2020-09-24
339
Курилин, С. Л.
| К93 | Электромонтажная практика: учеб.-метод. пособие / С. Л. Курилин; М-во трансп. и коммуникаций Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель: БелГУТ, 2019. – 122 с. – Цифровое электр. изд. – Загл. с тит. экрана. – Электр. текст. дан. – 2,5 Мб. – Систем. треб.: Adobe Reader. ISBN 978-985-554-850-9 Приведены основные теоретические сведения, необходимые для проведения практических занятий по электромонтажной практике. Предназначено для студентов электротехнического факультета специальности 1-37 02 04 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте». |
| УДК 621.3.01 (075.8) |
Редактор А. А. Павлюченкова. Технический редактор В. Н. Кучерова.
Корректор Т. А. Пугач
Подписано в печать 31.12.2019 г. Формат 60´84 1/16. Гарнитура Таймс.
Уч.-изд. л. 5,86. Зак. № 4853.
Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский государственный университет транспорта.
Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий
№ 1/361 от 13.06.2014, № 2/104 от 01.04.2014, № 3/1583 от 14.11.2017.
Ул. Кирова, 34, 246653, г. Гомель
© Курилин С. Л., 2019 |
Оглавление
Введение. 4
1 Опасное действие электрического тока. Первая помощь пострадавшему. 5
2 Резисторы и проводниковые детали электронных устройств. 10
3 Полупроводниковые детали электронных устройств. 12
4 Основы техники высоких напряжений. Пробой изоляции. 15
5 Конденсаторы.. 17
6 Индуктивные детали электронных устройств. 19
7 Электротехнические материалы.. 21
8 Электропроводки. 24
9 Соединение жил проводов и кабелей скруткой. 33
10 Пайка проводов к выводам штепсельных разъёмов. 36
11 Пайка печатных плат. 39
12 Блок питания компьютера. 45
13 Аппаратная часть компьютера. 48
14 Основные электроизмерительные приборы.. 56
15 Передача энергии постоянным током.. 61
16 Переменный электрический ток. Трёхфазная система. 65
17 Счётчики электроэнергии. 71
18 Монтаж кабельных муфт. 73
19 Маркировка обмоток трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 77
20 Подключение асинхронного двигателя. 82
21 Коллекторные электродвигатели. 89
22 Комбинированные электроизмерительные приборы. Мегаомметр. Токоизмерительные клещи 93
23 Устройство и применение электронного осциллографа. 96
24 Однофазные выпрямители. 109
25 Трёхфазные выпрямители. 114
26 Электронная лаборатория. 117
Требования к содержанию и оформлению зачётной работы.. 120
Список литературы.. 121
Приложение А.. 122
Введение
В системе подготовки студентов специальности 1-37 02 04 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» электромонтажная практика является начальной. В процессе её прохождения студенты знакомятся с электрооборудованием и электронной аппаратурой и учатся собирать электрические схемы.
Целью практики является апробация знаний, полученных в лекционном курсе «Электротехнические материалы и технология электромонтажных работ» и подготовка к изучению электротехнических дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности.
Задачей практики является усвоение студентами специальных знаний, умений и навыков.
Программа практики рассчитана на 144 часа.
Занятия по электромонтажной практике проходят в течение 1-го и 2-го семестров в электромонтажных мастерских и лабораториях кафедры электротехники, а также в слесарных, механических и сварочных мастерских кафедры материаловедения и технологии материалов. Длительность каждого занятия – 4 академических часа, они проходят раз в неделю по дополнительному расписанию.
Таблица 1 – Распределение практики по семестрам и видам занятий
В часах
| Семестр | Кафедра М и ТМ | Кафедра электротехники | Итого | ||
| Практические занятия | Практические занятия | Зачётная работа | Зачёт | ||
| 1 | 12 | 52 | – | – | 64 |
| 2 | 12 | 52 | 10 | 6 | 80 |
| Всего | 24 | 104 | 10 | 6 | 144 |
В пособии приводятся основные теоретические сведения, необходимые для прохождения практических занятий.
Заканчивается практика выполнением зачётной работы и сдачей в июле зачёта (дифференцированного, на оценку). Эта оценка идёт в результаты 3-го семестра.
1 Опасное действие электрического тока.
Первая помощь пострадавшему
При эксплуатации и ремонте электрического оборудования и сетей человек может оказаться в сфере действия электрического поля или непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводками электрического тока. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций. Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что, во-первых, ток не имеет внешних признаков и, как правило, человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность; во вторых, воздействие тока на человека в большинстве случаев приводит к серьёзным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения; в третьих, переменный ток способен вызвать интенсивные судороги мышц, приводящие к неотпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока; в четвёртых, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию отдёргивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения.
Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действие. Биологическое действие заключается в способности электрического тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое – в способности вызывать ожоги тела, механическое – приводить к разрыву тканей, а химическое – к электролизу крови.
Воздействие электрического тока на организм человека может явиться причиной электротравмы – травмы, вызванной воздействием электрического тока или электрической дуги. Условно электротравмы делят на местные и общие. При местных электротравмах возникает местное повреждение организма, выражающиеся в появлении электрических ожогов, электрических знаков, в металлизации кожи, механических повреждениях и электроофтальмии (воспаление наружных оболочек глаз).
Общие электротравмы, или электрические удары, приводят к поражению всего организма, выражающемуся в нарушении или полном прекращении деятельности наиболее жизненно важных органов и систем: лёгких (дыхания), сердца (кровообращения).
Характер воздействия электрического тока на человека и тяжесть поражения пострадавшего зависит от многих факторов. Оценивать опасность воздействия электрического тока на человека можно по ответным реакциям организма. С увеличением тока четко проявляются три качественно отличные ответные реакции. Это прежде всего ощущение, более судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного тока и болевой эффект постоянного) и, наконец, фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию, подразделяют на ощутимые, неотпускающие и фибрилляционные.
К факторам, влияющим на исход поражения электрическим током, относят величину тока, величину напряжения, время действия, род и частоту тока, путь замыкания, сопротивление человека, окружающую среду.
Величина тока. По величине токи подразделяются на неощущаемые (0,6–1,6 мА), ощущаемые (3 мА), отпускающие (6 мА), неотпускающие (10–15 мА), удушающие (25–50 мА), фибрилляционные (100–200 мА), тепловые воздействия (5 А и выше).
Величина напряжения и время действия (по ГОСТ 12.1.038−82 ССБТ «Предельно допустимые величины напряжений и токов. Электробезопасность»). Факторы величины напряжения и время воздействия электрического тока приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Допустимые величины напряжений и токов
| Время действия, с | Длительно | До 30 | 1 | 0,5 | 0,2 | 0,1 |
| Величина тока, мА | 1 | 6 | 50 | 100 | 250 | 500 |
| Величина напряжения, В В | 6 | 36 | 50 | 100 | 250 | 500 |
При кратковременном воздействии (0,1–0,5 с) ток порядка 100 мА не вызывает фибрилляции сердца. Если увеличить длительность воздействия до 1 с, то этот же ток может привести к смертельному исходу. С уменьшением длительности воздействия значение допустимых для человека токов существенно увеличивается. При изменении времени воздействия от 1 до 0,1 с допустимый ток возрастает в 10 раз.
Род и частота тока. Постоянный и переменный токи оказывают различные воздействия на организм, главным образом, при напряжениях до 500 В. При таких напряжениях степень поражения постоянным током меньше, чем переменным той же величины. Считают, что напряжение 120 В постоянного тока при одинаковых условиях эквивалентно по опасности напряжению 40 В переменного тока промышленной частоты. При напряжении 500 В и выше различий в воздействии постоянного и переменного токов практически не наблюдаются. Исследования показали, что самыми неблагоприятными для человека являются токи промышленной частоты (50 Гц). При увеличении частоты (более 50 Гц) значение неотпускающего тока возрастает. С уменьшением частоты (от 50 Гц до 0) значение неотпускающего тока тоже возрастает и при частоте, равной нулю (постоянный ток – болевой эффект), оно становится больше примерно в три раза. Значения фибрилляционного тока при частотах 50–100 Гц равны, с повышением частоты до 200 Гц этот ток возрастает примерно в 2 раза, а при частоте 400 Гц – почти в 3,5 раза.
Путь замыкания тока. При прикосновении человека к токоведущим частям путь тока может быть различным. Всего существует 18 вариантов путей замыкания тока через человека. Основные из них: голова – ноги; рука – рука; правая рука – ноги; левая рука – ноги; нога – нога.
Степень поражения в этих случаях зависит от того, какие органы человека подвергаются воздействию тока, и от величины тока, проходящего непосредственно через сердце.
Сопротивление человека. Величина тока, походящего через какой-либо участок тела человека, зависит от приложенного напряжения (напряжения прикосновения) и электрического сопротивления, оказываемого току данным участком тела. Между воздействующим током и напряжением существует нелинейная зависимость: с увеличением напряжения ток растёт быстрее. Это объясняется, главным образом, нелинейностью электрического сопротивления тела человека. На участке между двумя электродами электрическое сопротивление тела человека в основном состоит из сопротивлений двух тонких наружных слоёв кожи, касающихся электродов, и внутреннего сопротивления остальной части тела. Плохо проводящий ток наружный слой кожи, прилегающий к электроду, и внутренняя ткань, находящаяся под плохо проводящим слоем, «образуют» обкладки конденсатора. С увеличением частоты тока сопротивление тела человека уменьшается и при больших частотах становится равным внутреннему сопротивлению.
При напряжении на электродах 40–45 В в наружном слое кожи возникают значительные напряжённости поля, которые полностью или частично нарушают полупроводящие свойства этого слоя. При увеличении напряжения сопротивление тела уменьшается и при напряжении 100–200 В падает до значения внутреннего сопротивления тела. Это сопротивление для практических расчётов может быть принято равным 1000 Ом.
Окружающая среда. Влажность и температура воздуха, наличие заземлённых металлических конструкций и полов, токопроводящая пыль и другие факторы окружающей среды оказывают дополнительное влияние на условие электробезопасности. Во влажных помещениях с высокой температурой или наружных электроустановках складываются неблагоприятные условия, при которых обеспечивается наилучший контакт с токоведущими частями. Наличие заземлённых металлических конструкций и полов создает повышенную опасность поражения вследствие того, что человек практически постоянно связан с одним полюсом (землёй) электроустановки. Токопроводящая пыль также улучшает условия для электрического контакта человека, как с токоведущими частями, так и с землёй.
Первая помощь человеку, поражённому электрическим током. Так как срочное прибытие медиков маловероятно, то каждый работающий с электричеством должен уметь оказывать первую доврачебную помощь. Первая помощь при поражении электрическим током состоит из двух этапов: 1 – освобождение от действия электрического тока; 2 – оказание ему медицинской помощи. Поскольку длительное прохождение электрического тока – критерий очень опасный, то очень важно как можно оперативней освободить пострадавшего от воздействия электрического тока. Также надо быстро начать оказывать первую медицинскую помощь и вызвать врача, даже если пострадавший находится в состоянии клинической смерти.
Высвобождение человека от действия электрического тока –отключение с помощью ближайшего рубильника (если не известно, где он находится или он далеко расположен, то нужно рубить провода топором с деревянной ручкой (до 1000 В)). Если пострадавший находится на высоте и при отключении напряжения он может упасть, нужно принять меры, чтобы человек не получил новых травм. Кроме того, при отключении напряжения может погаснуть свет. Если одежда сухая, то можно попытаться оттащить за неё человека, при этом не касаясь тела. Если напряжение до 1000 В, попробовать оттолкнуть пострадавшего от токоведущих частей сухой палкой или, наоборот, откинуть провода от человека; для этих же целей можно использовать сухую верёвку. Если нельзя ничего предпринять – произвести короткое замыкание и защита сама отключит напряжение.
Меры первой помощи. Если пострадавший в сознании, но был в обмороке – уложить на подстилку, обеспечить покой и ждать врача. После поражения электрическим током нельзя двигаться, тем более работать.
Если пострадавший без сознания, но с устойчивым дыханием – уложить, расстегнуть одежду и пояс, привести в сознание нашатырным спиртом или просто побрызгать водой.
Если пострадавший плохо дышит – судорожно, прерывисто – необходимо делать искусственное дыхание и массаж сердца.
Если у пострадавшего отсутствуют признаки жизни, надо считать что он находится в состоянии «клиническая смерть» и немедленно приступать к оживлению. Делать это надо до прихода врача т. к. смерть может констатировать только он.
Производство искусственного дыхания. Искусственное дыхание обеспечивает быстрое насыщение крови пострадавшего кислородом. Кроме того, искусственное дыхание вызывает рефлекторное возбуждение дыхательного центра головного мозга, что обеспечивает восстановление естественного дыхания.
Наиболее эффективный способ искусственного дыхания – «изо рта в рот». В выдыхаемом воздухе достаточно кислорода. Перед тем как начать делать искусственное дыхание необходимо быстро:
1) освободить пострадавшего от стесняющей одежды – расстегнуть галстук, ворот;
2) уложить на спину;
3) раскрыть рот пострадавшего, пальцами обследовать полость рта, носовым платком удалить слизь, слюну и др.;
4) раскрыть гортань, чтобы обеспечить беспрепятственный проход воздуха в лёгкие. Запрокинуть голову, положить под затылок руку, а второй рукой надавливать на лоб.
По окончании подготовительных операций оказывающий помощь делает глубокий вдох и с силой выдыхает воздух в рот пострадавшего. При этом он должен охватить своим ртом весь рот пострадавшего и своей щекой зажать ему нос. В 1 минуту следует делать 10–12 вдуваний. При наличии воздуховода вдувание производить через него.
Массаж сердца. Массаж сердца – искусственное ритмичное сжатие сердца пострадавшего, имитирующее его самостоятельное сокращение. При оказании помощи поражённому электрическим током следует проводить непрямой массаж сердца – ритмичное надавливание на грудь, т. е. на переднюю стенку грудной клетки.
Подготовка к массажу сердца проводится одновременно с подготовкой к искусственному дыханию. Оказывающий помощь располагается справа от пострадавшего, наклоняется над ним, определяет положение нижней трети грудины, кладёт ладонь, на неё вторую и ритмично надавливает на грудную клетку. Надавливать надо с частотой 1 раз в секунду. Через 4–6 «ударов сердца» произвести один «вдох». После появления сердцебиения проводить эту операцию в течение 5–10 минут.
Устранение фибрилляции сердца с восстановлением работы сердца может быть достигнуто путём кратковременного воздействия большого тока на сердце пострадавшего. В результате мощного импульса происходит сокращение всех волокон сердечной мышцы, которые до этого сокращались не ритмично. Дефибриллятор – это, в основном, конденсатор ёмкостью 6 мкФ и рабочим напряжением 6 тысяч вольт. Разрядный ток – 15–20 А, длительностью 10 микро-секунд. Это делает только врач.
2 Резисторы и проводниковые детали
электронных устройств
Резистор – пассивный элемент электрической цепи, в идеале характеризующийся только сопротивлением электрическому току. На практике же резисторы в той или иной степени обладают паразитной ёмкостью, паразитной индуктивностью и нелинейностью вольтамперной характеристики.
К основным параметрам резисторов относятся номинальное значение сопротивления и его допустимое отклонение от номинала, номинальная мощность рассеяния, температурный коэффициент сопротивления, собственные шумы, частотные свойства.
Номинальным сопротивлением называют маркируемое на резисторе значение (числом или кодом) сопротивления в омах, килоомах, мегомах и т. д. Могут применяться полные обозначения, например: 1,3 Ом; 160 Ом; 4,7 МОм и кодированные: 1Е3; К16;4М7, в которых буква играет роль запятой.
Допуском называют установленное предельное отклонение действительного сопротивления от номинального. Отклонение выражают в процентах. Допуск ±5, ±10, ±20 % соответствует 1, 2, 3-му классам точности, наиболее употребительным в производстве.
На постоянных резисторах допускается маркировка цветным кодом в виде четырёх или пяти круговых полос. Начало отсчёта определяется по увеличенной в два раза ширине полосы или по сдвигу маркировки к торцу резистора. Последний маркировочный знак определяет допуск, предпоследний – множитель, остальные два или три знака это цифры номинального сопротивления. Всего применяется 12 цветов.
Номинальной мощностью рассеяния называют максимально допустимую мощность, которую резистор может рассеивать при длительной электрической нагрузке, не изменяя своих параметров выше норм, установленных техническими условиями. Промышленность выпускает резисторы с номинальными мощностями от 10 мВт до 500 Вт. В аппаратуре связи применяют резисторы мощностью до 2 Вт.
Температурный коэффициент сопротивления ТКС определяет изменение сопротивления резистора при увеличении температуры на 1 градус. Может быть положительным и отрицательным.
Уровень собственных шумов резистора это отношение электрического напряжения помех, возникающих при прохождении по резистору постоянного тока к приложенному напряжению. К группе А относятся резисторы уровень шумов которых не более 1 мкВ/В в звуковом диапазоне частот. Некоторые специальные резисторы имеют уровень собственных шумов ниже, а резисторы переменного сопротивления выше за счёт шума переходного контакта.
Частотные свойства резисторов определяются номинальным активным сопротивлением и распределёнными реактивными паразитными ёмкостью и индуктивностью, которые в свою очередь зависят от числа витков нарезки резистивного элемента. Полное сопротивление высокоомных резисторов, как правило, уменьшается с повышением частоты, низкоомных – увеличивается.
По конструкции резисторы подразделяются на плёночные, металлоплёночные, металлооксидные, металлодиэлектрические, композиционные и полупроводниковые. Они могут быть также проволочными и непроволочными. По назначению резисторы делят на группу общего и специального назначения. К специальным относят резисторы повышенной стабильности, высокочастотные, высокоомные, прецизионные, миниатюрные и полупроводниковые, а также резисторы для микромодулей и микросхем. По эксплуатационным характеристикам резисторы выпускаются влагостойкими, термостойкими, высоконадёжными, вибро- и ударопрочными.
Резисторы могут быть постоянного, переменного сопротивления, подстроечные и терморезисторы, сопротивление которых изменяется с изменением температуры.
Проводниковыми деталями электронных устройств являются различного рода перемычки на печатных платах, соединительные провода и шлейфы, контакты (штыри и гнёзда) штепсельных разъёмов, выключатели, предохранители. Здесь применяют медь и латунь, а для исключения образования оксидных плёнок покрывают никелем или благородными (драгоценными) металлами, чаще серебром и золотом.
Полупроводниковые детали электронных устройств
Действие полупроводниковых приборов основано на электронных процессах в полупроводниках. В электронике полупроводниковые приборы служат для преобразования различных сигналов, в энергетике – для непосредственного преобразования одних видов энергии в другие.
Известно много разнообразных способов классификации полупроводниковых приборов, например по назначению и принципу действия, по типу материала, конструкции и технологии, по области применения. Однако к основным классам полупроводниковых приборов относят следующие: 1) электропреобразовательные приборы, преобразующие одни электрические величины в другие (полупроводниковый диод, транзистор, тиристор); 2) опто-электронные приборы, преобразующие световые сигналы в электрические, и наоборот (оптрон, фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, фототиристор, полупроводниковый лазер, светоизлучающий диод); 3) термоэлектрические приборы, преобразующие тепловую энергию в электрическую, и наоборот (термоэлемент, термоэлектрический генератор, солнечная батарея, термистор и т. п.); 4) магнитоэлектрические приборы (датчик, использующий эффект Холла, и т. п.); 5) пьезоэлектрический и тензометрический приборы, которые реагируют на давление или механическое смещение. К отдельному классу полупроводниковых приборов следует отнести интегральные схемы, которые могут быть электропреобразующими, оптоэлектронными и т. д., либо смешанными.
Полупроводниковые приборы выпускают в металлостеклянных, металлокерамических или пластмассовых корпусах, защищающих приборы от внешних воздействий.
На основе использования свойств р-n -перехода в настоящее время создано множество различных типов полупроводниковых диодов.
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный. Их основные параметры: максимальный прямой ток; падение напряжения на диоде при прямом токе; обратный ток через диод; максимальное обратное напряжение; диапазон частот.
Специальные типы диодов: стабилитроны; туннельные диоды; варикапы; светодиоды; полупроводниковые лазеры; фотодиоды; солнечные элементы; диоды Ганна; диоды Шоттки; магнитодиоды; стабисторы; смесительные диоды; р-i-n диоды.
Транзи́стор (от англ. transfer – переносить и resistance – сопротивление) – электронный прибор из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий входным сигналам управлять током в электрической цепи. Обычно используется для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов.
В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (международный термин – BJT, bipolar junction transistor), в которых небольшой ток базы управляет большим током от эмиттера к коллектору. В цифровой технике доминируют полевые транзисторы, в которых ток от истока к стоку управляется электрическим полем затвора. Их называют МДП (металл – диэлектрик – полупроводник) или иначе МОП (металл – оксид – полупроводник). Международный термин – MOSFET (metal – oxide – semiconductor field effect transistor).
Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП-транзисторах (МОПТ) как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Размеры современных МОПТ составляют 32 нм и менее. На одном современном чипе (обычно размером 1–2 см²) размещаются несколько миллиардов МОПТ. Уменьшение размеров увеличивает быстродействие.
В последнее время широкое применение нашли силовые транзисторы как полевые, так и биполярные, в том числе и составные: вход полевой, выход биполярный. Они позволяют уп-равлять токами в сотни ампер при напряжениях выше тысячи вольт.
Тири́стор – полупроводниковый прибор, имеющий два устойчивых состояния: закрытое и открытое, т. е. электронный выключатель (ключ). Основное применение тиристоров – управление мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов. Включается тиристор подачей импульса на управляющий электрод. Бывают тиристоры, проводящие ток в одном направлении и в двух направлениях (симисторы).
Оптрон (оптопара) – электронный прибор, состоящий из излучателя света – светодиода и фотоприёмника (биполярных и полевых фототранзисторов, фотодиодов, фототиристоров, фоторезисторов), связанных оптическим каналом и, как правило, объединённых в общем корпусе. Принцип работы оптрона заключается в преобразовании электрического сигнала в свет, его передаче по оптическому каналу и последующем преобразовании обратно в электрический сигнал.
Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, м/сх), микросхе́ма, чип (англ. chip – тонкая пластинка, первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) – микроэлектронное устройство, электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.
Бо́льшая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.
Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) – ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение чип-компоненты означает «компоненты для поверхностного монтажа» (в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате).
Микропроце́ссор – процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы.
Микроконтро́ллер (англ. Micro Controller Unit, MCU) – микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ и (или) ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять относительно простые задачи. Отличается от микропроцессора интегрированными в микросхему устройствами ввода-вывода, таймерами и другими периферийными устройствами.
4 Основы техники высоких напряжений.
Пробой изоляции
Находясь в электрическом поле, диэлектрик может потерять свойства изоляционного материала, если напряжённость поля превысит некоторое критическое значение. Явление образования проводящего канала под действием электрического поля называют пробоем. Если произошел пробой газовой изоляции, то благодаря высокой подвижности молекул пробитый участок после снятия напряжения восстанавливается. Жидкий диэлектрик также может восстановить свои изоляционные свойства, но частично, так как загрязняется из-за распада части молекул. Пробой твёрдых диэлектриков приводит к необратимому разрушению изоляции. Значение напряжения, приводящего к пробою изоляции, называют пробивным напряжением U п.
Электрической прочностью называют напряжённость Е п, соответствующую пробивному напряжению U п в однородном электрическом поле. Однородным называют поле, в каждой точке которого напряжённость имеет одно и то же значение и направление. Однородное поле может быть получено между плоскими электродами с закруглёнными краями, а также между сферами, если расстояние между ними не превышает их диаметра. Электрическая прочность Е п измеряется в вольтах, делённых на метр:
Е п = U п / h,
где U п – пробивное напряжение;
h – расстояние между электродами.
На практике используют единицу измерения кВ/мм = МВ/м.
По механизму нарушения изоляции различают электрический, электротепловой и электрохимический пробои.
Электрический пробой происходит в результате развития процессов ударной и фотонной ионизации материала диэлектрика. Этот процесс характерен для газов, однако его можно наблюдать в особо чистых неполярных жидкостях и твёрдых веществах.
Причиной электротеплового пробоя является разогрев материала из-за диэлектрических потерь. Он характерен для полярных жидкостей и твёрдых материалов с неплотной упаковкой атомов, содержащих подвижные ионы или группы ионов.
Однако чаще всего причиной выхода изоляции из строя является электрохимический пробой, происходящий в результате её старения – постепенного необратимого ухудшения свойств из-за различных химических реакций, особенно вызванных воздействием высокого напряжения.
Пробой газа в однородном поле происходит в результате развития стримера путём ударной и фотонной ионизации.
В неоднородном поле пробой газа происходит при меньшем напряжении, чем в однородном. Для исследования этого процесса используют поле между остриём и плоскостью. Вблизи острия напряжённость поля выше, чем на удалении, и если она достигает критических значений, на острие возникает частичный разряд (ЧР), сопровождаемый свечением и негромким звуком (потрескиванием).
