Розробка та виготовлення пристрою "бігучий вогонь" на 12 світлодіодах

Размещено на http://allbest.ru

1. Індивідуальне завдання на проведення практики

Питання, що підлягають вивченню:

1. Розробити та виготовити простий бігучий вогонь на 12 світлодіодах.

Техніка безпеки при пайці

1. ДО ПОЧАТКУ РОБОТИ:

1.1 Правильно одягни спецодяг.

1.2 Підготуй і перевір готовність інструменту, паяльника. Особливо переконайся у готовності ручки паяльника і стану проводів.

1.3 Переконайся, що поблизу немає пального і матеріалів, які легко загоряються.

1.4 Без дозволу вчителя до роботи не приступай.

2. ПІД ЧАС РОБОТИ:

2.1 Користуйся електропаяльником дуже обережно, не кидай його, не використовуй в ролі молотка.

2.2 В процесі роботи бережись бризгів розпаленого припою і не торкайся гарячих місць руками, щоб не обпектися.

2.3 При короткочасних перервах у роботі, клади нагрітий електропаяльник на спеціальну підставку.

2.4 При паянні та лудженні з кислотами слід користуватися гумовими рукавицями і захисними окулярами.

2.5 Під час пайки виділяються досить їдкі і токсичні випаровування. Переконайтесь, що ваше робоче місце обладнано доброю вентиляцією, перешкоджаючою скупченню шкідливої парів. Не надто нагинайтесь над столом під час паяння, тому що пари будуть йти прямо вам в обличчя. Якщо ви не можете чітко роздивитись місце з'єднання паянням, краще використовувати збільшувальне скло, ніж підносити плату близько до себе.

2.6 Обережно вимикай прилад з електромережі.

2.7 Всі хімічні речовини, які необхідні при паянні, необхідно тримати в скляному посуді з протертими скляними корками. На кожній посудині повинен бути напис з назвою речовини.

2.8 Будь обережним з флюсами для паяльних робіт. Не розливай на стіл, на одяг, на взуття. Не змочуй рук і не пробуй на язик, особливо, хлористий цинк.

2.9 Користуйся обов'язково захисними окулярами.

3. ПІСЛЯ ЗАКІНЧЕННЯ РОБОТИ:

3.1 Вимкни паяльник.

3.2 Прибери робоче місце.

3.3 Приведи себе в порядок.

світлодіод паяння транзистор трансформатор

2. Теоретичні відомості

Розглянемо що таке паяння:

Паяння - це процес з'єднання металів та їх сплавів за допомогою розплавленого металу (припою) з температурою плавлення нижчою, ніж у з'єднуваних металів; розрізняють паяння м'які (температура плавлення менше 450є) та тверді (з вищою температурою плавлення); для ручного п. використовують електричний паяльник, жало якого нагрівається, розплавляє припій та наносить його на з'єднувані поверхні.

Для паяння нам знадобиться паяльник:

Паяльник - найпростіший ручний інструмент для контактного нагріву об'єктів шляхом передачі їм тепла від розжареного твердого тіла. Призначений для здійснення операцій лудіння поверхонь та спаювання деталей шляхом локального паяння. Конструктивно складається з нагрітого робочого органу («жала») та теплоізольованої ручки.

Головна відмінність паяльників - потужність. Для ремонту друкарських плат і монтажу невеликих елементів, чутливих до статичної напруги, застосовуються паяльники з потужністю 24-40 Ватт. Для паяння широких провідників, шин живлення і різних масивних елементів - 40-80 Ватт. Паяльники на 100 Ватт і більш, в основному застосовують для паяння масивних сталевих конструкцій, особливо з кольорових металів з великою теплопровідністю. Не варто забувати і про напругу живлення. Стандартом в Україні є 220В, 50Гц, але для паяння, наприклад в автомобілі або в інших місцях, де складно знайти розетку, можна використовувати паяльники з напругою 12/18/24В. Іншою важливою характеристикою паяльника є його робоча температура. Найпростіші зразки не мають чіткого температурного режиму, і при недостатньому нагріві місця паяння, коли припій не розплавляється до стану текучості і не може заповнити всі призначені йому зазори, спостерігається досить частий ефект, який називається «холодне паяння». Місце спайки виявляється матовим, шорстким і з'єднання виходить неміцним. Перегріте жало паяльника прискорює його знос, припій при цьому перегрівається, жало покривається окалиною, флюс вигоряє, зчеплення припою з жалом погіршується. Часто жало паяльника перегрівається через надмірне випаровування припою, в результаті перегріваються польові елементи і мікросхеми, відшаровуються доріжки плат.

Провести якісну роботу паяльником з низькою або дуже високою температурою, природно неможливо.

Також нам знадобиться флюс і припій: каніфоль.

Флюс, в якості якого застосовується ялинова або соснова каніфоль, необхідний для розчинення і видалення оксидів, а також захисту місця паяння від окислення. Багато хто використовує спиртний розчин каніфолі, наносячи його пензликом на місце паяння. Такий розчин нескладно зробити і самому, а замість спирту можна використовувати інший розчинник, наприклад бензин або ацетон.

Каніфоль відноситься до природних ізоляційним смолам. Вона являє собою крихку скловидну речовину у вигляді шматків неправильної форми. Каніфоль отримують в результаті термічної обробки живиці - соку хвойних дерев. Після відгону з живиці води і скипидару утворюється тверде аморфне речовина - каніфоль, яку піддають хімічній очистці.

Колір очищеної каніфолі змінюється від світло-лимонного до темно-оранжевого. Чим темніше забарвлення каніфолі, тим більше в ній домішок, що знижують її електроізоляційні властивості.

Основні характеристика каніфолі: щільність 1,07 - 1,10 г/см3, температура розм'якшення 65 - 70 °С (перехід каніфолі в рідкий стан відбувається при 110 - 120 °С), Епр = -15 - 20 кВ / мм. Каніфоль є полярним діелектриком.

Каніфоль відноситься до термопластичних матеріалів, розм'якшуються при нагріванні і добре розчиняється в багатьох розчинниках - скипидарі, бензині, етиловому спирті, ацетоні, мінеральному маслі та ін.

Каніфоль застосовується також для виготовлення сикативів - речовин, що прискорюють процес висихання масляних лаків. У цьому випадку розплавлену каніфоль нагрівають з оксидами свинцю РbО, марганцю МnO2 та ін. У результаті утворюються резинати, що представляють собою солі відповідних металів і смоляних кислот каніфолі.

Каніфоль знаходить велике застосування в якості флюсу при пайку мідних проводів. У розплавленому стані каніфоль розчиняє окисли міді та олова і забезпечує надійну пайку.

Припій.

Припій, сплав олова, зі свинцем необхідний для з'єднання деталей, що спаюються. Припої розділяють на тугоплавких (тверді припої) і легкоплавких (м'які припої). Випускаються у вигляді зерен, паличок, прутиків, смужок, стрічок, дроту, заповнених каніфоллю трубок, порошків і паст з рідким флюсом. Для ремонту домашньої, зокрема комп'ютерної техніки використовують легкоплавкі припої з щодо низькою температурою плавлення до 300С, наприклад ПОС-61. Позначення ПОС розшифровується як - припій олов'яно-свинцевий, цифра в кінці процентний зміст олова. Для набуття спеціальних властивостей в олов'яно-свинцеві припої додають кадмій (ПОСК), вісмут (ПОСВ), сурму (ПОССУ) і інші метали.

Найбільш зручним є використання трубок діаметром 2-3мм з каналом каніфолі усередині. Можна паяти як завжди, захоплюючи краплю олова з трубки і переносити її на місце паяння або притискаючи жало паяльника до місця паяння, підносити до нього кінчик трубки. Трубка при цьому плавиться, затікаючи в зазори, до того ж завдяки її малому діаметру, кількість припою легко дозується.

Припій ПОС - 61

Низькотемпературний припій.

Склад у відсотках - Олово (61%), Сурма (0,8%), решта Свинець.

Температура плавлення - 190 4,7 ч 5,5.

Застосовується для пайки струмоведучих мідних і латунних деталей, а також тонких вивідних кінців і обмотувальних проводів

Припій ПОС-61 також володіє найвищою міцністю серед припоїв ПОС. Межа міцності при розтягуванні 6,7 - 7,5 кГ/мм2.

У пригоді стануть також: плоскогубці, пінцет, кусачки, шило тощо.

Поради щодо паяння.

Вибирайте паяльник з можливістю зміни жала, яких зараз пропонують цілий асортимент. Це і лопатки, конуси, голки, загалом все залежить від конкретних потреб і ваших фінансових можливостей. Приділіть очищенню жала пару хвилин перед будь-якою роботою, при дуже сильних забрудненнях використовуйте напилок. Для видалення з жала залишків вигорілого флюсу, пилу і оксиду, зручно застосовувати шматочок дерева або картону (хоча багато хто робить це швидким рухом пальців, що в принципі теж ефективно).

При застосуванні звичайного паяльника для захисту від статики, доцільно з'єднати провідниками надітий на руку антистатичний браслет з паяльником і корпусом ремонтованого пристрою. Розігріваючи паяльник, не залишайте його «насухо», обов'язково занурите жало паяльника в каніфоль, як тільки воно розігріється до температури здатною її розплавити. Шар каніфолі на поверхні жала захистить його від окислення. При нагріві до температури плавлення припою його необхідне залудити. Для зберігання припою небажане використання металевих коробочок, кришок, консервних банок, оскільки припій, що впав на їх поверхню прилипає, метал такої коробочки (особливо якщо вона використовується ще і у вигляді підставки для паяльника) розігрівається, з'являються складнощі з точним дозуванням, і в результаті утворюється олово-каніфольна каша, з якою працювати буде не дуже зручно.

Обов'язкова умова для утворення надійного паяного контакту - рівні температури поверхонь, що спаюються. Заздалегідь очистіть, знежирте бензином або іншим органічним розчинником і залудіть контактні майданчики перед паянням. Частою помилкою є те, що деякі компоненти спочатку паяють, а потім відкушують зайву довжину ніжок і намагаються прибрати зайві краплі припою.

Не забувайте про граничні температури електронних компонентів, особливо польових транзисторів і інтегральних мікросхем. При температурі 260-300С не перевищуйте час паяння більш ніж на 5-10 секунд. Змінюючи довжину жала паяльника - можна змінювати температуру.

Але набагато зручніше робити це за допомогою автотрансформатора або спеціального регулюючого пристрою. Звичайно ж, це не стосується щасливих власників паяльної станції. Теоретично температура жала паяльника повинна відповідати вживаному припою і сумарному тепловідводу деталей, що спаюються.

Звичайно ж, підрахувати це непросто, але при набутті досвіду, вгадується «на око». Гармонійне, акуратне і якісне паяння приходить з часом і досвідом.

Не бійтеся паяльника, практикуйтеся, розраховуйте на свій здоровий глузд та інтуїцію! Адже паяльник головний інструмент при будь-якому більш-менш серйозному ремонті!

3. Основні радіоелементи і деякі їхні види

Транзистор - прийшов на зміну радіоламп, а зараз його замінили мікросхеми, які по суті складаються з мільйонів маленьких транзисторів. Без транзисторів Інтернет не міг би існувати.

Транзистор - це компонент електроприладів з не менш ніж трьома виводами. Транзистор має два основні застосування: у якості підсилювача і у якості перемикача.

Підсилювальні властивості транзистора зв'язані з його здатністю контролювати великий струм між двома електродами за допомогою малого струму між двома іншими електродами. Таким чином малі зміни величини сигналу в одному електричному колі можуть відтворюватися з більшою амплітудою в іншому колі. Використання транзистора у якості перемикача пов'язане з тим, що приклавши відповідну напругу до одного з його виводів, можна зменшити практично до нуля струм між двома іншими виводами, що називають запиранням транзистора. Цю властивість використовують для побудови логічних вентилів.

Транзистори - напівпровідники електричного току. Основними речовинами з яких робляться транзистори являються кремній (силікон), германій та арсенід галію. У другому десятиріччі 21 сторіччя, транзистори почали виготовляти із прозорих напівпровідників, вуглецевих нанотрубок та навіть з суперсучасної речовини - графена!

За будовою та принципом дії транзистори поділяють на два великі класи: біполярні транзистори й польові транзистори. В біполярному транзисторі носії заряду рухаються від емітера через тонку базу до колектора. База відділена від емітера й колектора p-n переходами Струм протікає через транзистор лише тоді, коли носії заряду інжектуються з емітера в базу через p-n перехід. В базі вони є неосновними носіями заряду й легко проникають через інший p-n перехід між базою й колектором, прискорюючись при цьому. В самій базі носії заряду рухаються за рахунок дифузійного механізму, тож база повинна бути досить тонкою. Управління струмом між емітером і колектором здійснюється зміною напруги між базою і емітером, від якої залежать умови інжекції носіїв заряду в базу. В польовому транзисторі струм протікає від витоку до стоку через канал під затвором. Канал існує в легованому напівпровіднику в проміжку між затвором і нелегованою підкладкою, в якій немає носіїв заряду, й вона не може проводити струм. Безпосередньо під затвором існує область збіднення, в якій теж немає носіїв заряду завдяки утворенню між легованим напівпровідником і металевим затвором контакту Шотткі. Таким чином ширина каналу обмежена простором між підкладкою та областю збіднення. Прикладена до затвору напруга збільшує чи зменшує ширину області збіднення, а тим самим ширину каналу, контролюючи струм. Біполярні транзистори розрізняються за полярністю: вони бувають p-n-p та n-p-n типу. Середня літера в цих позначеннях відповідає типу провідності матеріалу бази. Польові транзистори розрізняються за типом провідності в каналі: на p-канальні (основний тип провідності - дірковий) та n-канальні - основний тип провідності електронний.

Транзистор КТ 315. Малопотужний кремнієвий транзистор n-p-n структури, виробництва радянських часів. Широко застосовувався у побутовій апаратурі. Транзистор КТ 315 є комплементарною парою транзистору КТ361. Аналоги КТ315 - BC847B, 2SC634, 2SC641, BFP722, BC546, 2SC380, 2SC388, КТ3102.

Характеристики КТ315

	КТ315А	КТ315Б	КТ315В	КТ315Г	КТ315Д	КТ315Е	КТ315Ж	КТ315И
Струм колектора макс., mA	100	100	100	100	100	100	50	50
Напруга колектор-емітер макс.(Ukemax), В	25	20	40	35	40	35	15	60
Напруга емітер-база макс. (Uebmax), В	6	6	6	6	6	6	6	6
Потужність колектора макс. (Pkmax), мВ	150	150	150	150	150	150	100	100
Температура макс. (Tmax), С	120	120	120	120	120	120	120	120
Коефіцієнт посилення (h21)	20-90	50-350	20-90	50-350	20-90	50-350	30-350	30
Гранична частота (fuh), Мгц	250	250	250	250	250	250	150	250
Напруга насичення (Uкэнас), В	0,4	0,4	0,4	0,4	1	1	0,5	0,5
Ємність колектора (Ск), пФ	7	7	7	7	7	7	10	7

Конденсатори.

Конденсатор - система з двох чи більше електродів (обкладок), які розділені діелектриком, товщина якого менша у порівнянні з розміром обкладок. Така система має взаємну електричну ємність і здатна зберігати електричний заряд. Прикладання електричної напруги до обкладок конденсатора спричиняє накопичення на них електричного заряду. Після відключення від джерела напруги, заряд утримується на обкладках силами електростатики. Якщо конденсатор, як цілісний елемент, не є наелектризованим, то заряд, що накопичений на обох обкладках є однаковим за величиною і протилежний за знаком. Здатність конденсатора накопичувати заряд характеризує його електрична ємність.

Основна класифікація конденсаторів проводиться за типом діелектрика в конденсаторі. Тип діелектрика визначає основні електричні параметри конденсаторів: опір ізоляції, стабільність ємності, величину втрат та ін.

За видом діелектрика розрізняють:

· Вакуумні конденсатори (обкладки без діелектрика знаходяться у вакуумі);

· Конденсатори з газоподібним діелектриком;

· Конденсатори з рідким діелектриком;

· Конденсатори з твердим неорганічним діелектриком: скляні, слюдяні, керамічні, тонкошарові із неорганічних плівок (К10, К15, К26, К32,);

· Конденсатори з твердим органічним діелектриком: паперові, металопаперові, плівкові, комбіновані (К41, К42, К71, К72);

· Електролітичні та оксидо-напівпровідникові конденсатори. В якості діелектрика використовується шар оксиду металу. Наприклад для конденсаторів оксидно-алюмінієвих (К50) це Al2O3, а для оксидно-танталових (К51) - Ta2O3. Однією обкладинкою слугує металева фольга (анод), а друга (катод) - це або електроліт (у електролітичних конденсаторах) або шар напівпровідника (у оксидно-напівпровідникових), нанесений безпосередньо на оксидний шар. Анод виготовляється, в залежності від типу конденсатора, з алюмінієвої, ніобієвої чи танталової фольги. Такі конденсатори відрізняються від інших типів перш за все своєю великою питомою ємністю, але здатні працювати при відносно низьких напругах і мають значні діелектричні втрати.

Крім того, конденсатори розрізняються за можливістю зміни своєї ємності:

· Постійні конденсатори - основний клас конденсаторів, який має сталу ємність (окрім як зменшення з часом використання);

· Змінні конденсатори - конденсатори, які дозволяють зміни ємності в процесі функціонування апаратури. Керування ємністю може відбуватися механічно, електричною напругою (варіконди) та температурою (термоконденсатори). Використовуються, наприклад, у радіоприймачах для налаштування частоти резонансного контуру.

· Конденсатори підлаштування - конденсатори, ємність яких змінюється при разовому чи періодичному регулюванню і не змінюється в процесі функціонування апаратури. Їх використовують для підлаштування та вирівнювання початкових ємностей сполучених контурів, для періодичного підлаштування та регулювання ланцюгів схем, де потрібна незначна зміна ємності.

В залежності від призначення конденсатори можна умовно розділити на конденсатори загального та спеціального призначення. Конденсатори загального призначення використовуються практично у більшості видів і класів апаратури. Традиційно до них відносять найбільш розповсюджені низьковольтні конденсатори, до яких не висуваються особливі вимоги. Решта конденсаторів є спеціальними. До них відносяться високовольтні, імпульсні, дозиметричні, пускові та інші конденсатори.

За формою обкладок конденсатори бувають: плоскі, циліндричні, сферичні, рулонні та інші.

За способом монтажу конденсатори поділяються на елементи навісного монтажу і поверхневого (друкованого), а також для використання у складі мікросхем та мікромодулів. Виводи конденсаторів для навісного монтажу можуть бути жорсткими або м'якими, аксіальними або радіальними з дроту чи стрічки, у вигляді пелюсток, кабельного вводу, шпильок чи опорних гвинтів. У більшості конденсаторів одна з обкладок сполучається з корпусом, який служить другим виводом.

Застосування конденсаторів:

Конденсаторам знаходиться використання практично у всіх галузях електротехніки.

Конденсатори використовуються як фільтри при перетворенні змінного струму на постійний.

При з'єднанні конденсатора з котушкою індуктивності утворюється коливальний контур, який використовується у пристроях прийому-передачі.

За допомогою конденсаторів можна отримувати імпульси великої потужності, наприклад, у фотоспалахах.

Оскільки конденсатор здатний довгий час зберігати заряд, то його можна використовувати в якості елемента пам'яті.

Конденсатор електролітичний (47 мкФ).

Алюмінієві електролітичні конденсатори, завдяки електрохімічному принципу роботи, володіють наступними перевагами: висока питома ємність, що дозволяє виготовляти конденсатори ємністю понад 1Ф; високий максимально допустимий струм пульсації; висока надійність.

Алюмінієві електролітичні конденсатори є аналогами вітчизняних конденсаторів: K50 - 16, K50 - 35, K50 - 38, K50 - 40, K50 - 46.

Технічні параметри:

1. Тип К50- 35

2. Робоча напруга, В 16

3. Номінальна ємність, мкФ 47

4. Допуск номінальної ємності, % 20

5. Робоча температура, С -40... 105

6. Тангенс кута втрат, % 0.16

7. Струм витоку макс., МкА 4

8. Висновки / корпус радіал.пров.

9. Діаметр корпусу D, мм 5

10. Довжина корпусу L, мм 11

Світлодіоди.

Світлодіод - це напівпровідниковий прилад, що здатен перетворювати електричну енергію безпосередньо у світлову. За своєю структурою, світлодіод подібний до звичайного напівпровідникового діоду, так само як і будь який напівпровідниковий діод, світлодіод має властивість односторонньої електропровідності, але, при протіканні електричного струму у «прямому» напрямі, на кристалі, в зоні контакту напівпровідників різного типу провідності, виникає світіння. Довжина світлової хвилі, яку ми сприймаємо як колір, залежить лише від структурних та хімічних особливостей напівпровідників. Ніякі зміни характеристик струму живлення світлодіода ( сила струму, частота, напруга ) не можуть вплинути на довжину хвилі випромінюваного світла. За принципом дії такі світлодіоди подібні до люмінесцентних ламп. На кристал фіолетового, або ультрафіолетового світлодіода наноситься покриття люмінофору, що під дією ультрафіолетового випромінення починає світитися сам, але вже білим світлом. Зрозуміло, так само як вигоряє люмінофор люмінесцентних ламп, зменшуючи світловіддачу, вигоряє і люмінофор світлодіода. Фактично, світлодіоди невисокої якості за 2 - 3 місяці зменшують світловіддач вдвоє.

Ознакою гарної якості є рівномірність нанесення шару люмінофору та його хімічна чистота. Якщо з десятка вибраних світлодіодів половина відрізняється відтінками кольору, висока ймовірність того, що зв'язуватись з цією партією не варто. Друга важлива складова - електричні та теплові параметри. Якщо через світлодіод пропускати більший струм, ніж той на який він розрахований, світлодіод світитиме яскравіше, але внаслідок виділення тепла кристал швидко деградує. Замість сотень тисяч годин світлодіод пропрацює десятки, поступово втрачаючи яскравість. Номінальний струм має бути вказаним у технічних характеристиках.

Резистори.

Резистор - це основний структурний елемент будь електричного кола, основною функцією якого є надання номінального (відомого) опору протіканню електричного струму по цьому ланцюгу з метою регулювання напруги та струму.

Резистори використовують із формування заданих величин струмів і напруг у електричної ланцюга радіоелектронних пристроїв, створення необхідних електричних режимів активних компонентів, узгодження електричних ланцюгів, поглинання електричної потужності, до застосування в частото заданих ланцюгах генераторів і фільтрів тощо.

Опір резисторів загального призначення може варіювати приблизно в межах + / - 10 %. Опір залежить від так званого температурного коефіцієнта опору (в спеціалізованій літературі можна зустріти скорочення ТКС). У більшості стандартних резисторів цей коефіцієнт позитивний. Це означає, що при збільшенні температури збільшується і опір.

Однією з основоположних характеристик резисторів можна назвати розсіваючу потужність. Це та потужність, яку він зможе розсіяти без отримання ушкоджень. Знаючи номінальний опір і струм, що протікає по електричного кола, можна обчислити і потужність. Знаходиться вона за формулою

P = I² * R,

де P - потужність, I - значення сили струму, R - номінальний опір резистора.

Для цілі регулювання напруги в ланцюзі часто використовують так званий баластний резистор. Що таке резистор баластний. Це пристрій підключається в мережу і поглинає деяку кількість зайвої напруги, тим самим вирівнювання окремі струми в гілках електричного кола і підтримуючи стабільність напруги. На подібних принципах влаштований і резистор для світлодіода.

Щоб світлодіод фактично відразу не згорів від проходу по ньому струмів, до нього послідовно підключають токогасильний резистор. Опір резистора залежить від матеріалу, з якого він складається.

Також воно залежить від площі зрізу (чим більше площа зрізу, тим менше опір), від довжини резистора (чим він довший, тим, відповідно, опір більше). Резистори зручно маркуються за кольорами або ж по цифровим позначенням.

За допомогою подібної маркування можна дізнатися найважливіше властивість будь резистора, а саме значення його опору. Дізнатися, що значить той чи інший колір або цифра, можна в паспорті пристрою або ж у виробника чи постачальника.

Позначення за ГОСТ 2.728-74	Опис
	Сталий резистор без вказання номінальної потужності, що розсіюється
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 0,05 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 0,125 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 0,25 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 0,5 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 1 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 2 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 5 Вт
	Сталий резистор з номінальною потужністю, що розсіюється 10 Вт



Котушка індуктивності.

Котушка індуктивності або індуктивна котушка - елемент електричного кола, що являє собою сукупність витків, призначений для використання його індуктивності. Котушка індуктивності має вигляд звернутого у спіраль ізольованого дроту, що має значну індуктивність при відносно великій електричній провідності та малому активному опорі. Дріт може намотуватись на каркас з діелектрика циліндричної, тороїдальної або прямокутної форми. Така система здатна запасати енергію при протіканні електричного струму.

Для збільшення індуктивності котушка здебільшого намотується на феромагнітне осердя з електротехнічної сталі, пермалою, карбонільного заліза, феритів. Котушку без осердя називають соленоїдом. Осердя використовують також для зміни індуктивності резонансних контурів в невеликих межах. Спеціальні котушки, що використовуються в певних електричних колах, називають дроселями. У силовій електротехніці котушку індуктивності називають електричним реактором.

До основних параметрів котушок індуктивності належать: номінальне значення індуктивності, допустиме відхилення індуктивності, максимальний струм котушки, опір втрат, номінальна добротність, температурний коефіцієнт індуктивності (TKL), власна ємність, робочий діапазон температур.

Трансформатор.

Трансформатор (від лат. transformo - перетворювати) - пристрій для перетворення параметрів (амплітуд і фаз) напруг і струмів.

Трансформатор - статичний електромагнітний пристрій, що має дві або більше індуктивно зв'язані обмотки і призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції однієї або кількох систем (напруг) змінного струму в одну або декілька інших систем (напруг) змінного струму без зміни частоти системи (напруги) змінного струму.

Трансформатори широко застосовуються в лініях електропередач, в розподільних та побутових пристроях. Передача електроенергії відбувається з меншими втратами при високій напрузі й малій силі струму. Тому, зазвичай лінії електропередач є високовольтними. Водночас побутові й промислові машини вимагають великої сили струму й малої напруги, тому перед споживанням електроенергія перетворюється в низьковольтну. Трансформатори знайшли застосування також у різних випрямних, підсилювальних, сигналізаційних та інших пристроях.

Коефіцієнт корисної дії сучасних трансформаторів, особливо підвищеної потужності, вельми високий і досягає значень 0,95…0,996.

Найпростіший трансформатор складається з обмоток на спільному осерді. Одна з обмоток під'єднана до джерела змінного струму. Ця обмотка називається первинною. Інша обмотка, вторинна, служить джерелом струму для навантаження. Створений струмом у первинній обмотці змінний магнітний потік викликає появу е.р.с. у вторинній обмотці, оскільки обидві обмотки мають спільне осердя. Співвідношення е.р.с. у вторинній обмотці й напруги на первинній залежить від кількості витків у обох обмотках. Таким чином, перетворення напруги й сили струму в трансформаторі визначається кількістю витків у первинній та вторинній обмотках. Напруга пропорційна кількості витків, тоді як сила струму обернено пропорційна їй.

Види трансформаторів:

1. Силовий трансформатор - трансформатор, готовий до перетворення електричної енергії в електричних мережах й у установках, виділені на прийому й порядку використання електричної енергії.

2. Автотрансформатор - варіант трансформатора, у якому первинна і вторинна обмотки з'єднані безпосередньо, і мають рахунок не лише електромагнітного зв'язку, а й електричного. Обмотка автотрансформатора має низку висновків (принаймні 3), підключаючись яких, можна одержувати різні напруги. Перевагою автотрансформатора є високий ККД, оскільки лише деякі з потужності піддається перетворенню - це особливо істотно, коли вхідний і вихідний напруги відрізняються незначно. Недоліком є електрична ізоляція (гальванічної розв'язки) між первинної і вторинної ланцюгом. Застосування автотрансформаторів економічно виправдано замість звичайних трансформаторів для сполуки ефективно заземлених мереж з напругою 110 кВ і від при коефіцієнті трансформації трохи більше3-4.Суттєвим є менший витрата сталі для сердечника, міді для обмоток, менше значення і габарити, і врешті-решт - менша вартість.

3. Трансформатор струму - трансформатор, що живиться від джерела струму. Типове застосування - зниження первинного струму до величини, яка у ланцюгах виміру, захисту, управління і сигналізації. Номінальне значення струму вторинної обмотки 1А,5А. Первинна обмотка трансформатора струму входить у ланцюг з що вимірюється змінним струмом, тоді як у вторинну включаються вимірювальні прилади. Струм, протікаючий по вторинної обмотці трансформатора струму, дорівнює току первинної обмотки, поділеній на коефіцієнт трансформації.

4. Трансформатор напруги - трансформатор, що живиться від джерела напруги. Типове застосування - перетворення високої напруги в низьких ланцюгах, в вимірювальних ланцюгах. Застосування трансформатора напруги дозволяє ізолювати логічні ланцюг захисту та ланцюг виміру від ланцюга високої напруги.

5. Імпульсний трансформатор - це трансформатор, готовий до перетворення імпульсних сигналів з тривалістю імпульсу до десятків мікросекунд з мінімальним спотворенням форми імпульсу. Основне застосування залежить від передачі прямокутного електричного імпульсу (максимально крутий фронт і зріз, стала амплітуда). Він служить для трансформації короткочасних відео імпульсів напруги, зазвичай періодично повторюваних із високою шпаруватістю. Найчастіше основна вимога до ІТ залежить від неспотвореної передачі форми трансформованих імпульсів напруги.

6. Розділовий трансформатор - трансформатор, первинна обмотка якого електрично-пов'язана із вторинними обмотками. Силові розділювальні трансформатори призначені для підвищення безпеки електромереж, при випадкових одночасних дотиків до землі струмопровідними частинами чи не струмопровідними частинами, які можуть бути під напругою у разі пошкодження ізоляції. Сигнальні розділювальні трансформатори забезпечують гальванічну розв'язку електричних ланцюгів.

7. Пік-трансформатор - трансформатор, перетворюючий напругу синусоїдальної форми в імпульсну напругу через кожні пів періоду.

Комутуючі пристрої.

Комутуючі пристрої - це пристрої, які замикають і розмикають коло(кнопки, перемикачі, реле).

Реле - це пристрій, у якому при досягненні певного значення вхідної величини, вихідна величина змінюється стрибкоподібно і приймає скінченне число значень. Найчастіше, це автоматичний пристрій, який реагує на зміни параметра (температури, тиску тощо) і який в разі досягнення параметром заданої величини замикає або розмикає електричне коло. Реле складається з релейного елемента (з двома станами стійкої рівноваги) і групи електричних контактів, які замикаються (розмикаються) при зміні стану релейного елемента. Розрізняють теплові, механічні, електричні, оптичні, акустичні реле, які застосовують в системах автоматичного керування, контролю, сигналізації, захисту, комунікації і т. ін.

Перемикач - електронний компонент, який може розмикати електричне коло, вимикаючи струм або перемикаючи його з одного провідника на інший. Пристрій, призначений для зміни з'єднання в одному чи кількох електричних колах Перемикачі можуть входити до складу давачів (рос. датчик) і керуватися автоматично вихідними сигналами сенсорів, чутливих до температури, тиску, положення і таке інше. В термостаті, наприклад, керований температурою перемикач використовується в системі керування тепловим процесом.

Кнопковий вимикач (перемикач) - вимикач (перемикач), призначений для кіл керування, який приводиться в дію натиском деталі, що передає зусилля оператора (звичайно пальця чи долоні руки), і який має механізм накопичення енергії зворотної дії.

Кнопка - частина привідного елемента, яка переміщується звичайно вздовж своєї осі від зусилля, яке створюється рукою оператора. У ширшому розумінні кнопка - конструктивний елемент, що містить деяку обмежену поверхню, натиснення на яку приводить до вироблення керуючого впливу на пов'язаний з нею пристрій. За своєю природою кнопка є первинним перетворювачем зовнішнього фізичного впливу (натиснення), що передає сигнал у вигляді переміщення, зусилля, зміни ємності, індуктивності, світлового потоку сполученим з нею пристроям (важелю, клапану, електричним контактам, чутливим елементам, електронним схемам тощо). Кнопка відноситься до засобів введення інформації в людино-машинних інтерфейсах шляхом формування електричного (пневматичного, гідравлічного, оптичного) сигналу різних пристроях методом замикання чи/та розмикання двох або більше електричних (пневматичних, гідравлічних) контактів.

Діоди.

Діод - електронний прилад з двома електродами, що пропускає електричний струм лише в одному напрямі. Застосовується у радіотехніці,електроніці, енергетиці та в інших галузях, переважно для випрямляння змінного електричного струму, детектування, перетворення та помноження частоти, а також для переключення електричних кіл.

Види діодів:

За фізичними принципами реалізації своїх функцій діоди як електронні прилади бувають електровакуумними, які виготовляють у вигляді електронних (електровакуумних) ламп (електровакуумні діоди) або газорозрядних (газонаповнених) приладів (газорозрядні вентилі) та напівпровідниковими. Кожний з видів поділяється на низку підвидів, залежно від функцій, що виконуються ними в електричних колах. Діоди виготовляють з кремнію, германію, селену та інших напівпровідників.

Допустимі зворотні напруги кремнієвих діодів - 1000-1500 В, а германієвих 100-400 В. Інтервал робочих температур кремнієвого діода - від ?60 °C до +150 °C; а для германієвого - від ?60 °C до +85 °C. Тому зараз в основному використовують кремнієві діоди.

Застосування:

Діоди широко використовуються в електротехніці, електроніці та радіотехніці.

Властивість діода - проводити струм лише в одному напрямку, застосовують у випрямлячах - для перетворення змінного струму на постійний.

Діоди використовуються при демодуляції амплітудно-модульованого радіосигналу, тобто виділення низькочастотної складової з високочастотного сигналу. Разом із іншими електронними компонентами, діоди можуть використовуватися для створення AND і OR логічних елементів.

Світлодіоди використовуються як джерела світла, а фотодіоди - як його індикатори. Робота діодів чутлива до радіоактивних променів, що дозволяє використовувати їх у якості детекторів іонізуючого випромінювання, зокрема детекторів елементарних частинок. Одна така частинка має енергію в сотні тисяч і мільйони електрон-вольт. Проходячи через напівпровідник вона створює значну концентрацію носіїв заряду. Неосновні носії заряду легко проходять через p-n перехід діода, підключеного у зворотному напрямку, створюючи струм, вимірюючи який можна оцінити характеристики частинки.

Постійне опромінення впливає на характеристики діода, а тому діоди можна використовувати не тільки для детектування частинок, а й для вимірювання доз опромінення. Для цієї мети особливо зручні PIN-діоди, в яких p- та n-області розділені широкою ділянкою ізолятора (нелегованого напівпровідника). Завдяки ширині такої області, радіаційні пошкодження детектувати легше.

Діоди використовуються, також, для вимірювання температури, оскільки падіння напруги на діоді (при прямому включенні) залежить від температури. Застосовуються для комутації високочастотних сигналів. Управління здійснюється постійним струмом, поділ ВЧ і керуючого сигналу з допомогою конденсаторів і індуктивностей.

Мікросхема.

Мікросхема, інтегральна мікросхема - електронна схема, що реалізована у вигляді напівпровідникового кристалу (чіпу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.

Основним елементом аналогових мікросхем є транзистори (біполярні або польові). Різниця в технології виготовлення транзисторів істотно впливає на характеристики мікросхем. Тому нерідко в описі мікросхеми вказують технологію виготовлення, щоб підкреслити тим самим загальну характеристику властивостей і можливостей мікросхеми. У сучасних технологіях об'єднують технології біполярних і польових транзисторів, щоб добитися поліпшення характеристик мікросхем.

За технологією виготовлення транзисторів мікросхеми поділяються:

· Мікросхеми на уніполярних (польових) транзисторах - най економніші (по споживанню струму).

· Мікросхеми на біполярних транзисторах.

Мікросхеми випускаються в двох конструктивних варіантах - корпусному і без корпусному.

Без корпусна мікросхема - це напівпровідниковий кристал, призначений для монтажу в гібридну мікросхему або мікрозборку (можливий безпосередній монтаж на друковану плату). Корпус мікросхеми - це частина конструкції мікросхеми, призначена для захисту від зовнішніх дій і для з'єднання із зовнішніми електричними колами за допомогою виводів. Корпуси стандартизовані для спрощення технологічного процесу виготовлення виробів з різних мікросхем. Число стандартних корпусів обчислюється сотнями. У сучасних імпортних корпусах для поверхневого монтажу застосовують і метричні розміри: 0,8 мм; 0,65 мм і інші.

Інтегральна мікросхема може мати закінчений, скільки завгодно складний, функціонал - аж до цілого мікрокомп'ютера (одно кристальний мікрокомп'ютер).

Тиристор.

Тиристор - це перемикний напівпровідниковий прилад, що проводить струм тільки в одному напрямку. Цей радіоелемент часто порівнюють з керованим діодом і називають напівпровідниковим керованим вентилем. Тиристор має три виходи, один з яких - керуючий електрод - використовується для різкого переводу тиристора у включений стан. Тиристор суміщає в собі функції випрямляча, вимикача і підсилювача. Часто він використовується як регулятор, головним чином, коли схема живиться змінною напругою. Основні властивості тиристора:

· тиристор, як і діод, проводить струм в одному напрямку, проявляючи себе як випрямляч;

· тиристор переводиться з вимкненого стану у ввімкнений при подачі сигналу на керуючий електрод і, як вимикач, має два стійкі стани. Проте для повернення тиристора у вимкнений стан необхідно виконати спеціальні умови;

· керуючий струм, необхідний для переводу тиристора із вимкненого стану у ввімкнений, значно менший (декілька міліампер) при робочому струмі в декілька ампер і навіть в декілька десятків ампер. Тому тиристор володіє властивостями підсилювача струму;

· середній струм через навантаження, включене послідовно з тиристором, можна точно регулювати залежно від тривалості сигналу на керуючому електроді. Тиристор при цьому є регулятором потужності.

Комплектуючі, що входять до складу пристрою:

1. Макетниця;

2. Провідники (мідні дротики);

3. 3 транзистори КТ 315 (з );

4. 12 світлодіодів;

5. 3 резистори по 22 кОм;

6. 3 електролітичні конденсатори по 47 мкФ;

7. Батарейка на 9 V.

8. Допоміжні інструменти: плоскогубці, кусачки, пінцет.

Застосування: при правильній зборці пристрій буде вас тішити чудовими мигаючими вогниками; чудово підійде до ялинки, на вітрини магазину або просто як прикраса і підсвітка під якусь річ.



Висновок

Пройшовши практику я дізнався багато цікавого про радіоелементи, навчився їх розрізняти і використовувати в побуті. Я навчився спаювати ЕРЕ, монтувати прості схеми і виконувати їх демонтаж. Це дуже цікаве і корисне заняття. Тому в майбутньому по мірі вільного часу буду продовжувати цю роботу і старатися скласти більш складні схеми!

Размещено на Allbest.ru