Федеральное агентство по образованию Владивостокский государственный университет экономики и сервиса ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ Для студентов направления «Радиотехника» Гряник В. Н. , доцент каф. электроники Владивосток 2006
Электрорадиотехника для начинающих В этом разделе приведены основные физические понятия, основные соотношения, справочные сведения, сведения о приборах для измерения электрических величин Естественно, раздел не может полностью отразить всю программу радиотехники. Поэтому выбраны крайне необходимые или часто встречающиеся в практике операторов РЛС понятия, знать которые крайне необходимо. Часто встречается необходимость произвести перерасчеты одних физических величин, измеренных в одной системе измерений в другую. Здесь приведены таблицы перевода.
Физические понятия Заправка аккумуляторов Отношения «Емкость» Электрические величины Электрические машины Отношения «Индуктивность» Шкала электромагнитных волн Электроизмерительные приборы Отношения «Частота» Частота Радиоизмерительные приборы Отношения «Доза радиации» Радиодиапазоны Дозиметрические приборы Шкала «Скорость ветра» Переменный ток Практические советы Шкала «Волнения моря» Звезда-треугольник Советы по монтажу и пайке Шкала температуры «Цельсия/Фаренгейта» Колебания в цепях пер. тока Цифровая маркировка резисторов Шкала «Дальность видимости» Параметры импульсов Отношения «Время» Шкала «Дальность слышимости» Трансформаторы Отношения «Мощность» Таблица «Климат гор» Дроссели Отношения «Напряжение» Таблица перевода скорости Электродвигатели Отношения «Ток» Таблица критического охлаждения Химические источники тока Отношения «Сопротивление»
Физические понятия Скоростью равномерного движения (V) называется величина, измеряемая длинной пути (S), пройденного в единицу времени (t). Ускорение (а) – величина приращения (уменьшения) скорости движения в единицу времени. Вращательное движение тела, когда все точки тела совершают круговое движение вокруг определенной оси. Угловая скорость ( )- величина, измеряемая углом поворота тела за единицу времени. Сила (F), действующая на тело связана с массой (m) и ускорением (а) как произведение F= ma. Давление (Р) – сила действующая перпендикулярно поверхности на единицу площади. Вакуум – это разница между нормальным давлением и абсолютным (действующим) давлением газов. Температура (t), измеряется в градусах Цельсия (С), градусах Фаренгейта (F), для технических расчетов - в градусах Кельвина (Т). Абсолютная влажность –числовое выражение количества водяного пара в единице объема воздуха или другого газа (г/м 3). Относительная влажность –отношение фактического количества влаги в единице объема к количеству влаги в этом же объему при полном насыщении (при точке росы). Точка росы –температура при которой начинает выпадать влага в виде росы или снега.
Основные соотношения электрических физических величин Радиотехника по сути своей наука о контактах. Есть контакт, нет контакта, все остальное производные величины. Основные законы физики связаны между собой. Без знания соотношений невозможно грамотно эксплуатировать радиолокационную технику. Соотношения постоянного электрического тока. -Напряжение, измеряется в вольтах [в], обозначение – U. производные величины: 1000 микровольт [мкв] = 1 милливольт [мв]. 1000 милливольт [мв] = 1 вольт [в]. 1000 вольт [в] = 1 киловольт [Кв]. 1000 киловольт [Кв] = 1 мегавольт [Мв]. -Ток в цепи, измеряется в амперах [а], обозначение – J. производные величины: 1000 микроампер [мка] = 1 миллиампер [ма]. 1000 миллиампер [ма] = 1 амперу [а]. 1000 ампер [а] = 1 килоампер [Ка]. -Сопротивление в цепи, измеряется в омах [ом], обозначение –R. производные величины: 1000 ом [ом] = 1 килоом [Ком]. 1000 килоом [Ком] = 1 мегаом [Мом]. Зависимость напряжения, сопротивления цепи и тока в цепи выражена в основном законе электротехники – законе Ома: U J= R
Сопротивление двух и более последовательно соединенных равно сумме сопротивлений. проводников Rобщ. = R 1+R 2+R 3+R 4 При параллельном соединении проводников общее сопротивление меньшего, рассчитывается по формуле: R 1*R 2 Rобщ. = R 1+R 2 Работа и мощность электрического тока: Способность электрического тока совершать работу называется электрической энергией. Энергия проявляется в виде работы. Работа, произведенная током в течении 1 сек. называется мощностью. Единица измерения мощности – ватт. 2 U Р= U*J= J *R= R 2 Один ватт – это мощность, совершаемая электрическим током 1 ампер при напряжении 1 вольт на участке цепи сопротивлением 1 ом. Производные величины: 1000 микроватт [мк. Вт] = 1 милливатт [ м. Вт]. 1000 милливатт [м. Вт ] = 1 ватт [ Вт]. 1000 ватт [ Вт] = 1 киловатт [ к. Вт]. 1000 киловатт [ к. Вт] = 1 мегаватт [ МВт].
Полезная мощность равна нулю при разрыве внешней цепи или. коротком замыкании. Полезная электрическая мощность выделеннаяза. один час называется работой. Измеряется в джоулях [Дж]. Производные величины: 1 Вт / час = 3600 Вт/сек=3600 Дж. 1 к. Вт/час= 1000 Вт/час. Мощность, указанная на корпусах электро- и радиокомпонентов, говорит о том, какое количество работы может произвести электрогенератор в секунду или какое количество энергии может «переварить» в секунду нагрузочный элемент. Превышение этих величин приводит к выходу из строя генераторов, резисторов, трансформаторов и пр. Радиокомпоненты: -Резисторы – элемент электрической цепи, основное назначение которого оказывать сопротивление электрическому току. Резисторы применяются в любой аппаратуре. Схемное обозначение «R» . Они бывают проволочными и непроволочными, постоянными и переменными ( сопротивление резисторов можно менять или регулировать). Величина резистора измеряется в [ом, Ком, Мом]. -Конденсаторы – элементы для накопления электрических зарядов. Представляют собой две пластины, расположенные довольно близко между собой, подсоединенные к электрической цепи. На них накапливается заряды. Емкость обозначается «С» , измеряется в фарадах. Фарада –чрезвычайно большая величина и равна емкости Земли, на практике применяют несколько градаций величины емкости.
Индуктивность – коэффициент самоиндукции, величина. показывающая пропорциональность между током в катушке. с проводом и магнитным потоком. Индуктивностью называют. электро- или радиоэлементы, представляющие разного вида катушки, намотанные изолированным медным проводом на каркасах с. сердечниками или без них. Главное назначение индуктивности - накопить электромагнитную энергию в виде магнитного поля. Без индуктивностей невозможно получить электрический ток, изготовить и запустить в работу любое радиоустройство. Индуктивность имеют трансформаторы, динамо-машины, телефонные наушники и т. д. . Единица измерения – генри, схемное обозначение «L» . Производные величины: 1000 микрогенри [ мк. Г] = 1 миллигенри [ м. Г]. 1000 миллигенри [ м. Г] = 1 генри [ Г]. Электромагнитные волны. Электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью называются электромагнитными волнами. Вся окружающая человека природная среда имеет свои электромагнитные свойства. Различные электромагнитные волны по разному взаимодействуют со средой (а значит и с человеком). Все электромагнитные колебания сведены в так называемую шкалу. Эта шкала дает общее представление о диапазоне электромагнитных волн.
ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН f МГц 1 100 10 10 lм 300 м 3 м 3 см 300 мкм 4 6 8 10 10 3 мкм 30 нм 12 10 14 10 0, 3 нм 0, 003 нм 16 10 10 0, 00003 нм гамма излучение рентгеновское излучение радиоволны инфракрасное излучение ультрафиолетовое излучение lм= 760 ангстрем lм= 400 ангстрем видимое излучение дневной свет Степень опасности для жизни человека
Частота В окружающем нас мире любой (!) предмет имеет свойство колебаться под воздействием внешних или внутренних сил. С помощью колебаний электромагнитных волн передаются радиосообщения, колебания звуковых волн передают человеческие голоса и т. д. . Каждое колебание характеризуется частотой и интенсивностью. Частота колебаний – это величина, показывающая сколько колебаний совершило тело или электромагнитная волна за одну секунду. Единица измерения [Гц]. За основу отсчета частоты принят 1 [Гц], который равен одному (1) полному колебанию за одну (1) секунду. Электромагнитные волны распространяются в однородной среде с постоянной скоростью, они могут преломляться и отражаться на границе раздела сред, накладываться друг на друга (интерференция) и т. д. . Электромагнитные волны разного диапазона по разному взаимодействуют с веществом. Электромагнитные волны метрового диапазона в основном отражаются от поверхности, сантиметровые, а особенно рентгеновские или гамма-лучи проникают в глубину вещества. Для живой материи или тела человека это излучение весьма опасно даже в малых дозах. Поэтому существуют санитарные нормы времени нахождения обслуживающего персонала в зоне воздействия радиоизлучения. При соблюдении этих норм здоровье человека не ухудшается. Как обезопасить человека описано в правилах техники безопасности.
l 2 Амплитуда колебаний Время При меньшей частоте - длинна волны больше l 1 Амплитуда колебаний Время Чем больше частота, тем короче длинна волны
Радиоволны (электромагнитные колебания) распределяются. в частотном диапазоне под определенными названиями. Это. распределение частот международное, основывается на основных. физических особенностях участков частотного диапазона. ОНЧ(очень низкие частоты) f менее 30 к Гц; НЧ (низкие частоты) f = (30 -300) к. Гц; СЧ (средние частоты) f = (300 -3000) к. Гц; ВЧ (высокое частоты) f = (3 -300) МГц; ОВЧ(очень высокие частоты) f = (30 -300) МГц; УВЧ(ультравысокие частоты) f = (300 -3000) МГц; СВЧ(сверхвысокие частоты) f = (3 -300) ГГц; КВЧ(крайне высокие частоты) f = (30 -300) ГГц; ГВЧ(гипервысокие частоты) f = (300 -3000) ГГц; Применение частотных диапазонов: -ОНЧ- подводная и подземная радиосвязь; -НЧ, СЧ, ВЧ, ОВЧ телерадиовещание, радиосвязь; -УВЧ, СВЧ, КВЧ - телевидение и радиолокация; -КВЧ, ГВЧ – научные исследования, спектроскопия. На практике часто применяют понятие - длинна волны. В принципе расчетов лежит скорость распространения радиоволн (она соответствует скорости света в воздухе и равна С=299 792 458 м/сек – для расчетов – С=3 000 000 м/сек). Длинна волны - это расстояние на которое распространяется электромагнитная энергия за один период колебаний. Соотношение скорости света и частоты колебаний. l волны = С f
Пересчет частоты в длинны волн (по формуле) дает более понятные в обиходе и часто употребляемые выражения: ОНЧ соответствует l более 10000 метров (сверх длинные волны), НЧ соответствует l =10000 -1000 метров (длинные волны); СЧ соответствует l=1000 -100 метров (средние волны); ВЧ соответствует l=100 -10 метров (короткие волны); ОВЧ соответствует l=10 -1 метров (ультракороткие или метровые волны); УВЧ соответствует l=1 -0, 1 метров (дециметровые волны); СВЧ соответствует l=10 -1 сантиметров (сантиметровые волны); КВЧ соответствует l=10 -1 миллиметров (миллиметровые волны); ГВЧ соответствует l=1 -0, 1 миллиметров (субмиллиметровые волны). Для правильного использования диапазона частот радиоизлучения каждому ведомству, и Министерству обороны России в том числе, выделен частотный диапазон, за пределы которого выходить запрещено. В России радио совместимостью занимаются структуры Госсвязьнадзора. Контроль за использованием радиочастот позволяет произвести электромагнитную совместимость радиопередающих устройств. Несоблюдение сетки частот приводит к срыву связи, управления, и даже гибели кораблей, самолетов, космических аппаратов. Аналогичное распределение частот проведено и во всех странах мира. Во многом распределение частот в России совпадает с распределением частот в России. Это касается в первую очередь безопасности полетов, мореплавания, аварийных служб и т. д. Но имеются и определенные особенности. Например за рубежом не получили широкого распространения радиолокаторы дальнего обнаружения в диапазоне метровых волн, а в России и странах СНГ они есть и показывают прекрасные результаты.
Нижеприведенная таблица отражает распределение частот в одном из поддиапазонов радиоволн армии США. Figure A-1 -- Select Ka Band Radars International Telecommunications Union Radar Bands ITN Band Frequency VHF 138 -144 MHz, 216 -225 MHz UHF 420 -450 MHz, 890 -942 MHz L 1. 215 -1. 400 GHz S 2. 3 -2. 5 GHz, 2. 7 -3. 7 GHz C 5. 250 -5. 925 GHz X 8. 500 -10. 680 GHz Ku 13. 4 -14. 0 GHz, 15. 7 -17. 7 GHz K 24. 05 -24. 25 GHz Ka 33. 4 -36. 0 GHz Если сравнивать с нашим распределением частот, можно сказать что в России метровый и сантиметровый диапазон для целей радиолокации более широк, а значит и более защищен от возможных постановок активных помех.
Переменный ток Переменным током называется такой ток, который попеременно изменяется по величине и направлению. В зависимости от характера изменения переменные токи или напряжения могут быть: -синусоидальными; -пульсирующими; -пилообразными; -импульсными. Наиболее распространен синусоидальный переменный ток, он применяется в быту, промышленности в военном деле. Частота тока ( это количество полных колебание в одну секунду) бывает разным: в быту и промышленности общего профиля частота сети 50 герц, в деревообрабатывающей промышленности и строительстве - 200 Гц, в авиации, на флоте и другой боевой технике применяют сеть частотой 400 Гц. По величине напряжения сеть может быть: -380 вольт (промышленная трехфазная – Россия) -220 вольт (промышленная трехфазная и бытовая однофазная – Россия) -127 и 235 вольт (бытовая однофазная и промышленная трехфазная в США) -100 и 220 вольт (бытовая однофазная и промышленная трехфазная Япония). Наибольшее распространение получили трехфазные напряжения. С помощью такого напряжения легко преобразовывать электрическую энергию в механическую, переправлять большие мощности на большие расстояния и т. д. .
Переменный ток – это ток, изменяющий во времени свою величину направление. Для цепей переменного тока приняты параметры: -Амплитуда напряжения (U); -Амплитуда тока (I); -Частота колебаний (F); -Период колебаний(Т), время между двумя соседними максимумами или минимумами; Период колебаний обратно пропорционален частоте. -Фаза колебаний 0 (чаще - сдвиг фазы 0) между током и напряжением; Значение тока в определенный момент времени называют Мгновенным значением тока (i) или напряжения (u) Значение тока или напряжения, производящих такую же работу как и постоянный ток, называют Эффективным (действующим) значением тока или напряжения Максимальное значение тока или напряжения называют Амплитудой тока (Im), амплитудой напряжения (Um) 00 Т-период Im 0 2700 900 Um 1800 0 00 900 1800 2700
В цепях переменного тока происходят синусоидальные колебания, в каждый отдельный момент времени значение величины напряжения меняются. Максимальное отклонение называется «Амплитудой напряжения» , обозначается Um. . Ток в цепи тоже изменяется по синусоидальному закону, форма изменений одинакова. На практике часто применяют понятие «мгновенного значения» напряжения или тока. Рассчитать величину напряжения или тока можно по формуле: Но в практике гораздо чаще применяется значение «эффективное» значение напряжения или тока. Расчетные соотношения: Um t
Период повторения связан с частотой колебаний согласно формулы: Фаза колебаний – это угол между точкой отсчета и колебанием в данный момент времени. Но чаще применяется понятие разности фаз, например напряжения и тока в цепях с индуктивностями (L) и емкостями (С). Обозначается разность фаз выражением: = u - i f u t i 0 о 90 о 180 о 270 о
В однофазной системе по двум проводам (!) к потребителю подводиться напряжение по форме: В трехфазной системе по четырем (!) проводам передается три однофазных напряжения сдвинутых между собой по времени. Такое смещение называют смещение по фазе. Обычно смещение по фазе в промышленном трехфазном токе составляет 120 градусов. фаза А фаза В фаза С Общ. Uас Uб Напряжение между фазами например между А и С, называют фазным. Напряжение между фазой и общим проводом называют линейным.
В большинстве случаев при выработке электроэнергии в генераторах применяется схема соединений «звездой» 220 в фаза в 0 22 22 0 в фаза А Общ В С При организации бытовой сети (однофазной) 220 вольт из промышленной сети 380 вольт используют один фазный и один общий провод. Иногда общий провод называют нулевым. В военной технике и некоторых отраслях промышленности применяется схема соединения обмоток генератора «треугольником» . А 0 в 22 22 0 в фаза 220 в фаза В С
При подключении нагрузок 220 в в промышленную сеть 380 вольт необходимо выравнивать токи, протекающие по фазам. 220 в Iа 22 нагрузка ф А Iв 0 в 22 0 в нагрузка ф С Iс нагрузка ф С В противном случае одна из фаз будет работать под большими нагрузками, провод нагреется и фаза «ПЕРЕГОРИТ» Мощность в трехфазной системе складывается из мощностей по каждой фазе. Чтобы высчитать общую мощность необходимо по формуле найти мощность по каждой фазе и все три мощности сложить. В случае равномерной нагрузки (например электродвигатель) общую мощность можно высчитать по формуле: В обоих случаях cosf- коэффициент мощности.
В цепях переменного тока работают активные нагрузки (например нагревательные элементы, ТЭНы), индуктивные нагрузки и емкостные нагрузки. В каждом случае в цепях переменного тока происходят процессы, влияющие на генераторы и цепи в целом. R U A I U P-мощность в активной нагрузке Активное сопротивление нагрузки переменному току больше сопротивления постоянному току. С увеличением частоты активное сопротивление растет. При протекании переменного тока в катушке индуктивности возникает электродвижущая сила самоиндукции. Величина ее будет максимальной когда ток в цепи будет равен нулю, она отстает по фазе от тока на 90 градусов. P-мощность в индуктивной нагрузке L U U A I UL Мощность в индуктивной цепи минимальна, энергия в катушке не расходуется. Произведение тока в цепи на индуктивное напряжение называют реактивной мощностью. Реактивное индуктивное сопротивление зависит от частоты сети.
величины индуктивности. Рассчитывается по формуле: В реальной катушке кроме индуктивного сопротивления существует активное сопротивление. Процессы в L такой цепи имеют другой характер, имеющий большее прикладное значение. Мощность в цепи равна сумме мощностей UL A выделяющихся на активном и реактивном сопротивлении. Сдвиг напряжения по фазе R относительно тока цепи зависит от величины индуктивности, а суммарное значение сопротивления цепи равно: UR Мощность рассчитывается по формуле: где коэффициент мощности. P-мощность в активно- индуктивной нагрузке UL UR I U ВЫВОД: В нагрузке с индуктивным сопротивлением мощность выделяется не по синусоидальному закону. В энергетике это вредное явление, К. П. Д. источника энергии значительно снижается.
Способность конденсатора пропускать переменный ток объясняется тем, что конденсатор периодически заряжается и разряжается с частотой сети. Ток цепи с конденсатором по фазе опережает напряжение на 90 градусов. С UС A I UС P-мощность в емкостной нагрузке Процессы цепи с емкостной нагрузкой сходны с цепями индуктивной нагрузки. Емкостное сопротивление рассчитывается по формуле: С UС UС R A I UR UR P-мощность в активно-емкостной нагрузке U
В практике электро- и радиотехники наиболее часто встречаются цепи содержащие активные, индуктивные и емкостные нагрузки. UС Очевидно что: L UС UL при том, что ток в цепи общий. Напряжение на активном сопротивлении R A совпадает по фазе с током, напряжение на индуктивности опережает ток на 90 градусов, напряжение на емкости отстает от тока на 90 UR градусов. Полное сопротивление всей цепи (активное-R, индуктивное-L, емкостное-С) рассчитывается по формуле: z fрез. Подбором величин элементов можно добиться равенства XL и XС, в этом случае сопротивление цепи минимально и активно. Ток в цепи максимальный. Такой режим работы цепи называется последовательным резонансом, cos f=1. Явление резонанса широко применяется в радиоаппаратуре. Если f приемник не будет настроен в резонанс, то положительного эффекта добиться невозможно.
В цепях параллельного соединения емкости и индуктивности все процессы сходны с процессами UR 1 рассмотренными ранее. Отличия, тем не менее существенные. С На частоте резонанса ( при равенстве реактивных сопротивлений R 1 UС XL и Xс) сопротивление цепи R 2 L максимально. Это явление называют параллельным резонансом, или резонансом токов. При допуске, UL UR 2 что сопротивление индуктивной цепи весьма мало, суммарное сопротивление цепи можно определить из формулы: A z fрез. При последовательно-параллельном соединении резонансных цепей получаются контура сосредоточенной селекции. При помощи таких устройств создаются приемники и передатчики с очень узкой полосой пропускания, что, естественно, положительно сказывается на прием радиосигналов.
Параметры электрических импульсов В радиолокационной технике очень широко применяется импульсная техника. Импульсные устройства вырабатывают видео и радиоимпульсы. Импульс-это кратковременное скачкообразное изменение напряжения или силы тока в цепи. Импульсы однополярные (без высокочастотной составляющей) называются видеоимпульсами. Электрические колебания, огибающая которых имеет форму видеоимпульсов называются радиоимпульсами. Fзаполнения А Виды видеоимпульсов прямоугольный А трапециидальный и ф сп Огибающая радиоимпульса экспонененциальный колообразный
Параметры электрических импульсов Импульсные сигналы имеют определенную структуру, появляются, как правило, в определенной последовательности. Знание параметров импульсов и параметров импульсной последовательности позволяет легко ориентироваться в структуре радиосигналов радиолокатора. В идеальном случае удобнее всего работать с прямоугольными импульсами, но реальная техника имеет определенную инерционность, и поэтому импульсы довольно близки по форме к идеалу. Но этого достаточно чтобы радиолокатор работал и обеспечивал технические параметры в достаточной точностью. В радиолокации существует точка отсчета, это импульс запуска. От его переднего фронта начинают срабатывать все последующие устройства: передатчик, приемник, индикатор кругового обзора и т. д. Соизмеряясь с потребностями радиотехнических войск (дальность обнаружения около 400 -600 км. ) и скоростью распространения света очевидно что импульсы передатчика должны следовать с частотой 100 -400 Гц. А учитывая точность определения дальности, длительность импульса должна быть в пределах 1 -6 мксек. Параметр Q (скважность) показывает во сколько раз период повторения больше длительности импульса. Tповт и Таким образом средняя мощность передатчика РЛС за период будет выражаться формулой: t
В промышленности и для бытовых целей применяется устройства для преобразования напряжений. Наиболее широко применяют трансформаторы. Трансформатор-устройство, представляющее набор магнитопровода, на магнитопроводе намотаны катушки с медным или алюминиевым изолированным проводом. Конструкция трансформатора может быть любой, но отвечает одному главному признаку- магнитный поток должен быть замкнут. Если магнитный поток Ф не замкнут, то такой трансформатор может быть только дросселем-индуктивность большой величины. Трансформаторное железо – тонкие изолированные между собой лаком пластины. Обмотка подключаемая к питающей сети называется первичной. Если на выходе трансформатора напряжение выше чем на входе, то это будет повышающий U 2 W 1 трансформатор, если ниже U 1 понижающий. Ф U 1 U 2
Соотношения всех напряжений трансформатора определяется отношением числа витков обмотки. U 1 W 2 W 3 U 2 Мощность трансформатора определяется как сумма всех мощностей нагрузок с учетом коэффициента полезного действия равным h=0, 8 -0, 95 или Трансформаторы бывают силовыми (или трансформаторами питания), импульсными, W 4 U 2 измерительными, согласующими, радиочастотными. Если в качестве вторичной обмотки применяется часть первичной, то они называются автотрансформаторами. Автотрансформаторы применяют в основном для регулировки напряжения. U 1 При расчете трансформаторов учитывают свойства железа, величины токов и напряжений, свойства U 2 обмоточного медного провода.
В трехфазной сети трансформаторы работают используя общий магнитопровод, набор железа делается таким образом, чтобы можно было разместить три одинаковые группы обмоток и при этом магнитные потоки от каждой не шунтировали друга. Как пример приведена схема трехфазного силового трансформатора для питания промышленной сети. Все обмотки соединены «звездой» , к первичной обметке подведена трехфазная общий фаза А сеть 10 Кв, вторичная обмотка отлично изолирована от первичной и на выходе каждой обмотки по 380 вольт. Это линейное Uа W 1 а W 2 а Uа напряжение, один вывод каждой обмотки соединен в общую точку. Таким образом фаза А организовывается обеспечение фаза В электроэнергией бытовых и промышленных потребителей. Допуск к высоковольтным цепям имеют только энергоорганизации, к Uв W 1 в W 2 в Uв цепям 380/220 в лица, имеющие допуск работ при напряжении до 1000 в. Поскольку трансформатор работает под фаза В фаза С большими нагрузками, то его охлаждение производится трансформаторным маслом через специальные радиаторы –охладители. Uс W 1 с W 2 с Uс Силовые трансформаторы размещают в специальном помещении, имеющим два входа: «высокую» сторону и «низкую» фаза С общий сторону.
В дросселях имеется такой же набор железа, но сборка пакета производится с воздушным зазором, иногда зазор делают с помощью диэлектрических пластин. Таким образом магнитный поток Ф прерывается. Чем больше расстояние между пакетом железа и перемычкой, тем больше индуктивность, а значит тем больше энергии запасает магнитопровод. Дроссели W 1 используют для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Сочетание дросселей и фильтрующих конденсаторов Ф позволяет достичь большой степени сглаживания напряжений Uвх Uдиода Uвых. Uвх Uкон. Uвых. пульсации
В промышленности и на боевой технике применяются электрические машины – электродвигатели. Применяются двигатели постоянного тока, переменного тока, импульсные (шаговые) электродвигатели. Наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели, созданные русским инженером Доливо-Добровольским М. О. в 1896 году. Асинхронные двигатели имеют общую особенность - в неподвижном статоре создается вращающееся магнитное поле. Конструктивно асинхронные двигатели исполняются для трехфазной сети, однофазные и двухфазные. Ротор в асинхронных электродвигателях в основном выполнен в виде короткозамкнутого колеса «беличья клетка» , но иногда применяется ротор с обмотками и коллектором – «фазный ротор» . Обычные электродвигатели при пуске практически сразу выходят на оптимальные обороты, двигатели с «фазным ротором» имеют возможность пускаться плавно, бережно, не ломает механизмы при включении. Количество оборотов асинхронного двигателя зависит от конструкционного параметра – количества пар полюсов. Условно двигатели делятся на группы – тихоходные , скорость вращения вала от 700 до 1500 об/мин и скоростные скорость вращения вала около 3000 об/мин. Асинхронные двигатели с количеством оборотов свыше 3500 встречаются гораздо реже. Существенный недостаток асинхронных двигателей – большие пусковые токи, они превышают рабочие в 4 -7 раз, поэтому на больших и мощных двигателях применяют метод коммутации обмоток. Во время пуска обмотки соединяют «звездой» , как только ротор разгонится до номинальных оборотов, обмотки переключаются на «треугольник» . Двухфазные и однофазные двигатели имеют специальную конструкцию обмоток, дополняемые конденсаторами.
Применение электродвигателей переменного трехфазного тока наряду с простотой изготовления дает колоссальный экономический эффект. Коэффициент полезного действия достигает 60 -85 %, удобно реверсировать направление вращение вала, легко проводить обслуживание двигателя. На статоре двигателя намотаны в определенном порядке три обмотки, ротор электродвигателя выполнен алюминием или медью и не требует обслуживания. Такие электродвигатели называют асинхронными. Вращение вала вызвано появлением т. н. вращающегося магнитного поля в магнитопроводе статора. Подключение «звездой» 380 в 220 в используется в сети 380 в, В В 1 к 2 н «треугольником» в сети 220 в. При этом возможно 2 к 1 к использовать один тот же 3 к 2 к 1 н двигатель. Переключение 3 к 1 н 3 н. С 3 н С А производят на клеммной Соединение А Соединение коробке, при перестановке «звездой» «треугольником» перемычек (см. рисунок). Все сказанное ранее А С В А соответствует сети 50 Гц, 1 н 2 н 3 н 3 н 60 Гц, 200 Гц, 400 Гц. 1 н 2 н Корпус электродвигателя обязательно заземляется. 3 к 1 к 2 к
Первый электродвигатель постоянного тока был изобретен в 1834 году русским академиком Б. С. Якоби. Машина довольно сложная, требует больших затрат на изготовление , настройку и обслуживание. При всем этом несомненные достоинства электродвигателей постоянного тока позволили, несмотря на дороговизну, применять их во всех механизмах, где требуется управляемость, реверс вращения, плавность хода, плавность пуска. К сожалению частота вращения вала зависит от нагрузки, с другой стороны, если не будет иметь нагрузки, двигатель может пойти «вразнос» . За многие годы эксплуатации машин постоянного тока созданы двигатели с постоянными магнитами, с обмотками параллельного возбуждения, последовательного и смешанного возбуждения. Электродвигатель постоянного тока может работать как генератор, если его вал вращать с номинальной скоростью. Надежность двигателей постоянного тока очень велика, они выходят из строя раз в 10 -15 реже чем асинхронные двигатели. Параллельное возбуждение Обм. возб Я Последовательное возбуждение Обм. возб Смешанное возбуждение Обм. возб Я Я Обм. возб
В радиоэлектронной аппаратуре применяется множество компонентов: радиодетали (конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности, транзисторы и микросхемы, радиолампы и специальные СВЧ приборы, коммутационные элементы, химические источники тока –аккумуляторы и т. д. ). Множество вариантов исполнения компонентов стандартизовано, может быть применено в любой радиоаппаратуре. Но существуют уникальные, характерные радиодетали, присущие только конкретному образцу вооружения. Но их очень мало. О резисторах, конденсаторах, транзисторах, микросхемах, радиолампах существует много сведений в справочной литературе. Опыт работы с электроникой показывает, что чаще выходят из строя узлы автоматики, питания, энергоснабжения вооружения. Химические источники тока. К ним относятся гальванические элементы (в быту их называют батарейками), и аккумуляторы. Гальванические элементы используют химическую энергию, заключенную в материалах и их сочетаниях. После изготовления они могут быть использованы, но восстановлению не подлежат-говорят «батарейка кончилась» . В аккумуляторах же химическая энергия создается путем заряда аккумулятора, а выделение при разряде. При этом гальванические элементы-это одноразовые приборы, а аккумуляторы- многократного использования. В РТВ применяются в основном аккумуляторы, гальванические элементы используют для переносных приборов и телефонных аппаратов. Аккумулятором называют прибор, накапливающий электрическую энергию путем изменения свойств рабочего раствора (электролита). Цикл работы- заряд-разряд, в зависимости от емкости рабочего раствора и размеров аккумулятора энергия может быть от 1 -2 в. а. час до нескольких тысяч. Аккумуляторы бывают кислотные и щелочные ( по роду электролита).
Кислотные аккумуляторы (АКБ) состоят из емкости, куда помещены активные пластины и раствора кислоты, находящейся между ними. В качестве электролита в переносных АКБ применяют водный раствор серной кислоты, активные пластины выполнены из свинца. Плотность электролита в разряженной АКБ d=1, 18 -1, 21, а в полностью заряженной d=1, 26 -1, 29. Банки с пластинами и раствором собраны в батареи, как правило по шесть штук в одном корпусе. Напряжение на клеммах банки зависят от плотности электролита и равно: U= d+0, 84 Таким образом рабочее напряжение на заряженной банке около 2, 1 в. , на разряженной банке около 1, 8 в. На заряженной батарее аккумуляторов напряжение составляет 12, 6 вольт. Щелочные аккумулятора имеют сходную конструкцию с кислотными, но изготовлены пластины из закиси никеля и закиси кадмия или их вариаций, могу быть изготовлены из соединений серебра. В качестве электролита применяется раствор едкого кали- зимой, а летом – едкого натра. Плотность электролита летом d=1, 17 -1, 19, а зимой d=1, 21 -1, 29. Плотность электролита в кислотных и щелочных АКБ измеряется ареометром. Это прибор в котором используется стеклянная колба и специальный погружной поплавок. Порядок приготовления электролита – процесс простой, но требует тщательного выполнения инструкций по применению. Помещения и посуда для разведения электролита должны быть специально подготовлены. Посуда применяется стеклянная, или пластмассовая, применение эмалированной посуды категорически запрещено. Все инструменты должны быть стеклянными или пластмассовыми. Резиновые перчатки и фарутки обязательны. Помещение должно быть просторным, проветриваемым. Работа с кислотой и щелочью в одном помещении недопустима. АКБ первоначально очищаются от грязи и моются.
Для приготовления электролита используют дистиллированную (или в крайнем случае дождевую или снеговую-талую) воду. Кислотный электролит приготовляется из кислоты серной аккумуляторной, она поставляется в войска в 20 литровых бутылях, на цвет прозрачная белая или желтоватая. Вес бутыли около 38 -40 килограмм. Переноска и отливание кислоты должно быть организовано в специальной таре, ящике. Посуда, куда отливается кислота должна быть сухая. После отлива пробку обязательно закрыть на бутылке, ящик-контейнер поставить в склад. При подготовке рассчитывают потребное количество воды и кислоты с запасом 3 -5%. В стеклянную посуду (пластмассовую) наливают около 90% воды, и затем тонкой струйкой заливают кислоту в воду. При растворении выделяется теплота и весьма большое количество, поэтому емкость должна быть надежная. При остывании перемещать сосуд нежелательно. Рабочая температура-20 градусов. Раствор периодически перемешивают стеклянной палочкой. Плотность серная кислота электролита доводят до 1, 26 -1, 27 и после этого дают раствору остыть. Остывший d=1, 26 раствор заливают в сухозаряженный аккумулятор для пропитки на 2, 5 -3 часа. В случае необходимости АКБ можно устанавливать на машину или агрегат, но все таки желательно провести подзарядку от зарядного устройства. Ток зарядки в амперах не должен превышать 10% от числа емкости АКБ. Периодически АКБ подвергают вода тренажному циклу, при котором проверяют плотность электролита в каждой банке. 15 -20 см ареометр
Для применения в технике аккумуляторные батареи используют в различных вариантах подключения. Кислотные АКБ применяются в основном для больших мгновенных нагрузок, т. е. для старта или пуска двигателя. Поэтому их еще называют стартерные аккумуляторы. Щелочные АКБ для старта не годны-больших токов они не дают, но при малых токах нагрузки работают прекрасно. Их применяют для нагрузок продолжительных, но сравнительно малых. Например в переносных радиостанциях. При установке АКБ на боевую технику применяют соединения в виде толстых проводов с надежными соединительными зажимами, сечение провода должно соответствовать максимальному току нагрузки, иначе провод может загореться. Каждый зажим должен бать покрыт тонким слоем смазки. Например для пуска агрегата питания ЭСД-300 (прицеп 5 Е 96) применяется медный провод диаметром около 22 мм. , ток при пуске составляет более 300 А. Бортовое питание боевой и другой техники может быть 12 вольт или 24 вольта. В зависимости от этого АКБ соединяют последовательно или параллельно, а еще и последовательно-параллельно (смешанное). U 1=12 в Uбат=12 в одна АКБ U 2=12 в Uбат=24 в последовательное соед. АКБ U 1=12 в U 2=12 в Uбат=24 в смешанное соед. АКБ
Электрические машины В системах управления радиолокаторов широко применяются различные устройства, являющиеся дальнейшим развитием трансформаторов, синхронных машин, электродвигателей, их компоновочных соединений. Электромашинные усилители - ЭМУ. Класс машин в которых электродвигатель вращает сочлененный с ним ротор синхронного генератора. Если на обмотки управления генератора подается напряжение управления, то на выходе получают управляемую мощность в десятки-сотни раз большую чем на входе. Пример – ЭМУ-1, 2, ЭМУ-12, ЭМУ-50. На вход их поступают токи управления до 100 -200 ма, на выходе получают управляемую мощность 12 -50 к. Вт. Эму применяют для управлением вращения ППК(приемопередающих кабин) РЛС. При этом проблема реверса вращения решается схематически решается очень просто – нужно поменять полярность управляющего тока. Магнитный усилитель – МУ. Устройство, которое без движущихся частей усиливает сигналы переменного тока по мощности или по напряжению. Они очень надежны, дешевы в производстве и эффективны. По сути это трансформатор, у которого помимо рабочих обмоток, есть обмотка управления. Подавая на обмотку управления ток управления, можно управлять величиной магнитного потока в сердечнике. При увеличении управления тока уменьшается индуктивное сопротивление сердечника, а значит в рабочей обмотке МУ ток возрастает. Применение современных сплавовпермаллоя, требует ничтожно малых токов управления. Стабилизаторы напряжения. Феррорезонансные стабилизаторы переменного напряжения- это комбинация из нескольких трансформаторов, дросселей и магнитных усилителей. Просты в изготовлении, надежны. Общий недостаток всех вышеперечисленных устройств – большие габариты и вес, однако все это компенсируется высокой надежностью.
Для контроля положения антенн в радиолокаторах РТВ ВВС ПВО применяется т. н. синхронные передачи. Азимутальное положение антенны передается на катушки отклонения индикаторов ИКО РЛС с помощью синхронной пары: сельсин-датчика и сельсин-приемника. СД СП a опорное напряжение на ен т Ан Шкала датчика или лимб a При повороте ротора СД на некоторый угол в трехфазных обмотках индуцируется неодинаковые по амплитуде ЭДС, на сельсин приемнике эти ЭДС стремятся устранить рассогласование, магнитные потоки проворачивают ротор СП на нужный угол. Точность может быть повышена применении ГО и ТО, т. е. грубого и точного каналов слежения.
В радиотехнических войсках ВВС и ПВО очень много различной радиоаппаратуры, исправная и правильная работа которой обеспечивается большим количеством разнообразной контрольно-измерительной аппаратуры. На РЛС имеются все необходимые для эксплуатации приборы. Они классифицируются по группамэлектроизмерительную и радиоизмерительную группы приборов. Электроизмерительными приборами называются те, которые измеряют какую-либо электрическую величину( ток, напряжение, сопротивление, мощность). По роду могут быть постоянного или переменного токи, а также комбинированные. Чаще всего применяют при ремонте и регулировке переносные комбинированные электроизмерительные приборы – тестеры. По принципу действия, а значит применимости в определенных условиях, существуют магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, термоэлектрические, электронные приборы. Погрешность измерений у каждого из приборов - на восемь классов: 0, 05; 0, 1; 0, 2; 0, 5; 1, 0; 1, 5; 2, 5; 4, 0; . Чем меньше значение числа, тем точность прибора выше. Приборы класса 0, 05 называют образцовыми, по ним регулируют и с ними сравнивают все остальные приборы. После чего поверочные лаборатории дают разрешение к применению прибора к измерению параметров. Как правило в подразделения радиотехнических войск приезжает поверочная лаборатория один раз в год. Все приборы боевой и другой техники, подлежащие поверке, включая приборы весовой, температурной, линейной группы и приборы службы ГМС собираются и проводится поверка их параметров. Приборы не прошедшие поверку на точность измерений забраковываются, и к применению не допускаются, ответственность за применение неисправных приборов несет командир подразделения -материальную а в некоторых случаях и уголовную. Неисправные приборы отправляются в ремонт, а вместо них выдаются приборы подменного фонда. Приборы радиационной группы поверяются в специальных лабораториях в стационарных условиях, при управлении полков и бригад РТВ.
Основные электроизмерительные приборы Амперметр. Измерение величины тока в цепи производится амперметрами (А), миллиамперметрами (м. А) и микроамперметрами (мк. А). Эти приборы всегда включаются в цепь последовательно с нагрузкой. Приборы могут быть постоянного тока и переменного тока, но они не взаимозаменяемы. Прибор постоянного тока измерить величину переменного тока не может и наоборот. На шкале любого прибора, в том числе амперметра, имеется специальные значки: 2, 5 Прибор для измерения на переменном токе Прибор для измерения на постоянном токе Чтобы амперметр при измерении на результаты оказывал минимальное влияние его внутренне сопротивление должно быть как минимум 10 -20 раз меньше чем сопротивление измеряемой цепи. Расширение пределов измерений амперметра производится с помощью внешнего сопротивления, его называют измерительным шунтом. Шунт рассчитывается по формуле: Rп. А Rп А Rн Нагрузка Rш Rн В многопредельных приборах применяют несколько шунтов вмонтированных в прибор для разных измерений.
Основные электроизмерительные приборы Вольтметр. Для измерения напряжения применяют вольтметры (V), милливольтметры (м. V), киловольтметры (к. V) разных систем. Прибор подключают к измеряемой цепи всегда параллельно нагрузке. Чтобы не вносить в результаты измерений искажений, внутренне сопротивление вольтметра должно быть как можно больше. В современных приборах внутреннее сопротивление составляет несколько миллионов ом – Мом. Таким образом влияние прибора на результат измерений составляет мизерное влияние – примерно 0, 001 -0, 003%. В переносных вольтметрах и киловольтметрах применяют набор добавочных сопротивлений для расширения диапазона измерений напряжения. Величина добавочного сопротивления рассчитывается по формуле: Rвн. V Rн V Rдоб Rн Если хотим увеличить предел измерения, например в десять раз, то Нагрузка добавочное сопротивление должно быть в 9 раз больше внутреннего сопротивления прибора. А показания по шкале нужно умножить в десять раз. В многопредельных приборах применяются наборы добавочных сопротивлений, и таким образом, вольтметром можно измерить напряжение от минимума до максимума с одинаковой точностью, в пределах класса точности прибора.
Омметр. Основные электроизмерительные приборы Этот прибор служит для измерения сопротивления. Индикатором служит головка прибора магнитоэлектрической системы. Обязательно наличие источника питания и регулятора установки на нуль показаний. При измерении сопротивления цепи шкала прибора не линейная, т. е. угол Rдоб. Rп. отклонения стрелки зависит от параметров цепи в целом, а R максимальное отклонение соответствует короткозамкнутой цепи. U Rх Омметры делают многопредельными, для измерения малых или больших сопротивлений применяют набор добавочных сопротивлений. Батарея питания от карманного фонарика, Уст”O” стрелка прибора устанавливается на «Нуль» при замкнутой цепи, при этом стрелка отклоняется на максимальный угол. Комбинированные переносные (универсальные) приборы. В ремонтной практике очень широкое применение нашли комбинированные приборы, которые совмещают возможности измерения напряжений токов и сопротивлений в одном корпусе. Выбор пределов измерения производится переключателями на лицевой панели прибора. Некоторые приборы оборудованы защитой от неправильного подключения, а не защищенные приборы при каждом измерении требуют проверки правильности положения переключателей, иначе прибор можно вывести из строя.
С комбинированными приборами нужно обращаться очень осторожно, стрела головки подвешена на тонких растяжках. Приборы комбинированной серии обозначаются буквой «Ц» , их называют тестерами, а в жаргонном виде «цешка» . По шкале прибора можно изме 6 рять различные величины напряжения, тока, сопротивления на одной графической шкале. Чтобы измерения были правильными перед измерением необходимо определить цену деления шкалы. Например, на шкале предел измерения 15 вольт, а добавочное сопротивление выбрано для 30 вольт. Следовательно одному делению шкалы соответствует реально измеряемое напряжение 2 вольта – это цена деления шкалы. Значит, перемножив показания прибора на 2 вольта, мы получим значение измеряемого напряжения. При изменении напряжений опасных для жизни человека применяют специальные добавочные сопротивления в изолированных корпусах, подключаемых к комбинированному прибору. В комбинированных приборах некоторых моделей применяются схемы для измерения емкости конденсаторов, измерения индуктивности катушек в переносных приборах не производится. При измерении переменных напряжений нужно учитывать частоту измеряемой сети. Так как большинство переносных комбинированных приборов работают до 20 000, при большей частоте точности измерений достичь не удается. На передней панели прибора кроме класса точности указывается в каком положении (вертикальном или горизонтальном ) устанавливается прибор, иначе показания будут неточными. Приборы имеют ограничения по напряжению, это определяется степенью защиты по напряжению с точки зрения свойств изоляции корпуса. Обозначения на шкале прибора 2 обозначает что прибор можно использовать до напряжения 2000 вольт. На шкалах приборов встречаются обозначения: постоянный ток « » , переменный ток « » , постоянный и переменный ток « » , трехфазный ток « » . Это обозначает что эти приборы могут использоваться только в цепях соответствующего тока.
Радиоизмерительные приборы При всей своей простоте и универсальности, электроизмерительные приборы не могут обеспечить точное измерения радиочастотных параметров узла, блока или устройства в целом. Поэтому в практике радиотехнических войск очень широко применяются радиоизмерительные приборы. Это класс включает в себя приборы для всех случаев жизни. Радиоприборы – очень сложные в конструктивном отношении аппараты. Первое что нужно усвоить перед началом измерений это то, что неподготовленный человек не только не сможет провести измерения, но и выведет прибор из строя. Нужно знать (примерно) величину измеряемого параметра – чтобы не вывести прибор из строя по перегрузке и для правильного выбора предела измерений. Наиболее часто применяемые радиоизмерительные приборы: Осциллографы – приборы, позволяющие просмотреть на экране форму напряжения или тока в на участке цепи; Частотомеры – приборы измеряющие частоту колебание в контуре, на выходе передатчика, и т. д. ; Электронные вольтметры – приборы для измерения постоянных и переменных напряжений и токов в высокочастотных цепях, в цепях где требуется очень малое воздействие прибора на измеряемые параметры, при измерении очень малых величин (микровольт или микроампер). Универсальные комплекты радиоизмерительных приборов – мощные приборы позволяющие измерить все радиопараметры (спектр сигнала, скважность импульсов, длительность импульсов частоту колебаний и т. д. ) Все радиоприборы после измерений тщательно упаковываются в штатную тару, хранятся они в сухих помещениях или на штатных местах в РЛС.
Все приборы, применяемые в процессе измерений должны иметь на лицевой панели специальную отметку поверительного органа - лаборатории измерительной техники в виде пятиугольника, где указана дата последней поверки прибора. Все электроизмерительные приборы проходят поверку на соответствие параметров один раз в два-три года, радиоизмерительные приборы проверяют на соответствие параметров один раз в год. Все приборы после поверки пломбируются пломбой поверочного органа. Если прибор в процессе эксплуатации вскрывался расчетом РЛС или имеет явные повреждения, он из комплекта РЛС изымается, а вместо него выдается аналогичный прибор из подменного фонда части. Все вышеперечисленное в равной степени касается и весов, гирь, микрометров, линеек, счетчиков топлива и т. д. При проведении любого вида измерений необходимо четко представлять какое значение параметра (ориентировочно) нужно получить, соразмерность измеренных величин, значения взаимных переводных коэффициентов, а также четко пересчитывать цену деления шкалы прибора. При переходе к следующему этапу работ необходимо проанализировать полученный результат, правильная оценка параметра позволит избежать ошибок или выходу из строя радиоаппаратуры. Радиоприборы должны быть заземлены, измерительные шнуры приборов не должны иметь повреждения изоляции, изломов проводников, поврежденной изоляции измерительных щупов. Наконечники щупов желательно затачивать напильником в виде иголки, на неиспользованный участок наконечника одеть тонкую ПХВ-трубку.
В радиотехнических войсках наряду с широким применением приборов для измерений параметров радиоаппаратуры существует сугубо боевые войсковые дозиметрические приборы. Эти уникальные приборы применяются при определении степени зараженности или уровня радиации местности, предметов, боевой и другой техники. Невидимые и очень опасные для человека излучения радиоактивных источников измеряются в рентгенах. Существует понятие как мощность дозы излучения (Р/час) и доза излучения, полученная человеком. В войсках применяют индикаторы излучения (прибор ДП -63 -А) и измеритель мощности доз-рентгенметр (прибор ДП-5 -Б). Если люди работают в радиоактивной среде, то для контроля величины полученной дозы существует индивидуальные дозиметры. Это приборы ДП-22 -В и дозиметры ДКП 50 -А. Они выдаются на группу людей (5 -10 человек). Если военнослужащий работает один, то ему выдают измеритель дозы ИД-1, измерительное устройство к этому прибору находится в медсанчасти каждого полка, в госпиталях и т. д. При достижении предела дозы, допустимой для человека, его из района радиационного излучения удаляют и к работе с источниками излучения не допускают никогда. Для измерения мощности излучения наиболее удобен прибор ДП-5 -Б, он обладает более широким диапазоном, более точен, чем ДП-63 -А. Этим прибором можно проверить мощность доз излучения в пазухах и проемах техники, указать где излучение больше, а ДП-63 -А только дает информацию о наличии излучения и примерную величину мощности излучения. Приборы химической разведки – это ВПХР, войсковой прибор химической разведки, он дает информацию о том заражена ли территория или техника опасными для человека химическими веществами. Величина концентрации ОВ измеряется специальными приборами – газоанализаторами, входящих в комплект спец автомобилей химической разведки.
Практические советы 1 В практике эксплуатации радиоэлектронной техники встречаются проблемы, решения которых требует определенных навыков, практической смекалки и достаточно глубоких теоретических знаний. Предохранители: В радиоэлектронной аппаратуре для защиты от перегрузок цепи применяют предохранители. Срабатывание предохранителя происходит при перегрузке тока в цепи более чем в два раза. При этом время срабатывания их зависит от материалов из которых сделан предохранитель. При выходе из строя предохранителя он заменяется на аналогичный номинальный, однако довольно часто их не бывает под рукой. Как быть? Можно заменить на медный проводник соответствующего диаметра. Для этого медный обмоточный провод очищается от изоляции, навивается плотно, виток к витку, на гвоздь или карандаш 10 витков, измеряется ширина намотки штангельциркулем и делится на 10, таким образом определяется довольно точно диаметр провода, и по таблице находят требуемое. Предохранитель обязательно распаивается! d, (мм) Ток (А) 0, 025 0, 039 0, 07 0, 105 0, 13 0, 155 0, 225 0, 39 0, 72 1, 23 1, 8 0, 5 1, 0 2, 0 3, 0 4, 0 5, 0 10, 0 20, 0 50, 0 100 200
Практические советы Выпрямители блоков питания: А. Однополупериодный. 2 Применяется в простейших конструкциях, где не требуется высокой степени фильтрации напряжения Б. Двухполупериодный Применяется в простейших конструкциях, в основном ламповых, требует больше меди на обмотках.
Практические советы В. Однофазная мостовая (Герца): 3 Получила наибольшее распространение из-за простоты и очень высокого качества работы. Г. Удвоения напряжения (Латура): Jразр
Практические советы Д. Трехфазная(звезда-звезда, треугольник-звезда) 4 Е. Трехфазная Ларионова (звезда-звезда, треугольник-звезда) Получила наибольшее распространение из-за простоты и очень высокого качества работы.
Практические советы 5 Преобразователь напряжения (Роэра) 12 вольт в переменное 220 вольт. Преобразователи подобного типа применяются в полевых условиях для питания радиоизмерительных приборов. Мощность их, как правило, не превышает 30 вт. Частота колебаний на выходе 5 -20 к. Гц, Uвых поэтому электродвигатели к преобразователю подключать нельзя. Обмотки трансформатора наматываются в два провода, вначале рабочая (W 1, W 2), затем базовая (Wб 1, Wб 2), выходная. Для расчетов применяются Wб 1 W 2 Wб 2 стандартные формулы. Пример: преобразователь Р=15 -20 вт, Rб 1 Uвх. =12 в, Uвых=220 в Rб 2 W 1, W 2 = 36 витков ПЭВ-0, 35 Wб 1, Wб 2 = 11 витков ПЭВ-0, 2 П 213 Wвых = 790 витков ПЭВ-0, 1 R 1 П 213 R 2 сердечник S=2 -2, 5 кв. сантиметра Rб 1, Rб 2 = 300 ом, R 1, R 2 = 1 Ком. 12 вольт Точками указаны начало обмоток. Схема в принципе может работать до мощности 40 -50 вт, если применить другие транзисторы и пересчитав трансформатор на другое железо. Удобна тем, что коллектор транзисторов можно разместить на корпусе устройства.
Практические советы Простейший расчет трансформатора. Габаритная мощность трансформатора определяется набором железа, который измеряется как произведение толщины пакета на ширину среднего лепестка пластины. При сечении S = 8 -9 кв. сантиметров мощность около 65 -75 вт, S = 4, 5 кв. сантиметра мощность около 30 -40 вт. Для большинства наборов пластин на один вольт обмотки приходится 6 витков обмоточного провода. Перемножив напряжение (U) на обмотке с количеством витков на вольт (n) определяется количество витков по каждой обмотке. Сечение провода выбирают из соображения: плотность тока не должна превышать 2 -2, 5 А/кв. миллиметр. Наматывать трансформатор нужно на специальном станке, если его нет, делается приспособле 6 ние наподобие заводной рукоятки от машины. Витки укладывают плотно, без перехлестов, каждый слой прокладывая тонкую бумагу в два слоя. Выводы обмотки желательно делать из изолированного многожильного провода, места соединений обязательно пропаивать. Как правило первичную сетевую обмотку наматывают первой. Каркас катушки должен иметь отверстия для проводов обмоток. Магнитопровод собирают последовательно укладывая Ш-образные пластины вперекрышку, до полного заполнения окна каркаса. Магнитопровод следует стянуть обоймой или шпильками. Каждая пластина магнитопровода должна быть покрыты лаком. После сборки и проверки трансформатора, его опускают для пропитки в ванну с пропиточным лаком или другими пропитками, после чего сушат при температуре не более 90 градусов. Если не пропитать трансформатор, он будет «гудеть» при работе.
Практические советы 7 Расчет простейшего параметрического стабилизатора. В практике иногда приходится изготавливать источники питания с достаточно высокой степенью стабилизации напряжения, например для питания микросхем. Для этого при малых нагрузках применяют параметрический стабилизатор на кремниевом стабилитроне. Параметры стабилитронов приведены в справочниках, диапазон напряжений от 3 вольт до нескольких сотен вольт. Расчет балластного сопротивления по Rбалласт. формуле: Uвх Rн нестаб. Uвых стаб. Этот стабилизатор хорош своей простотой, но диапазон входного Jстаб. Jнагр. напряжения невелик и равен Uвх. =(1, 3 -2) Uстаб. Стабилизатор можно выполнить на газовом стабилитроне, расчет аналогичен. Напряжения при таком стабилизаторе выше 75 в. Rбалласт. Uвых Uвх Rн стаб. нестаб. Jнагр.
Практические советы Расчет простейшего параметрического стабилизатора. В некоторых случаях, особенно если нужно получить несколько стабилизированных напряжений, применяют двух каскадные стабилизаторы. Расчетные соотношения Rбалласт1. Rбалласт2. аналогичны вышеприведенным Uвх нестаб. 8 Uвых стаб. Rн Для повышения коэффициента стабилизации и расширения диапазона входных напряжений делаются транзисторные стабилизаторы. На схеме простейшие стабилизаторы, для повышения коэффициента стабилизация в них вводят еще несколько Uвых транзисторов, Uвых резисторов и Uвх стаб. потенциометров, нестаб. вводят регулировки и Uвх защиту от перегрузок. нестаб.
Советы по монтажу и пайке 9 Эксплуатация радиоаппаратуры предусматривает проведение ремонта радиосхем, узлов и блоков. Без скрупулезного выполнения правил ремонта и монтажа радиоаппаратуры невозможно достичь высокой надежности боевой радиолокационной техники. Большинство неисправностей сводятся к двум категориям: - нет контакта где он должен быть; - есть контакт где его не должно быть. Поиск неисправности радиоаппаратуры – это сложная работа, требующая высокой инженерной квалификации, занимающая до 70% времени на восстановление радиолокационной техники. На устранение неисправности могут привлекаться специалисты разной квалификации. Но все они должны выполнять правила электрического монтажа, пайки и крепления радиодеталей. 1. Подавляющее большинство соединений радиоаппаратуры выполнены пайкой. Для выполнения радиомонтажных работ используется электропаяльник. Это медный стержень вставленный в электронагреватель. Температура нагрева – немного выше температуры плавления оловянного припоя. Медный стержень заточен под углом, после чего он называется жало паяльника. Угол заточки для пайки мелких деталей - 60 -75 градусов, для крупных деталей -80 -90 градусов. Мощность паяльника должна соответствовать ремонту. Если распаиваются микросхемы применяют паяльник 10 -25 вт, для распайки резисторов, разъемов, конденсаторов, тумблеров, кабелей управления и т. д. применяют паяльники на 4065 вт, массивные детали, силовые кабели, листовые элементы кожухов ремонтируют паяльниками на 80 -100 и даже 200 вт. В некоторых особых случаях для общего прогрева применяют паяльные лампы или газовые горелки. Неправильный выбор инструмента приводит к выходу из строя радиодеталей и монтажных проводов.
Советы по монтажу и пайке 10 2. Металл, используемый для пайки называют припоем. Это легкоплавкие сплавы олова, свинца и, в некоторых случаях, специальных добавок. Чистым оловом как, правило, распаивается металлическая посуда и особо важные СВЧ компоненты. В большинстве случаев применяют припой ПОС-40 и ПОС-61, в цифрах указывается количество процентов чистого олова. Припой поставляется в виде стержней диаметром 8 -10 мм, проволоки диаметром от 1 до 3 мм, иногда в виде трубки, центральную часть которой заполняют канифолью. 3. Флюс – вещество, защищаеюшее место пайки от окисления при прогреве его паяльником. Без флюса оловянный припой не будет приставать к поверхности детали. В радиомонтажной практике применяют флюсы на основе сосновой канифоли, специальных паяльных паст и паяльной кислоты. Применение тех или иных флюсов определяется технологией монтажа. а)Канифольный флюс или его раствор на основе спирта наиболее безопасный для радиодеталей. Им можно пользоваться практически при всех пайках: микросхем, радиодеталей, волноводов, кабелей и т. д. Главные требования: пайка должна производится по меди или ее сплавам, места спайки должны быть очищены от окислов до блеска, места спайки не должны быть покрыты жиром или лаком. б)Паяльная кислота – раствор цинка в соляной кислоте, совершенно не пригоден для радиомонтажа. После его применения на поверхности остается слой токопроводящей соли. Устранить эту соль можно только под струей теплой воды в течении 15 -20 минут, что совершенно не приемлемо для радиоаппаратуры. С помощью паяльной кислоты производят ремонт радиаторов машин и агрегатов питания, ремонт поверхностных трещин на плоскостях металла. Его применяют для пайки черного металла, меди и его сплавов, некоторых сортов нержавеющей стали. В любом случае после работы промывка в воде обязательна.
Советы по монтажу и пайке 11 в) Специальные флюсы для пайки алюминия и его сплавов, нержавеющей стали и ее сплавов, в сложных условиях, для особо ответственных спаек применяется при монтаже радиоаппаратуры крайне редко, Многие виды таких флюсов содержат ядовитые соединения и кислоты. Поэтому применяются только в стационарных условиях подготовленными специалистами. 4. Паяльники применять без специальной подставки для разогрева запрещается. Подставка под паяльник может быть сделана из изогнутой проволоки, жести и т. п. Канифоль укладывается слоем 1 -1, 5 см в специальную коробочку, в такую же по размерам коробочку укладывают припой. Жидкие флюсы содержат в стеклянных флаконах 10 -30 мл. с притертой пробкой. Флакон должен быть с широким донышком, для смачивания мест пайки применяют деревянную палочку или кисточку. После пайки кисточку обязательно промывать. 5. Умение паять своего рода искусство. Прочная и надежная пайка внешне выглядит красиво, плавные переходы и наплывы припоя создают надежный контакт. Ошибка всех начинающих – стремление запаять быстро. Деталь в месте пайки должна быть прогрета. Недостаточно прогретый паяльник из припоя делает кашицу, перегретый паяльник имеет сильно окисленное жало, к которому не пристает припой. Признаком достаточного прогрева паяльника является вскипание канифоли при касании паяльника, растекание канифоли по жалу с одновременным выделением дыма от сгорания. Дымок от канифоли имеет достаточно приятный сосновый запах. Если паяльник перегрет-запах пожарища. Для работы паяльник должен быть хорошо залужен - покрыт тонким слоем припоя. Для этого напильником или наждачной бумагой зачищают жало до блеска, затем включают паяльник в сеть. При начале прогрева начинают касаться канифоли. Вначале канифоль будет плавиться, растекаясь по жалу. Затем начинает появляться легкий дымок.
Советы по монтажу и пайке 12 В этот момент необходимо начинать плавить припой. Припой плавиться неохотно, но паяльник убирать нельзя, периодически окуная жало в канифоль (чтобы оно было покрыто флюсом), нужно потереть жалом по кусочку картона или фанерки, чтобы припой плавно растекался по плоскости рабочего жала. Паяльник считается хорошо залуженным, если жало равномерно покрыто слоем припоя, на рабочей поверхности блестящая капля припоя, канифольный флюс дает слабенький дымок. Рабочая поверхность жала периодически «выгорает» , на ней появляются раковины. Их нужно периодически стачивать напильником и повторно залудить паяльник. Места спайки должны быть очищены от окислов и желательно до пайки полужены. Это лучше делать так: положить проводник на кусочек канифоли и сверху приложить паяльное жало. Канифоль плавится, покрывает поверхность детали, после этого паяльником набирают немного припоя Канифоль протирают проводник со всех сторон. На поверхности детали появляется тонкая блестящая оловянная пленка. Теперь достаточно скрепить спаиваемые проводники скруткой или зацепом, а затем это место пропаять. На месте соединения должна быть капля припоя, плавно обволакивающая проводники обоих деталей. Если пайка получится угловатой или будет иметь трещинки, полости непропая и в целом Оловянный будет неряшливой, то процесс следует припой повторить.
Цветовая маркировка резисторов На корпуса резисторов наноситься маркировка цветом в виде колец. По ним легко определить номинал, даже если резистор имеет небольшие повреждения (например, перегрелся). Если маркировка выполнена цифрами, то на поврежденном резисторе зачастую номинал не разглядеть.
Соотношения физических величин 13 ВРЕМЯ t 1 сутки 1 час 1 мин 1 сек 1 мс 1 мкс сутки час мин 24 1440 60 сек мс мкс 3600 60 1000
Соотношения физических величин 14 МОЩНОСТЬ P 1 ГВт 1 МВт 1 к. Вт 1 м. Вт 1 л. с. ГВт МВт к. Вт Вт м. Вт л. с.
Соотношения физических величин 15 НАПРЯЖЕНИЕ U 1 МВ 1 к. В 1 В 1 мк. В 1 н. В МВ к. В В мк. В н. В
Соотношения физических величин ТОК I 1 А 1 мк. А А мк. А 16
Соотношения физических величин СОПРОТИВЛЕНИЕ R 1 ГОм 1 МОм 1 к. Ом 1 Ом ГОм МОм к. Ом Ом 17
Соотношения физических величин ЕМКОСТЬ С 1 Ф 1 мк. Ф 1 н. Ф 1 п. Ф Ф мк. Ф н. Ф п. Ф 18
Соотношения физических величин ИНДУКТИВНОСТЬ L 1 Гн 1 мк. Гн Гн мк. Гн 19
Соотношения физических величин ЧАСТОТА F 1 Гц 1 ТГц 1 ГГц 1 МГц 1 к. Гц Гц ТГц ГГц МГц к. Гц 20
Соотношения физических величин экспозиционная доза фонового излучения рентгеновского и гамма-излучения ДОЗА РАДИАЦИИ Кл/кг кулон/кг Кл/кг 1 м мк (рентген) м мк 21
Шкала скорости ветра СИЛА ВЕТРА Балл 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Словесная характеристика ветра Штиль Тихий Легкий Слабый Умеренный Свежий Сильный Крепкий Очень крепкий Шторм Сильный шторм Жесткий шторм Ураган Скорость м/сек 0 -0, 2 0, 3 -1, 5 1, 6 -3, 3 3, 4 -5, 4 5, 5 -7, 9 8 -10, 7 10, 8 -13, 8 13, 9 -17, 1 17, 2 -20, 7 20, 8 -24, 4 24, 5 -28, 4 28, 5 -32, 6 32, 7 и более 22
Шкала волнения 23 СТЕПЕНЬ ВОЛНЕНИЯ Степень волнения, баллы Высота наиболее высоких волн, м Длинна , м /период, с Словесная характеристика волнения 0 0 - отсутствует I До 0, 25 5/2 слабое II 0, 25 -0, 75 5 -15/2 -3 умеренное III 0, 75 -1, 25 15 -25/3 -4 значительное IV 1, 25 -2, 0 25 -40/4 -5 значительное V 2, 0 -3, 5 40 -75/5 -7 сильное VI 3, 5 -6 75 -125/7 -9 сильное VII 6, 0 -8, 5 125 -170/9 -11 очень сильное VIII 8, 5 -11, 0 170 -250/11 -12 очень сильное IX 11, 0 и более 200/более 12 исключительное
Шкала температуры градус С/ градус Ф 24 В 1709 году был создан спиртовой термометр, а в 1714 году –ртутный. в широкое обращение шкала температуры была введена немецким ученым Фаренгейтом. За основу было взята температура таяния льда ( 320 F), и температура кипения воды (212 0 F). Эта шкала до сих пор применяется во многих англо-говорящих странах. Переводтемпературы в метрическую систему (по шкале Цельсия) производят по формуле: -50 -40 -30 F -58 -40 -22 -4 -10 -20 С 0 0 +10 +20 +30 +40 +50 +14 +32 +50 +68 +86 +104 +122 Перевод из шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия производят по формуле:
Дальность видимости 26 РАССТОЯНИЯ Церковь или замок (зимой) около 15 км Заводские трубы около 6 км 2 -3 этажный дом около 4 км Большое отдельное дерево около 2 км Движущийся солдат в обычном обмундировании днем около 2 км Повозки, машины, лошади около 1, 5 км Шлем-каска стальной, незамаскированный около 1, 5 км Путевой или пограничный столб около 1, 2 км Движение ног людей, идущих в строю около 850 метров Ноги лошадей, фигура человека около 700 метров Голова человека около 400 метров Переплеты рам, овал лица около 300 метров Отдельные черты лица, каска белого цвета около 200 метров Линия глаз на лице около 150 метров Черепица, доски на крышах около 50 метров Расстояния кажутся меньшими на однообразной поверхности, на светлом фоне, при глубоких впадинах на местности. Расстояния кажутся увеличенными на темном фоне, при солнце в глаза, в часы заката, во время тумана, на холмистой местности, вдоль узких долин или дорог.
Дальность слышимости 27 РАССТОЯНИЯ Негромкий разговор, заряжание оружия, кашель, резка проволоки 100 -200 метров Забивка кольев в землю вручную 300 метров Рубка или пилка леса (стук топоров) 400 метров Движение подразделения в пешем строю (глухой ровный шум шагов) Падение срубленных деревьев, треск сучьев Движение машин по шоссе , ровный рокот мотора Громкий крик, удары кирок о камни при рытье окопов 300 -600 метров 800 метров 500 -1000 метров Гудки автомобилей, одиночные выстрелы из автомата 2 -3 км Стрельба очередями, движение танков ( лязг гусениц, рокот моторов) 3 -4 км Орудийная стрельба, канонада 10 -15 км Расстояния до источника звука сильно зависят от состояния погоды, при сильном ветре точно полученные данные весьма неточны. Опытный наблюдатель оценивает при определении расстояния направление и силу ветра, температуру и влажность воздуха, наличие складок рельефа, наличие экранирующих поверхностей ( скалы, горы).
Снежный покров гор 28 В горах при увеличении абсолютных высот уменьшается Широта Пределы Средняя атмосферное давление в среднем северного снеговой высота на 8 -9 мм ртутного столба на полушария, границы, м снеговой град. границы, м каждые 100 метров. Разрежение атмосферы снижает мощность 80 -70 300 -1500 790 моторов машин и агрегатов 70 -60 700 -1500 1150 примерно на 10% на каждые 1000 60 -50 1600 -3170 2500 метров высоты. Температура 50 -40 1600 -4300 3170 кипения воды на каждые 1000 40 -30 2900 -6000 4900 метров уменьшается примерно на 3 -4 градуса Цельсия. Климат в горах резко континентальный, колебания между дневной и ночной температурами составляют 10 -15 градусов. При подъеме на каждые 100 метров температура окружающего воздуха снижается на 0, 5 -0, 6 градуса. На больших высотах возможны сильные ветра, неожиданные дожди, туманы, снегопады. Горные реки непредсказуемые, с крутыми перекатами и водопадами. КЛИМАТ ГОР
Таблица перевода скорости СКОРОСТЬ км/час м/мин м/сек узел каб/мин 10 166, 6 2, 7 5, 39 0, 89 20 333, 3 5, 55 10, 7 1, 79 30 500 8, 33 16, 2 2, 69 40 666, 6 11, 1 21, 59 3, 59 50 833, 13, 8 26, 9 4, 49 100 1666 27, 7 53, 9 8, 99 200 3333 55, 5 107, 9 17, 99 300 5000 83, 3 450 7500 125 700 11, 66 км 194 850 14, 16 км 236 950 15, 83 км 264 1050 17, 50 км 290 1200 20, 00 км 333 1500 25, 00 км 417 1800 30, 00 км 500 2100 35, 00 км 583 2700 45, 00 км 750 3300 55, 00 км 910 25
Критическое охлаждение 29 ТЕМПЕРАТУРА / ВЕТЕР Температура воздуха Ветер V=м/с 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 2 -2 -7 -12 -17 -23 28 -33 4 -7 -12 -18 -25 -32 -38 -44 7 -11 -17 - -24 -31 -38 -45 -52 9 -14 -19 -27 -35 -43 -50 -57 11 -16 -22 -30 -38 -46 -53 -58 13 -17 -24 -32 -40 -48 -56 -59 16 -18 -26 -34 -42 -49 -57 - 18 -19 -27 -35 -43 -51 -58 - 20 -28 -36 -44 -52 -59 При воздействии ветра температурные ощущения организма человека соответствуют приведенной таблице. Опасное охлаждение организма Критическое охлаждение организма
Скачать презентацию Федеральное агентство по образованию Владивостокский государственный университет экономики
7bc1f29d6b1141eda96f72fd4d68946e.ppt