Понятие об электрических схемах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Понятие об электрических схемах

2. Устройство зависимого включения электроприборов

2.1 Назначение и конструкция устройства

2.2 Выключенное состояние

2.3 Процесс включения

2.4 Процесс выключения

3. Описание радиоэлементов, использованных в приборе

3.1 Электрический предохранитель

3.2 Электрический ключ

3.3 Конденсатор

3.4 Резистор, варистор

3.5 Диод, светодиод, стабилитрон

3.6 Транзистор

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Данная курсовая работа посвящена общему понятию электрических схем, их классификациям, а также применении в широчайших спектрах современного индустриального производства. Кроме описания электрических схем рассматривается пример их использования в устройстве для зависимого включения электроприборов. Приводятся сведения о назначении устройства, его полное пояснение принципа работы, и перечень радиоэлементов, используемых в нем. К описанию радиоэлементов прилагаются их изображения, технические характеристики и краткая справка о назначении и общем применении в радиоэлектронике.

Особое внимание уделяется принципиальным электрическим схемам, которые определяют не только основные электрические параметры, но и все входящие в устройства элементы и электрические связи между ними. Для понимания и чтения принципиальных электрических схем необходимо тщательно ознакомиться с входящими в них элементами и комплектующими изделиями, точно знать область применения и принцип действия рассматриваемого устройства. Как правило, сведения о применяемых ЭРЭ указываются в справочниках и спецификации -- перечне этих элементов.

1. Понятие об электрических схемах

Электрическая схема -- это документ, содержащий в виде условных изображений или обозначений составные части изделия, действующие при помощи электрической энергии, и их взаимосвязи. Электрические схемы являются разновидностью схем изделия и обозначаются в шифре основной надписи буквой Э. В отличие от машиностроительных и строительных чертежей электрические схемы выполняют без соблюдения масштаба, а действительное пространственное расположение составных частей установки не учитывают или учитывают приближенно.

Современные электрические цепи в промышленности содержат много электрических машин, аппаратов и приборов. Эти цепи настолько сложны, что ни изготовить, ни наладить, ни эксплуатировать, ни ремонтировать электрооборудование невозможно, не имея соответствующих чертежей -- схем.

Не всегда для понимания принципа устройства и действия того или иного электротехнического изделия или какого-либо механизма необходимо изображать его точно в таком виде, какой оно имеет в действительности. Довольно часто достаточно ограничиться условными схематическими изображениями тех или иных устройств. Условные графические обозначения не выбирают по желанию и вкусу исполнителя или потребителя, они устанавливаются государственными общесоюзными стандартами. Это позволяет всем, кто сталкивается в процессе работы с такими условными изображениями, легко понимать их.

Составляя стандарты на условные графические обозначения, стремятся к тому, чтобы обозначения по возможности выражали наиболее характерные особенности изделия, были просты для запоминания, требовали минимального времени для вычерчивания, учитывали принятые международные обозначения. Например, генераторы, электродвигатели и другие электрические машины имеют вращающиеся цилиндрические части (якорь, ротор), поэтому в основу их условного обозначения положена окружность. Электрические машины постоянного тока характеризуются наличием щеток, скользящих по коллектору. Чтобы отразить это, в условные обозначения машин введены два незачерченных прямоугольника, касающихся окружности.

Безусловно, в тех случаях, когда нужно разъяснить не принцип действия какого-либо изделия, а дать представление о его устройстве, общем виде, условное графическое обозначение не заменит чертежа или рисунка.

Графические обозначения элементов устройства и соединяющие их линии располагают на схеме таким образом, чтобы обеспечить наилучшее представление о структуре изделия и взаимодействия его составных частей. ГОСТ 2.701--84 «Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению» устанавливает виды и типы схем изделий всех отраслей промышленности.

В соответствии с ГОСТ 2.702-2011 в зависимости от назначения. По видам схемы подразделяют на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные. Комбинированные схемы наиболее распространены в проектах автоматизации различных технологических процессов, когда в проектах вместе с различными электрическими двигателями, аппаратами, датчиками одновременно используются элементы пневмоавтоматики и гидравлики. Такие схемы называют комбинированные электропневматические, электропневмогидравлические или электрогидравлические.

По типам все электрические схемы делят в соответствии с ГОСТ 2.702-2011, в зависимости от назначения, на: функциональные, структурные, принципиальные, соединений и подключения (монтажные) и расположения. Существуют специальные типы схем, например схемы внешних электрических и трубных проводок, схемы прокладки кабелей. По ним выполняют монтаж и подключение проводок к электрооборудованию и средствам автоматизации.

Самый распространенный тип электрических схем - схемы электрические принципиальные (рис. 1). Они дают четкое понимание о работе установки, так как на таких схемах показывают все электрические цепи. На схемах электрических принципиальных условными обозначениями изображаются все электрические элементы, аппараты и устройства с учетом реальной последовательности их работы.

Рис 1.

Если это схема какого-либо станка, то отдельно показывается силовая часть схемы (электродвигатели и все аппараты, через которые они подключены) и схема управления. Все элементы на принципиальных схемах имеют буквенно-цифровые обозначения, которые выполняются согласно ГОСТ.

Схемы обычно дополняются различными диаграммами и таблицами переключения контактов, которые поясняют порядок срабатывания сложных элементов, например многопозиционных переключателей, временными диаграммами, показывающими последовательность срабатывания катушек реле.

На схеме может присутствовать спецификация с перечнем электрических аппаратов и других электротехнических устройств и элементов, входящих в схему, дополнительные поясняющие надписи. Прочитав принципиальную схему можно изучить и полностью разобраться, как работает электрооборудование установки или станка.

Схемы электрические принципиальные могут быть выполнены совмещенным или разнесенным способом. Совмещенным способом обычно выполняют относительно несложные принципиальные схемы. Схемы в которых несколько двигателей и развитая схема управления в большинстве случаев выполняют разнесенным способом.

Для чтения принципиальных схем необходимо знать алгоритм функционирования схемы, понимать принцип действия приборов, аппаратов и систем автоматизации, на базе которых построена принципиальная схема.

По электрической принципиальной схеме выполняется проверка правильности электрических соединений при монтаже и наладке электрооборудования. Такие схемы незаменимы в эксплуатации и поиске неисправностей при проведении ремонта. Поэтому принципиальная электрическая схема это главная палочка-выручалочка любого электрика. Благодаря ей любую неисправность можно обнаружить и устранить в очень короткое время.

Используя электрические принципиальные схемы, разрабатывают схемы соединений и подключения. По-другому такие схемы называют монтажные (Рис. 2). Такие схемы показывают реальное расположение электродвигателей, электрических аппаратов и других элементов автоматизации на станке, в шкафах и на пультах управления. Все элементы на монтажных схемах выполняются аналогично по тем же ГОСТ, как и на схемах принципиальных.



Рис 2.

Все провода на схеме соединения и подключения имеют свой уникальный номер, который после монтажа реальной схемы наносится на провод. На таких схемах провода, идущие в одном направлении часто объединяют в жгуты или пучки и показывают одной толстой линией. Все соединения проводов выполняются только на зажимах электрических аппаратов или с помощью специальных клеммников. Все соединения между частями отдельных шкафов и пультов управления выполняются тоже через клеммник, что значительно в дальнейшем облегчает обслуживания электрооборудования устройств.

Если на принципиальных схемах отдельные элементы одного и того же аппарата могут находится в разных частях схемы, например, катушка пускателя - в цепях управления, а контакты в силовых цепях, то на схеме соединений и подключения все элементы того же пускателя показываются рядом. При этом выводы аппарата на схеме нумеруются таким же образом, как на реальном аппарате.

Например, для пускателя выводы катушки нумеруются - А - B, силовые контакты - 1-2, 3-4, 5-6, блокировочные 13-14. Это значительно облегчает монтаж электрооборудования. Человеку, который этим занимается не приходится думать где разместить сам аппарат (это уже показано на схеме) и куда какой провод подключать. Так как наличие номера на блокировочном контакте "13-14" говорит о том, что это контакт является нормально разомкнутым. Если бы контакт был нормально-замкнутым, то номер был бы "11-12".

Существует несколько вариантов выполнения схем соединения и подключения. Один из самых популярных способов в последнее время - это адресный метод. В этом методе провода на схемах не показывают, а только обозначают номерами около выводов электрических аппаратов (Рис. 2). Хотя такую схему и проще выполнить при использовании компьютерных программ, она получается существенно сложнее и часто приводит к ошибкам при монтаже.

Рис 3.

Кроме электрических принципиальных и монтажных схем распространены структурные и функциональные схемы (Рис. 3). Они помогают разобраться с общим принципом действия какого-либо сложного оборудования или отдельных элементов. Структурные схемы от функциональных отличаются тем, что в схемах первого типа определяются и обозначаются основные функциональные части устройства, а на функциональных схемах объясняются процессы, которые в них протекают, т.е. разъясняется принцип работы устройства.

Например, такие схемы очень популярны при описании принципа работы сложных электронных устройств. В этом случае развернутая принципиальная схема может только запутать и испугать, особенно не опытных электриков, которые в большинстве своем очень бояться различной электроники. А так, разобравшись по структурной схеме из каких отдельных блоков состоит устройство, как эти блоки между собой взаимодействуют, поняв по функциональной схеме как работают конкретные блоки и элементы устройства и обратившись уже затем к проблемной части на принципиальной схеме, можно быстро решить любую возникшую проблему.

2. Устройство зависимого включения электроприборов

Итак, в предыдущем параграфе были разобраны основные виды электрических схем, их принципиальные отличия, области применения. Давайте проанализируем электрическую принципиальную схему на основе устройства зависимого включения электроприборов.

2.1 Назначение и конструкция устройства

Если необходимо при включении питания одного электронного устройства одновременно с ним включить какое-либо другое или даже несколько, то можно воспользоваться устройством которое автоматически подаст напряжение сети 220 В переменного тока на электророзетки, к которым подключены другие потребители энергии Например, желательно, чтобы при включении питания компьютера или вывода его из ждущего, спящего режима одновременно с ним подавалось питание на монитор, усилитель, модем, другую компьютерную периферию. Или например, чтобы при включении телевизора подавалось напряжение питания 220 В на DVD проигрыватель, мультимедийный плеер блок питания антенного усилителя, спутниковый ресивер. То, что при отключении «главного» аппарата вспомогательные устройства будут автоматически отключены, это не только сэкономит электроэнергию, но и уменьшит вероятность повреждения отключенных от сети устройств, например, во время грозы или аномально высоком повышении напряжения сети, а также увеличит эксплуатационный ресурс подключенных устройств и уменьшить вероятность возгорания оставленной без присмотра техники. Такие устройства называются устройствами зависимого включения электроприборов. Тем не менее, эти устройства лишь контролируют питание в сети и подают его, когда появляется ток в ведущем разъеме. Это значит, что такой прибор не способен самостоятельно включить выключенный с помощью приборной доски (панели) электроприбор.

На чертеже, приложенном к курсовой работе, показана принципиальная схема несложного устройства, которое предназначено для автоматического зависимого включения электроприборов. В качестве силового ключа для управления питанием ведомой нагрузки используется каскад на мощных п-канальных высоковольтных полевых транзисторах с малым сопротивлением открытого канала. Это устройство не создает помех по цепям питания, в отличие от конструкций в которых питание для ведомых нагрузок коммутируются тринисторными или симисторными ключами. Устройство может управлять нагрузками общей мощностью от долей ватта до 500 Вт. К нему в любом сочетании могут подключаться нагрузки как потребляющие ток в течение всего сетевого периода (лампы накаливания, электронагревательные приборы, электродвигатели), так и потребляющие максимум тока на пиках амплитуды сетевого напряжения (телевизоры, компьютеры, мониторы, осветительные приборы с тиристорными регуляторами мощности электролюминесцентные осветительные лампы и т. п.).

2.2 Выключенное состояние

Напряжение сети 220 В переменного тока поступает на устройство и подключенные нагрузки напрямую в цепь через входы XP1. Варистор RU1 защищает конструкцию и подключенные нагрузки от всплесков напряжения сети. Плавкий предохранитель F1 защищает устройства от перегрузки. На чертеже показано устройство более функциональное по сравнению с множеством приборов аналогичного назначения, в которых используется силовой ключ на полевых транзисторах. Здесь он заменён электромагнитными реле. Это позволило увеличить допустимую максимальную мощность подключаемых нагрузок в разы и отменило привязку в разности мощностей между ведомой нагрузкой и ведущей.

Например, ведущей может быть нагрузка с мощностью от 2 Вт, а ведомой до 2000 Вт или наоборот. Устройство сохраняет свою функциональность, в случае если нагрузки поменять местами. Также в этом устройстве, предусмотрена дополнительная функция -- задержка включения ведомой нагрузки после включения ведущей. Главным образом, это необходимо для того, чтобы при групповом включении нескольких аппаратов, предотвратить токовый удар на электропроводку и сеть питания 220 В. Ведущую нагрузку, например, телевизор или другое устройство с мощностью потребления 2-2000 Вт подключают к розетке XS2. Через 1-2 секунды подаётся напряжение питания на ведомые нагрузки, подключенные к розетке XS3.

2.3 Процесс включения

Как только ведущая нагрузка начнёт потреблять ток более 2-5 мА, электролитический конденсатор С6 зарядится до напряжения более 0,2В, n-p-n транзистор VT3 откроется, конденсатор С3 за 1-2 секунды разрядится через резистор R6 и открытый переход коллектор - эмиттер VT3. Когда напряжение затвор - исток полевого транзистора VT2 станет меньше 1…2.5 В, то VT2 закроется, а n-p-n транзистор VT3 откроется, мощные контакты обоих электромагнитных реле K1-SA1, K2-SA2 замкнутся, на ведомую нагрузку поступит напряжение питания. Свечение светодиода HL2 сигнализирует о работе подключенных к этому устройству аппаратов. Транзисторы VT1, VT2 включены по схеме триггера Шмитта, работают в ключевом режиме. (Триггеры Шмитта представляют собой логические схемы, переводящие аналоговый сигнал в цифровой и усиливающие затухающие слабые сигналы)

2.4 Процесс выключения

После отключении питания ведущей нагрузки, n-p-n транзистор VT3 закрывается, благодаря наличию диода DA4, конденсатор С3 быстро заряжается до рабочего напряжения стабилитрона DA5, полевой транзистор VT2 открывается, а n-p-n транзистор VT3 закрывается; контакты обоих реле размыкаются, розетка XS3 обесточивается. Параллельное включение контактов в каждом реле позволяет увеличить мощность подключаемой нагрузки, а применение двух реле позволяет включить их контактные группы последовательно, что увеличивает искровой промежуток и, соответственно, уменьшает их обгорание при отключении питания мощной нагрузки. Следует заметить, что отключение обоих проводов питания от ведомой нагрузки предотвращает случайное поражение электрическим током при неаккуратных манипуляциях с подключенными к розетке XS3 аппаратами. Стабилитрон DA3 ограничивает максимальное напряжение затвор-исток VT1 до 12…13 В. Диод DA2 гасит импульсы самоиндукции обмоток реле. Резистор R2 предотвращает повреждение мощного полевого транзистора VT1 при возможном пробое диода DA2. Варистор RU1 гасит всплески напряжения питания в сети переменного тока 220 В. Резистор R7 уменьшает броски тока через светодиод HL2 при замыкании контактов реле. Резистор R9 предназначен для того, чтобы иметь возможность отключить питание ведомой нагрузки в случае, если ведущая нагрузка не отключается от сети полностью, а переходит в дежурный режим, потребляя от сети небольшой ток. Например, компьютеру было поручено многочасовое задание, по завершению которого он должен будет не только выключиться сам, но и отключить питание всем подключенным к нему устройствам. Желательно перевести эти устройства не в дежурный или ждущий режим, а отключить от сети полностью, то с этим справится рассмотренное устройство. Подбором сопротивления резистора R9 устанавливают требуемый порог чувствительности, чем меньше сопротивление этого резистора, тем при большем токе в цепи ведущей нагрузки будут замыкаться контакты реле. При малых значениях сопротивления этого резистора, на место R9 устанавливают резистор большей мощности.

электроприбор радиоэлемент конденсатор предохранитель

3. Описание радиоэлементов, использованных в приборе

Описание радиоэлементов, использованных в приборе показано в таблице 1

Таблица 1.

Позиционные обозначения	Наименование элементов схемы	Кол-во
1	FU1	Предохранитель	1
2, 12, 35	SA1, SA2, SA3	Выключатель однополюсный MT 1	3
3	RU1	Варистор FNR-14K471	1
4, 34	C1, C4	Конденсаторы К50-35-400В-20мкФ	2
5	R1	Резистор Р1-7-300Ом	1
6, 11	DA1, DA2	Диоды 1N4007	2
7	R2	Резистор Р1-7-330Ом	1
8, 9	K1, K2	Электромагнитные реле РПУ-0-УХЛ4	2
10	R3	Резистор МЛТ-0,125-51Ом	1
13,16	R4, R5	Резистор МЛТ-1-330кОм	2
14	HL1	Светодиод NSPG500A зеленый	1
15	VT1	Транзистор BUZ90A	1
17	DA3	Стабилитрон TZMC-12	1
18	R6	Резистор МЛТ-1-18кОм	1
19	VT2	Транзистор КП501А	1
20	DA4	Диод 1N4148	1
21, 22	C2, C3	Конденсаторы К73-17-400В-0,15мкФ	2
23	VT3	Транзистор МП37Б	1
24	R7	Резистор МЛТ-0,125-430Ом	1
25, 29	DA6, DA7	Диоды Д242А	2
26, 28	R8, R9	Резистор МЛТ-1-49Ом	2
27	DA5	Стабилитрон TZMC-10	1
30	HL2	Светодиод L93EYW красно-желтый	1
31, 32	R10, R11	Резистор МЛТ-0,125-1,5кОм	2
33	DA8	Диод ГД507А	1
Вход	XP1	Разъем штыревой 3-контактный МРН-3Ш	1
Выход	XS2,XS3	Разъем штыревой 5-контактный МРН-5Ш	2

Рассмотрим подробнее каждый радиоэлемент для полного представления устройства и работы электрических схем

3.1 Электрический предохранитель

Электрический предохранитель (Рис. 4) -- электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании высокой силы тока.

Делятся на: одноразовые (плавкие) и автоматические.

Рис 4.

3.2 Электрический ключ

Ключ (переключатель, выключатель)-- электрический коммутационный аппарат, служащий для замыкания и размыкания электрической цепи. Выключателем может называться коммутационный аппарат, не имеющий собственного названия, имеющий как минимум два фиксированных положения своих контактов (включено/отключено) и способный изменить это положение под действием внешних сил, на другое положение контактов (включено/отключено) на сколь угодно малое или большое значение времени.

Делятся на:

- механические

- электромагнитные

- электронные

В схеме устройства зависимого включения применяются три однополюсных тумблера МТ 1 (рис.5), два из которых подсоединены к электромагнитному реле РПУ-0-УХЛ4.

Рис 5.

3.3 Конденсатор

Конденсатор -- устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).



Рис 6.

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

По виду диэлектрика различают:

- конденсаторы вакуумные (между обкладками находится вакуум).

- конденсаторы с газообразным диэлектриком

- конденсаторы с жидким диэлектриком

- конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком

- конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком

- электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы

- твердотельные конденсаторы

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

- постоянные конденсаторы

- переменные конденсаторы

- построечные конденсаторы

В схеме применяются два вида конденсаторов (Рис. 6): поляризованные К50-35-400В-20мкФ и постоянной емкости К73-17-400В-0.15мкФ. Префикс К50-35 и К73-17 означают модели конденсатор 400В-20мкФ и 400в-0.15мкФ означают номинальное напряжение и емкость конденсатора соответственно. Температурный диапазон конденсаторов составляет -40…105 градусов Цельсия.

3.4 Резистор, варистор

Резистор структурный элемент электрической цепи, основное функциональное назначение которого оказывать известное (номинальное) сопротивление электрическому току с целью регулирования тока и напряжения. Серийно выпускаются промышленностью. В радиоэлектронных устройствах резисторы нередко составляют более половины (до 80%) всех деталей. Некоторые резисторы применяют для измерения температуры, а также в качестве электрических нагревательных элементов ( Рис.7.). Резисторы являются элементами электронной аппаратуры и могут применяться как дискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем.

Рис 7.

В схеме используется 10 резисторов, перечислять их было бы нецелесообразно, поэтому, для понимания их характеристик разберем номенклатуру. Первые буквы и цифры, к примеру, Р1-7-300Ом, означают серийную модель, следующая цифра, Р1-7-300Ом, означает номинальную мощность в Ваттах, последние цифры означают сопротивление резистора.

Варистор -- полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода. В русскоязычной литературе часто применяется термин разрядник для обозначения варистора или устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) на основе варистора.

Рис 8.

Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях -- для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) и др.

В цепи применяется варистор FNR-14K471 (Рис. 8). Его классификационное напряжение 470 В, напряжение срабатывания на постоянном токе 385 В, напряжение срабатывания среднеквадратичное 300 В, рабочая температура -40…85 градусов Цельсия.

3.5 Диод, светодиод, стабилитрон

Диод-- электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока. Электрод диода, подключаемый к положительному полюсу источника тока, когда диод открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют анодом, подключаемый к отрицательному полюсу -- катодом.

Рис 9.

Диоды делятся на множество типов, начиная от ламповых и полупроводниковых диодов, и заканчивая стабилитронами, варикапами туннельными диодами и т.д.

Наиболее часто применяются в:

- диодных выпрямителях

- диодных детекторах

- диодной защите

- диодных переключателях

- диодной искрозащите

Этим не исчерпывается применение диодов в электронике, однако другие схемы, как правило, весьма узкоспециальны.

В схеме применяются 4 вида диодов (рис 9.):

Диод 1N4007, его хар-ки: максимальное обратное напряжение 1000В, максимальное прямое напряжение 1.1В, максимальный прямой ток 1А, максимальный обратный ток 5мкА, рабочая температура -65…150 градусов Цельсия.

Диод 1N4148, его хар-ки: максимальное обратное напряжение 100В, максимальное прямое напряжение 1В, максимальный прямой ток 0.15А, максимальный обратный ток 5мкА, рабочая температура -65…150 градусов Цельсия.

Диод Д242А, его хар-ки: максимальное обратное напряжение 100В, максимальное прямое напряжение 1В, максимальный прямой 10А, Максимальный обратный ток 3000мкА, рабочая температура -60...125 градусов Цельсия.

Диод ГД507А, его хар-ки: максимальное обратное напряжение 20В, максимальное прямое напряжение 0.5В, максимальный прямой 16А, Максимальный обратный ток 5А, рабочая температура не указана.

Светодиод или светоизлучающий диод -- полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

В цепи применяются светодиоды: L93EYW - красно-желтый, NSPG500A - зеленый.

Рис 10.

Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера -- Стабилитрон - это специальный полупроводниковый диод, при работе которого используется обратная ветвь вольтамперной характеристики в режиме электрического пробоя. При значительных изменениях силы обратного тока через диод напряжение на нем практически не изменяется (стабильно). Если параллельно стабилитрону подключить нагрузку, то напряжение на ней тоже не будет изменяться. Стабилитроны изготавливаются из кремния и называются иногда опорными диодами. У них до наступления пробоя обратный ток очень мал, а в режиме пробоя сравним с прямым током

Основная область применения стабилитрона -- стабилизация постоянного напряжения источников питания. В простейшей схеме линейного параметрического стабилизатора стабилитрон выступает одновременно и источником опорного напряжения, и силовым регулирующим элементом. В более сложных схемах стабилитрону отводится только функция источника опорного напряжения, а регулирующим элементом служит внешний силовой транзистор.

В схеме используются два вида стабилитронов (Рис. 10) с заданными характеристиками:

TZMC10 - напряжение стабилитрона 10 В, диапазон напряжения стабилитрона 9.4...10.6В.

TZMC12 - напряжение стабилитрона 12 В, диапазон напряжения стабилитрона 11.4...12.7В.

3.6 Транзистор

Транзистор полупроводниковый триод -- радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналом управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерации и преобразования электрических сигналов. В общем случае транзистором называют любое устройство, которое имитирует главное свойство транзистора - изменения сигнала между двумя различными состояниями при изменении сигнала на управляющем электроде.

Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа и внутренней структуры. В биполярном транзисторе носители заряда движутся от эмиттера через тонкую базу к коллектору. База отделена от эмиттера и коллектора p-n переходами. Ток протекает через транзистор лишь тогда, когда носители заряда инжектируются из эмиттера в базу через p-n переход. В базе они являются неосновными носителями заряда и легко проникают через другой pn переход между базой и коллектором, ускоряясь при этом. В самой базе носители заряда движутся за счет диффузионного механизма, поэтому база должна быть достаточно тонкой. Управления током между эмиттером и коллектором осуществляется изменением напряжения между базой и эмиттером, от которой зависят условия инжекции носителей заряда в базу.

В полевом транзисторе ток протекает от истока до стока через канал под затвором. Канал существует в легированном полупроводнике в промежутке между затвором и нелегированной подложкой, в которой нет носителей заряда, и она не может проводить ток. Преимущественно под затвором существует область обеднения, в которой тоже нет носителей заряда благодаря образованию между легированным полупроводником и металлическим затвором контакта Шоттки. Таким образом ширина канала ограничена пространством между подложкой и областью обеднения. Приложенное к затвору напряжение увеличивает или уменьшает ширину области обеднения и, тем самым, ширину канала, контролируя ток.

Транзистор применяется в:

- усилительных схемах.

- генераторах сигналов.

- электронных ключах.

В схеме транзисторы являются одними из самых важных элементов, поскольку именно они контролируют переключение ЭМ реле при включении ведущей нагрузки. Среди них 2 полевых транзистора: BUZ90A и КП501А и биполярный транзистор МП37Б (Рис. 11.).

Рис 11.

Заключение

В ходе данной курсовой работы было рассмотрено понятие электрических схем, проанализированы их основные виды, разобрано действие электронных элементов на примере устройства зависимого электровключения и приведен перечень необходимых радиоэлементов для данной схемы. Несомненно, польза радиоэлектронной аппаратуры неоценима, учитывая глобальное использование ее в промышленности, со времен автоматизации начала прошлого века. Именно благодаря автоматическим системам на электронике, труд человека стал более производительным и сдвинулся от физической к интеллектуальной форме. Тем не менее, век радиоэлектронных аппаратов подходит к концу и их вытесняют все более сложные элементы наноэлектроники. Конечно, основная база старых радиоэлементов останется, однако в будущем комплексные вычислительные машины, устройства автоматизации и контроля перейдут на наноэлектронные схемы и системы квантового вычисления, в которых используются алгоритмы и правила, отличные от привычных макроэлектронных.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 2.723-68. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Катушки индуктивности, дроссели трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители

2. ГОСТ 2.755-87. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения.

3. Единая система конструкторской документации: ГОСТ 2.301-68 - ГОСТ 2.303-68 - ГОСТ 2.321-84: сб. - офиц. Изд. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 158 с.:ил

4. ГОСТ 2.701-84. ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.

5. ГОСТ 2.702-75. ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.

6. ГОСТ 2.710-81. ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.

7. ГОСТ 2.721-74. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.

8. ГОСТ 2.759-82. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Микросхемы.

9. Усатенко, С.Т. Выполнение электрических схем по ЕСКД: справочник/ С.Т. Усатенко, Т.К. Каченюк, М.В. Терехова. - М.: Издательство Стандартов, 1989. -325 с.: ил.

10. Чекмарев, А.А. Инженерная графика: учебник для немаш. спец. вузов/ А.А. Чекмарев. - 7-е изд., стер. - М.: Высш. Шк., 2006. - 365 с.:ил.

11. А. К. Криштафович, В. В. Трифонюк. Основы промышленной электроники. -- 2-е изд. -- М.: "Высшая школа", 1985. -- 287 с.: ил.

12. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. -- М.: Мир, 1982

13. Гейтс Э. Д. Введение в электронику -- 1998

14. А.Л. Бутов научно-популярный журнал «Радiоаматор» №8 (132) - М.: «Радiоаматор», 2004

15. Аксенов А. И., Нефедов А. В. Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Конденсаторы. Резисторы: Справочник. -- М.: Радио и связь, 1995. -- 272 с.: ил.

16. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. -- М.: Мир, 1982

Размещено на Allbest.ru

...