Конструкторський розділ. Елементна база макету

5 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ

5.1 Елементна база макету

Електрична схема макету включає до себе трансформатор, випрямляючі діоди, коденсатори, резистори, випромінючі діоди, перемикачі.

5.1.1 Трансформатори

Трансформатори – це електромагнітні устрої, які мають дві чи більшу кількість індуктивно пов’язаних обмоток та призначені для перетворення, завдяки електромагнітній індукції, одной чи декількох систем змінного струму. Основними конструктивними елементами трансформаторів є обмотки та магнітопровід. Однак як закінчені конструктивно – технологічні елементи трансформатори включають в себе доповнюючи елементи конструкції.

Трансформатори частіше всього класифікуються по функціональному призначенню.

Трансформатори живлення призначені для перетворення електричної енергії в мережах електросистем та споживачів електроенергії. Умовно поділяють їх на три групи: малопотужні, потужні та високовольтні трансформатори живлення, напруга на обмотках яких перевищує 1000 В.

5.1.2 Напівпровідникові діоди

Напівпровідникові діоди уявляють з себе електроперетворювальні напівпровідникові пристрої з одним або декількома електроними p-n-переходами, які мають односторонню провідність та мають два (чи більше) зовнішніх виводи.

Напівпровідникові діоди поділяються на:

– варікапи;

– випрямляючі діоди;

– магнітодіоди;

– універсальні діоди;

– випромінюючі діоди;

– стабілітрони та стабістори;

– тиристори;

– тунельні та звернені діоди.

Найбільш широке застосування мають випрямляючі та універсальні діоди. Випрямляючі діоди служать для випрямлення змінного струму низької частоти.

Універсальні діоди використовуються в різній радіоелектронній апаратурі в якості випрямлячем змінного струму високих та низьких частот, помножувачів і перетворювачів частоти детекторів великих і малих сигналів і тощо.

Випромінюючі діоди – низьковольтні электролюмінесцентні пристрої, що випромінюють електромагнітні хвилі у видимій або інфрачервоній частині спектра при пропущенні прямого струму. При цьому потенційний бар'єр р-n-перехода знижується і відбувається інжекція неосновних носіїв. У процесі їхньої рекомбінації енергія виділяється у вигляді фотонів. Частота випромінювання пропорційна енергії забороненої зони напівпровідникового матеріалу. Діоди можна збуджувати постійним, перемінним або імпульсним струмами. Діоди, що випромінюють у видимій частині спектра, іноді називають світодіодами.

Випромінюючі діоди, що випускаються промисловістю, можна умовно підрозділити на крапкові джерела світла (дискретні діоди) і сегментні індикатори (у які використовується кілька діодів).

Характеристика спрямованості випромінювання діода визначається формою лінзи і виміряється на рівні 0,5 діаграми випромінювання.

Конструктивне виконання – металевий або пластмасовий герметичний корпус із гнучкими або твердими виводами і вікном (вікнами), закритим лінзою. Корпуси діодів виконуються відповідно до ГОСТ 23448–79.

5.1.3 Резистори.

Резистором називається електрорадіоелемент  радіоелектронної апаратури, який призначений для перерозподілу та регулювання електричної енергії між елементами схеми.

Значення опору, на яке розрахований резистор і яке написане на ньому або в документації, називається номінальним опором.

Номінальна потужність резистора – це максимально допустима потужність, яка розсіюється резистором в заданих умовах протягом гарантованого строку служби при зберіганні параметрів в установлених межах. Параметрами, які обмежується при роботі резистора, є температура нагріву та максимальна напруга. Значення номінальних потужностей розсіювання вибираються зряду, Вт: 0,01; 0,025; 0,05; 0,062; 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 10; 16; 25; 40; 63; 75; 80; 100; 160; 250; 400; 500; 630; 800; 1000.

Гранична робоча напруга резистора установлюється виходячи з його конструкції, розмірів і забезпечення тривалої працездатності. Напруга, при якій резистор працює, не повинна перевищувати значення, яке розраховане по номінальній потужності розсіювання та номінальному опору резистора.

Температурний коефіцієнт опору резистора – це величина, яка характеризує відносну зміну опору резистора при зміні температури на 1⁰С. Температурний коефіцієнт опору характеризує зворотні зміни опору  резистивного елементу внаслідок зміни температури навколишнього середовища або зміни  електричного навантаження.

В залежності від матеріалу резистивного (струмопровідного) елемента резистори підрозділяють на дротові та недротові. В дротових резисторах резистивним елементом є дріт зі сплаву з високим питомим опором.

Недротові резистори підрозділяють на:

– тонкошарові;

– композиційні.

Всі резистори підрозділяють на постійні та змінні резистори. В свою чергу постійні резистори підрозділяють на резистори загального та спеціального призначення. Резистори загального призначення використовуються в якості різноманітних навантажень, поглинювачів та дільників в ланцюгах живлення, елементів фільтрів. Діапазон номінальних значень опорів резисторів загального призначення від 1 Ом до 10 Ом, номінальних потужностей розсіювання від 0,125 до 100 Вт.

Спеціальні резистори підрозділяють на прецезіонні, високочастотні, високовольтні мікромодульні.

Прецезіоннні резистори використовуються в основному в вимірювальних приладах, обчислювальної техніки та системах автоматики. Ці резистори виготовляється з високою точністю і відзначаються високой стабільністю параметрів, діапазон їх номінальних значень више 10 МОм, потужність розсіювання не більш 2 Вт.

Високочастотні резистори призначені для роботи в ланцюгах на частотах до сотень мегагерц та вище.

Високовольтні резистори використовують в якості дільників напруги та розраховані на робочу напругу до десятків кіловольт і потужність розсіювання 0,5 Вт та вище. Мікромодульні резистори використовуються в складі мікромодулей.

Змінні резистори по конструктивному виготовленню розподіляють на: елементні та багатоелементні; з круговим пересуванням та з прямолінійним пересуванням рухомого контакту; однообертові та багатообертові із вимикачем і без вимикача; з натиском та без натиску; з фіксацією положення рухомої системи та без фіксації; з додатковим введенням відведення та без нього.

5.2 Конструкція макету

Макет виконаний у вигляді коробу розмірами 780х600х100. Передня кришка виготовлена з деревино-волоконної плити. Задня кришка – з картону. Боковини виконані з досок 15х100.На панель керування винесени 35 перемикач, які дозволяють керувати роботою макету. Усередені елементи закріплені навесним монтажем. Прилад не заземлюється так, як не має металічних неструмоведучих частин. Підключається до мережі 220 В,  50 Гц.