bepalen omvatten: gemak, dat wordt beoordeeld als de snelheid van de taak, flexibiliteit, beoordeeld als het aantal wisselingen van de ene klasse van objecten naar de andere, en originaliteit, beoordeeld als het minimum frequentie van optreden van een bepaalde respons in een homogene groep. ... In deze benadering is het criterium voor creativiteit niet de kwaliteit van het resultaat, maar de kenmerken en processen die creatieve productiviteit activeren: vloeiendheid, flexibiliteit, originaliteit en grondigheid in de ontwikkeling van taken. Volgens Torrens is het maximale niveau van creatieve prestatie mogelijk met een combinatie van een drietal factoren: creativiteit, creativiteit en creatieve motivatie.

In de psychologie is het gebruikelijk om het vermogen tot creatieve activiteit te associëren, voornamelijk met de eigenaardigheden van het denken. Creatief denken wordt gekenmerkt door associativiteit, dialectiek en consistentie.

Associativiteit is het vermogen om verbanden en overeenkomsten te zien in objecten en verschijnselen die op het eerste gezicht niet vergelijkbaar zijn. Dialectisch denken stelt ons in staat om tegenstrijdigheden te formuleren en een manier te vinden om ze op te lossen. Een andere kwaliteit die creatief denken vormt, is consistentie, d.w.z. het vermogen om een ​​object of fenomeen als een integraal systeem te zien, om elk object, elk probleem volledig waar te nemen, in alle verschillende verbanden; het vermogen om de eenheid van onderlinge verbanden in de verschijnselen en wetten van ontwikkeling te zien. De ontwikkeling van juist deze kwaliteiten maakt het denken flexibel, origineel en productief.

Een aantal wetenschappers (15; 27; 37; 55; 57; 58) gaat uit van de verbinding van creatief denken met associaties. S. Mednik merkt op dat denken als creatiever wordt beschouwd, hoe verder weg de ideeën zijn waartussen associaties ontstaan, ze moeten op hun beurt voldoen aan de vereisten van de taak en worden gekenmerkt door bruikbaarheid. De paden van creatieve beslissingen op basis van associaties zijn: intuïtief vooruitzien, overeenkomsten zoeken tussen afzonderlijke elementen (ideeën) en sommige ideeën door anderen bemiddelen.

Creativiteit omvat een bepaalde reeks mentale en persoonlijke kwaliteiten die bepalend zijn voor het vermogen om creatief te zijn. Een van de componenten van creativiteit is het vermogen van het individu. Veel van de onderzoekers identificeren motivatie, waarden en persoonlijkheidskenmerken van een individu in creatief gedrag. Onder invloed van motivatie nemen de indicatoren van creativiteit toe.

KM Gurevich, E.M. Borisova (1) merkt op dat er standpunten zijn over de motivatie van creativiteit als een verlangen om risico's te nemen, de limiet van iemands mogelijkheden te controleren en hoe te proberen zichzelf op de best mogelijke manier te realiseren, maximaal overeen te komen met iemands capaciteiten, presteren nieuwe, ongebruikelijke soorten activiteiten, en nieuwe methoden van activiteit toepassen.

BEN. Matyushkin (30) gelooft dat prestatiemotivatie noodzakelijk is voor creativiteit. Volgens Ya.A. Ponomarev (36) is creativiteit gebaseerd op de globale irrationele motivatie van iemands vervreemding van de wereld. De eigenaardigheden van de motivatie van een creatief persoon worden door hem in tevredenheid niet zozeer gezien door het bereiken van het resultaat van creativiteit, als wel in het proces zelf, het verlangen naar creatieve activiteit.

Er is ook een speciale aanpak die IQ en creativiteit op een heel andere basis met elkaar verbindt. Volgens deze benadering, gepresenteerd door M.A. Vollakh en N.A. Kogan (28) zijn de persoonlijkheidskenmerken van een schoolkind afhankelijk van een andere combinatie van intelligentie en creativiteitsniveaus.

In ons onderzoek waren we van mening dat voor de optimale manifestatie van creatieve vermogens, de cognitieve en motiverende sferen van een persoon als een organisch geheel zouden moeten interageren.

Het is onmogelijk om geen rekening te houden met de sociale omgeving waarin de persoonlijkheid wordt gevormd. Bovendien moet het actief worden gevormd. Daarom hangt de ontwikkeling van creatieve vermogens af van de mogelijkheden die de omgeving biedt om het potentieel dat elke persoon in verschillende mate heeft, te realiseren. De hele omgeving moet bevorderlijk zijn voor de ontwikkeling van creativiteit. VN Druzhinin merkt op dat "de vorming van creativiteit alleen mogelijk is in een speciaal georganiseerde omgeving" (17,231). Zo zijn M. Volakh en N. Kogan (28) tegen strikte tijdslimieten, een sfeer van competitie en het enige criterium voor het juiste antwoord. Naar hun mening is voor de manifestatie van creativiteit een ontspannen, vrije omgeving, gewone levenssituaties nodig, wanneer het onderwerp vrije toegang kan hebben tot aanvullende informatie over het onderwerp van de taak.

DB Epiphany (7,64) koos een eenheid uit voor het meten van creatieve vermogens die 'intellectueel initiatief' wordt genoemd. Ze ziet het als een synthese van mentale vermogens en de motiverende structuur van de persoonlijkheid, gemanifesteerd in de "voortzetting van mentale activiteit die verder gaat dan wat nodig is, voorbij de oplossing van het probleem dat aan de persoon wordt gesteld."

De analyse van psychologische en pedagogische literatuur over het probleem van de ontwikkeling van creatieve vermogens toonde aan dat er nog geen uniforme benadering van de beoordeling van creatieve vermogens is ontwikkeld. Ondanks het verschil in benadering van hun definitie, onderscheiden onderzoekers unaniem de creatieve verbeeldingskracht en de kwaliteiten van creatief denken (flexibiliteit van denken, originaliteit, nieuwsgierigheid, enz.) als verplichte componenten van creatieve vaardigheden. Het criterium is de creatie van een nieuw product, evenals de realisatie door een persoon van zijn eigen individualiteit, terwijl het helemaal niet nodig is om een ​​soort product te creëren, enz. Bijna alle benaderingen benadrukken zo'n belangrijk onderscheidend kenmerk van creativiteit als het vermogen om verder te gaan dan een bepaalde situatie, het vermogen om een ​​eigen doel te hebben.

Op basis van de analyse van verschillende benaderingen van het probleem van de ontwikkeling van creatieve vaardigheden, belichten we de belangrijkste richtingen in de ontwikkeling van de creatieve vaardigheden van basisschoolkinderen: het gebruik van methoden voor het organiseren en motiveren van creatieve activiteit, de ontwikkeling van verbeeldingskracht en de ontwikkeling van de kwaliteiten van het denken.

Creativiteit is een samensmelting van vele kwaliteiten. En de kwestie van de componenten van menselijke creativiteit is nog steeds open, hoewel er op dit moment verschillende hypothesen zijn met betrekking tot dit probleem. Veel psychologen associëren het vermogen tot creatieve activiteit in de eerste plaats met de eigenaardigheden van het denken. Met name de beroemde Amerikaanse psycholoog Guilford, die zich bezighield met de problemen van de menselijke intelligentie, stelde vast dat zogenaamd divergent denken kenmerkend is voor creatieve individuen. Mensen met dit soort denken concentreren zich bij het oplossen van een probleem niet al hun inspanningen op het vinden van de enige juiste oplossing, maar beginnen in alle mogelijke richtingen naar oplossingen te zoeken om zoveel mogelijk opties te overwegen. Zulke mensen hebben de neiging om nieuwe combinaties van elementen te vormen die de meeste mensen alleen op een bepaalde manier kennen en gebruiken, of om verbindingen te leggen tussen twee elementen die op het eerste gezicht niets gemeen hebben. De divergente manier van denken vormt de kern van creatief denken, dat wordt gekenmerkt door de volgende hoofdkenmerken:

  • 1. Snelheid - het vermogen om het maximale aantal ideeën uit te drukken (in dit geval is het niet hun kwaliteit die belangrijk is, maar hun kwantiteit).
  • 2. Flexibiliteit - het vermogen om een ​​grote verscheidenheid aan ideeën te uiten.
  • 3. Originaliteit - het vermogen om nieuwe niet-standaard ideeën te genereren (dit kan zich uiten in antwoorden, beslissingen die niet overeenkomen met algemeen aanvaarde).
  • 4. Volledigheid - het vermogen om uw "product" te verbeteren of het een afgewerkte look te geven.

Bekende Russische onderzoekers van het probleem van creativiteit A.N. Onion onderscheidt op basis van de biografieën van vooraanstaande wetenschappers, uitvinders, kunstenaars en muzikanten de volgende creatieve vermogens.

  • 1. Het vermogen om het probleem te zien waar anderen het niet zien.
  • 2. Vermogen om mentale operaties in te perken, meerdere concepten door één te vervangen en symbolen te gebruiken die steeds meer informatie bevatten.
  • 3. Vaardigheden die zijn verworven bij het oplossen van het ene probleem kunnen toepassen op het oplossen van een ander probleem.
  • 4. Het vermogen om de werkelijkheid als een geheel waar te nemen, zonder deze in delen op te splitsen.
  • 5. Mogelijkheid om verre concepten gemakkelijk te associëren.
  • 6. Het vermogen van het geheugen om op het juiste moment de juiste informatie te geven.
  • 7. Flexibiliteit van denken.
  • 8. Mogelijkheid om een ​​van de alternatieven te kiezen om een ​​probleem op te lossen voordat u het controleert.
  • 9. Mogelijkheid om nieuw waargenomen informatie op te nemen in bestaande kennissystemen.
  • 10. Het vermogen om de dingen te zien zoals ze zijn, om het waargenomene te onderscheiden van wat door de interpretatie wordt geïntroduceerd.
  • 11. Gemakkelijk ideeën genereren.
  • 12. Creatieve verbeelding.
  • 13. Mogelijkheid om details te verfijnen, om het oorspronkelijke ontwerp te verbeteren.

Kandidaten psychologie V.T. Kudryavtsev en V. Sinelnikov, gebaseerd op een breed historisch en cultureel materiaal (geschiedenis van filosofie, sociale wetenschappen, kunst, individuele praktijkgebieden), identificeerden de volgende universele creatieve vermogens die zich ontwikkelden in het proces van de menselijke geschiedenis.

  • 1. Relisme van de verbeelding is een figuurlijk begrip van een essentiële, algemene tendens of regelmaat in de ontwikkeling van een doelobject, voordat een persoon er een duidelijk begrip van heeft en het in een systeem van strikte logische categorieën kan inpassen.
  • 2. Mogelijkheid om het geheel vóór de delen te zien.
  • 3. Het over-situationeel - transformerende karakter van creatieve oplossingen het vermogen om een ​​probleem op te lossen niet alleen door te kiezen uit de van buitenaf opgelegde alternatieven, maar om zelfstandig een alternatief te creëren.
  • 4. Experimenteren - het vermogen om bewust en doelbewust omstandigheden te creëren waarin objecten het meest levendig hun essentie onthullen die verborgen is in gewone situaties, evenals het vermogen om de kenmerken van het "gedrag" van objecten in deze omstandigheden te traceren en te analyseren.

Wetenschappers en docenten die betrokken zijn bij de ontwikkeling van programma's en methoden voor creatief onderwijs op basis van TRIZ (theorie van inventieve probleemoplossing) en ARIZ (algoritme voor het oplossen van inventieve problemen) zijn van mening dat een van de componenten van iemands creatieve potentieel de volgende vaardigheden zijn.

  • 1. Vermogen om risico's te nemen.
  • 2. Uiteenlopend denken.
  • 3. Flexibiliteit in denken en handelen.
  • 4. De snelheid van denken.
  • 5. Mogelijkheid om originele ideeën uit te drukken en nieuwe uit te vinden.
  • 6. Rijke verbeelding.
  • 7. Perceptie van de dubbelzinnigheid van dingen en verschijnselen.
  • 8. Hoge esthetische waarden.
  • 9. Ontwikkelde intuïtie.

Als we de bovenstaande standpunten over de kwestie van de componenten van creatieve vaardigheden analyseren, kunnen we concluderen dat, ondanks het verschil in benadering van hun definitie, onderzoekers unaniem creatieve verbeeldingskracht en de kwaliteit van creatief denken uitkiezen als verplichte componenten van creatieve vaardigheden.

Over de vorming van vaardigheden gesproken, het is noodzakelijk om stil te staan ​​​​bij de vraag wanneer, vanaf welke leeftijd de creatieve vaardigheden van kinderen moeten worden ontwikkeld. Psychologen noemen verschillende periodes van anderhalf tot vijf jaar. Er is ook een hypothese dat het nodig is om creativiteit van jongs af aan te ontwikkelen. Deze hypothese wordt bevestigd in de fysiologie.

Feit is dat de hersenen van een kind bijzonder snel groeien en in de eerste levensjaren 'rijpen'. Dit is rijpen, d.w.z. een toename van het aantal hersencellen en anatomische verbindingen daartussen hangt zowel af van de diversiteit en intensiteit van het werk van reeds bestaande structuren, als van de mate waarin de vorming van nieuwe wordt gestimuleerd door de omgeving. Deze periode van "rijping" is de tijd van de hoogste gevoeligheid en plasticiteit voor externe omstandigheden, de tijd van de hoogste en breedste kansen voor ontwikkeling. Dit is de gunstigste periode voor het begin van de ontwikkeling van de gehele diversiteit van menselijke vermogens. Maar het kind begint alleen die vaardigheden te ontwikkelen voor de ontwikkeling waarvan er stimuli en voorwaarden zijn voor het 'moment' van deze rijping. Hoe gunstiger de omstandigheden, hoe dichter ze bij optimaal zijn, hoe succesvoller de ontwikkeling begint. Als rijping en begin van functioneren (ontwikkeling) in de tijd samenvallen, synchroon gaan en de omstandigheden gunstig zijn, dan verloopt de ontwikkeling gemakkelijk - met de grootst mogelijke versnelling. De ontwikkeling kan zijn grootste hoogtepunt bereiken en het kind kan capabel, getalenteerd en vindingrijk worden.

De mogelijkheden voor de ontwikkeling van vaardigheden, die hun maximum hebben bereikt op het "moment" van rijping, blijven echter niet ongewijzigd. Als deze kansen niet worden gebruikt, dat wil zeggen, de bijbehorende vaardigheden ontwikkelen zich niet, functioneren niet, als het kind niet de nodige activiteiten onderneemt, dan beginnen deze kansen verloren te gaan, verslechterd, en hoe sneller, hoe zwakker het functioneren . Dit wegebben van ontwikkelingskansen is een onomkeerbaar proces. Boris Pavlovich Nikitin, die zich al vele jaren bezighoudt met het probleem van het ontwikkelen van de creatieve vermogens van kinderen, noemde dit fenomeen NUVERS (Irreversible Fading of Opportunities for Effective Development of Abilities). Nikitin is van mening dat NUVERS een bijzonder negatief effect heeft op de ontwikkeling van creatieve vermogens. De kloof in de tijd tussen het moment van rijping van de structuren die nodig zijn voor de vorming van creatieve vaardigheden en het begin van de doelgerichte ontwikkeling van deze vaardigheden leidt tot een ernstige moeilijkheid in hun ontwikkeling, vertraagt ​​het tempo en leidt tot een afname van de uiteindelijke ontwikkelingsniveau van creatieve vaardigheden. Volgens Nikitin was het de onomkeerbaarheid van het proces van degradatie van ontwikkelingsmogelijkheden die aanleiding gaf tot de mening over de aangeborenheid van creatieve vermogens, aangezien meestal niemand vermoedt dat kansen voor de effectieve ontwikkeling van creatieve vermogens in de voorschoolse leeftijd werden gemist. En het kleine aantal mensen met een hoog creatief potentieel in de samenleving wordt verklaard door het feit dat in de kindertijd slechts zeer weinigen zich in omstandigheden bevonden die bevorderlijk waren voor de ontwikkeling van hun creatieve vermogens.

Vanuit psychologisch oogpunt is de voorschoolse kindertijd een gunstige periode voor de ontwikkeling van creatieve vermogens, omdat kinderen op deze leeftijd buitengewoon nieuwsgierig zijn en een groot verlangen hebben om de wereld om hen heen te leren kennen.

En ouders, die nieuwsgierigheid aanmoedigen, kennis aan kinderen overdragen, hen betrekken bij verschillende activiteiten, dragen bij aan de uitbreiding van de ervaring van kinderen. En de accumulatie van ervaring en kennis is een noodzakelijke voorwaarde voor toekomstige creatieve activiteiten. Bovendien is het denken van kleuters vrijer dan dat van oudere kinderen. Het is nog niet verpletterd door dogma's en stereotypen, het is onafhankelijker. En die kwaliteit moet op alle mogelijke manieren worden ontwikkeld. De kleutertijd is ook een gevoelige periode voor de ontwikkeling van creatieve verbeeldingskracht.