Электрическая цепь. Электрическая схема – презентация онлайн
1. Электрическая цепь. Электрическая схема.
2. Цель урока:
•познакомиться с понятием электрическая цепь;•узнать, из чего она состоит;
•как графически
обозначаются элементы
цепи;
• научиться собирать простую эл.
цепь по электричекой схеме.
3. Электрическая цепь
Набор устройств, по которым течет
электрический ток, называется
электрической цепью.
• Электрические цепи изучают в
разделе электротехника
4. Электрическая цепь
Самая простая электрическая цепьсостоит из 4-х частей:
1. источника;
2. потребителя;
3. соединительных проводов;
4. ключа.
5. Источник
это то, что дает началочему-либо,
-служит основанием
чего-то,
-является тем, откуда
исходит, берется,
черпается что-то…
–
6. Источник Например:
• Струя подземной воды,вытекающая на
поверхность земли;
Родник-источник
воды
• Солнце – источник
света и тепла.
• Летопись – основной
источник для русской
исторической науки.
7. Источники электрического тока- это устройства вырабатывающие эл. энергию
Источники электрического токаэто устройства вырабатывающие эл. энергиюбатарейки
ветряной генератор
аккумуляторы
генератор
Гидроэлектростанция
8. Потребители – это устройства, которые работают от эл. энергии
Бытовые приборы9. Соединительные провода –для передачи эл. энергии от источника к потребителю
10. Ключи(выключатели)- для вкл. и выкл. потребителей эл. энергии
В Париже в 1881 годуна электротехнической
выставке все были в
восторге от этого
изобретение.
Это – выключатель.
Роль его – замыкать и
размыкать
электрическую цепь.
11. Условные обозначения
12. Электрическая схема Простой светильник
13. Электрическая схема Простой светильник
14. Фото и схема электрического фонаря
15. Задание 1: соедини названия частей электрической цепи и рисунок условного обозначения
А.Б.ключ
В. лампа
Г. гальванический
элемент
Д. соединение проводов
Е. пересечение проводов
Ж. клеммы
16. Задание 2: собрать электрическую цепь по схемам
17. Памятка по технике безопасности при работе с электрическим током
• Не используйте при сборке электрическихцепей повреждённые провода.
• Следите за исправностью всех креплений в
приборах.
• При сборке электрических цепей избегайте
пересечения проводов.
• Источники тока подключайте в последнюю
очередь.
• Не определяйте наличие тока в цепи на
ощупь.
18. Рефлексия.
Продолжите:На уроке я узнал о………
Мне понравилось….
Я хотел бы…………
19. Словарь
Электрическая цепь
Электротехника
Источники
Потребители
Соединительные
провода
Ключи(выключатели)
Лампа
Звонок
Батарейка(батарея)
Гальванический
элемент
Полезные валентинки. Четыре идеи для подарка любимым на 14 февраля
До Дня святого Валентина остаётся всего несколько дней, а значит, пришло время задуматься о подарках для любимых. Сеть официальных магазинов Xiaomi предложила свои идеи презентов, среди которых найдутся варианты и для него, и для неё. Умные гаджеты Xiaomi приятно удивят и порадуют каждого любителя техники своим функционалом и стильным дизайном.
Электрическая зубная щётка
Красивая улыбка — визитная карточка любого человека. Выбрав в качестве подарка электрическую зубную щетку Xiaomi Mi Soocas Sonic Electric Toothbrush X5, вы поможете любимому человеку позаботиться о своих зубах. Частота вибраций насадки 37 200 колебаний в минуту даёт возможность всего за пару минут добиться почти идеальной чистоты полости рта. Щётку удобно и приятно использовать благодаря 12 режимам чистки зубов и дёсен, защите от вибрации и автономной работе в течение месяца без подзарядки.
Фен
Фен Xiaomi Mi Soocas Hair Dryer H5 — отличный подарок для девушки, которая заботится о красоте и здоровье своих волос. Мощность 1800 Вт, наличие трёх температурных режимов, скорость потока воздуха, достигающая 1,46 м/с и ионизация обеспечивают возможность быстрой, деликатной и более безопасной волос сушки. Фен компактен, весит всего 600 граммов и оснащён рукояткой с антискользящим покрытием — его удобно держать в руке.
Электробритва
Аккумуляторная электробритва Xiaomi Mi Soocas S3 — прекрасный вариант подарка для любимого мужчины. Степень защиты IPX7 обеспечивает возможность сухого и влажного бритья. Три плавающие бреющие головки бритвы размещены на вращающемся основании, что позволяет им точно повторять контуры лица. В сочетании с комбинацией вспомогательного и основного ножей это гарантирует идеально чистое бритьё без раздражения кожи.
Робот-пылесос
С Xiaomi Mi Robot Vacuum Mop захочется возвращаться домой и проводить здесь больше времени вместе — ведь уборкой будет заниматься робот. Он может и пыль собрать, и влажную уборку сделать. Высокая мощность позволяет устройству очищать ковры и рельефные поверхности с глубокими щелями. Благодаря функции построения карты и ограничителю зоны устройство распознает любые препятствия и плавно обходит их. При необходимости восполнить заряд батареи робот возвращается на док-станцию, где включается подзарядка.
Чтобы приобрести гаджет с максимальной выгодой, посетите официальный сайт Xiaomi. Здесь можно сравнить технические характеристики заинтересовавших моделей, их цены, а также наличие в магазинах. Заказать понравившийся товар можно онлайн или по телефону +7 991-427-55-28.
ООО “АВПЛАЗА.РУ”. ИНН 2225184505, КПП 222501001, ОКПО 19233043, ОГРН 1172225032320. Юр. и факт. адрес: 656056, г. Барнаул, ул. Максима Горького, дом 29, офис 217. Директор: Черных Денис Александрович. Банк: расчётный счёт № 40702810502000016237, БИК 040173604, кор. счёт № 30101810200000000604. Доп. офис №8644/0794, 656038, ПАО “Сбербанк”, г. Барнаул, пр. Комсомольский, 106а.
В Украине презентовали три новых кроссовера Haval | Новости
Китайский бренд Haval, входящий в пантеон компании Great Wall, провел допремьерный показ сразу трех новых кроссоверов. Все новинки ожидаются в Украине в нынешнем году.
Как стало известно АвтоОбоз, первоначально отечественные покупатели смогут познакомиться с моделью Dargo, которая ожидается у дилеров в марте. Новинка дебютировала на китайском рынке в прошлом году под именем Big Dog (англ. “большая собака”).
Автомобиль представляет собой городской кроссовер с большим внедорожным потенциалом. По своим размерам он немного крупнее Toyota RAV4. Длина модели – 4620 х 1910 х 1780 мм.
На украинском рынке модель будет предложена с 2-литровым 192-сильным бензиновым мотором и 7-ступенчатой роботизированной КП DCT с двумя сцеплениями. Справиться с бездорожьем новинке помогут короткие свесы, клиренс в 200 мм и полноприводная трансмиссия с электронной блокировкой дифференциала. Водитель сможет выбирать между 8-ю ездовыми режимами. Стоимость Dargo в топовой версии – примерно 1 млн грн.
Еще одна новинка от Haval – среднеразмерный кроссовер Н6 НЕV. Это первая модель марки в Украине, оснащенная гибридным силовым агрегатом. Дебют ее состоится в апреле.
Под капотом автомобиля расположился 1,5-литровый 113-сильный бензиновый мотор с турбонаддувом, который работает в тандеме со 177-сильным (130 кВт) электродвигателем. Суммарная мощность составляет 243 л.с. (179 кВт), а крутящий момент достигает 530 Нм. Благодаря электрической составляющей, средний расход топливо – 5,2 л/100 км. В максимальной комплектации Haval Н6 НЕV будет стоить примерно 1,03 млн грн.
Третья новинки также принадлежит к семейству Н6 – это купеобразный кроссовер, имя которого пока хранится в тайне. У себя на родине она появилась в августе прошлого года под названием Н6S.
По сравнению с обычным Н6, купеобразная версия на 74 мм длиннее (4727 мм), на 54 мм шире (1940 мм) и на 5 мм выше (1729 мм). В Поднебесной для купе-кроссовера предлагается 2-литровый бензиновый ДВС и гибридная установка, аналогичная модели Н6 НЕV. Какие варианты будут доступны в Украине и сколько автомобиль будет стоить, мы узнаем на презентации модели в мае нынешнего года.
По словам Борис Ткаленко, руководителя компании-импортера Haval и Great Wall в Украине, в 2022 году Haval планирует вдвое увеличить свои продажи и войти в ТОП-10 брендов на украинском рынке. В этом компании должны помочь новые кроссоверы.
Как сообщал ранее OBOZREVATEL, в Китае стартовали продажи обновленного Haval H6.
Что такое сборка печатной платы? – Понимание печатных плат
Печатная плата (PCB) — это плата, на которой используются проводящие дорожки и другие элементы, выгравированные на медной фольге для электрического соединения электронных устройств. Эти платы дают электронным устройствам возможность бесперебойной работы благодаря легкому перемещению электроэнергии. Печатные платы должны быть спроектированы, а затем напечатаны, прежде чем их можно будет собрать, чтобы они могли работать в устройстве.
Что такое сборка печатных плат?
После проектирования и печати печатных плат их необходимо соединить, чтобы между ними можно было правильно передавать электрические сообщения.Соединение их вместе — это то, что заставляет электронное устройство работать.
Вещи, необходимые для сборки печатной платы
Чтобы ваша стратегия производства печатных плат работала должным образом, вы должны убедиться, что у вас есть все необходимые детали. Вам понадобится несколько компонентов, а также план, в котором указано, куда все положить.
Печатная плата
Их можно найти в магазинах электроники или изготовить самостоятельно.Они также продаются онлайн в различных размерах и формах и продаются в мультиупаковках.
Основные электронные компоненты
К ним относятся такие элементы, как диоды, конденсаторы, резисторы, логические элементы и транзисторы. Если вы только начинаете сборку печатных плат, вы можете подумать о покупке комплекта, включающего несколько типов компонентов. Эти комплекты бывают разной степени сложности, некоторые предназначены для начинающих, а другие — для опытных сборщиков печатных плат. Вы можете найти эти компоненты в Интернете, а также в магазинах электроники и товаров для хобби.
Материалы для пайки
Материалы для пайки также можно приобрести в Интернете и в магазинах товаров для хобби. Скорее всего, вам понадобится припой, паста, стержни и шарики. В зависимости от того, какую пайку вам предстоит выполнить, вам также могут понадобиться заготовки для пайки.
Флюс для пайки
Флюс для пайки — это химическое вещество, которое можно использовать для очистки печатной платы перед началом пайки. Флюс удаляет оксиды и другие нежелательные загрязнения с платы. Существуют различные типы флюса, которые бывают жидкими, пастообразными и в виде ручек.Вы можете найти их в продаже в магазинах для хобби и в Интернете.
Паяльное оборудование
Вам понадобится набор для пайки, который включает в себя станцию, паяльник для пайки волной припоя, оборудование для поверхностного монтажа, а также контрольно-испытательное оборудование. У вас также должно быть защитное снаряжение, такое как очки или рубашки с длинными рукавами. Они доступны в хобби-магазинах, магазинах электроники и в Интернете.
Процесс сборки печатной платы: этапы сборки печатной платы
Когда у вас есть все компоненты, пришло время собрать печатную плату.Каждый шаг зависит от предыдущего. Каждый шаг необходим для построения работающей доски, и их не следует делать не по порядку. Вот шаги процесса сборки печатной платы:
Паяльная паста
Первый этап называется паяльной пастой, потому что именно ее необходимо нанести на плату, которую вы будете паять. Паяльная паста включает в себя несколько зерен припоя в сочетании с флюсом. Вы размещаете экран припоя на плате, затем наносите немного паяльной пасты через отверстия прямо на плату.
Возьми и положи
После того, как вы нанесли паяльную пасту на плату, вы используете машину для подбора компонентов и размещения их в нужном месте на плате. Детали остаются на месте благодаря паяльной пасте. Некоторые машины удерживают компоненты на месте каплей клея, что рекомендуется для пайки волной припоя. Если у вас нет машины, чтобы сделать это за вас, вы можете сделать это вручную. Компоненты должны быть точно размещены, так как небольшие пути между ними определяют способ работы каждого электронного устройства.Пайка
После правильного размещения компонентов следует пайка. Это можно сделать вручную или с помощью аппарата для пайки волной припоя.
Осмотр
После пайки необходимо осмотреть печатные платы. Если плата сложная, то необходимо провести автоматический оптический контроль. На простой плате вы можете провести осмотр в поисках неуместных компонентов или других проблем.
Тест
Печатные платы должны быть протестированы.Есть несколько способов сделать это. Машины могут это делать, и есть и ручные способы тестирования плат.
Обратная связь
Если вы собираете печатную плату с помощью станка, неисправности необходимо быстро обнаруживать и устранять, в идеале на этапе проверки. Если вы делаете это самостоятельно и ваша плата не работает, вам, возможно, придется начать с новой и внести необходимые изменения, чтобы избежать сбоев.
Три способа сборки печатных плат
Печатные платы можно собирать тремя различными способами.Все они требуют одних и тех же компонентов и шагов, но процесс выполняется с небольшими различиями.
Узел для поверхностного монтажа (SMT)
При поверхностном монтаже компоненты имеют металлические выступы, поэтому их можно эффективно припаять к печатным платам. Благодаря эффективным методам пайки технология SMT обеспечивает более высокую плотность схем, когда компоненты припаиваются к обеим сторонам печатных плат. Этот процесс лучше всего подходит для компонентов, у которых нет выводов или ножек.
Технология сквозных отверстий с покрытием (PTH)
При использовании технологии сквозных отверстий к компонентам присоединяются выводы.При использовании этой формы сборки вам понадобится печатная плата с просверленными отверстиями. Это популярный выбор, поскольку он сохраняет стабильность компонентов. Хотя это может сделать доски немного грязными, когда все провода и ножки проходят через отверстия.
Электромеханический узел
Этот стиль сборки также называется коробчатой сборкой. Он включает в себя больше компонентов, таких как жгуты проводов, ткацкие станки и нестандартные металлоконструкции. Эти платы имеют более сложную конструкцию и могут также включать кабельную сборку и литой пластик вместе с электрическими компонентами.
Печатная плата как хобби
Сборка печатной платы
состоит из нескольких этапов, необходимых для создания интегрированной электронной платы. Каждый шаг следует выполнять с осторожностью, как для платы и компонентов, так и для себя.Этапы сборки печатной платы требуют точности и аккуратности, чтобы гарантировать правильное функционирование электронного устройства, для которого они предназначены.
Практическое устранение неисправностей электронных схем для инженеров и техников – EIT | Инженерно-технологический институт: EIT
3.Существует множество типов контрольно-измерительных приборов для устранения неполадок электроники. Методы устранения неполадок связаны с определенным количеством личного мнения.Кто-то может предпочесть использовать вольтметр для устранения неполадок, другой может использовать выводы осциллографа. Хотя личный выбор всегда есть, техник должен быть знаком со всеми методами, преимуществами и недостатками, ограничениями и типами инструментов для устранения неполадок.
Аналоговый и цифровой мультиметр [вольт-омный мультиметр (VOM)] доступен для поиска и устранения неисправностей аналоговых цепей.
Мультиметр Мультиметр является наиболее полезным инструментом для специалистов по поиску и устранению неисправностей.Этот прибор облегчает измерение постоянного напряжения, переменного напряжения, постоянного тока и значений сопротивления. С соответствующими аксессуарами он также может измерять другие параметры, такие как высокочастотные сигналы, высокое напряжение и так далее.
Вольтметры и амперметры переменного и постоянного тока, а также омметры доступны в различных диапазонах и конфигурациях. Мультиметр представляет собой комбинацию всех этих измерителей, что делает его очень полезным в полевых условиях.
Аналоговый мультиметр используется, когда требуется просто наличие значения, близкого к заданному, а не точное ожидаемое измеренное значение.Аналоговая индикация приблизительного значения напряжения наблюдается быстрее, чем цифровая индикация. Они менее восприимчивы к посторонним шумам.
Когда требуется высокая точность, особенно когда необходимо обнаружить очень небольшие изменения уровня, предпочтение отдается цифровому мультиметру.
Рисунок 3.11Аналоговый мультиметр
Аналоговый мультиметр является наиболее широко используемым контрольно-измерительным прибором. Он работает с подвижной катушкой с постоянным магнитом, которая может быть вольтметром постоянного тока, вольтметром переменного тока и миллиамперметром постоянного тока или омметром. Иногда также присутствует средство измерения переменного тока.
Он представляет собой катушку из тонкой проволоки, намотанную на прямоугольную алюминиевую раму. Он установлен в воздушном пространстве между полюсами постоянного подковообразного магнита. См. следующий рисунок:
Рисунок 3.12Счетчик с подвижной катушкой
Когда электрический ток протекает через катушку, создается магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, заставляя катушку вращаться. Направление вращения зависит от направления потока электронов в катушке.Величина отклонения стрелки пропорциональна току. В обычных метрах отклонение полной шкалы (FSD) составляет около 90 градусов.
Использование мультиметра
Мультиметр работает без ошибок, если при его использовании были выполнены предварительные настройки. Шкала стандартного мультиметра показана на следующем рисунке:
Рисунок 3.13Типовая шкала аналогового мультиметра
Ниже приведены настройки мультиметра:
- Положите мультиметр на стол лицевой стороной вверх.
- Установите переключатель диапазонов в положение ВЫКЛ.
- Замкните два измерительных щупа вместе.
- Обратите внимание, указывает ли стрелка счетчика точно на 0 в крайнем левом конце шкалы.
- Если он не показывает 0, медленно поворачивайте винт механизма счетчика, пока не будет получено правильное показание 0.
Счетчик с подвижной катушкой в основном чувствителен к току и поэтому является амперметром. Для измерения постоянного тока поместите измеритель (амперметр для измерения тока) последовательно с цепью.При включении амперметра в цепь его внутреннее сопротивление складывается, уменьшая тем самым ток в измерительной ветви. Обычно это сопротивление мало и им можно пренебречь.
Для измерения переменного тока используются счетчики выпрямительного типа, которые реагируют на среднее значение выпрямленного переменного тока. Измеритель должен быть откалиброван в амперах (среднеквадратичное значение) для измерения синусоидальных волн.
Измеритель тока можно использовать для измерения напряжения.Измеритель с подвижной катушкой имеет постоянное сопротивление. Таким образом, ток через счетчик пропорционален напряжению.
Для измерения разности потенциалов между двумя точками подключите к этим точкам два провода вольтметра. Итак, в отличие от амперметра, вольтметр подключается параллельно цепи, потенциал которой необходимо измерить.
Для измерения напряжения переменного тока требуется выпрямление. Как и в измерителях тока переменного тока, вольтметры переменного тока реагируют на среднее значение выпрямленного напряжения, но калибруются в среднеквадратичных значениях для синусоидальной волны.
Измерение сопротивления Измеритель с подвижной катушкой можно использовать для измерения неизвестного сопротивления. Испытательные щупы замыкают накоротко, а регулятор регулировки сопротивления поворачивают так, чтобы ток через полное сопротивление цепи имел отклонение на всю шкалу.
Омметр никогда не используется во время работы цепи. Иногда сопротивления зависят от условий цепи, в этом случае измерьте напряжение на сопротивлении, ток через него и рассчитайте сопротивление.
Предложения по эксплуатации- Перед выполнением любых измерений установите переключатель диапазонов в правильное положение.
- Всегда рекомендуется начинать с самого высокого диапазона в случае неизвестного измерения. Никогда не подавайте большее напряжение или ток, чем указано в каждой позиции.
- Удалите параллакс для наиболее точных показаний. Посмотрите на шкалу с точки, где сходятся указатель и его отражение в зеркале.
- Когда измеритель не используется, держите переключатель диапазона в положении OFF и извлекайте батареи.
- Всегда подключайте счетчик последовательно к нагрузке при измерении тока. Выберите нужный диапазон тока и подключите измеритель последовательно к тестируемой цепи.
- Полярность проводов не важна при измерении переменного тока.
Чувствительность измерителя различна для диапазонов переменного и постоянного тока.
- Не измеряйте напряжение в цепи с высоким сопротивлением или высоким сопротивлением с помощью измерителя с относительно низким входным сопротивлением.
- Не используйте мультиметр для измерения интегральных схем с полевыми МОП-транзисторами, если вы не знаете, что датчики свободны от статического электричества.
- Избегайте использования вольтметра (вместо логического пробника) для измерения логической 1 и логического 0 в цифровой цепи.
- В случае измерения переменного тока движение счетчика реагирует на среднее значение выпрямленного тока, поэтому возможны неточности измерения из-за различной формы волны. Если применяемый сигнал не синусоидальный (прямоугольный или треугольный), то вольтметры переменного тока выпрямленного типа подвержены ошибкам.Поэтому рекомендуется свериться с таблицей производителя, чтобы узнать, какие факторы следует учитывать, чтобы получить правильное значение.
- Аккумуляторы в измерителе следует часто проверять на правильность работы в диапазонах сопротивления.
В мультиметре аналогового типа значение измеряемого параметра оценивается по положению стрелки на калиброванной шкале. Даже при использовании высококлассного измерителя этого типа трудно снимать показания с точностью лучше, чем примерно 1 процент от значения полной шкалы.
Это ограничение во многом наложено физическим расположением шкалы и схемой стрелки. Для более точных измерений было бы лучше, если бы фактическое значение напряжения или тока отображалось непосредственно в виде числового значения.
Цифровой измеритель отображает измерения в виде дискретных чисел вместо отклонения стрелки на шкале. Они имеют высокий входной импеданс, и пользователю нужно только установить переключатель функций и прочитать результат измерения.
Основная выполняемая функция – аналого-цифровое преобразование. Аналоговый входной сигнал может быть постоянным напряжением, переменным напряжением, сопротивлением или переменным или постоянным током. Таким образом, цифровое значение преобразуется в пропорциональную продолжительность времени, которая, в свою очередь, запускает или останавливает точный осциллятор. Выходной сигнал генератора подается на счетчик, который управляет цифровым устройством считывания значений напряжения.
Цифровой мультиметр
Цифровой мультиметр классифицируется по количеству отображаемых полных цифр. Цифра превышения диапазона — это дополнительная цифра, позволяющая пользователю считывать значения, выходящие за пределы полной шкалы.Цифра превышения диапазона иногда называется «половина» цифры. Например, если сигнал изменится с 9,999 на 10,012, четырехразрядный дисплей потребует изменения диапазона, а второе измерение покажет 10,01 В. 0.0002 не будет прочитан. На дисплее с четырьмя с половиной цифрами эта проблема не возникнет.
Помимо считывания значений напряжения, тока и сопротивления, цифровой мультиметр также может использоваться для измерения температуры, частоты, рабочего цикла, емкости и других параметров с помощью дополнительных принадлежностей.Они используются для проверки диодов и проверки целостности цепи.
Проверка диодов с помощью цифрового мультиметра Диод представляет собой полупроводниковый прибор, проводящий постоянный ток только в одном направлении. Другими словами, диод имеет очень низкое сопротивление при прямом смещении и чрезвычайно высокое сопротивление при обратном смещении. Омметр подает известное напряжение от внутреннего источника (батареи) на измеряемый резистор. Теоретически это напряжение может достигать 1.5 В или 3 В. Диоду требуется напряжение 0,7 В, чтобы сместиться в прямом направлении. Следовательно, если положительный щуп омметра подсоединить к аноду, а отрицательный щуп омметра подсоединить к катоду, диод будет смещен в прямом направлении. В этом случае омметр показывает очень низкое сопротивление. Если щупы поменять местами по отношению к аноду и катоду, диод смещается в обратном направлении. Затем омметр показывает очень высокое сопротивление. Таким образом, для проверки диода можно использовать обычный омметр.
Большинство цифровых мультиметров (DMM) имеют функцию проверки диодов . Он отмечен на переключателе выбора маленьким символом диода. Когда цифровой мультиметр установлен в режим проверки диодов, он обеспечивает достаточное внутреннее напряжение для проверки диода в обоих направлениях. Положительный щуп цифрового мультиметра (красного цвета) подключается к аноду, а отрицательный щуп цифрового мультиметра (черного цвета) — к катоду. Если диод исправен, мультиметр должен отображать значение в диапазоне от 0.5 В и 0,9 В (обычно 0,7 В). Затем щупы мультиметра меняют местами относительно анода и катода. Поскольку диод в этом случае выглядит как разомкнутая цепь для мультиметра, практически все внутреннее напряжение цифрового мультиметра будет проходить через диод. Значение на дисплее зависит от внутреннего источника напряжения измерителя и обычно находится в диапазоне от 2,5 В до 3,5 В.
Правильно функционирующий диод
Неисправный диод выглядит либо как разомкнутая, либо как замкнутая цепь в обоих направлениях.Первый случай более распространен и обусловлен в основном внутренним повреждением p-n-перехода из-за перегрева. Такой диод имеет очень высокое сопротивление как при прямом, так и при обратном смещении. С другой стороны, мультиметр показывает 0 В в обоих направлениях, если диод закорочен. Иногда неисправный диод может не иметь полного короткого замыкания (0 В), но может отображаться как резистивный диод , и в этом случае измеритель показывает одинаковое сопротивление в обоих направлениях (например, 1.5 В). Это показано на рис. 3.16.
Рисунок 3.16Неисправные диоды
Как уже упоминалось ранее, если в конкретном мультиметре не предусмотрена специальная функция проверки диодов, диод все равно можно проверить, измеряя его сопротивление в обоих направлениях. Селекторный переключатель установлен в положение OHMs. Когда диод смещен в прямом направлении, измеритель показывает от нескольких сотен до нескольких тысяч Ом. Фактическое сопротивление диода обычно не превышает 100 Ом, но внутреннее напряжение многих измерителей относительно низкое в диапазоне омов, и этого недостаточно для полного прямого смещения p-n перехода диода.По этой причине отображаемое значение выше. Когда диод смещен в обратном направлении, измеритель обычно отображает некоторый тип индикации выхода за пределы диапазона, например «OL», потому что сопротивление диода в этом случае слишком велико и не может быть измерено измерителем.
Фактические значения измеренных сопротивлений не имеют значения. Однако важно убедиться, что существует большая разница в показаниях, когда диод смещен в прямом направлении и когда он смещен в обратном направлении. Собственно, это все, что вам нужно знать.Это указывает на то, что диод работает правильно.
Осциллограф До сих пор мы рассматривали счетчики, которые отображают статические уровни напряжения или тока. Для более полных тестов работы цепи нам нужно изучить, как сигнал изменяется во времени. Это включает в себя отображение графика исследуемого сигнала в зависимости от времени, и инструментом, используемым для этого, является осциллограф.
Он дает визуальную индикацию того, что делает схема, и показывает, что идет не так быстрее, чем любой другой прибор.Мультиметр может обнаруживать наличие сигналов, и если форма сигнала известна, можно рассчитать среднее, пиковое, среднеквадратичное значение или размах сигнала. Однако, если форма сигнала неизвестна, это невозможно. На сигнал может накладываться шум, и мультиметр не сможет дать правильную информацию. Осциллограф дает достоверную и четкую картину осциллограмм.
Общие сведения об осциллографеНа следующем рисунке показаны все основные элементы управления на передней панели.Элементы управления могут присутствовать в форме, отличной от показанной, но они должны присутствовать в осциллографе.
Рисунок 3.Элементы управления на осциллографе
Элементы управления следующие:
- Управление ВКЛ/ВЫКЛ
- Управление фокусом
- Регуляторы положения по осям X и Y
- Триггер, синхронизация или контроль уровня
- Регулятор интенсивности или яркости
Иногда управление ВКЛ/ВЫКЛ можно комбинировать с управлением Интенсивностью/Яркостью.
Прибор напрямую подключен к сети. После включения прибора подождите некоторое время, пока нагреватель ЭЛТ прогреется. Поворачивайте регулятор яркости по часовой стрелке, пока не увидите на экране горизонтальную линию кривой.
Если кривая не отображается на экране, поверните регулятор яркости до упора по часовой стрелке. Поверните ручку Time/cm на самую медленную скорость, но не в положение «выключено». При этих настройках на экране должно появиться светлое пятно, медленно перемещающееся слева направо.
Тем не менее, если ничего не видно, отрегулируйте регулятор Trig/Level по часовой стрелке и посмотрите, не появится ли что-нибудь. Отрегулируйте элементы управления положением по вертикали и горизонтали, пока не появится кривая.
Если все вышеперечисленные действия не привели к отображению кривой на экране, прибор неисправен. Отключите питание и проверьте предохранители.
После отображения трассы на экране используйте элементы управления положением по вертикали и горизонтали, чтобы начать трассу с левой стороны экрана и расположить вдоль центральной линии.Управление фокусом используется для получения максимально тонкой линии. Уменьшите настройку яркости до комфортного уровня просмотра.
При измерениях с помощью осциллографа очень ценна пара щупов, которые облегчают установление контакта в точке измерения удобным способом. Пробники соединяют точки измерения в тестируемом устройстве со входами осциллографа.
Входные датчики Когда исследуемые сигналы имеют относительно низкие частоты, такие как формы сигналов, ожидаемые от аудиоусилителя, емкость измерительных проводов обычно не представляет проблемы и мало влияет ни на форму отображаемого сигнала, ни на тестируемую цепь.
При проверке высокочастотных сигналов или быстрых импульсов емкость между жилой и экраном входного кабеля может повлиять на отображаемые формы сигналов и нарушить работу тестируемой цепи.
Емкость между жилой и экраном типичного входного кабеля длиной 1 метр может составлять около 50 пФ, что при добавлении к 50 пФ входной емкости усилителя дает общую шунтирующую емкость 100 пФ в тестируемой цепи.
Предположим, что исследуемая схема представляет собой видеоусилитель с полным сопротивлением нагрузки 1 кОм, а исследуемый сигнал представляет собой прямоугольную волну с частотой 10 МГц.Отображаемая форма сигнала на генераторе станет треугольной, потому что конденсатор не может достаточно быстро заряжаться и разряжаться через нагрузочный резистор усилителя, чтобы иметь возможность следовать прямоугольной волне 10 МГц.
Одним из способов решения этой проблемы является специальный щуп на входном конце измерительного провода. Этот пробник обычно устроен так, чтобы действовать как делитель на десять аттенюаторов, а схема показана на рисунке ниже:
Рисунок 3.Схема простого входного пробника
Постоянная составляющая сигнала ослабляется парой сопротивлений, образующих простой делитель потенциала.Чтобы сбалансировать емкостное сопротивление, к резистору R1 подключен небольшой последовательный конденсатор. Емкость этого конденсатора регулируется таким образом, чтобы его емкость составляла 1/9 от емкости шунта вывода и входа усилителя осциллографа.
Например, если осциллограф имеет шунтирующую емкость порядка 50 пФ, конденсатор последовательного соединения становится примерно 5 пФ. Теперь, когда пробник используется для проверки схемы видеоусилителя, его эффективное реактивное сопротивление составляет около 3 кОм на частоте 10 МГц, и поэтому он будет оказывать гораздо меньшее влияние на исследуемый сигнал.
Тесты датчиков Когда пробник включен во входную линию, важно согласовать пробник со входом осциллографа. Обычно это достигается регулировкой небольшого компенсационного конденсатора в пробнике для получения правильных результатов на прямоугольном входе. Большинство осциллографов обеспечивают тестовый сигнал прямоугольной формы для настройки входных пробников. Этот сигнал подается на вход пробника, а конденсатор пробника затем настраивается так, чтобы на экране отображался правильный квадрат.
Если компенсационный конденсатор в пробнике слишком большой, он не будет обеспечивать правильный коэффициент затухания для высокочастотных сигналов. На входе прямоугольной волны это приведет к выбросу на краях прямоугольной волны, как показано на следующем рисунке:
Рисунок 3.19Эффекты регулировки компенсации пробника (a), (b)
Когда компенсационный конденсатор слишком мал, верхние частоты слишком сильно ослабляются, что приводит к закруглению углов на прямоугольной волне, как показано на рисунке (b). ).
При правильной настройке компенсационного конденсатора не может быть перерегулирования или скругления на краях прямоугольной волны, и форма волны отображается правильно.
Калибровка щупа осциллографа При использовании осциллографа очень легко подключить щуп осциллографа и начать измерения. К сожалению, щупы осциллографов необходимо откалибровать перед тем, как подать в суд, чтобы гарантировать ровную характеристику. Для этой цели практически на каждом осциллографе имеется встроенный калибратор.Он обеспечивает прямоугольный выходной сигнал, а на пробнике имеется небольшой регулятор предварительной настройки. При подключении щупа осциллографа к выходу калибратора форму сигнала, отображаемого на экране, следует отрегулировать, пока он не станет идеально прямоугольным. Если высокочастотная характеристика пробника снижена, то края прямоугольной волны будут закруглены. Если он вверх, то края прямоугольных волн будут показывать перерегулирование.
Несмотря на то, что это простая регулировка, важно, чтобы она выполнялась для обеспечения правильной работы зонда.
Измерение амплитуды с помощью осциллографа Осциллографзначительно и эффективно помогает определить амплитуду напряжения.
Рисунок 3.20Измерение напряжения
Подсчитывается количество сантиметров по вертикальной шкале от отрицательного пика до положительного пика. Это количество умножается на настройку переключателя вольт на сантиметр.
Например: если значение параметра 5 В/см равно вольт/см, а форма сигнала измеряет 4.8 В от пика до пика, тогда напряжение формы сигнала составляет 4,8 * 5 = 24 В от пика до пика.
Измерение частоты с помощью осциллографаДля измерения частоты измеряется период времени одного полного цикла. Это просто расстояние по горизонтали между двумя идентичными точками на соседних волнах.
Рисунок 3.21Измерение частоты
Затем это расстояние умножается на положение переключателя Время/см и рассчитывается период одного цикла.Обратная величина этого времени есть частота волны.
Например, если пики сигнала находятся на расстоянии 5 см друг от друга, а переключатель Время/см установлен на 200 µ с/см, время одного полного цикла составляет 5 * 200 = 1000 µ s = 1 мс, а частота 1/1000 = 1 кГц.
Если у нас есть два сигнала одинаковой частоты и мы хотим измерить разность фаз между ними, мы можем сделать это с помощью осциллографа с двумя рефлектограммами.Один сигнал подается на вход КАНАЛ1, а другой – на вход КАНАЛ2.
Позиция Vh2 регулируется таким образом, чтобы трассировка канала Ch2 располагалась по центру относительно горизонтальной оси экрана. Затем трасса Ch3 перемещается поверх трассы Ch2. Затем регулятор положения X настраивается для перемещения точки, в которой кривая Ch2 пересекает горизонтальную ось, чтобы совпасть с левой вертикальной линией.
Расстояние между точкой пересечения трассы Ch2 и соответствующей точкой трассы Ch3 затем измеряется по горизонтальной оси, как показано на следующем рисунке.Также измеряется общий период одного цикла сигнала Ch2:
Рисунок 3.22Измерение разности фаз
Фазовый сдвиг будет представлять собой разницу в положении между двумя трассами, деленную на общий период волны, и результат умножается на 360, чтобы получить фазу в градусах.
Если нам нужно сравнить соотношение фаз между двумя сигналами переменного тока, то подайте один сигнал на пластину X трубки, а другой сигнал — на пластину Y трубки.Это создает отображение, которое обычно называют фигурой Лиссажу.
На осциллографах с двумя рефлектограммами обычно есть положение переключателя TIME / DIV, которое выбирает сигнал Ch3. При выборе этого режима один сигнал подается на вход Ch2, а другой — на вход Ch3.
Когда два подаваемых сигнала имеют одинаковую частоту и точно совпадают по фазе, результатом будет диагональная линия на электронно-лучевой трубке, которая будет проходить от нижнего левого края экрана к верхнему правому, как показано на следующем рисунке (a ):
Рис. 3.23Отображение типичных фигур Лиссажу
Если полярность одного из сигналов теперь изменена на противоположную, так что он находится в противофазе с другим сигналом на 180 градусов, результатом будет по-прежнему прямая диагональная линия, но теперь она будет идти сверху слева направо внизу экрана, как показано на рисунке (b).
Когда два сигнала не совпадают по фазе друг с другом, диагональная линия меняется на эллипс, идущий по диагонали из левого нижнего угла в правый верхний угол экрана, как показано на рисунке (c).
По мере увеличения разности фаз толщина эллипса будет увеличиваться до тех пор, пока он не станет кругом, когда сигналы сдвинуты по фазе на 90 градусов, как показано на рисунке (d).
Приведенные выше результаты предполагают, что сравниваемые сигналы представляют собой синусоидальные волны одинаковой амплитуды. Также предполагается, что чувствительность к отклонению цепей X и Y осциллографа одинакова. Если амплитуды сигналов или чувствительность к отклонению не идентичны, результирующее изображение будет растянуто в направлении с более высокой чувствительностью.
Если исследуемые формы сигналов не являются синусоидальными, отображение Лиссажу искажается, но в целом следует схеме аналогичного типа.
Анализ сигнала с помощью осциллографа Осциллограф — отличный инструмент для наблюдения за тем, что происходит в цепи, и с опытом можно многому научиться, правильно интерпретируя то, что отображается.
Если на усилитель подается синусоидальный сигнал, а осциллограф показывает сигнал с плоской вершиной при подключении к его выходу, это означает, что в усилителе происходит отсечение.
Калибровка осциллографов Осциллографы всегда были важным измерительным инструментом для инженера. Конструкция осциллографов медленно развивалась от ранних приборов, которые использовались для простого просмотра сигнала, до осциллографов с откалиброванными диапазонами и координатной сеткой (сеткой) на дисплее, чтобы можно было выполнять измерения, до современного цифрового запоминающего осциллографа (DSO), который имеют множество расширенных функций измерения, встроенных в стандартную комплектацию. В последних разработках теперь используются цифровые ЖК-дисплеи вместо традиционных ЭЛТ (электронно-лучевых трубок), что дает инженерам еще больше измерительных возможностей в еще более портативных приборах.Осциллограф все еще развивается, последним шагом является измеритель осциллографа, который сочетает в себе функции осциллографа и цифрового мультиметра в одном приборе. Каждый эволюционный шаг увеличивал измерительные возможности осциллографа, делая калибровку этих инструментов еще более важной.
Все типы осциллографов требуют калибровки этих основных функций.
Калибровка осциллографа: Амплитуда
Амплитуда осциллографа калибруется путем применения низкочастотного прямоугольного сигнала и регулировки его усиления в соответствии с высотой, указанной для различных уровней напряжения (показан делениями линии сетки на осциллографе).Напряжения, которые используются для калибровки, выбираются с помощью соответствующих настроек в соответствии с диапазонами амплитуд на осциллографе. При использовании этого выхода формы сигналов должны быть совмещены с отметками координатной сетки на дисплее осциллографа. При калибровке коэффициента усиления осциллографа по амплитуде необходимо установить различные напряжения и убедиться, что коэффициент усиления соответствует линиям высоты координатной сетки на дисплее осциллографа в пределах спецификаций, предоставленных производителем осциллографа.
Калибровка осциллографа: развертка/горизонтальное отклонение
База времени осциллографа откалибрована для обеспечения соответствия горизонтального отклонения спецификациям производителя. Сигнал маркера времени генерируется калибратором, пики которого совмещены со шкалой координатной сетки на дисплее осциллографа.
Калибровка осциллографа: ссылка на полосу пропускания
Для калибровки полосы пропускания требуется синусоидальный сигнал постоянной амплитуды с переменной частотой до и выше спецификации осциллографа.Многие процедуры калибровки также требуют опорного уровня 50 кГц для установки начальной амплитуды.
Калибровка осциллографа: уровень запуска
Уровень запуска можно проверить, используя синусоидальный сигнал высотой 6 делений и отрегулировав регулятор уровня запуска, чтобы получить стабильную кривую, начинающуюся в любой точке либо на положительном, либо на отрицательном наклоне в зависимости от выбора осциллографа. Чувствительность проверяется путем подачи гораздо меньшего сигнала (обычно 10% от полной шкалы), и проверка стабильной кривой может быть получена, даже если элементы управления положением используются для перемещения кривой вверх или вниз на дисплее. Полоса запуска и работа фильтров ВЧ-шумов на некоторых осциллографах могут быть проверены путем использования выровненного выхода развертки и увеличения частоты или до потери стабильного запуска.
Перед включением осциллографа или после завершения его использования выполните следующие настройки:
- Настройте систему стабилизации на автоматический режим
- Поверните регулятор интенсивности до упора против часовой стрелки
- Установить элементы управления вертикальным и горизонтальным положением в среднее положение
- Установите регулятор вольт/см на максимальное значение диапазона
- Установите элемент управления Время/см на 1 мс/см или его ближайшее значение
Используйте полностью экранированные пробники на высоких частотах, чтобы избежать возможного ухудшения сигнала.Использование блока компенсирующего пробника снижает влияние амплитудного затухания и фазовых искажений в коаксиальном кабеле.
Снизьте интенсивность луча до минимума, необходимого для конкретной настройки.
Убедитесь, что регулятор усиления по вертикали установлен выше напряжения измеряемого сигнала. Начните с самой высокой настройки напряжения и минимальной чувствительности, затем уменьшайте диапазон до тех пор, пока не будет достигнута правильная настройка.
Избегайте отображения стационарной яркой точки в течение длительного времени.Это может сжечь люминофор на экране.
Тестер непрерывности цепиПростейшей формой измерения сопротивления является проверка непрерывности цепи, которая просто проверяет наличие проводящего пути между двумя точками в цепи. Этот тест просто показывает, является ли сопротивление между двумя точками высоким или низким, и удобен для отслеживания отдельных проводов через многожильный кабель или для отслеживания соединений дорожек на печатной плате. Одна популярная схема тестера непрерывности показана на следующем рисунке:
Рис.Тестер целостности цепи с использованием зуммера
Здесь зуммер соединен последовательно с батареей и двумя измерительными проводами. Один тестовый щуп подключается к одному концу провода или цепи, которую нужно проверить, а второй щуп прикладывается к другому концу цепи. Если сопротивление между двумя контрольными точками низкое, раздается звуковой сигнал, указывающий на непрерывность.
В качестве альтернативы зуммеру тестер непрерывности может использовать лампу накаливания или светодиод в качестве индикатора непрерывности, как показано на следующих рисунках.Лампа или светодиод загорается при обнаружении непрерывности между точками, к которым приложены тестовые щупы:
Рисунок 3.25Тестер непрерывности с использованием (a) нити накала (b) светодиода Генераторы сигналов
Большинство современных источников аудиосигнала обеспечивают не только синусоидальную волну, но также сигналы прямоугольной и треугольной формы. Эти инструменты обычно называют генераторами сигналов, чтобы отличить их от обычных генераторов сигналов, которые производят только синусоидальный выходной сигнал.
В этом приборе основная треугольная форма волны генерируется с использованием конденсатора, заряжаемого и разряжаемого при постоянном токе, в качестве устройства синхронизации. Базовая блок-схема такого устройства показана ниже:
Рис. 3.26Блок-схема генератора сигналов
Треугольный сигнал генерируется с использованием напряжения, создаваемого на конденсаторе, который заряжается и разряжается попеременно при переключении на источник тока I1 и сток I2. Напряжение конденсатора подается на пару компараторов уровней, которые обнаруживают, когда напряжение конденсатора достигает двух заданных уровней напряжения.Выход компараторов управляет триггером, который, в свою очередь, переключает источники постоянного тока I1 и I2 с помощью переключателя S1.
Для нарастания треугольной волны конденсатор переключается так, чтобы он заряжался линейно во времени от источника тока I1. Когда напряжение на конденсаторе достигает опорного уровня компаратора A1, выход A1 запускает триггерную схему, которая, в свою очередь, приводит в действие переключатель S1. Конденсатор теперь разряжается источником тока I2 и линейно падает со временем, пока не достигнет опорного уровня компаратора A2.
Выход A2 используется для сброса триггера, и это приводит в действие переключатель S1, так что конденсатор снова разряжается от I1, чтобы начать новый цикл колебаний. В результате напряжение на конденсаторе возрастает и падает линейно между двумя эталонными уровнями, создавая выходной сигнал треугольной формы.
Амплитуда формы сигнала определяется опорными уровнями напряжения, подаваемого на два компаратора, а частота – емкостью конденсатора и уровнями тока от генераторов I1 и I2.
Поскольку переключатели триггера срабатывают каждый раз, когда треугольный треугольник меняет свое направление на противоположное, выход триггера представляет собой прямоугольную волну, частота которой совпадает с частотой треугольной волны.
Создаваемая прямоугольная волна будет на 90 градусов не сдвинута по фазе с треугольной волной, поскольку триггер переключается на пиках и впадинах треугольной волны.
Блоки сопротивленияДля экспериментального устранения неполадок полезным аксессуаром является коробка с переключаемым сопротивлением.Идеальной компоновкой является настоящая коробка сопротивления декады, дающая, возможно, три декады выбираемого сопротивления. Принципиальная схема этого типа блока сопротивлений показана на следующем рисунке:
Рисунок 3.27Расположение декадной коробки сопротивлений
Для простоты на схеме показаны только две декады. При таком расположении коробка обеспечивает диапазон сопротивления от 0 до 9,9 кОм с шагом 100 Ом. Типичный блок может иметь четыре банка с наименьшим, дающим шаги 10 Ом, и самым высоким, дающим шаги 10 кОм, которые допускают значения сопротивления от 0 до 99.99 кОм выбирается с шагом 10 Ом.
Таким образом, в группе 10 кОм каждый резистор имеет значение 10 кОм. В нулевом положении батарея замкнута накоротко, но когда ротор переключателя перемещается на 10 кОм, последовательно добавляются резисторы между ротором и входной клеммой.
Выход переключателя банка 10 кОм питает верхний конец банка резисторов 1 кОм, и здесь переключатель последовательно добавляет выбранное количество резисторов 1 кОм. Банки 100 Ом и 10 Ом подключаются одинаково, и, наконец, движок селекторного переключателя 10 Ом выходит на другую входную клемму блока сопротивлений.
Переключатели могут быть переключателями с колесиком десятичного типа, а резисторы в этом типе коробки должны быть типами оксида металла с допуском не менее 1 процента, чтобы дать полезные результаты.
Для самодельного устройства, использующего 1-процентные компоненты, только две самые значащие цифры показаний на селекторных переключателях следует считать действительными при оценке значения сопротивления. В коммерческом блоке сопротивления резисторы обычно представляют собой компоненты с допуском 1%, которые были измерены и выбраны для получения правильных значений с точностью до 0.1 процент или выше.
Можно использовать блок переключаемых конденсаторов, который работает аналогично блоку резисторов. В этом случае конденсаторы в каждой декаде соединяются последовательно параллельно для получения желаемой емкости конденсатора, а общая емкость каждой декады соединяется параллельно с емкостью других декад.
Из-за эффектов паразитной емкости наименьшее практическое увеличение емкости составляет 100 пФ.Таким образом, можно построить коробку с емкостью первой декады до 1 нФ и последующих декад до 10 нФ, 100 нФ и 1 мкФ соответственно.
Для младших разрядов можно использовать конденсаторы из полистирола или серебряной слюды с допуском 2 процента, чтобы обеспечить приемлемую точность и хорошую стабильность. Для более высоких диапазонов можно использовать конденсаторы из металлизированной полиэфирной пленки с допуском 5%.
веселых экспериментов, бесплатные игры и многое другое!
Автор Стефан Аарстол
Миллиарды людей во всем мире просыпаются каждый день, щелкают выключателем, а затем направляются на кухню завтракать, где они открывают холодильник, включают кофейник или плиту и садятся за компьютер. или телефон.Все это было бы невозможно без электричества. Идеи, вращающиеся вокруг присутствия электричества, зародились еще в Древней Греции, но ученые узнают об этом больше и по сей день. Томас Эдисон и другие изобретатели сделали электричество более полезным для людей. Он использовался для получения энергии около 100 лет, а до этого считался разновидностью огня. Некоторые из величайших изобретений в истории всех времен включают лампочку и компьютер, и по мере того, как люди узнают все больше и больше об электричестве , становится все проще использовать его во благо.
- Рабочий лист электрической цепи: учащиеся могут использовать этот рабочий лист, чтобы выяснить, какая лампочка горит ярче, а какая вообще не работает.
- Лаборатория молний Франкенштейна: поиграйте с этими персонажами, чтобы увидеть, насколько они опасны, и научиться безопасному использованию электричества.
- John Travoltage: в этой забавной игре пользователи перемещают Джона Траволту в разные позы, чтобы увидеть, как может накапливаться и изменяться статическое электричество.
- Circuit World: создавайте схемы, тестируйте их и распечатывайте изображения созданных схем.
- Птица в коробке: используйте эти инструкции, чтобы построить двигатель внутри коробки и заставить людей думать, что внутри коробки находится птица.
- Проводники и изоляторы: эти виртуальные лаборатории электричества учат пользователя всему, что касается проводников и изоляторов.
- Эксперименты с электричеством для детей: эта домашняя или школьная научная лаборатория идеально подходит для младших школьников, в ней используются простые материалы, которые можно найти в большинстве домов, и обучают всем основным понятиям электричества.
- Сборка электрической цепи в домашних условиях. Имея несколько основных материалов, любой может следовать этим инструкциям вместе с детьми, чтобы создать электрическую цепь, управляемую переключателем.
- Эксперимент с электричеством для учащихся старших классов: используя только фольгу, батарейки, лампочку и ленту, узнайте, как электричество передается между предметами.
- Эксперимент по проводимости: на этом более подробном уроке по проводимости электричества учащиеся узнают, как различные материалы проводят электричество.
- Электрическое тесто для лепки Lego Inspired: сделайте проводящего монстра, следуя этим инструкциям.
- Собери батарею из монет: в этом забавном эксперименте собери батарею, используя всего лишь монеты и несколько других предметов домашнего обихода.
- Enercities: используйте знания об электричестве, чтобы построить экологичный город в этой игре.
- Fidgit Power Game: помогите группе непосед спроектировать (электричество) для своего города, которое можно использовать экологически безопасным способом.
- Самодельный вигглбот: соберите вигглбота дома и узнайте, как работают схемы.
- Статическое электричество и движение: используйте статическое электричество, чтобы двигать банку колы.
- Разделите соль и перец: используйте статическое электричество, чтобы рассортировать соль и перец по своим кучам.
- Светящийся шар (видео): следуйте инструкциям, чтобы создать, или просто смотрите и восхищайтесь созданием этого электрического светящегося ледяного шара.
- Все о батареях: прочитайте все о батареях в этой простой статье, в которой объясняется, как они работают.
- Практический урок по электричеству для детей: используйте схемы для сборки и используйте это руководство, чтобы помочь в этом процессе.
- Онлайн-учебник: узнайте больше об электричестве в этом онлайн-учебнике.
- Wired: эта игра требует базовых знаний о том, как работают схемы, чтобы персонажи продвигались вперед в своем приключении.
- The Blobz Guide to Electric Circuits: помогите существам-каплям создать электрические цепи.
- Сделай свой собственный HEXBUG Nano: собери Hexbug дома.
- Электричество с Биллом Наем: прочитайте все об основах электричества и посмотрите видео с Биллом Наем, научным парнем.
- Сортировка электричества: рассортируйте 24 карты по четырем категориям в зависимости от типа электричества, источника или тока.
- Circuit Game: Сыграйте в эту забавную игру, в которой создается и тестируется электрическая цепь.
- Эксперимент с монетной батареей: получите более широкое представление о том, как используется и используется электричество.
- Зачем электричеству нужен замкнутый контур (видео): в этом видео объясняется, как распространяется электричество и почему для этого необходим замкнутый контур.
- Interactive Circuits: создавайте интерактивные схемы с помощью этого интерактивного задания НАСА.
- Игра «Электричество»: игроки пытаются пройти все 15 уровней с возрастающей сложностью, сопоставляя источник с целью.
- Зарядка лампочки: этот удивительный эксперимент показывает, как улавливать статическое электричество, чтобы использовать его для зажигания лампочки.
- Электроны и электричество (видео): В этом видео объясняется, как движутся электроны, создавая электричество.
- Моделирование физики и конструктор цепей постоянного тока: используйте эту простую игру по сборке схем, чтобы лучше понять, как работают схемы.
- Электричество и магнетизм. Сыграйте в эту игру, чтобы изучить термины электричества и магнетизма.
- Узнайте, как работает электричество: эта анимированная инфографика в простой форме показывает, как работает электричество.
- Создание электроскопа: используйте самодельный электроскоп, чтобы проверить, какие материалы притягивают больше статического электричества.
- Летающий мешок: используйте электричество на воздушном шаре, чтобы заставить пластиковый пакет летать.
- Прилипание статического электричества к расческе: это задание показывает, как статическое электричество на расческе может притягивать и отталкивать кусочки хлопьев.
- Викторина по электрическому току: после выполнения всех заданий эта викторина проверит знания об электрическом токе.
- Электричество с BBC: этот сайт позволит учащимся узнать все об электробезопасности, изменении цепей, электрических проводниках и изоляторах.
Что такое печатная плата (PCB)?
Захария Петерсон|  Создано: 5 октября 2020 г.  |  Обновлено: 28 августа 2021 г.
Что такое дизайн печатной платы? Печатная плата (PCB) — это электронная сборка, в которой используются медные проводники для создания электрических соединений между компонентами. Печатные платы обеспечивают механическую опору для электронных компонентов, так что устройство может быть установлено в корпусе. Печатная плата должна быть спроектирована с использованием определенного набора шагов, которые соответствуют производственному процессу, упаковке интегральной схемы и структуре платы без покрытия.
Проводящие элементы на печатной плате включают медные дорожки, контактные площадки и проводящие плоскости. Механическая структура состоит из изоляционного материала, ламинированного между слоями проводников.Вся конструкция покрыта непроводящей маской для пайки, а поверх маски для пайки нанесен шелкографический материал, чтобы обеспечить легенду для электронных компонентов. После того, как эти этапы изготовления завершены, голая плата отправляется в сборку печатной платы, где компоненты припаиваются к плате, и печатная плата может быть протестирована.
Дизайн печатных плат превратился в отдельную вертикаль в электронной промышленности. Печатные платы играют важную роль, поскольку они обеспечивают электрические соединения между компонентами, жесткую опору для крепления компонентов и компактный корпус, который можно интегрировать в конечный продукт. Печатные платы должны быть тщательно спроектированы с использованием специализированных пакетов программного обеспечения, а лучшее программное обеспечение может помочь разработать дизайн, начиная с концепции и заканчивая производством. В этой статье мы более подробно рассмотрим, что такое печатная плата, и некоторые важные моменты, которые следует понимать при проектировании печатных плат.
АЛЬТИУМ ДИЗАЙНЕР
Самый мощный, современный и простой в использовании инструмент для проектирования печатных плат для профессионального использования.
Все печатные платы состоят из чередующихся слоев проводящей меди со слоями электроизоляционного материала.В процессе производства внутренние медные слои протравливаются, оставляя следы меди, предназначенные для соединения компонентов на печатной плате. Несколько вытравленных слоев ламинируются последовательно, пока не будет завершена стопка печатной платы. Это общий процесс, используемый при изготовлении печатных плат, при котором голая плата формируется перед прохождением процесса сборки.
Прежде чем мы сможем ответить, что такое печатная плата, лучше понять, откуда взялись печатные платы.В прошлом электроника проектировалась и собиралась из небольших интегральных схем и дискретных компонентов, которые соединялись вместе с помощью проводов. Сегодня стандартные конструкции могут иметь компоненты с большим количеством выводов с множеством интегральных схем и очень маленькими пассивными компонентами, что делает невозможным ручное соединение компонентов вместе припаянными проводами. Вместо этого медные соединения наносятся непосредственно на изолирующие подложки для формирования электрических соединений, а процессы производства печатных плат развивались вместе со структурными требованиями к электронным блокам и межсоединениям.Многие из современных устройств представляют собой усовершенствованные конструкции HDI с тысячами подключений и несколькими электрическими интерфейсами, которые питают все, от смартфонов до мониторов сердечного ритма и ракет.
До появления печатных плат компоненты упаковывались путем прикрепления отдельных проводов к компонентам и путем крепления компонентов к жесткой подложке. Первоначально эта оригинальная подложка представляла собой материал, называемый бакелит, который использовался для замены верхнего слоя на листе фанеры. Токопроводящие дорожки были образованы путем припайки металлических компонентов к проводам, а более крупные схемы могли содержать множество электронных компонентов с большим количеством проводов.Количество проводов было настолько велико, что они могли запутаться или занимать большое пространство внутри конструкции. Отладка была сложной, а надежность страдала. Производство также было медленным, когда несколько компонентов и их проводные соединения спаивались вручную.
Типы печатных плат
В предыдущем разделе я сосредоточился на типичных печатных платах, которые собираются на жестких подложках, поскольку они наиболее распространены. Однако существуют и другие типы печатных плат, которые изготавливаются из различных материалов.Распространенные типы печатных плат:
- Односторонняя — Компоненты этой платы установлены только на одной поверхности.
Задняя поверхность обычно полностью медная (шлифованная) и покрыта паяльной маской.
- Двусторонняя — Этот тип печатной платы имеет компоненты, установленные на обеих поверхностях. Каждая поверхность определяется как сигнальный слой в стеке печатной платы, поэтому поверхности будут содержать дорожки, передающие сигналы между компонентами.
- Многослойные печатные платы — Эти платы имеют проводники на внутренних слоях, которые передают электрические сигналы между компонентами, или внутренние слои могут быть проводящими плоскими слоями.Многослойные печатные платы могут быть односторонними или двусторонними.
- Жесткие печатные платы – Эти платы изготавливаются и собираются на основе жесткого ламината, такого как стекловолокно, пропитанное эпоксидной смолой класса FR4. Также доступны другие типы жестких ламинированных материалов, которые обеспечивают различные свойства материала для использования в некоторых специализированных приложениях.
- Жестко-гибкие печатные платы – Жестко-гибкие печатные платы используют гибкую полиимидную ленту, которая соединяет две или более жестких секций в сборке печатной платы (PCBA).Гибко-жесткая плата может использоваться, когда в конструкции должен быть какой-либо подвижный элемент, например, складной или гнущийся корпус.
- Гибкие печатные платы — Полностью гибкие печатные платы не содержат жестких материалов и полностью изготовлены из гибкой полиимидной ленты. На этих платах могут быть установлены и припаяны компоненты, как на жестких и гибко-жестких печатных платах.
- Печатные платы с металлическим сердечником — В этих платах в основном слое используется металлическая пластина (обычно алюминиевая), чтобы обеспечить гораздо большую жесткость и рассеивание тепла, чем в типичной жесткой печатной плате.Процесс производства печатных плат с металлическим сердечником сильно отличается от стандартного процесса производства жестких печатных плат, и для обеспечения решаемости необходимо учитывать несколько конструктивных моментов.
Эти платы распространены в мощном освещении и некоторых промышленных приложениях.
- Керамические печатные платы — эти платы менее распространены и используются в приложениях, требующих очень высокой теплопроводности, чтобы плата могла рассеивать большое количество тепла от компонентов.
Процессы изготовления и сборки этих типов печатных плат различаются, но современное программное обеспечение ECAD может помочь разработчикам создать любую из этих плат, если в программном обеспечении применяются правильные правила проектирования печатных плат.
Старые печатные платы в основном включали в конструкцию компоненты со сквозными отверстиями. На приведенном выше изображении у нас есть более старая печатная плата, в которой в основном используются сквозные компоненты для обеспечения требуемой функциональности. Современные печатные платы перешли на компоненты, в основном для поверхностного монтажа (SMD), поскольку они более полезны в двухслойных конструкциях с высокой плотностью. Компоненты SMD в настоящее время являются стандартным типом компонентов, используемым в большинстве приложений, требующих малого форм-фактора, низкой мощности и низкой стоимости.Однако в некоторых приложениях по-прежнему используются сквозные компоненты, поскольку они более надежны и их проще собирать, в том числе вручную. На изображении ниже показан пример современной печатной платы с компонентами SMD высокой плотности.
Структура и применение печатных плат
Многие важные характеристики производительности печатной платы определяются стеком или расположением слоев в печатной плате.Пакет слоев состоит из чередующихся слоев проводящего и изолирующего материала, а также из чередующихся слоев сердечника и препрега (два типа диэлектриков, используемых в пакете слоев). Диэлектрические и механические свойства сердечника и препрега будут определять надежность и целостность сигнала/мощности в конструкции, и их следует тщательно выбирать при проектировании приложений с высокой надежностью. Например, военные и медицинские приложения нуждаются в высоконадежных конструкциях, которые могут быть развернуты в суровых условиях, а для печатной платы для телекоммуникационной системы может потребоваться ламинат из ПТФЭ с низкими потерями в небольшом корпусе.
Пример стека печатных плат показан ниже. В этом примере стек реализует 4-уровневую структуру с двумя внутренними плоскими слоями (L02_GND для земли и L03_PWR для питания). Этот тип стека подходит для устройств IoT, облегченных встроенных систем и многих других конструкций, использующих высокоскоростные протоколы. Расположение внутренней плоскости помогает обеспечить целостность питания, а также обеспечивает некоторую защиту от внешних электромагнитных помех. Слои внутренней плоскости также обеспечивают согласованную опорную точку для сигналов с регулируемым импедансом.Этот тип стека типичен для многих конструкций и часто является отправной точкой для многих современных печатных плат.
Пример чертежа стека, созданного с помощью Draftsman в Altium Designer.Когда приходит время начинать новый дизайн, печатная плата проходит несколько этапов. Печатные платы производственного уровня разрабатываются с использованием программного обеспечения ECAD или приложения САПР, которое включает в себя множество утилит, предназначенных для проектирования и компоновки печатных плат. Программное обеспечение ECAD создано, чтобы помочь проектировщикам выполнить определенный процесс проектирования печатной платы, начиная с основных электрических чертежей и заканчивая подготовкой производственного файла.Разработка печатной платы следует основному процессу:
- Предварительная разработка — На этом этапе выбираются основные компоненты и обычно создаются некоторые базовые принципиальные схемы, чтобы можно было спроектировать функциональность платы.
- Сбор схем — На этом этапе программное обеспечение ECAD используется для преобразования простых принципиальных схем в электронные чертежи, определяющие электрические соединения между компонентами.
Схемные символы используются для обозначения компонентов в конструкции.
- Выбор материала и проектирование сборки печатной платы — На этом этапе выбираются ламинированные материалы, а сборка проектируется с учетом потребности в плоских слоях, сигнальных слоях, выделенных каналах маршрутизации и конкретных свойствах материалов.
- Размещение компонентов — После задания формы платы и импорта компонентов в новую топологию печатной платы компоненты размещаются в топологии в соответствии с механическими требованиями проекта.
- Маршрутизация – После утверждения размещения компонентов наступает время маршрутизации трасс между компонентами.Инструменты маршрутизации в программном обеспечении ECAD используются для установки геометрии трассы, которая может быть определена на этом этапе с целью обеспечения контроля импеданса (для высокоскоростных сигналов).
- Обзор и проверка проекта — После завершения трассировки рекомендуется проверить и оценить проект, чтобы убедиться в отсутствии ошибок или нерешенных проблем.
Это можно сделать с помощью ручной проверки или с помощью инструментов моделирования после компоновки.
- Подготовка к производству — После завершения проектирования наступает время подготовки к производству путем создания стандартных производственных файлов.Эти файлы используются в автоматизированном производственном и сборочном оборудовании.
Если вы хотите легко пройти все эти этапы процесса проектирования печатных плат, вам необходимо использовать лучшее программное обеспечение для проектирования с интуитивно понятным пользовательским интерфейсом и полным набором функций проектирования печатных плат.
Используйте Altium Designer для создания печатных плат
Лучшее в отрасли программное обеспечение ECAD должно быть простым в использовании и освоении, а также должно включать в себя полный набор функций проектирования.Altium Designer — единственное приложение, которое включает в себя все в одной программе, для завершения проектирования и подготовки его к производству не требуются внешние программы.
Единая среда Altium Designer включает в себя все необходимое для проектирования и производства высококачественных сборок печатных плат. Другие программы разделяют ваши важные инструменты дизайна на разные программы с разными рабочими процессами, что затрудняет сохранение производительности и увеличивает ваши расходы на лицензирование.Altium Designer постоянно оценивается как самый простой в освоении и самый простой в использовании, что делает его идеальным для начинающих дизайнеров и опытных профессионалов.
Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентную степень интеграции в электронной промышленности, которая до сих пор относилась к миру разработки программного обеспечения, позволяя разработчикам работать из дома и достигать беспрецедентного уровня эффективности.
Мы только поверхностно рассмотрели возможности Altium Designer на Altium 365.Начните бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 уже сегодня.
Как работать на дому Сборка печатных плат для компаний
Если вы чувствуете себя дома со своей паяльной машиной и сборщиками, вы можете подумать о сборке печатных плат для компаний. А если вам нужно остаться дома по каким-то особым причинам, то вам нужно начать искать компании, которые могут позволить вам собрать для них печатные платы прямо из дома.
Вопреки распространенному мнению, все еще есть компании, которые дают вам возможность зарабатывать деньги, собирая продукты дома в свободное время. Для тех, у кого есть некоторый опыт пайки электронных плат, это может оказаться очень выгодным.
Если вы умеете паять, то вы должны представить себе все деньги, которые вы можете заработать с этой возможностью. Если вы можете собрать две или три доски, некоторые компании могут платить вам от 8 до 15 долларов в час в зависимости от вашей ставки.
Прежде чем вы начнете зарабатывать эти деньги, компания может потребовать, чтобы вы заполнили одну доску, чтобы проверить свои способности, поскольку у них нет другого способа проверить ваши навыки.
Что касается наиболее важных навыков, необходимых для работы сборщиком печатных плат, было обнаружено, что во многих резюме указано, что 17,3% сборщиков печатных плат включают ручные инструменты, в то время как 15,7% резюме включают сквозное отверстие, а 9,3 % резюме включали ручной припой. Подобные трудные навыки полезны, когда дело доходит до выполнения основных должностных обязанностей.
Существует множество источников, где вы можете найти списки вакансий по сборке печатных плат, но просмотр списков вакансий потребует некоторого времени и усилий. Если вы не хотите работать полный или неполный рабочий день, вы можете выбрать работу на дому.
Где можно найти работы по сборке печатных плат в домашних условиях a. Подать заявку онлайн В современном мире работу можно найти в основном в Интернете. Если вы заинтересованы в том, чтобы записаться на работу по сборке домашних печатных плат, вы можете подать заявку прямо через Интернет. Там есть реклама, которая поможет вам пройти. Возможно, вам придется начать сначала с Google.
Ищите на Indeed.com и других ведущих сайтах вакансий вакансии по сборке печатных плат в вашем регионе, используя такие термины, как сборка на дому, сборка, сборщик и сборка продукции. Есть интересное множество работодателей, которые ищут постоянных и временных сотрудников на сборочные должности. Также проверьте местные списки на Craigslist и сообщения из вашего района на NextDoor.
в. Используйте приложениеВы также можете найти объявления о работе по сборке печатных плат в таких приложениях, как Handy, Taskrabbit, Thumbtack, Mrhandyman и NeedTo (категория разнорабочих и сборщиков). В этом типе концерта, независимо от того, работаете ли вы на себя или непосредственно на клиента, вам, как правило, потребуются собственные инструменты и транспорт.
Когда дело доходит до поиска работы, многие люди ищут ключевое слово или фразу. Вместо этого может быть более полезным искать по отраслям, так как вы можете пропустить работу, о которой вы никогда не думали, в отраслях, которые, как вы даже не думали, предлагали должности, связанные с должностью сборщика печатных плат.Но с какой отрасли начать? Большинство сборщиков печатных плат фактически находят работу в производственной и технологической отраслях.
Electronic Laboratories — это компания, которая позволит вам собирать для них печатные платы дома. Они платят 4,09 доллара за каждую собранную вами доску. По данным компании, сборка одной платы занимает менее 20 минут.Если вы заинтересованы в этой информации и хотите получить ее дальше, вам нужно написать им для получения дополнительной информации.
Они утверждают, что занимаются бизнесом последние 22 года. Если вам случится написать им, обязательно попросите номер телефона, чтобы поговорить с кем-то лично. Вы можете подать заявку онлайн по этому адресу http://electronic-laboratories.com.
Если вы заинтересованы в том, чтобы стать сборщиком печатных плат, первое, на что следует обратить внимание, — это необходимое вам образование.Выявлено, что 17,7% сборщиков печатных плат имеют степень бакалавра. По уровню высшего образования установлено, что 2,7% сборщиков печатных плат имеют степень магистра. Несмотря на то, что некоторые сборщики печатных плат имеют высшее образование, им можно стать только со степенью средней школы или GED.
Выбор правильной специальности всегда является важным шагом при изучении того, как стать сборщиком печатных плат. Согласно исследованию наиболее распространенных специальностей сборщика печатных плат, было обнаружено, что они чаще всего получают диплом о среднем образовании или степень младшего специалиста.Другие степени, которые мы часто видим в резюме сборщиков печатных плат, включают степени бакалавра или дипломы.
Вы можете обнаружить, что опыт работы в других профессиях поможет вам стать сборщиком печатных плат. На самом деле, многие работы по сборке печатных плат требуют опыта работы в такой роли, как кассир. Между тем, многие сборщики печатных плат также имеют предыдущий опыт работы в таких ролях, как сборщик или оператор станка.
Поскольку в основном вы будете работать из дома, дипломы, ученые степени и другие сертификаты могут не иметь большого значения.
Аджаэро Тони Мартинс — предприниматель, девелопер и инвестор; со страстью делиться своими знаниями с начинающими предпринимателями.Он является основателем журнала Profitable Venture Magazine Ltd, исполнительным продюсером @JanellaTV, а также генеральным директором POJAS Properties Ltd.
Содержание:
- Начало нового проекта
- Организация обстановки
- Построение цепи
- Редактирование свойств
- Экспорт схемы
Запуск нового проекта
Прежде чем начать проект во Фрицинге, вам нужно построить электронную схему в реальном мире и убедиться, что она работает правильно. Затем вы фактически перестроите схему во Fritzing.
Давайте начнем с того, что откроем Fritzing, назовем и сохраним наш проект. Настоятельно рекомендуется сохранять проект при запуске и время от времени во время работы, так как Fritzing все еще является альфой и, к сожалению, иногда может давать сбой…
- В строке меню Fritzing выберите «Файл» > «Сохранить как…»
- Укажите имя и расположение проекта и нажмите Сохранить.
Организация среды
Прежде чем мы начнем работать, мы могли бы настроить окружение в соответствии с нашими потребностями и предпочтениями.
- В строке меню Fritzing выберите «Окно» > и отметьте окна палитры, которые вы хотели бы видеть в окружающей среде.
- Перетащите окна палитры в любое место и обратите внимание, как окна перестраиваются, комбинируются или плавают.
- Выберите вид макета в навигаторе, если он еще не выбран.
Построение цепи
Убедитесь, что ваша схема в реальном мире работает правильно. Затем перестройте свою схему в Fritzing, следуя этим рекомендациям:
- Перетащите Arduino из окна палитры деталей в представление проекта.
- Сделайте то же самое с макетной платой и всеми остальными частями схемы. Если вы не можете найти деталь в библиотеке, используйте Загадочную деталь (иконка выглядит как вопросительный знак – ?). Таинственная деталь позволит вам быстро определить новую деталь и ее соединители (через Инспектор).
- Вы можете упорядочивать детали, выбирая, перетаскивая их или используя функции в строке меню, расположенной в разделе «Деталь».
- Чтобы удалить часть, просто выберите и нажмите BACKSPACE.
- Щелкните и перетащите разъем Arduino +5V. Это должно создать провод. Опустите провод на один из разъемов макетной платы. Соединение подтверждается маленьким зеленым кружком или квадратиком.
- Соединяйте все детали, пока схема не будет выглядеть точно так же, как ваша схема в реальном мире. Обратите внимание, что неправильно подключенные разъемы окрашены в красный цвет.
- Если нажать и удерживать разъем, Fritzing выделит все эквипотенциальные разъемы.Это может быть действительно полезно, если вы хотите увидеть весь набор соединений, прикрепленных к этому конкретному соединению.
- Вы можете сгибать провода, добавляя точки изгиба. Просто вытащите их из проволоки.
- Выберите вкладки схемы и платы, чтобы просмотреть или отредактировать схему на этих видах.
Редактирование свойств
Теперь, когда все части соединены, давайте посмотрим, как мы можем изменить свойства каждой части.
- Выберите любую часть вашей схемы и посмотрите на окно палитры Part Inspector.
- Щелкните имя детали и переименуйте ее. Это полезно, когда вы хотите различать похожие части.
- Попробуйте также изменить другие свойства.
Вы также можете изменить свойства деталей в виде платы. Форма платы может быть изменена на щит Arduino, прямоугольник с изменяемым размером или пользовательскую форму.
Экспорт схемы
После завершения построения схемы сохраните проект. Возможно, вы захотите экспортировать свою схему в виде файла изображения или PDF.
- Выберите нужный вид проекта для экспорта (макет, схема или плата).
- В строке меню Fritzing выберите «Файл» > «Экспорт» > и нужный формат.
Теперь, когда мы прошли основной рабочий процесс, давайте продолжим и узнаем, как создавать нестандартные детали и как проектировать печатную плату.
.