Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности - В. Дригалкин 5 стр.

Первый секрет — правильное применение припоя и флюса.

Припой — легкоплавкий металлический сплав, которым спаивают провода и выводы деталей. Лучший припой — чистое олово. Однако оно дорогое и используется в исключительных случаях. Во время радиомонтажа чаще применяют оловянно-свинцовые припои. По прочности спаивания они не уступают чистому олову. Плавятся такие припои при температуре 180–200 °C. Обозначали их в бывшем Союзе тремя буквами — ПОС (припой оловянно-свинцовый), за которыми идет двузначное число, показывающее содержимое олова в процентах, например ПОС-40, ПОС-60. Для наших целей лучшее брать припой ПОС-60. А вообще подойдет любой «модный» припой, который продается намотанным на пластмассовые катушки и т. п.

Флюс — это противоокисляющие вещества. Их применяют для того, чтобы подготовленные к паянию места деталей или проводников не окислялись во время паяния. Без флюса припой может не прикрепиться к поверхности металла.

Флюсы бывают разные. Например, для ремонта металлической посуды пользуются «паяльной кислотой» — раствором цинка в соляной кислоте. Паять радиоконструкции с таким флюсом нельзя — со временем он разрушает пайку. Для радиомонтажа надо применять флюсы, в которых нет кислоты, например, канифоль. В магазинах вы, наверное, встречали смычковую канифоль, которой музыканты натирают смычки своих инструментов, — ее также можно использовать для паяния.

Чтобы паять в труднодоступных местах, желательно запастись редким флюсом. Для его приготовления канифоль измельчают в порошок и добавляют борный спирт (лучший вариант) или глицерин. Помешивая раствор палочкой, подсыпают канифоль до образования густой кашеобразной жидкости. Такой флюс наносят на места пайки тонкой палочкой или кисточкой.

Второй секрет — чистота жала паяльника и его нагревание. Если жало грязное, им тяжело работать, — припой будет плавиться, но к поверхности жала не пристанет. Жало обязательно надо зачистить и залудить — покрыть тонким пластом припоя. Делается это так: разогрейте паяльник и зачистите его жало напильником или наждачной бумагой, погрузите жало в канифоль, а потом троньте им кусочек припоя. Затем в пласте расплавленного припоя поводите жало по деревянной палочке (или по подставке) так, чтобы вся его поверхность покрылась пластом припоя. С течением времени жало будет покрываться окислительным налетом темного цвета, который может помешать паянию. Тогда его нужно снова залудить.

Третий секрет — чистота поверхностей, которые спаиваются. Места проводников и деталей, предназначенных для паяния, должны быть зачищены до блеска. Хорошо зачищенный проводник кладут на кусок канифоли и хорошо прогревают паяльником. Канифоль быстро расплавится, а припой, который есть на паяльнике, растечется по проводнику. Вращая проводник и медленно двигая по нему жало паяльника, добиваются равномерного распределения припоя по поверхности проводника. Только не переусердствуйте, многие детали нельзя сильно нагревать.

Четвертый секрет — правильное соединение проводов и хорошее прогревание места спаивания деталей. Если вы паяете транзистор, придерживайте пинцетом его выводы во избежание их перегрева. Если нужно спаять концы двух залуженных проводников, плотно сдавите их друг с другом и до места их соприкосновения дотроньтесь паяльником с каплей припоя на конце жала. Как только поверхность прогреется, припой растечется и заполнит промежутки между проводниками. Плавным движением паяльника распределите припой равномерно по всему месту спаивания. Продолжительность паяния не должна превышать 5 секунд. Припой быстро твердеет и крепко соединяет детали. Однако не стоит сдвигать с места спаянные проводники еще в течение 10 секунд.

Во время монтажа нужно учитывать, что, налаживая конструкции, приходится перепаивать проводники или заменять детали. Например, концы деталей, которые соединяются с общим проводником в соответствии со схемой, следует припаивать не в одной точке, а на некотором расстоянии один от другого. Не рекомендуется закручивать концы деталей вокруг проводника.

Помните, что во время паяния выделяются вредные для здоровья пары олова и свинца. Ни в коем случае нельзя наклоняться над местом паяния и вдыхать испарения. Летом старайтесь паять возле открытого окна, зимой чаще проветривайте помещение во время работы. Закончив паяние, обязательно вымойте руки теплой водой с мылом.

Радиолюбителям, занимающимся конструированием различных электронных устройств, постоянно приходится иметь дело с электрическим током. Любая неосторожность в процессе изготовления, наладки и эксплуатации устройств может привести к печальным последствиям, поэтому необходимо тщательно выполнять несложные правила техники безопасности.

Безопасным для человека считается напряжение, не превышающее 36 В. Разумеется, речь идет о нормальных условиях — сухое помещение, чистая и сухая кожа. Поскольку при питании устройств от гальванических элементов и батарей напряжение ниже, следует соблюдать безопасность при работе с устройствами, имеющими сетевое питание. Значение тока, протекающего через тело человека, зависит от сопротивления конкретного человека. У всех людей оно разное. Необходимо помнить, что сопротивление снижается, когда руки или одежда влажные. Не следует начинать работу, если вы больны или устали, — реакция снижена, увеличивается вероятность несчастного случая.

При попадании человека под напряжение электрический ток обычно протекает от одной руки к другой, а также от руки к ноге. Поэтому не следует двумя руками одновременно прикасаться к элементам устройства, а также держаться рукой за трубу отопления или водопровода. Под ноги желательно подкладывать резиновый коврик, являющийся изолятором.

Жало паяльника следует заземлять — это обеспечит безопасность работы при нарушении изоляции паяльника и появлении на корпусе фазного напряжения (в этом случае сработают предохранители, и сеть будет обесточена).

Предохранители электросети (плавкие вставки или электромеханические «пробки») должны быть исправными. Замену элементов налаживаемой конструкции следует производить только в обесточенном состоянии. Если в устройстве имеются высоковольтные конденсаторы, их необходимо разрядить (вообще при проектировании устройства надо предусматривать разрядку таких конденсаторов после отключения напряжения питания). Для разрядки достаточно замкнуть контакты конденсатора, при этом возникнет искра. Если необходимо измерить напряжение на элементах, то один щуп вольтметра следует подключить к требуемой точке при обесточенном устройстве (например, с помощью лабораторного зажима типа «крокодил»). После включения устройства в сеть вторым щупом прикасаются к выводу элемента. При этом не следует пользоваться щупом, имеющим неизолированную часть (спицу) значительной длины — в этом случае можно надеть отрезок изоляционной трубки, оставив неизолированный конец длиной 2–3 мм.

Измерение лучше выполнять одной рукой. Некоторые радиолюбители проверяют наличие напряжения на зажимах с помощью языка. Так делать ни в коем случае нельзя, даже если известно, что напряжение не превышает 5–7 В. Говорят, что незаряженное ружье один раз в год стреляет — на этих зажимах может оказаться значительное напряжение.

В последнее время радиолюбители собирают приборы, используя транзисторы и микросхемы, питание которых осуществляется безопасным напряжением. Как правило, такие устройства питаются от сети через понижающий трансформатор. В этом случае опасное напряжение имеется на выводах первичной обмотки трансформатора, выключателя питания и патроне предохранителя (применение их обязательно). Монтаж этой части прибора, связанной с сетью, следует выполнять особенно тщательно, все соединения нужно изолировать поливинилхлоридной трубкой, лакотканью или изоляционной лентой. Если устройство не содержит трансформатор, то все элементы имеют гальваническую связь с сетью. При настройке и эксплуатации такого устройства следует соблюдать особую осторожность. В процессе его налаживания желательно питать его через разделительный трансформатор, у которого первичная и вторичная обмотки рассчитаны на напряжение сети. Плату и элементы устройства необходимо тщательно изолировать от корпуса, а сам корпус лучше выполнять из непроводящего материала. Изнутри его желательно выложить асбестовыми пластинами.

Ручки переменных резисторов, колпачки переключателей, другие элементы управления следует выполнять из изоляционного материала. Прежде чем включать прибор в сеть, подключите омметр к выводам сетевой вилки и убедитесь в отсутствии короткого замыкания.

При работе начинающего радиолюбителя с электронными устройствами желательно, чтобы в этом помещении находился второй человек, который в случае необходимости может отключить напряжение и оказать помощь.

Таковы основные правила техники безопасности при работе с электроустановками. Их необходимо соблюдать каждому радиолюбителю.

В зависимости от условий, при которых человек подвергается действию электрического тока, последствия могут быть различны. Но наиболее опасно влияние на нервную систему. Как известно, работа сердца регулируется нервными импульсами, исходящими от нервной системы, под действием которых происходит его сокращение в определенном ритме. Дыхание также управляется нервной системой. Действие электрического тока нарушает нормальное функционирование нервной системы, что может привести к беспорядочному сокращению мышц сердца, называемому фибрилляцией. Это равносильно его остановке и грозит летальным исходом.

Воздействие тока выражается в виде электрического удара и шока. Электрический удар в зависимости от последствий можно условно разделить на пять степеней:

• едва ощутимое сокращение мышц;

• судорожное сокращение мышц с сильными болями без потери сознания, при этом могут быть механические травмы под действием сокращения мышц;

• судорожное сокращение мышц с потерей сознания;

• потеря сознания с нарушением работы сердца и дыхания;

• клиническая смерть.

При оказании своевременной помощи человека можно спасти! Шок от удара электричеством имеет две фазы: возбуждения и торможения. Фаза возбуждения характеризуется сохранением активности и работоспособности, но потом она переходит в фазу торможения. Она характеризуется понижением давления, учащением пульса, ослаблением дыхания, возникает угнетенное состояние, потом клиническая смерть, которая без оказания помощи может перейти в биологическую.

Возможны и другие воздействия тока на человека. Тепловое воздействие характеризуется различными ожогами, химическое сопровождается электролизом крови и других веществ в организме, нарушением их химического состава и функций в организме. Механическое воздействие приводит к различным травмам частей тела под действием непроизвольного сокращения мышц. Основное значение имеет величина проходящего через тело человека тока, но важен и род тока, его частота, путь через тело, продолжительность воздействия тока и индивидуальные особенности пострадавшего.

Различные величины тока частотой 50 Гц действуют следующим образом:

• 5-10 мА — боль в мышцах, их судорожное сокращение, руки с трудом можно оторвать от электродов;

• 10–20 мА — боли, руки невозможно оторвать от электродов;

• 25–50 мА — боль в руках и груди, дыхание затруднено, возможен паралич дыхания и потеря сознания;

• 50–80 мА — при длительном действии возможна клиническая смерть;

• 100 мА и более — при длительности более трех секунд возможна клиническая смерть.

Будьте внимательны и осторожны!

Каждый из нас неоднократно наблюдал грозу, видел молнии и слышал гром. И, конечно, хотел узнать, что это такое. Изучением этого явления природы занимались многие ученые, в частности Б. Франклин, М. В. Ломоносов, Г. В. Рихман. В 1753 году, исследуя атмосферное электричество, Г. В. Рихман погиб от удара молнии.

Как же образуются грозовые облака? При нагревании атмосферы теплые воздушные массы поднимаются, а холодные опускаются. В результате соприкосновения различные воздушные потоки и облака электризуются. При этом одна часть облака электризуется положительно, а другая — отрицательно (рис. 3.1).

Глава 4

Закон Ома

Предполагалось, что книга не будет содержать формул, и в принципе можно было бы для начала обойтись без них, но в электронике абсолютно все связано с законами физики, которые выражаются, как правило, формулами. И совершенно не последнюю роль играет закон Ома.

Закон Ома — это физический закон, определяющий соотношение между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Гeopra Ома. Суть закона проста: порождаемый напряжением ток обратно пропорционален сопротивлению, которое ему приходится преодолевать, и прямо пропорционален порождающему напряжению. Именно такое определение вы бы прочитали в учебнике по физике. Я же попробую объяснить это на примере с водопроводной трубой.

Припоминаете, что такая же аналогия использовалась, когда мы говорили о токе?

Представьте себе, что вода — некое подобие электрического тока, образуемого направленным движением электронов в проводнике, а напряжение — аналог давления (напора) воды. Сопротивление — это та сила противодействия среды их движению, которую приходится преодолевать электронам (воде), в результате выделяется теплота. Именно такая модель представлялась Георгу Ому в 1820-е годы, когда он занялся исследованием природы происходящего в электрических цепях. Чем выше давление воды в трубе, тем относительно большая доля энергии расходуется на преодоление сопротивления, поскольку в трубах усиливается турбулентность потока.

Из этого исходил Ом, приступая к опытам по измерению зависимости силы тока от напряжения. Очень скоро выяснилось, что ничего подобного в электрических проводниках не происходит: сопротивление вещества электрическому току вовсе не зависит от приложенного напряжения. В этом, по сути, и заключается закон Ома, который (для отдельного участка цепи) записывается очень просто: