Продолжение «писанины» про радио-технику от 31.12.2018 на 1.01.2019…
5. Электро-элементы
В Радио-технике практически всё построена на электричестве, и как производных от электричества электромагнитных, электромеханических, квантоэлектрических, и оптоэлектрических (свет), пьезоэлектрических, электролучевых, электротепловых, и т.п. с приставкой электро…
Материалы тоже часто имеют приставки радиотехнический.
Применяемые в радиотехнике!
Основные критерии и необходимые в пониманию параметры электротехнических материалов в радиотехнике.
- Самое наверное главное Электропроводность!
Материалы обычно делят на электро-поводящие и диэлектрики, не проводящие электричество! Однако вспомним Эйнштейна и его эпохальное заключение: «Всё относительно!!!» поэтому естественно есть материалы хорошо проводящие ток, Золото, серебро, медь, алюминий. Плохо, но проводящие, нихром, константан… Не проводящие, Отличный изолятор: Слюда, фарфор, фторопласт, стеклотекстолит, бакелит, канифоль.
Параметры электропроводности приводятся в таблицах, и многие из них радиолюбители просто помнят… примерно конечно, не в цифрах, а вообще, как и здесь описываю.- Гигроскопичность. Способность материала впитывать жидкости.
Потом делается самостоятельное заключение о возможности применения материала, его пригодность.
Например, хороший радиотехнический прешпон (тип картона) из него раньше делали корпуса катушек для намотки трансформаторов, отличный изолятор в сухом и чистом виде, но гигроскопичен, и если его пропитать например электролитом, кислотой, щелочью, то свойства материала меняются кардинально и он становиться уже электро-поводящим, пусть не очень хорошо, как железо или медь, но уже провод в тканевой, изоляции, которая тоже гигроскопична, работать трансформатор не сможет, появятся коротко замкнутые витки, появиться нагрев и как следствие выход из строя с огнём и брызгами расплавленного метала… Чтобы этого не случилось в цепь положено ставить небольшой участок легкоплавкого, или просто тонкого проводника, который сам плавиться (плавкий предохранитель) или электромагнитный расцепитель, тоже ток больше определённого значения не пройдёт.
Чтобы расплавленный металл при разбрызгивании /этот процесс изменить не возможно по законам физики/ не нарушил дальнейшую работу устройства, небольшие предохранители помешают в стеклянный или керамический корпус, а более серьёзные плавкие вставки еще и наполняют песком… расплавленный метал разбрызгиваться не может, все застревает в песке. Песок меняют вместе со сгоревшей плавкой вставкой \должны менять, реально на 3-5 раз хватает, или можно просеять от металла\.- Магнитный свойства: Намагничиваемый, не магнитный и промежуточные значения магнитной проницаемости. (сердечники для передачи электро-магнитного потока)!
Магнитная индукция это свойство материала при прохождении Переменного тока в обмотке намагничиваться и размагничиваться, передавая через МАГНИТНЫЙ поток в сердечнике ток в другой проводник намотанный на этом же сердечнике (это трансформаторы НЧ для электропитания, НЧ для передачи и трансформации звуковых частот, ВЧ для трансформации и передачи ВЧ частот катушки индуктивности на радиочастотах и СВЧ частотах, или использование магнитного потока для притягивания магнитного материала такие свойства материалов используются в реле и магнитных пускателях и разъединителях. Электро-моторы, двигатели преобразующие электроэнергию в магнитный поток, который преобразуется в механическое движение, как частный случай вращение.
От свойств материала зависит величина возможного магнитного потока, и как аксиома чем Больше материала, тем больше его свойств… соответственно еще один важный параметр: Габаритная мощность! Один из простейших вариантов расчётов габаритной мощности для трансформаторов питания РЭА \радио электронной аппаратуры\ = площадь сечения сердечника в квадрате равна габаритной мощности в ваттах.
Примеры: 1см. Х 1см. = 1кв. см. 1 Х 1 = 1, => 1Ватт., 3см. Х 4см. = 12кв., 12 Х 12 = 144 => 144 Ватта примерно. Почему примерно, да потому, что надо учесть плотность материала сердечника, способ сборки трансформатора, конструкцию корпуса, плотность намотки катушек, диаметры провода обмоток, расчетное и реальное напряжения на обмотках, площадь окна для расположения обмоток, материал обмоток… это так для понимания… Кстати, габаритная мощность присутствует и для проводников: так в зависимости от электропроводности площадь сечения проводника зависит от тока и материала. Медь лучше всех, не считая серебра и золота конечно, алюминий дешевле меди, но нужен больший диаметр сечения провода для тех же токов, а значит и большая площадь окна для укладки проводов, и так одно тесно увязано с другим…- Теплопроводность и теплоёмкость.
Свойство материала - Возможность, передавать тепло из одной точки в другую. Так при нагревании оного края массивного предмета из меди, температура почти всего куска материала почти одинаковой температуры. Теплопроводность высокая, нагревая дерево, пенопласт, тепло не передается из одной точки в другую, теплопроводность низкая.
Не секрет, что при работе многих радиотехнических устройств выделяется тепло, как правило «не нужное», поэтому требуется охлаждение! Из материалов с высокой теплопроводностью изготавливают радиаторы, массивные детали имеющие площадку для крепления радио элемента и максимально большую площади поверхности соприкасающуюся с воздухом, радиатор, часто обдуваемый дополнительно вентилятором.
Самую большую площадь имеют игольчатые радиаторы, но чаще применяют пластинчатые и с обдувом. Материал изредка медь, совсем редко, военные используют железо, чаще всего Дюраль и другие белые лёгкие и дешевые, относительно, сплавы. Общий принцип, чем тяжелее на объем метал радиатора, тем лучше теплопроводность! Очень важный момент крепление радиоэлемента к радиатору, изоляция и плотность прилегания. Для уплотнения используют специальные наполнители, мази, пасты передающие тепло. Поверхности радиаторов шлифуют. Шлифовали, пока не было в избытке теплопроводных паст.- Простота в обработке.
- Гибкость и пластичность.
- Долговечность, устойчивость к коррозии, износу.
- Стоимость.
- Доступность.
- Вредность для человека.
Далее просто перечислю основные материалы для электро-техники, их применение и эксплуатационные параметры.
Основа это проводники = провода, кабель, шины.
Обозначения смотрим в справочниках: площадь сечения проводника, диаметр провода 1,5мм. 2, 2,5мм часто называют два с половиной квадрата… это существенно Разные измерения! Диаметр просто измеряют штангенциркулем, если его нет, наматываем 10 витков и измеряем простой линейкой, вычисляем диаметр одного проводника.
Сечение или площадь сечения это уже π/4 Х D X D = «квадраты».
Удобнее пользоваться таблицами:
Сечение жилы в кв. см. Диаметр жилы проводника. Допустимый ток. 1 1,12 14 1,5 1,38 15 2 1,59 19 2,5 1,78 21 4 2,26 27 6 2,76 34 10 3,57 50
Для меди, при одинаковых диаметрах проводников, токи выше чем в алюминиевом проводе примерно в два раза.
Состав и свойства изоляции. Температурные допуски, атмосферные допуски, стойкость к солнцу, ультрафиолет, допуски по напряжению пробоя, прочности, износостойкости, и т.п. Современные требования обязывают использовать двойную изоляцию. Или сразу такой провод или доп. трубы, шланги, защиты и т.п.
Кроме проводов используется много и других материалов.
Для шасси, несущей конструкции, применяют листы из металла, железа, алюминия и его сплавов, крайне редко из меди. Медь иногда применяют для теплоотвода, радиаторов. Конечно чаще применяют алюминий, дюраль и другие более дешевые сплавы.
Ответить с цитированием