Эхлэгчдэд зориулсан цахилгааны инженерийн үндэс. Эхлэгчдэд зориулсан онолын цахилгааны инженерчлэлийн үндэс. "Цахилгаан инженерийн онолын үндэс" хичээлийн тодорхойлолт

Энэ бол өчүүхэн ажил биш, би танд хэлье. :) Материалыг шингээхэд хялбар болгохын тулд би хэд хэдэн хялбаршуулсан аргыг нэвтрүүлсэн. Бүрэн төөрөгдөл, шинжлэх ухааны эсрэг шинжтэй боловч үйл явцын мөн чанарыг бага эсвэл тодорхой харуулсан. "Ариутгах татуургын цахилгаан" техник нь хээрийн туршилтанд амжилттай нотлогдсон тул энд бас ашиглах болно. Энэ бол мөн чанарыг ойлгохын тулд ерөнхий тохиолдол, тодорхой мөчид хүчинтэй, үйл явцын бодит физиктэй бараг ямар ч холбоогүй харагдахуйц хялбаршуулалт гэдгийг би зүгээр л тэмдэглэхийг хүсч байна. Тэгвэл яагаад байгаа юм бэ? Юу болохыг санахад хялбар болгох, хүчдэл, гүйдэл хоёрыг андуурахгүйн тулд эсэргүүцэл энэ бүхэнд хэрхэн нөлөөлдөгийг ойлгохын тулд, эс тэгвээс би энэ талаар оюутнуудаас хангалттай сонссон ...

Гүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцэл.

Хэрэв та цахилгаан хэлхээг бохирын системтэй харьцуулж үзвэл тэжээлийн эх үүсвэр нь ус зайлуулах сав, урсах ус нь гүйдэл, усны даралт нь хүчдэл, хоолойгоор урсах баас нь ашигтай ачаалал юм. Цистерн өндөр байх тусам түүний доторх усны боломжит энерги их байх ба хоолойгоор дамжин өнгөрөх даралт-гүйдэл нь илүү хүчтэй бөгөөд энэ нь илүү их хог хаягдлыг угаана гэсэн үг юм.
Урсдаг хог хаягдлаас гадна хоолойн хананд үрэлтийн улмаас урсгал нь саад болж, алдагдал үүсгэдэг. Хоолой зузаан байх тусам алдагдал багасна (аудиофилууд яагаад хүчирхэг акустикийн хувьд илүү зузаан утас ашигладаг болохыг та одоо санаж байна;)).
Ингээд тоймлон хүргэе. Цахилгаан хэлхээ нь туйлуудын хооронд боломжит ялгаа - хүчдэл үүсгэдэг эх үүсвэрийг агуулдаг. Энэ хүчдэлийн нөлөөн дор гүйдэл нь ачааллаар дамжин потенциал багатай газар руу урсдаг. Ачаалал ба алдагдлаас үүссэн эсэргүүцэл нь гүйдлийн урсгалыг саатуулдаг. Үүний үр дүнд хурцадмал даралтыг сулруулж, илүү хүчтэй байх тусам эсэргүүцэл нэмэгддэг. За одоо бохирын системээ математикийн сувагт оруулъя.

Ом-ын хууль

Жишээлбэл, гурван эсэргүүцэл, нэг эх үүсвэрээс бүрдэх хамгийн энгийн хэлхээг тооцоолъё. Би хэлхээг TOE-ийн сурах бичигт гардаг заншилтай адил биш, харин тэг потенциалын цэгийг авдаг бодит хэлхээний диаграмд ​​ойртуулна - бие нь ихэвчлэн нийлүүлэлтийн хасахтай тэнцүү бөгөөд нэмэх нь цэг гэж тооцогддог. тэжээлийн хүчдэлтэй тэнцүү потенциалтай. Эхлэхийн тулд бид хүчдэл ба эсэргүүцлийг мэддэг гэж үздэг бөгөөд энэ нь гүйдлийг олох шаардлагатай гэсэн үг юм. Нийт ачааллыг олж авахын тулд бүх эсэргүүцлийг нэгтгэж (эсэргүүцлийг нэмэх дүрмийн хажуугийн самбарыг уншина уу) ба хүчдэлийг үр дүнд нь хувацгаая - гүйдэл олдсон! Одоо эсэргүүцэл бүрт хүчдэл хэрхэн тархаж байгааг харцгаая. Ом хуулийг эргүүлж, тооцоолж эхэлцгээе. U=I*Rхэлхээний гүйдэл бүх цуваа эсэргүүцэлд ижил тул тогтмол байх боловч эсэргүүцэл нь өөр байна. Үр дүн нь ийм байлаа Usource = U1 +U2 +U3. Энэ зарчим дээр үндэслэн та жишээ нь 4.5 вольтын хүчдэлтэй 50 гэрлийн чийдэнг цувралаар холбож, 220 вольтын залгуураас амархан тэжээх боломжтой - нэг ч гэрлийн чийдэн шатахгүй. Хэрэв үүнтэй холбоотойгоор та дунд нь нэг том эсэргүүцэл оруулаад, нэг килоом гэж хэлээд, нөгөө хоёр жижиг нэг омыг авбал юу болох вэ? Тооцооллын дагуу бараг бүх хүчдэл энэ том эсэргүүцэл дээр унах нь тодорхой болно.

Кирхгофын хууль.

Энэ хуулийн дагуу зангилаа руу орж гарах гүйдлийн нийлбэр 0-тэй тэнцүү байх ба зангилаа руу орох гүйдлийг ихэвчлэн нэмэх, гадагш урсах гүйдлийг хасах тэмдэгээр тэмдэглэдэг. Манай ариутгах татуургын системтэй адилаар нэг хүчирхэг хоолойноос ус олон жижиг хэсгүүдэд тархдаг. Энэ дүрэм нь ойролцоогоор гүйдлийн хэрэглээг тооцоолох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хэлхээний диаграммыг тооцоолоход заримдаа шаардлагатай байдаг.

Эрчим хүч ба алдагдал
Хэлхээнд зарцуулсан хүчийг хүчдэл ба гүйдлийн үржвэрээр илэрхийлнэ.
P = U * I
Тиймээс гүйдэл эсвэл хүчдэл их байх тусам хүч нь их байх болно. Учир нь Эсэргүүцэл (эсвэл утас) нь ямар ч ашигтай ачааллыг гүйцэтгэдэггүй бол түүнээс унасан хүч нь цэвэр хэлбэрээрээ алдагдал юм. Энэ тохиолдолд хүчийг Ом хуулиар дараах байдлаар илэрхийлж болно.
P = R * I 2

Таны харж байгаагаар эсэргүүцлийн өсөлт нь алдагдалд зарцуулсан хүчийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд хэрэв гүйдэл нэмэгдвэл алдагдал квадратаар нэмэгддэг. Эсэргүүцэлд бүх хүч халаалт руу ордог. Үүнтэй ижил шалтгааны улмаас батерей нь ажиллах явцад халдаг - тэдгээр нь дотоод эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд энэ нь энергийн аль хэсэг дээр тархдаг.
Тийм ч учраас аудиофилууд их хэмжээний гүйдэл байдаг тул эрчим хүчний алдагдлыг багасгахын тулд хүнд даацын дууны системдээ хамгийн бага эсэргүүцэлтэй зузаан зэс утас ашигладаг.

Хэлхээнд нийт гүйдлийн хууль гэж байдаг ч практик дээр энэ нь надад хэзээ ч хэрэг болж байгаагүй ч үүнийг мэдэхэд гомдохгүй байгаа тул сүлжээнээс TOE (цахилгаан инженерийн онолын үндэс) сурах бичгийг аваад үзээрэй. дунд сургуулийн хувьд илүү сайн, бүх зүйлийг илүү энгийн бөгөөд илүү тодорхой тайлбарласан болно - дээд математикт орохгүйгээр.

Бидний хүн нэг бүр шинэ зүйлд оролцож эхлэхэд тэр даруй "хүсэл тэмүүллийн ангал" руу гүйж, хэцүү төслүүдийг дуусгах эсвэл хэрэгжүүлэхийг хичээдэг. гар хийцийн. Би электроникийг сонирхож эхлэхэд ийм зүйл тохиолдсон. Гэхдээ ихэвчлэн тохиолддог шиг эхний бүтэлгүйтэл нь хүсэл тэмүүллийг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч би ухарч дасаагүй бөгөөд электроникийн ертөнцийн нууцыг системтэйгээр (анхнаасаа) ойлгож эхэлсэн. Ингээд "анхан шатны техникчдэд зориулсан гарын авлага" гарч ирэв.

Алхам 1: Хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцэл

Эдгээр ойлголтууд нь үндсэн ойлголт бөгөөд тэдгээрийг сайн мэдэхгүй бол үндсийг үргэлжлүүлэн заах нь утгагүй болно. Материал бүр атомуудаас бүрддэг бөгөөд атом бүр нь гурван төрлийн бөөмстэй байдаг гэдгийг санацгаая. Электрон бол сөрөг цэнэгтэй эдгээр бөөмсийн нэг юм. Протонууд эерэг цэнэгтэй байдаг. Дамжуулах материалд (мөнгө, зэс, алт, хөнгөн цагаан гэх мэт) санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг олон чөлөөт электронууд байдаг. Хүчдэл гэдэг нь электронуудыг тодорхой чиглэлд хөдөлгөдөг хүч юм. Нэг чиглэлд хөдөлж буй электронуудын урсгалыг гүйдэл гэж нэрлэдэг. Электронууд дамжуулагчаар дамжин өнгөрөхдөө ямар нэгэн үрэлттэй тулгардаг. Энэ үрэлтийг эсэргүүцэл гэж нэрлэдэг. Эсэргүүцэл нь электронуудын чөлөөт хөдөлгөөнийг "шахаж" улмаар гүйдлийн хэмжээг бууруулдаг.

Гүйдлийн илүү шинжлэх ухааны тодорхойлолт нь тодорхой чиглэлд электронуудын тоо өөрчлөгдөх хурд юм. Гүйдлийн нэгж нь Ампер (I) юм. Электрон хэлхээнд гүйдэл нь миллиамперийн мужид (1 ампер = 1000 миллиампер) байна. Жишээлбэл, LED-ийн ердийн гүйдэл нь 20 мА байна.

Хүчдэлийг хэмжих нэгж нь вольт (V) юм. Батерей нь хүчдэлийн эх үүсвэр юм. 3V, 3.3V, 3.7V, 5V-ийн хүчдэл нь электрон хэлхээ, төхөөрөмжүүдэд хамгийн түгээмэл байдаг.

Хүчдэл нь шалтгаан, гүйдэл нь үр дүн юм.

Эсэргүүцлийн нэгж нь Ом (Ом) юм.

Алхам 2: Цахилгаан хангамж

Батерей нь хүчдэлийн эх үүсвэр буюу цахилгааны "зохистой" эх үүсвэр юм. Зай нь дотоод химийн урвалаар цахилгаан үүсгэдэг. Энэ нь гадна талдаа хоёр терминалтай. Тэдгээрийн нэг нь эерэг терминал (+ V), нөгөө нь сөрөг терминал (-V) буюу "газар" юм. Ихэвчлэн хоёр төрлийн цахилгаан хангамж байдаг.

• Батерей;
• Батерей.

Батерейг нэг удаа ашиглаад дараа нь устгана. Батерейг хэд хэдэн удаа ашиглаж болно. Батерейнууд нь сонсголын аппарат, бугуйн цагийг тэжээхэд ашигладаг бяцхан батерейгаас эхлээд утасны станц, компьютерийн төвүүдийг нөөц хүчээр хангадаг өрөөний хэмжээтэй зай хүртэл олон хэлбэр, хэмжээтэй байдаг. Дотоод найрлагаас хамааран тэжээлийн хангамж нь янз бүрийн хэлбэртэй байж болно. Робот техник, инженерийн төслүүдэд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг хэд хэдэн төрлүүд нь:

Батерей 1.5 В

Ийм хүчдэлтэй батерейнууд өөр өөр хэмжээтэй байж болно. Хамгийн түгээмэл хэмжээ нь AA ба AAA юм. Хүчин чадал 500-аас 3000 мАч хооронд хэлбэлздэг.

3V лити зоос

Эдгээр бүх лити эсүүд нь нэрлэсэн 3V (ачаалал дээр) ба 3.6V орчим нээлттэй хэлхээний хүчдэлтэй байдаг. Хүчин чадал нь 30-аас 500 мАч хүртэл байж болно. Жижиг хэмжээтэй тул гар төхөөрөмжид өргөн хэрэглэгддэг.

Никель металл гидрид (NiMH)

Эдгээр батерейнууд нь эрчим хүчний өндөр нягтралтай бөгөөд бараг агшин зуур цэнэглэгддэг. Өөр нэг чухал шинж чанар бол үнэ юм. Ийм батерей нь хямдхан (хэмжээ, хүчин чадалтай харьцуулахад). Энэ төрлийн батерейг робот техникт ихэвчлэн ашигладаг гар хийцийн бүтээгдэхүүн.

3.7V лити-ион ба лити-полимер батерей

Тэд сайн гадагшлуулах чадвар, эрчим хүчний өндөр нягтрал, маш сайн гүйцэтгэл, жижиг хэмжээтэй. Лити полимер батерейг робот техникт өргөн ашигладаг.

9 вольтын батерей

Хамгийн түгээмэл хэлбэр нь бөөрөнхий ирмэг, дээд талд байрлах терминал бүхий тэгш өнцөгт призм юм. Хүчин чадал нь ойролцоогоор 600 мАч.

Хар тугалга-хүчил

Хар тугалганы хүчлийн батерей нь бүхэл бүтэн электроникийн үйлдвэрлэлийн гол хүч юм. Тэд гайхалтай хямд, цэнэглэдэг, худалдан авахад хялбар байдаг. Хар тугалганы хүчлийн батерейг механик инженерчлэл, UPS (тасралтгүй тэжээлийн хангамж), робот техник болон бусад системд их хэмжээний эрчим хүчний хангамж шаардлагатай, жин нь тийм ч чухал биш ашигладаг. Хамгийн түгээмэл хүчдэл нь 2V, 6V, 12V, 24V юм.

Батерейны цуврал-зэрэгцээ холболт

Цахилгаан хангамжийг цуваа болон зэрэгцээ холбож болно. Цуврал холболттой үед хүчдэл нэмэгдэж, зэрэгцээ холбогдсон үед гүйдлийн утга нэмэгддэг.

Батерейтай холбоотой хоёр чухал зүйл байдаг:

Хүчин чадал гэдэг нь батерейнд хадгалагдаж буй цэнэгийн хэмжигдэхүүн (ихэвчлэн ампер-цаг) бөгөөд түүнд агуулагдах идэвхтэй материалын массаар тодорхойлогддог. Хүчин чадал нь тодорхой заасан нөхцөлд гаргаж авах эрчим хүчний дээд хэмжээг илэрхийлнэ. Гэсэн хэдий ч батерейны бодит эрчим хүч хадгалах хүчин чадал нь нэрлэсэн утгаас ихээхэн ялгаатай байж болох бөгөөд батерейны хүчин чадал нь нас, температур, цэнэглэх эсвэл цэнэглэх нөхцлөөс ихээхэн хамаардаг.

Батерейны хүчин чадлыг ватт-цаг (Вт.цаг), киловатт-цаг (кВт.ц), ампер-цаг (Ах) эсвэл миллиампер-цаг (mAh) -ээр хэмждэг. Ватт-цаг нь батерейг тодорхой хугацаанд (ихэвчлэн 1 цаг) үйлдвэрлэж чадах хүчдэл (V) -ийг одоогийн (I) (бид хүчийг авдаг - хэмжлийн нэгж нь Ватт (Вт)) -аар үржүүлсэн хүчдэл юм. Хүчдэл нь тогтмол бөгөөд батерейны төрлөөс (шүлтлэг, лити, хар тугалга-хүчил гэх мэт) хамаардаг тул гаднах бүрхүүл дээр зөвхөн Ah эсвэл mAh тэмдэглэгдсэн байдаг (1000 мАч = 1Ач). Цахим төхөөрөмжийг удаан ажиллуулахын тулд гүйдэл багатай батерейг авах шаардлагатай. Зайны ашиглалтын хугацааг тодорхойлохын тулд хүчин чадлыг бодит ачааллын гүйдлээр хуваана. 10 мА хүчдэлтэй, 9 вольтын батерейгаар тэжээгддэг хэлхээ нь ойролцоогоор 50 цаг ажиллана: 500 мА / 10 мА = 50 цаг.

Олон төрлийн батерейны тусламжтайгаар та химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ноцтой, ихэвчлэн нөхөж баршгүй гэмтэл учруулахгүйгээр эрчим хүчийг бүрэн (өөрөөр хэлбэл, батерейг бүрэн цэнэггүй болгож чадахгүй) "хөөж" чадахгүй. Батерейны цэнэгийн цэнэгийн гүн (DOD) нь татаж болох гүйдлийн хэсгийг тодорхойлдог. Жишээлбэл, хэрэв DOD-ийг үйлдвэрлэгч 25% гэж тодорхойлсон бол зайны хүчин чадлын зөвхөн 25% -ийг ашиглах боломжтой.

Цэнэглэх/цэнэглэх хурд нь батерейны нэрлэсэн хүчин чадалд нөлөөлдөг. Хэрэв тэжээлийн эх үүсвэр маш хурдан цэнэггүй бол (өөрөөр хэлбэл цэнэгийн гүйдэл их байвал) батерейгаас гаргаж авах эрчим хүчний хэмжээ буурч, хүчин чадал нь бага байх болно. Нөгөөтэйгүүр, батерейг маш удаан цэнэглэж байвал (бага гүйдэл ашигладаг) хүчин чадал нь илүү өндөр байх болно.

Батерейны температур ч хүчин чадалд нөлөөлнө. Өндөр температурт батерейны багтаамж нь бага температуртай харьцуулахад ихэвчлэн өндөр байдаг. Гэсэн хэдий ч температурыг зориудаар нэмэгдүүлэх нь батерейны хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх үр дүнтэй арга биш бөгөөд энэ нь цахилгаан хангамжийн ашиглалтын хугацааг бууруулдаг.

C-хүчин чадал:Аливаа батерейны цэнэг ба цэнэгийн гүйдлийг түүний хүчин чадалтай харьцуулан хэмждэг. Хар тугалганы хүчлийг эс тооцвол ихэнх батерейнууд нь 1С-т тооцогддог. Жишээлбэл, 1000 мАч хүчин чадалтай батерей нь 1С-ийн түвшинтэй бол нэг цагийн турш 1000 мА үйлдвэрлэдэг. Ижил батерей нь 0.5С температурт, хоёр цагийн турш 500 мА гаргадаг. 2С түвшний хувьд ижил зай нь 30 минутын турш 2000 мА гаргадаг. 1С-ийг ихэвчлэн нэг цагийн ялгадас гэж нэрлэдэг; 0.5С нь хоёр цагийн цаг, 0.1С нь 10 цагийн цагтай адил юм.

Зайны багтаамжийг ихэвчлэн анализатор ашиглан хэмждэг. Одоогийн анализаторууд мэдээллийг нэрлэсэн хүчин чадлын утгад үндэслэн хувиар харуулдаг. Шинэ зай заримдаа 100% -иас илүү гүйдэл үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд батерейг зүгээр л консерватив байдлаар үнэлдэг бөгөөд үйлдвэрлэгчийн заасан хэмжээнээс илүү удаан ажиллах боломжтой.

Цэнэглэгчийг зайны багтаамж эсвэл С утгаараа сонгож болно.Жишээ нь C/10 зэрэглэлийн цэнэглэгч батерейг 10 цагийн дотор, 4С зэрэглэлийн цэнэглэгч нь батарейг 15 минутын дотор бүрэн цэнэглэнэ. Маш хурдан цэнэглэх хурд (1 цаг ба түүнээс бага) нь ихэвчлэн цэнэглэгчээс батерейг хэт цэнэглэх, гэмтээхгүйн тулд хүчдэлийн хязгаар, температур зэрэг батерейны параметрүүдийг сайтар хянаж байхыг шаарддаг.

Гальваник эсийн хүчдэл нь түүний дотор явагдаж буй химийн урвалаар тодорхойлогддог. Жишээлбэл, шүлтлэг эсүүд 1.5 В, бүх хар тугалганы хүчлийн эсүүд 2 В, литийн эсүүд 3 В. Батерей нь олон эсээс бүрдэх боломжтой тул та 2 В-ийн хар тугалганы хүчлийн зайг харах нь ховор. Тэдгээр нь ихэвчлэн 6V, 12V эсвэл 24V-ийг хангахын тулд дотооддоо утастай байдаг. "1.5V" AA батерейны нэрлэсэн хүчдэл нь үнэндээ 1.6V-оос эхэлж, дараа нь 1.5 хүртэл хурдан буурч, дараа нь 1.0 В хүртэл аажмаар буурдаг гэдгийг санаарай. Энэ үед батерейг "цэнэглэсэн" гэж үзнэ.

Хамгийн сайн батерейг хэрхэн сонгох вэ гар урлал?

Та аль хэдийн ойлгосноор олон нийтийн эзэмшилд янз бүрийн химийн найрлагатай олон төрлийн батерейнууд байдаг тул таны төсөлд аль хүчийг сонгох нь тийм ч хялбар биш юм. Хэрэв төсөл нь эрчим хүчнээс ихээхэн хамааралтай бол (том дууны систем ба мотортой гар хийцийн бүтээгдэхүүн) хар тугалганы хүчлийн зайг сонгох хэрэгтэй. Хэрэв та зөөврийн машин барихыг хүсвэл модны доор, энэ нь бага гүйдэл зарцуулдаг бол та лити батерейг сонгох хэрэгтэй. Аливаа зөөврийн төслийн хувьд (хөнгөн жинтэй, дунд зэргийн цахилгаан хангамж) лити-ион батерейг сонго. Та хямд үнэтэй никель металл гидрид (NIMH) батерейг сонгож болно, гэхдээ тэдгээр нь илүү хүнд боловч бусад шинж чанараараа лити-ионоос доогуур биш юм. Хэрэв та эрчим хүчний хэрэгцээтэй төсөл хийхийг хүсвэл лити-ион шүлтлэг (LiPo) батерей нь жижиг хэмжээтэй, бусад төрлийн батерейтай харьцуулахад хөнгөн, маш хурдан цэнэглэгддэг, өндөр гүйдэл дамжуулдаг тул хамгийн сайн сонголт байх болно.

Та батерейгаа удаан хугацаагаар ашиглахыг хүсч байна уу? Тохиромжтой цэнэгийн түвшин, бага гүйдлийн цэнэгийг хадгалахын тулд мэдрэгч бүхий өндөр чанартай цэнэглэгч ашиглана уу. Хямдхан цэнэглэгч таны батарейг устгана.

Алхам 3: Эсэргүүцэл

Резистор нь хэлхээн дэх маш энгийн бөгөөд хамгийн түгээмэл элемент юм. Энэ нь цахилгаан хэлхээний гүйдлийг хянах эсвэл хязгаарлахад ашиглагддаг.

Эсэргүүцэл нь зөвхөн эрчим хүч зарцуулдаг (мөн үүнийг үйлдвэрлэх боломжгүй) идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эсэргүүцлийг ихэвчлэн хэлхээнд нэмдэг бөгөөд тэдгээр нь оп-ампер, микроконтроллер болон бусад нэгдсэн хэлхээ зэрэг идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нөхдөг. Тэдгээрийг ихэвчлэн гүйдэл хязгаарлах, хүчдэлийг салгах, оролт / гаралтын шугамыг салгахад ашигладаг.

Эсэргүүцлийн эсэргүүцлийг Ом-оор хэмждэг. Утгыг уншихад хялбар болгохын тулд том утгыг кило-, мега-, гига угтвартай холбож болно. Та kOhm ба MOhm муж гэж тэмдэглэсэн резисторуудыг ихэвчлэн харж болно (mOhm резисторууд нь хамаагүй бага байдаг). Жишээлбэл, 4,700 Ом эсэргүүцэл нь 4,7 кОм эсэргүүцэлтэй тэнцүү бөгөөд 5,600,000 Ом эсэргүүцэл нь 5,600 кОм эсвэл (илүү түгээмэл) 5,6 МΩ гэж бичиж болно.

Олон мянган төрлийн резисторууд байдаг бөгөөд тэдгээрийг үйлдвэрлэдэг олон компаниуд байдаг. Хэрэв бид бүдүүлэг зэрэглэлийг авч үзвэл хоёр төрлийн резистор байдаг.

• тодорхой тодорхойлсон шинж чанаруудтай;
• шинж чанар нь "алхаж" болох ерөнхий зорилго (үйлдвэрлэгч өөрөө боломжит хазайлтыг зааж өгдөг).

Ерөнхий шинж чанаруудын жишээ:

• Температурын коэффициент;
• Хүчдэлийн хүчин зүйл;
• Давтамжийн хүрээ;
• Эрчим хүч;
• Физик хэмжээ.

Тэдний шинж чанарын дагуу резисторыг дараахь байдлаар ангилж болно.

Шугаман резистор- эсэргүүцэл нь түүнд хэрэглэж буй боломжит зөрүү (хүчдэл) нэмэгдэхийн хэрээр тогтмол хэвээр байгаа резисторын төрөл (резистороор дамжин өнгөрөх эсэргүүцэл ба гүйдэл нь хүчдэлийн нөлөөгөөр өөрчлөгддөггүй). Ийм резисторын одоогийн хүчдэлийн шинж чанарын онцлог нь шулуун шугам юм.

Шугаман бус резисторнь хүчдэлийн утга эсвэл түүгээр урсах гүйдлээс хамаарч эсэргүүцэл нь өөрчлөгддөг резистор юм. Энэ төрөл нь шугаман бус гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанартай бөгөөд Ом-ийн хуулийг хатуу дагаж мөрддөггүй.

Хэд хэдэн төрлийн шугаман бус резисторууд байдаг:

• NTC (Сөрөг температурын коэффициент) резисторууд - температур нэмэгдэх тусам эсэргүүцэл буурдаг.
• PEC (эерэг температурын коэффициент) резисторууд - температур нэмэгдэх тусам эсэргүүцэл нэмэгддэг.
• LZR резисторууд (Гэрлээс хамааралтай резисторууд) - гэрлийн урсгалын эрчмийг өөрчлөхөд тэдгээрийн эсэргүүцэл өөрчлөгддөг.
• VDR резисторууд (хүчдэлээс хамааралтай резисторууд) - хүчдэлийн утга нь тодорхой утгаас хэтэрсэн үед эсэргүүцэл нь эрс буурдаг.

Шугаман бус резисторыг янз бүрийн төслүүдэд ашигладаг. LZR нь янз бүрийн робот техникийн төслүүдэд мэдрэгч болгон ашигладаг.

Нэмж дурдахад резисторууд нь тогтмол ба хувьсах утгатай байдаг.

Тогтмол резисторууд- үйлдвэрлэлийн явцад үнэ цэнэ нь тогтоогдсон бөгөөд ашиглалтын явцад өөрчлөх боломжгүй резисторын төрлүүд.

Хувьсах резистор эсвэл потенциометр -ашиглалтын явцад утгыг нь өөрчлөх боломжтой резисторын төрөл. Энэ төрөл нь ихэвчлэн тогтмол хязгаарт эсэргүүцлийн утгыг өөрчлөхийн тулд гараар эргүүлж эсвэл хөдөлгөдөг босоо амтай байдаг, жишээлбэл. 0 кОм-оос 100 кОм хүртэл.

Эсэргүүцлийн дэлгүүр:

Энэ төрлийн резистор нь хоёр ба түүнээс дээш резистор агуулсан "багц" -аас бүрдэнэ. Энэ нь эсэргүүцлийн утгыг сонгох боломжтой хэд хэдэн терминалтай.

Резисторын найрлага нь:

Нүүрстөрөгч:

Ийм резисторын цөм нь нүүрстөрөгч болон холбогчоос цутгаж, шаардлагатай эсэргүүцлийг бий болгодог. Цөм нь аяга хэлбэртэй контактуудтай бөгөөд резисторын савааг тал бүрээр нь барьдаг. Цөмийг бүхэлд нь материалаар дүүргэсэн (бакелит гэх мэт) тусгаарлагдсан бүрхүүлтэй. Орон сууц нь сүвэрхэг бүтэцтэй тул нүүрстөрөгчийн нийлмэл эсэргүүцэл нь орчны харьцангуй чийгшилд мэдрэмтгий байдаг.

Эдгээр төрлийн резисторууд нь нүүрстөрөгчийн тоосонцороор дамждаг электронуудаас болж хэлхээнд ихэвчлэн дуу чимээ үүсгэдэг тул эдгээр резисторууд нь хямд боловч "чухал" хэлхээнд ашиглагддаггүй.

Нүүрстөрөгчийн хуримтлал:

Керамик бариулын эргэн тойронд нүүрстөрөгчийн нимгэн давхаргыг хуримтлуулах замаар хийсэн резисторыг нүүрстөрөгчийн хуримтлагдсан резистор гэж нэрлэдэг. Энэ нь керамик саваа метан колбонд халааж, тэдгээрийн эргэн тойронд нүүрстөрөгчийг хуримтлуулах замаар хийдэг. Эсэргүүцлийн утгыг керамик саваа орчимд хуримтлагдсан нүүрстөрөгчийн хэмжээгээр тодорхойлно.

Кино эсэргүүцэл:

Эсэргүүцэл нь шүршсэн металлыг вакуум дотор керамик саваа суурь дээр байрлуулах замаар хийгддэг. Эдгээр төрлийн резисторууд нь маш найдвартай, өндөр тогтвортой байдал, мөн өндөр температурын коэффициенттэй байдаг. Хэдийгээр тэдгээр нь бусадтай харьцуулахад үнэтэй боловч үндсэн системд ашиглагддаг.

Утасны резистор:

Металл утсыг керамик судлын эргэн тойронд ороох замаар утастай резистор хийдэг. Металл утас нь шаардлагатай резисторын заасан шинж чанар, эсэргүүцлийн дагуу сонгосон янз бүрийн металлын хайлш юм. Энэ төрлийн резистор нь өндөр тогтвортой байдал, өндөр хүчийг тэсвэрлэх чадвартай боловч бусад төрлийн резисторуудаас илүү том хэмжээтэй байдаг.

Металл керамик:

Эдгээр резисторууд нь керамик дэвсгэр дээр керамиктай холилдсон зарим металлыг жигнэх замаар хийгддэг. Холимог металл керамик резистор дахь хольцын эзлэх хувь нь эсэргүүцлийн утгыг тодорхойлно. Энэ төрөл нь маш тогтвортой бөгөөд мөн нарийн хэмжсэн эсэргүүцэлтэй байдаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн хэвлэмэл хэлхээний самбар дээр гадаргуу дээр суурилуулахад ашигладаг.

Нарийвчлалтай резисторууд:

Эсэргүүцлийн утга нь хүлцлийн хязгаарт багтдаг резисторууд нь маш нарийвчлалтай байдаг (нэрлэсэн утга нь нарийн хязгаарт байдаг).

Бүх резисторууд хүлцэлтэй байдаг бөгөөд үүнийг хувиар илэрхийлдэг. Хүлцэл нь эсэргүүцэл нь нэрлэсэн утгад хэр ойрхон өөрчлөгдөж болохыг хэлж өгдөг. Жишээлбэл, 10% хүлцлийн утгатай 500Ω эсэргүүцэл нь 550Ω эсвэл 450Ω хооронд эсэргүүцэлтэй байж болно. Хэрэв резистор нь 1% хүлцэлтэй бол эсэргүүцэл нь зөвхөн 1% -иар өөрчлөгдөнө. Тиймээс 500Ω эсэргүүцэл нь 495Ω-ээс 505Ω хооронд хэлбэлзэж болно.

Нарийвчлалтай резистор нь зөвхөн 0.005% хүлцлийн түвшинтэй резистор юм.

Уусдаг резистор:

Утасны резистор нь нэрлэсэн хүч нь хязгаарын босго хэмжээнээс давсан үед амархан шатах зориулалттай. Тиймээс хайлдаг резистор нь хоёр үүрэг гүйцэтгэдэг. Нийлүүлэлтийн хэмжээ хэтрээгүй тохиолдолд энэ нь одоогийн хязгаарлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэрлэсэн хүч хэтэрсэн тохиолдолд oa нь гал хамгаалагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг; нэг удаа үлээлгэвэл хэлхээ нээгдэж, эд ангиудыг богино холболтоос хамгаална.

Термисторууд:

Ашиглалтын температурын дагуу эсэргүүцлийн утга нь өөрчлөгддөг халуунд мэдрэмтгий резистор.

Термисторууд нь эерэг температурын коэффициент (PTC) эсвэл сөрөг температурын коэффициентийг (NTC) харуулдаг.

Ашиглалтын температур өөрчлөгдөхөд эсэргүүцэл хэр их өөрчлөгдөх нь термисторын хэмжээ, дизайнаас хамаарна. Термисторын бүх үзүүлэлтийг мэдэхийн тулд лавлагаа өгөгдлийг шалгах нь үргэлж дээр юм.

Фоторезисторууд:

Түүний гадаргуу дээр унах гэрлийн урсгалаас хамааран эсэргүүцэл нь өөрчлөгддөг резисторууд. Харанхуй орчинд фоторезисторын эсэргүүцэл маш өндөр, хэд хэдэн М Ом байна. Хүчтэй гэрэл гадаргуу дээр тусах үед фоторезисторын эсэргүүцэл мэдэгдэхүйц буурдаг.

Тиймээс фоторезисторууд нь хувьсах резисторууд бөгөөд эсэргүүцэл нь түүний гадаргуу дээр унах гэрлийн хэмжээнээс хамаардаг.

Хар тугалгатай ба хар тугалгагүй резисторууд:

Терминал резисторууд: Энэ төрлийн резисторыг хамгийн эртний электрон хэлхээнд ашиглаж байсан. Бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гаралтын терминалуудтай холбогдсон. Цаг хугацаа өнгөрөхөд хэвлэмэл хэлхээний самбаруудыг ашиглаж эхэлсэн бөгөөд угсрах нүхэнд радио элементүүдийн утсыг гагнаж байв.

Гадаргуугийн резисторууд:

Энэ төрлийн резисторыг гадаргуу дээр суурилуулах технологийг нэвтрүүлснээс хойш улам бүр ашиглах болсон. Ерөнхийдөө энэ төрлийн резисторыг нимгэн хальсан технологи ашиглан бүтээдэг.

Алхам 4: Стандарт эсвэл нийтлэг эсэргүүцлийн утгууд

Тэмдэглэгээний систем нь өнгөрсөн зууны эхэн үеэс эхтэй бөгөөд ихэнх резисторууд нь үйлдвэрлэлийн хүлцэл харьцангуй муутай нүүрстөрөгч байсан. Тайлбар нь маш энгийн - 10% хүлцэл ашиглан та үйлдвэрлэсэн резисторын тоог бууруулж чадна. 105 нь 100 ом резисторын 10%-ийн хүлцлийн хязгаарт багтдаг тул 105 ом эсэргүүцэл үйлдвэрлэх нь үр дүнгүй болно. Зах зээлийн дараагийн ангилал нь 120 ом юм, учир нь 10% хүлцэл бүхий 100 Ом эсэргүүцэл нь 90-110 Ом-ын хооронд хэлбэлздэг. 120 Ом эсэргүүцэл нь 110-аас 130 Ом-ын хооронд хэлбэлздэг. Энэ логикоор 100, 120, 150, 180, 220, 270, 330 гэх мэт 10% хүлцэл бүхий резисторуудыг үйлдвэрлэх нь илүү дээр юм. Энэ бол доор үзүүлсэн E12 цуврал юм.

Хүлцэл 20% E6,

Хүлцэл 10% E12,

Хүлцэл 5% E24 (болон ихэвчлэн 2% хүлцэл)

Хүлцэл 2% E48,

E96 1% хүлцэл,

E192 0.5, 0.25, 0.1% ба түүнээс дээш хүлцэл.

Стандарт резисторын утгууд:

E6 цуврал: (20% хүлцэл) 10, 15, 22, 33, 47, 68

E12 цуврал: (10% хүлцэл) 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82

E24 цуврал: (5% хүлцэл) 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91

E48 цуврал: (2% хүлцэл) 100, 105, 110, 115, 121, 127, 133, 140, 147, 154, 162, 169, 178, 187, 196, 205, 265, 216, 3, 274, 287, 301, 316, 332, 348, 365, 383, 402, 422, 442, 464, 487, 511, 536, 562, 590, 619, 649, 75, 68, 618 , 909, 953

E96 цуврал: (1% хүлцэл) 100, 102, 105, 107, 110, 113, 115, 118, 121, 124, 127, 130, 133, 137, 140, 143, 518, 141, 141, 141, 147 165, 169, 174, 178, 182, 187, 191, 196, 200, 205, 210, 215, 221, 226, 232, 237, 243, 249, 255, 282, 62, , 301, 309, 316, 324, 332, 340, 348, 357, 365, 374, 383, 392, 402, 412, 422, 432, 442, 453, 464, 41, 82, 45, 41, 85 , 549, 562, 562, 590, 594, 604, 604, 887, 884, 884, 984, 904, 934, 934, 934, 934, 934, 935, 959, 935, 934, 935, 934, 934, 935

E192 цуврал: (0.5, 0.25, 0.1 ба 0.05% хүлцэл) 100, 101, 102, 104, 105, 106, 107, 109, 110, 111, 113, 114, 171, 111, 112, 111, 124, 126, 127, 129, 130, 132, 133, 135, 137, 138, 140, 142, 143, 145, 147, 149, 150, 152, 154, 16, 16, 15 5, 167, 169, 172, 174, 176, 178, 180, 182, 184, 187, 189, 191, 193, 196, 198, 200, 203, 205, 208,212, 12, 12, 13 3, 226, 229, 232, 234, 237, 240, 243, 246, 249, 252, 255, 258, 261, 264, 267, 271, 274, 277, 280,29, 82, 82, 280 1, 305, 309, 312, 316, 320, 324, 328, 332, 336, 340, 344, 348, 352, 357, 361, 365, 370, 374, 379, 32, 34, 80 7, 412, 417, 422, 427, 432, 437, 442, 448, 453, 459, 464, 470, 475, 481, 487, 493, 499, 505, 511, 52, 53, 511, 52, 53 9, 556, 562, 569, 576, 583, 590, 597, 604, 612, 619, 626, 634, 642, 649, 657, 665, 673, 681, 690, 72, 69, 8, 72, 65 1, 750, 759, 768, 777, 787, 796, 806, 816, 825, 835, 845, 856, 866, 876, 887, 898, 909, 920, 921, 96, 95

Техник хангамжийг зохион бүтээхдээ хамгийн доод хэсэгт, i.e. E12 гэхээсээ илүү E6 ашиглах нь дээр. Ийм байдлаар аливаа тоног төхөөрөмж дэх өөр өөр бүлгүүдийн тоог багасгадаг.

Үргэлжлэл бий

Өөрийнхөө нүдээр харж, гарт хүрэхгүй олон ойлголт байдаг. Хамгийн тод жишээ бол нарийн төвөгтэй хэлхээ, ойлгомжгүй нэр томъёоноос бүрддэг цахилгааны инженерчлэл юм. Тиймээс олон хүмүүс энэхүү шинжлэх ухаан, техникийн сахилга батыг судлахад бэрхшээл гарахаас өмнө зүгээр л ухарч байна.

Хүртээмжтэй хэлээр танилцуулсан эхлэгчдэд зориулсан цахилгааны инженерийн үндэс нь танд энэ чиглэлээр мэдлэг олж авахад тусална. Түүхэн баримт, тодорхой жишээгээр дэмжигдсэнээр тэдгээр нь танил бус ойлголттой анх удаа учирч байгаа хүмүүст ч сэтгэл татам, ойлгомжтой болдог. Энгийнээс нарийн төвөгтэй рүү аажмаар шилжиж, танилцуулсан материалыг судалж, практик үйл ажиллагаанд ашиглах бүрэн боломжтой.

Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт ба шинж чанарууд

Цахилгааны хууль, томъёо нь зөвхөн аливаа тооцоолол хийхэд шаардлагатай биш юм. Эдгээр нь цахилгаантай холбоотой үйл ажиллагаа явуулдаг хүмүүст бас хэрэгтэй байдаг. Цахилгааны инженерийн үндсийг мэддэг тул та эвдрэлийн шалтгааныг логикоор тодорхойлж, маш хурдан арилгах боломжтой.

Цахилгаан гүйдлийн мөн чанар нь цахилгаан цэнэгийг нэг цэгээс нөгөөд шилжүүлэх цэнэгтэй хэсгүүдийн хөдөлгөөн юм. Гэсэн хэдий ч метал дахь чөлөөт электронуудын жишээг дагаж цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн санамсаргүй дулааны хөдөлгөөнөөр цэнэгийн шилжилт явагдахгүй. Дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөн нь зөвхөн ионууд эсвэл электронууд эмх цэгцтэй хөдөлгөөнд оролцсон тохиолдолд л тохиолддог.

Цахилгаан гүйдэл үргэлж тодорхой чиглэлд урсдаг. Түүний оршихуй нь тодорхой шинж тэмдгээр илэрдэг.

• Гүйдэл урсдаг дамжуулагчийг халаах.
• Гүйдлийн нөлөөгөөр дамжуулагчийн химийн найрлагын өөрчлөлт.
• Хөрш зэргэлдээх гүйдэл, соронзлогдсон бие, хөрш зэргэлдээ гүйдэлд хүч үзүүлэх.

Цахилгаан гүйдэл шууд эсвэл ээлжлэн байж болно. Эхний тохиолдолд түүний бүх параметрүүд өөрчлөгдөөгүй, хоёрдугаарт, туйлшрал нь эерэгээс сөрөг болж үе үе өөрчлөгддөг. Хагас мөчлөг бүрт электрон урсгалын чиглэл өөрчлөгддөг. Ийм үечилсэн өөрчлөлтийн хурд нь герцээр хэмжигддэг давтамж юм

Гүйдлийн үндсэн хэмжигдэхүүнүүд

Хэлхээнд цахилгаан гүйдэл үүсэх үед дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор тогтмол цэнэгийн шилжилт явагдана. Тодорхой цаг хугацааны нэгжид шилжүүлсэн цэнэгийн хэмжээг хэмждэг ампер.

Цэнэглэгдсэн бөөмсийн хөдөлгөөнийг бий болгож, хадгалахын тулд тодорхой чиглэлд тэдэнд үйлчлэх хүчийг бий болгох шаардлагатай. Хэрэв энэ үйлдэл зогсвол цахилгаан гүйдлийн урсгал бас зогсоно. Энэ хүчийг цахилгаан орон гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг бас нэрлэдэг. Энэ нь боломжит зөрүүг үүсгэдэг эсвэл хүчдэлдамжуулагчийн төгсгөлд байрладаг бөгөөд цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөнд түлхэц өгдөг. Энэ утгыг хэмжихийн тулд тусгай нэгжийг ашигладаг - вольт. Омын хуульд тусгагдсан үндсэн хэмжигдэхүүнүүдийн хооронд тодорхой хамаарал байдаг бөгөөд үүнийг нарийвчлан авч үзэх болно.

Цахилгаан гүйдэлтэй шууд холбоотой дамжуулагчийн хамгийн чухал шинж чанар эсэргүүцэл, хэмжсэн Омаха. Энэ утга нь дамжуулагчийн цахилгаан гүйдлийн урсгалд үзүүлэх эсэргүүцлийн нэг төрөл юм. Эсэргүүцлийн нөлөөллийн үр дүнд дамжуулагч халаана. Дамжуулагчийн урт нэмэгдэж, хөндлөн огтлол нь багасах тусам эсэргүүцлийн утга нэмэгддэг. Дамжуулагчийн потенциалын зөрүү 1 В, гүйдэл 1 А байх үед 1 ом-ын утга үүсдэг.

Ом-ын хууль

Энэ хууль нь цахилгааны инженерийн үндсэн заалт, ойлголтод хамаарна. Энэ нь гүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцэл гэх мэт хэмжигдэхүүнүүдийн хоорондын хамаарлыг хамгийн зөв тусгадаг. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн тодорхойлолтыг аль хэдийн авч үзсэн тул одоо тэдгээрийн харилцан үйлчлэл, бие биендээ үзүүлэх нөлөөллийн түвшинг тогтоох шаардлагатай байна.

Энэ эсвэл өөр утгыг тооцоолохын тулд та дараах томъёог ашиглах ёстой.

1. Одоогийн хүч: I = U / R (ампер).
2. Хүчдэл: U = I x R (вольт).
3. Эсэргүүцэл: R = U / I (ом).

Үйл явцын мөн чанарыг илүү сайн ойлгохын тулд эдгээр хэмжигдэхүүний хамаарлыг ихэвчлэн гидравлик шинж чанаруудтай харьцуулдаг. Жишээлбэл, усаар дүүргэсэн савны ёроолд түүний хажууд хоолой бүхий хавхлагыг суурилуулсан. Хавхлагыг нээх үед хоолойн эхэн дэх өндөр даралт ба төгсгөлийн нам даралтын хооронд ялгаа байдаг тул ус урсаж эхэлдэг. Яг ижил нөхцөл байдал нь дамжуулагчийн төгсгөлд потенциалын зөрүү хэлбэрээр үүсдэг - хүчдэлийн нөлөөн дор электронууд дамжуулагчийн дагуу хөдөлдөг. Тиймээс, аналогиар хүчдэл нь нэг төрлийн цахилгаан даралт юм.

Одоогийн хүчийг усны урсгалтай харьцуулж болно, өөрөөр хэлбэл, тогтоосон хугацаанд хоолойн хөндлөн огтлолоор урсаж буй усны хэмжээ. Хоолойн диаметр багасах тусам эсэргүүцэл ихэссэнээс усны урсгал бас буурна. Энэхүү хязгаарлагдмал урсгалыг дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэлтэй харьцуулж болох бөгөөд энэ нь электронуудын урсгалыг тодорхой хязгаарт байлгадаг. Гүйдэл, хүчдэл, эсэргүүцлийн харилцан үйлчлэл нь гидравлик шинж чанаруудтай төстэй: нэг параметрийн өөрчлөлтөд бусад нь бүгд өөрчлөгддөг.

Цахилгааны инженерийн эрчим хүч ба эрчим хүч

Цахилгааны инженерчлэлд мөн ийм ойлголт байдаг эрчим хүчТэгээд хүчОм-ын хуультай холбоотой. Эрчим хүч өөрөө механик, дулаан, цөмийн болон цахилгаан хэлбэрээр байдаг. Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу түүнийг устгах, бүтээх боломжгүй. Үүнийг зөвхөн нэг хэлбэрээс нөгөө хэлбэрт шилжүүлэх боломжтой. Жишээлбэл, аудио систем нь цахилгаан энергийг дуу чимээ, дулаан болгон хувиргадаг.

Аливаа цахилгаан хэрэгсэл нь тогтоосон хугацаанд тодорхой хэмжээний эрчим хүч зарцуулдаг. Энэ утга нь төхөөрөмж бүрийн хувьд хувь хүн бөгөөд эрчим хүч, өөрөөр хэлбэл тухайн төхөөрөмжийн хэрэглэж болох эрчим хүчний хэмжээг илэрхийлдэг. Энэ параметрийг томъёогоор тооцоолно P = I x U, хэмжих нэгж нь . Энэ нь нэг ом эсэргүүцэлээр нэг вольт шилжих гэсэн үг юм.

Тиймээс эхлэгчдэд зориулсан цахилгааны инженерийн үндэс суурь нь үндсэн ойлголт, нэр томъёог ойлгоход тань туслах болно. Үүний дараа олж авсан мэдлэгээ практикт ашиглах нь илүү хялбар байх болно.

Даммигийн цахилгаан: электроникийн үндэс

Бид "Эхлэгчдэд зориулсан цахилгаан" сэдвээр жижиг материалыг санал болгож байна. Энэ нь метал дахь электронуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой нэр томъёо, үзэгдлийн талаархи анхны ойлголтыг өгөх болно.

Нэр томъёоны онцлог

Цахилгаан гэдэг нь тодорхой чиглэлд дамжуулагч дотор хөдөлж буй жижиг цэнэгтэй хэсгүүдийн энерги юм.

Тогтмол гүйдэлтэй үед түүний хэмжээ, мөн тодорхой хугацааны туршид хөдөлгөөний чиглэлд өөрчлөлт орохгүй. Хэрэв галаник элемент (батерей) -ийг одоогийн эх үүсвэр болгон сонгосон бол цэнэг нь сөрөг туйлаас эерэг төгсгөл хүртэл эмх цэгцтэй хөдөлдөг. Процесс нь бүрэн алга болох хүртэл үргэлжилнэ.

Хувьсах гүйдэл нь үе үе хэмжээ болон хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилдөг.

Хувьсах гүйдлийн дамжуулалтын хэлхээ

Хүн бүрийн сонссон үгээр үе шат гэж юу болохыг ойлгохыг хичээцгээе, гэхдээ хүн бүр түүний жинхэнэ утгыг ойлгодоггүй. Бид нарийн ширийн зүйл, нарийн ширийн зүйлийг ярихгүй бөгөөд зөвхөн гэрийн дарханы хэрэгцээт материалыг сонгох болно. Гурван фазын сүлжээ нь цахилгаан гүйдлийг дамжуулах арга бөгөөд гүйдэл нь гурван өөр утсаар урсаж, нэг нь буцааж өгдөг. Жишээлбэл, цахилгаан хэлхээнд хоёр утас байдаг.

Гүйдэл нь эхний утсаар хэрэглэгч рүү, жишээлбэл, данх руу урсдаг. Хоёр дахь утсыг буцааж өгөхөд ашигладаг. Ийм хэлхээг нээх үед дамжуулагч дотор цахилгаан цэнэгийн дамжуулалт байхгүй болно. Энэ диаграм нь нэг фазын хэлхээг дүрсэлдэг. цахилгаанд? Фаз нь цахилгаан гүйдэл урсдаг утас гэж тооцогддог. Тэг гэдэг нь буцаалтыг хийх утас юм. Гурван фазын хэлхээнд гурван фазын утас нэг дор байдаг.

Орон сууцанд байгаа цахилгаан самбар нь бүх өрөөнд гүйдэлтэй байх шаардлагатай. хоёрыг шаарддаггүй тул эдийн засгийн хувьд боломжтой гэж үздэг.Хэрэглэгчид ойртох үед гүйдлийг гурван үе шатанд хуваадаг бөгөөд тус бүр нь тэг байна. Нэг фазын сүлжээнд ашиглагддаг газардуулгын электрод нь ажлын ачаалал өгдөггүй. Тэр бол гал хамгаалагч юм.

Жишээлбэл, богино холболт үүссэн тохиолдолд цахилгаан цочрол, гал түймрийн аюул заналхийлж байна. Ийм нөхцөл байдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд одоогийн үнэ цэнэ нь аюулгүй түвшнээс хэтрэхгүй байх ёстой бөгөөд илүүдэл нь газарт ордог.

"Цахилгаанчдын сургууль" гарын авлага нь шинэхэн гар урчууд гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн зарим эвдрэлийг даван туулахад туслах болно. Жишээлбэл, угаалгын машины цахилгаан моторын ажилд асуудал гарвал гүйдэл нь гаднах металл бүрхүүл рүү урсах болно.

Хэрэв газардуулга байхгүй бол цэнэгийг машин даяар тараана. Гараараа хүрэхэд хүн газардуулгын дамжуулагчийн үүрэг гүйцэтгэж, цахилгаанд цохиулах болно. Хэрэв газардуулгын утас байгаа бол ийм нөхцөл байдал үүсэхгүй.

Цахилгааны инженерийн онцлог

"Даммигийн цахилгаан" сурах бичиг нь физикээс хол байгаа хүмүүсийн дунд түгээмэл байдаг боловч энэ шинжлэх ухааныг практик зорилгоор ашиглахаар төлөвлөж байна.

Цахилгааны инженерийн үүссэн огноог XIX зууны эхэн үе гэж үздэг. Энэ үед анхны одоогийн эх сурвалж бий болсон. Соронзон ба цахилгаан эрчим хүчний салбарт хийсэн нээлтүүд нь шинжлэх ухааныг шинэ ойлголт, практик ач холбогдолтой баримтаар баяжуулж чадсан юм.

"Цахилгаанчны сургууль" гарын авлага нь цахилгаантай холбоотой үндсэн нэр томъёог мэддэг байх ёстой.

Физикийн олон номонд цахилгааны нарийн төвөгтэй диаграммууд, янз бүрийн ойлгомжгүй нэр томъёо байдаг. Физикийн энэ хэсгийн бүх нарийн ширийн зүйлийг эхлэгчдэд ойлгохын тулд "Дамми нарт зориулсан цахилгаан" тусгай гарын авлагыг боловсруулсан. Электрон ертөнц рүү аялах нь онолын хууль, үзэл баримтлалыг авч үзэхээс эхлэх ёстой. "Дамми нарт зориулсан цахилгаан" номонд ашигласан жишээнүүдийн жишээ, түүхэн баримтууд нь шинэхэн цахилгаанчинд мэдлэг олж авахад тусална. Та ахиц дэвшлээ шалгахын тулд цахилгаантай холбоотой даалгавар, тест, дасгалуудыг ашиглаж болно.

Хэрэв та цахилгааны утсыг холбох ажлыг бие даан даван туулах хангалттай онолын мэдлэггүй гэдгээ ойлгож байгаа бол "дамми" -ын лавлах номыг үзнэ үү.

Аюулгүй байдал ба дадлага

Эхлээд та аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээний талаархи хэсгийг сайтар судлах хэрэгтэй. Энэ тохиолдолд цахилгаантай холбоотой ажлын явцад эрүүл мэндэд аюултай онцгой нөхцөл байдал үүсэхгүй.

Цахилгааны инженерийн үндсийг бие даан судалсны дараа олж авсан онолын мэдлэгээ практикт хэрэгжүүлэхийн тулд та хуучин гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслээс эхэлж болно. Засвар хийхээсээ өмнө төхөөрөмжид дагалдаж буй зааврыг уншихаа мартуузай. Цахилгаанаар хошигнож болохгүй гэдгийг мартаж болохгүй.

Цахилгаан гүйдэл нь дамжуулагч дахь электронуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг. Хэрэв бодис нь гүйдэл дамжуулах чадваргүй бол түүнийг диэлектрик (тусгаарлагч) гэж нэрлэдэг.

Чөлөөт электронууд нэг туйлаас нөгөө туйл руу шилжихийн тулд тэдгээрийн хооронд тодорхой потенциалын зөрүү байх ёстой.

Дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх гүйдлийн эрчим нь дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжин өнгөрөх электронуудын тоотой холбоотой байдаг.

Гүйдлийн урсгалын хурд нь дамжуулагчийн материал, урт, хөндлөн огтлолын хэмжээнээс хамаарна. Утасны урт нэмэгдэх тусам түүний эсэргүүцэл нэмэгддэг.

Дүгнэлт

Цахилгаан бол физикийн чухал, нарийн төвөгтэй салбар юм. "Дамми нарт зориулсан цахилгаан" гарын авлага нь цахилгаан моторын үр ашгийг тодорхойлдог үндсэн хэмжигдэхүүнүүдийг авч үздэг. Хүчдэлийн нэгж нь вольт, гүйдлийг ампераар хэмждэг.

Хүн бүр тодорхой эрх мэдэлтэй байдаг. Энэ нь тухайн төхөөрөмжөөс тодорхой хугацаанд үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний хэмжээг хэлнэ. Эрчим хүчний хэрэглэгчид (хөргөгч, угаалгын машин, данх, индүү) нь мөн цахилгаан эрчим хүч хэрэглэж, үйл ажиллагааны явцад цахилгаан хэрэглэдэг. Хэрэв та хүсвэл математик тооцоолол хийж, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл бүрийн ойролцоо үнийг тодорхойлж болно.

Цахилгааны инженер бол гадаад хэлтэй адил юм. Зарим нь үүнийг аль хэдийн удаан хугацаанд төгс эзэмшсэн бол зарим нь дөнгөж танилцаж эхэлж байгаа бол бусад хүмүүсийн хувьд энэ нь биелэх боломжгүй, гэхдээ сэтгэл татам зорилго хэвээр байна. Яагаад олон хүмүүс цахилгаан эрчим хүчний энэ нууцлаг ертөнцийг судлахыг хүсдэг вэ? Хүмүүс үүнийг дөнгөж 250 жилийн өмнөөс мэддэг байсан ч өнөөдөр цахилгаангүй амьдралыг төсөөлөхөд бэрх болжээ. Энэ ертөнцтэй танилцахын тулд дамми нарт зориулсан цахилгааны инженерчлэлийн (TOE) онолын үндэслэлүүд байдаг.

Цахилгаантай анхны танилцах

18-р зууны төгсгөлд Францын эрдэмтэн Шарль Кулон бодисуудын цахилгаан, соронзон үзэгдлийг идэвхтэй судалж эхэлсэн. Тэр бол түүний нэрээр нэрлэгдсэн цахилгаан цэнэгийн хуулийг нээсэн хүн юм - Кулон.

Өнөөдөр аливаа бодис нь тойрог замд эргэлддэг атом ба электронуудаас бүрддэг гэдгийг мэддэг. Гэсэн хэдий ч зарим бодисуудад электронууд атомуудад маш чанга баригддаг бол заримд нь энэ холбоо сул байдаг тул электронууд зарим атомаас чөлөөтэй салж, бусадтай холбогддог.

Энэ нь юу болохыг ойлгохын тулд та ямар ч дүрэм журамгүй хөдөлдөг асар олон тооны машинтай том хотыг төсөөлж болно. Эдгээр машинууд эмх замбараагүй хөдөлж, ашигтай ажил хийж чадахгүй. Аз болоход электронууд салдаггүй, харин бөмбөг шиг бие биенээсээ үсэрдэг. Эдгээр бяцхан ажилчдын үр шимийг хүртэхийн тулд , гурван нөхцөл хангагдсан байх ёстой:

1. Бодисын атомууд электронуудаа чөлөөтэй өгөх ёстой.
2. Энэ бодис руу хүч хэрэглэх ёстой бөгөөд энэ нь электронуудыг нэг чиглэлд хөдөлгөх болно.
3. Цэнэглэгдсэн тоосонцор хөдөлдөг хэлхээ хаалттай байх ёстой.

Эхлэгчдэд зориулсан цахилгааны инженерийн үндэс нь эдгээр гурван нөхцлийг дагаж мөрдөх явдал юм.

Бүх элементүүд атомуудаас бүрддэг. Атомыг нарны аймагтай зүйрлэж болох бөгөөд зөвхөн систем бүр өөрийн гэсэн тооны тойрог замтай, тойрог зам бүр хэд хэдэн гариг ​​(электрон) агуулж болно. Орбит нь цөмөөс хол байх тусам энэ тойрог замд электронуудын таталцал бага байдаг.

Таталцал нь цөмийн массаас хамаардаггүй, гэхдээ цөм ба электронуудын янз бүрийн туйлшралаас. Хэрэв цөм нь +10 нэгжийн цэнэгтэй бол электронууд мөн нийт 10 нэгжтэй байх ёстой, гэхдээ сөрөг цэнэгтэй. Хэрэв электрон гаднах тойрог замаас холдох юм бол электронуудын нийт энерги аль хэдийн -9 нэгж болно. +10 + (-9) = +1 нэмэх энгийн жишээ. Атом нь эерэг цэнэгтэй болох нь харагдаж байна.

Энэ нь мөн эсрэгээр тохиолддог: цөм нь хүчтэй таталттай бөгөөд "гадаад" электроныг барьж авдаг. Дараа нь "нэмэлт", 11 дэх электрон түүний гаднах тойрог замд гарч ирнэ. Үүнтэй ижил жишээ +10 + (-11) = -1. Энэ тохиолдолд атом сөрөг цэнэгтэй болно.

Хэрэв эсрэг цэнэгтэй хоёр материалыг электролит дотор байрлуулж, тэдгээрийг дамжуулагчаар, жишээлбэл, гэрлийн чийдэнгээр холбовол битүү хэлхээнд гүйдэл гүйж, гэрлийн чийдэн асна. Хэрэв хэлхээ эвдэрсэн бол, жишээлбэл унтраалгатай бол гэрлийн чийдэн унтарна.

Цахилгаан гүйдлийг дараах байдлаар авна. Материалын аль нэг нь (электрод) электролитийн нөлөөлөлд өртөхөд түүний дотор илүүдэл электронууд гарч ирэх ба сөрөг цэнэгтэй болдог. Хоёрдахь электрод нь эсрэгээрээ электролитэд өртөх үед электроноо өгч, эерэг цэнэгтэй болдог. Электрод бүрийг "+" (илүүдэл электрон) ба "-" (электрон дутагдалтай) гэж тэмдэглэнэ.

Электронууд сөрөг цэнэгтэй хэдий ч электрод нь "+" гэж тэмдэглэгдсэн байдаг.Энэхүү төөрөгдөл нь цахилгаан техникийн эхэн үед үүссэн.Тэр үед цэнэгийн шилжилтийг эерэг тоосонцор хийдэг гэж үздэг байсан.Түүнээс хойш олон хэлхээг зурсан. мөн тэдгээрийг дахин хийхгүйн тулд бүх зүйлийг байгаагаар нь үлдээв.

Гальваник эсүүдэд химийн урвалын үр дүнд цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Хэд хэдэн элементийн хослолыг батерей гэж нэрлэдэг бөгөөд ийм дүрмийг даммигийн цахилгаан инженерчлэлээс олж болно. Хэрэв урвуу процесс боломжтой бол цахилгаан гүйдлийн нөлөөн дор химийн энерги нь элементэд хуримтлагдвал ийм элементийг зай гэж нэрлэдэг.

Галваник эсийг 1800 онд Алессандро Вольта зохион бүтээжээ. Тэрээр давсны уусмалд дүрсэн зэс, цайрын хавтанг ашигласан. Энэ нь орчин үеийн батерей, батерейны прототип болсон.

Гүйдлийн төрөл ба шинж чанар

Анхны цахилгаан эрчим хүчийг хүлээн авсны дараа энэ энергийг тодорхой зайд дамжуулах санаа гарч ирсэн бөгөөд энд хүндрэл үүссэн. Дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх электронууд энергийнхаа нэг хэсгийг алддаг бөгөөд дамжуулагч урт байх тусам эдгээр алдагдал ихсэх болно. 1826 онд Георг Ом хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийн хоорондын хамаарлыг судалдаг хуулийг баталжээ. Үүнийг дараах байдлаар уншина: U=RI. Нэг үгээр хэлбэл: хүчдэл нь дамжуулагчийн эсэргүүцэлээр үржүүлсэн гүйдэлтэй тэнцүү байна.

Тэгшитгэлээс харахад дамжуулагчийн урт нь эсэргүүцлийг ихэсгэх тусам гүйдэл, хүчдэл бага байх тул хүч нь буурах болно. Эсэргүүцлийг арилгах боломжгүй, үүнийг хийхийн тулд дамжуулагчийн температурыг үнэмлэхүй тэг хүртэл бууруулах шаардлагатай бөгөөд энэ нь зөвхөн лабораторийн нөхцөлд л боломжтой юм. Хүчдэлд гүйдэл шаардлагатай тул та түүнд хүрч чадахгүй, зөвхөн хүчдэлийг нэмэгдүүлэхэд л үлддэг.

19-р зууны төгсгөлд энэ нь даван туулах боломжгүй асуудал байв. Эцсийн эцэст, тэр үед хувьсах гүйдэл үүсгэдэг цахилгаан станц, трансформатор байгаагүй. Тиймээс орчин үеийн утасгүй утаснаас тэс өөр байсан ч инженер, эрдэмтэд радиод анхаарлаа хандуулсан. Төрөл бүрийн улс орны засгийн газрууд эдгээр бүтээн байгуулалтын үр ашгийг олж хараагүй бөгөөд ийм төслүүдийг ивээн тэтгээгүй.

Хүчдэлийг өөрчлөх, нэмэгдүүлэх, багасгахын тулд хувьсах гүйдэл шаардлагатай. Энэ нь хэрхэн ажилладагийг дараах жишээнээс харж болно. Хэрэв утсыг ороомог болгон өнхрүүлж, дотор нь соронзыг хурдан хөдөлгөвөл ороомогт хувьсах гүйдэл үүснэ. Үүнийг голд нь тэг тэмдэгтэй вольтметрийг ороомгийн төгсгөлд холбох замаар шалгаж болно. Төхөөрөмжийн сум нь зүүн ба баруун тийш хазайх бөгөөд энэ нь электронууд нэг чиглэлд, дараа нь нөгөө чиглэлд шилжиж байгааг илтгэнэ.

Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх энэ аргыг соронзон индукц гэж нэрлэдэг. Энэ нь жишээлбэл, генератор, трансформатор, гүйдлийг хүлээн авах, өөрчлөхөд ашиглагддаг. Түүний хэлбэрийн дагуу Хувьсах гүйдэл нь дараахь байж болно.

• синусоид;
• импульс;
• шулуун болсон.

Дамжуулагчийн төрөл

Цахилгаан гүйдэлд нөлөөлдөг хамгийн эхний зүйл бол материалын дамжуулах чанар юм. Энэ дамжуулалт нь янз бүрийн материалын хувьд өөр өөр байдаг. Уламжлал ёсоор бүх бодисыг гурван төрөлд хувааж болно.

• дамжуулагч;
• хагас дамжуулагч;
• диэлектрик.

Дамжуулагч нь цахилгаан гүйдлийг өөрөөсөө чөлөөтэй дамжуулдаг аливаа бодис байж болно. Үүнд металл эсвэл хагас металл (графит) зэрэг хатуу материалууд орно. Шингэн - мөнгөн ус, хайлсан металл, электролит. Үүнд мөн ионжуулсан хий орно.

Үүнд үндэслэн, дамжуулагчийг хоёр төрлийн дамжуулалтад хуваадаг.

• цахим;
• ион.

Цахим дамжуулалт нь цахилгаан гүйдэл үүсгэхийн тулд электрон ашигладаг бүх материал, бодисыг агуулдаг. Эдгээр элементүүдэд металл ба хагас металлууд орно. Нүүрстөрөгч нь гүйдлийг сайн дамжуулдаг.

Ионы дамжуулалтад энэ үүргийг эерэг эсвэл сөрөг цэнэгтэй бөөмс гүйцэтгэдэг. Ион нь дутуу эсвэл нэмэлт электронтой бөөмс юм. Зарим ионууд "нэмэлт" электроныг авахаас татгалздаггүй бол зарим нь электроныг үнэлдэггүй тул тэдгээрийг чөлөөтэй өгдөг.

Үүний дагуу ийм бөөмс нь сөрөг эсвэл эерэг цэнэгтэй байж болно. Жишээ нь давстай ус юм. Үндсэн бодис нь нэрмэл ус бөгөөд энэ нь тусгаарлагч бөгөөд гүйдэл дамжуулахгүй. Давс нэмэхэд энэ нь электролит, өөрөөр хэлбэл дамжуулагч болдог.

Хэвийн төлөв байдалд байгаа хагас дамжуулагч нь гүйдэл дамжуулдаггүй, гэхдээ гадны нөлөөнд (температур, даралт, гэрэл гэх мэт) өртөх үед тэдгээр нь дамжуулагч шиг сайн биш боловч гүйдэл дамжуулж эхэлдэг.

Эхний хоёр төрөлд ороогүй бусад бүх материалыг диэлектрик эсвэл тусгаарлагч гэж ангилдаг. Ердийн нөхцөлд тэд бараг цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй. Үүнийг гаднах тойрог замд электронууд байрандаа маш чанга барьдаг, бусад электронуудад зай байхгүй байдагтай холбон тайлбарладаг.

Даммигийн цахилгааныг судлахдаа өмнө нь жагсаасан бүх төрлийн материалыг ашигладаг гэдгийг санах хэрэгтэй. Дамжуулагчийг голчлон хэлхээний элементүүдийг (микро схемд оруулаад) холбоход ашигладаг. Тэд тэжээлийн эх үүсвэрийг ачаалалд холбож болно (жишээлбэл, хөргөгчний утас, цахилгааны утас гэх мэт). Эдгээрийг ороомог үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь эргээд өөрчлөгдөөгүй, жишээлбэл, хэвлэмэл хэлхээний самбар эсвэл трансформатор, генератор, цахилгаан мотор гэх мэт.

Кондукторууд нь хамгийн олон, олон янз байдаг. Бараг бүх радио эд ангиудыг тэднээс хийдэг. Варисторыг авахын тулд жишээлбэл, нэг хагас дамжуулагч (цахиурын карбид эсвэл цайрын исэл) ашиглаж болно. Диод, zener диод, транзистор гэх мэт өөр өөр төрлийн дамжуулагч дамжуулагчийг агуулсан хэсгүүд байдаг.

Биметалууд нь онцгой байр эзэлдэг. Энэ нь хоёр ба түүнээс дээш металлын нэгдэл юм, өөр өөр тэлэлтийн зэрэгтэй. Ийм хэсэг халах үед янз бүрийн хувийн тэлэлтээс болж хэв гажилт үүсдэг. Ихэвчлэн цахилгаан моторыг хэт халалтаас хамгаалах эсвэл индүүний нэгэн адил тогтоосон температурт хүрэх үед төхөөрөмжийг унтраахад ашигладаг.

Диэлектрик нь голчлон хамгаалалтын функцийг гүйцэтгэдэг (жишээлбэл, цахилгаан хэрэгсэлд тусгаарлагч бариул). Тэд мөн цахилгаан хэлхээний элементүүдийг тусгаарлах боломжийг олгодог. Радио эд ангиудыг суурилуулсан хэвлэмэл хэлхээний самбар нь диэлектрикээр хийгдсэн байдаг. Эргэлтийн хооронд богино холболт үүсэхээс сэргийлж ороомгийн утаснууд нь тусгаарлагч лакаар бүрсэн байна.

Гэсэн хэдий ч диэлектрик нь дамжуулагчийг нэмэхэд хагас дамжуулагч болж, гүйдэл дамжуулах чадвартай. Аадар борооны үед ижил агаар дамжуулагч болдог. Хуурай мод нь муу дамжуулагч боловч нойтон байвал аюулгүй байхаа болино.

Цахилгаан гүйдэл нь орчин үеийн хүний ​​​​амьдралд асар их үүрэг гүйцэтгэдэг боловч нөгөө талаар үхлийн аюул учруулж болзошгүй юм. Үүнийг илрүүлэх нь маш хэцүү байдаг, жишээлбэл, газар дээр хэвтэж буй утсанд, энэ нь тусгай тоног төхөөрөмж, мэдлэг шаарддаг. Тиймээс цахилгаан хэрэгсэл ашиглахдаа маш болгоомжтой байх хэрэгтэй.

Хүний бие нь үндсэндээ уснаас бүрддэг, гэхдээ энэ нь диэлектрик болох нэрмэл ус биш юм. Тиймээс бие нь бараг цахилгаан дамжуулагч болдог. Цахилгаан цочрол авсны дараа булчингууд агшиж, улмаар зүрх, амьсгал зогсоход хүргэдэг. Гүйдлийн цаашдын үйлчлэлээр цус буцалж эхэлдэг, дараа нь бие нь хатаж, эцэст нь эдүүд нүүрсээр дүүрдэг. Хамгийн эхний хийх зүйл бол урсгалыг зогсоох, шаардлагатай бол анхны тусламж үзүүлэх, эмч нарыг дуудах явдал юм.

Статик хүчдэл нь байгальд тохиолддог боловч ихэнхдээ аянга цахилгаанаас бусад тохиолдолд хүмүүст аюул учруулдаггүй. Гэхдээ энэ нь электрон хэлхээ эсвэл эд ангиудад аюултай байж болно. Тиймээс микро схем ба хээрийн транзистортой ажиллахдаа газардуулсан бугуйвч ашигладаг.