Исследование электрических характеристик устройств с USB-выходом на уроках физики

Исследование электрических характеристик устройств с USB-выходом на уроках физики

Дорофеев Владимир Иванович, учитель физики  МБОУ Кромского района Орловской области

"Кутафинская средняя общеобразовательная школа" 

В настоящее время мы используем множество устройств с разъемами USB. При необходимости измерить электрические характеристики устройств с USB-выходом возникают затруднения с подключением к измерительным приборам. Для удобства подключения и работы мы изготовили несложное устройство – измерительный (контрольно-испытательный) стенд, который можно использовать на уроках физики при выполнении лабораторных и практических работ, а также в кружковой работе.

Стенд собран на панели от электроконструктора, на котором  расположены клеммы для подключения вольтметра, амперметра, мультиметра, нагрузочных устройств (реостат, лампочки, светодиоды). С боковых сторон выведены отрезки USB-кабеля с входным и выходным разъемами для подключения к источнику тока и нагрузке (флешка, внешний жесткий диск, телефон, планшет). 

Устройство поддерживает передачу данных, позволяет контролировать характеристики нагрузки - какой ток потребляет нагрузка и какое при этом напряжение на выходе разъема USB.  

В качестве источника тока можно использовать лабораторный блок питания ~42 В/=4 В,  зарядное устройство сотового телефона или ноутбук.

На переднюю панель стенда выведены рукоятки реостата и выключателя нагрузки. Резистор R1 ограничивает максимальный ток при регулировании тока нагрузки переменным резистором R2. Схема соединений и внешний вид: 

 

 

Примеры использования стенда

Измерение тока и напряжения при подключении одной или двух ламп:

 

Подключение мультиметров …

 

… и исследуемой флешки.

Сравниваем разные флешки:

 

При токе, превышающем 200 мА, используем лабораторный амперметр:

Подключен USB-разветвитель (хаб).

Измеряем зарядный ток планшета: