Конспект совместного урока (технология & физика) Бытовые электроприборы. Электробезопасность.
план-конспект урока по технологии
Конспект совместного урока (технология & физика) Бытовые электроприборы. Электробезопасность.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Тема: « «Его Величество Электричество
или инструкция техники безопасности и пожарной безопасности при использовании электрических приборов»
Цель: научиться предвидеть опасные ситуации при использовании электрических приборов доме и правильно действовать в случае их возникновения
Распознавать виды, назначение бытовых электроприборов.
Соблюдать нормы и правила безопасности труда и эксплуатации оборудования, пожарной безопасности, правила санитарии и гигиены.
Познавательные умения: использовать приобретённые знания при эксплуатации бытовых электроприборов
Регулятивные умения: выполнять учебное действие.
Коммуникативные умения: приходить к согласованному мнению в совместной деятельности.
Личностные: проявлять -бережное отношение к бытовым приборам;
— позитивное отношение к процессу знакомства с правилами эксплуатации бытовых электроприборов;
-ответственность при выполнении учебного задания в рамках групповой деятельности;
— осознание собственных достижений при освоении темы.
Оборудование и материалы : 4 компьютера — ноутбука, карточки с изображением электроприборов (холодильник, утюг, электроплита, микроволновая печь), для деления обучающихся по группам , сигнальные карточки с изображением электрической лампы для оценивания обучающихся (красный цвет – ответ правильный, зеленый – ответ с ошибкой ), рабочая тетрадь, презентация «Его Величество Электричество» , видеоролик «Электрический ток», инструкции (паспорта) к электронагревательным приборам (чайник, утюг, микроволновка, электроплита.
Тип урока: усвоение новых знаний
Межпредметные связи : технология, физика.
Цель этапа: организовать направленное внимание на начало урока;
проверка готовности рабочих мест;
создание положительного настроя учащихся на урок.
Добрый день! Сегодня у нас необычный урок и проведем его для вас мы –Хлебанов Владислав Николаевич, учитель физики и я — ваш учитель технологии Симанина Ольга Николаевна. Для урока вам необходимо приготовить ручки, фломастеры, тетради и ноутбук. Работать мы будем в группах. Сейчас вы подойдете к моему столу и выберите себе одну из карточек на которых изображены электроприборы и найдите соответствующую карточку на одном из рабочих столов. Они помогут вам организовать группы. Как вы поняли наша работа будет организована в группах. Приветствует, проверяет готовность к уроку, желает успеха. Включение в деловой ритм. Я предлагаю вам придумать название вашей группы и выбрать руководителя, для управления ноутбуком. (записать на доске).
В процессе своей деятельности человек стремился облегчить работу на производстве и создать комфортные условия для отдыха дома.
Давайте подумаем, без чего нельзя представить современное жилище, что человеку помогает создавать нормальные бытовые условия, помогает убирать, стирать, гладить, готовить еду, шить и даже отдыхать?
К дальним селам, городам,
Кто идет по проводам?
Светлое Величество!
Это …
Подготовка класса к работе. Включаются в урок, во взаимодействие с учителем.
Презентация «Ваше Величество –Электричество»
умение включиться в урок, во взаимодействие с учителем.
умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли
умение сотрудничать в совместном решении проблемы.
затруднения в деятельности
Цель этапа: подготовка мышления учащихся и организация осознания ими внутренней потребности к построению нового способа действий и фиксирование каждым из них индивидуального затруднения в пробном действии
Применение знаний и формирование умений и навыков
подвести детей к самостоятельной постановке познавательной цели
Цель этапа: Выполняются упражнения на укрепление плечевого, поясничного и шейного отделов позвоночника
Применение знаний и формирование умений и навыков
Цель этапа: усвоение учащимися знаний по теме
Рефлексия учебной деятельности на уроке
Цель этапа: самооценка учащимися результатов своей учебной деятельности
Давайте вместе попробуем перечислить электроприборы, которые помогают сделать нашу жизнь проще и комфортнее. Задание первое . На экране ноутбука будут высвечиваться анаграммы, которые нужно отгадать, соблюдая следующие правила: ответ необходимо озвучить учителю, только потом проверить на компьютере. Если ответ дан правильно, команда получает зеленый жетон с изображением лампочки, если ответ не точный – жетон красного цвета. Такие жетоны вы будете получать в течение урока. Команда, набравшая большее количество жетонов получает за урок оценку 5. Итак, начинаем работать. Нажмите на следующую кнопку презентации Слайды № 2 – 14
Мы отгадали кроссворд и на экранах высветилось слово ОПАСНО . Почему? Слайд № 15
– Что общего у всех этих предметов? (Электрические бытовые приборы). Электробытовая техника — это бытовые машины и приборы , эксплуатация которых связана с использованием электрического тока .
– А откуда берётся электричество в доме?
– Для чего человеку нужны электроприборы? (Для своего удобства человек изобрёл все эти приборы). – А они могут быть опасными? Задание 2
– Каждой группе я буду называть приборы, а вы – разъяснять, в каких случаях они бывают опасными.
- электрочайник (включают, не налив в него воды, включают в неисправную розетку, включают мокрыми руками, забывают выключить после того, как в нём вскипела вода)
- электрический утюг (оставляют включенным без присмотра, аналогично первому)
- стиральная машина (включают без разрешения родителей, открывают крышку во время работы машины, аналогично первому)
- электрическая плита (оставляют без присмотра, пользуются неисправной электроплитой, аналогично первому.)
Вывод: Очень часто человек сам становится виновником опасных ситуаций, т.е. он их сам создаёт.
Все электроприборы могут быть опасны для жизни человека, т.к. работают с помощью тока. Слайд №16.
Видеоролик «Электрический ток»
Давайте попробуем определить тему нашего урока.
Слайд № 17 «Его Величество Электричество
или инструкция техники безопасности и пожарной безопасности при использовании электрических приборов»
Давайте разберемся какие бывают типы электроприборов…
Слайд № 18 . Задание 3. На экране вы видите типы и виды электроприборов. Назовите типы электроприборов и перечислите их.
- Я буду называть электроприборы, а вы должны определить к какому типу они относятся:
. приборы для приготовления и подогрева пищи, (тостер, микроволновка)
. нагрев воды, (чайники, кофеварки)
. отопление помещений, (электрокамин. настенный инфракрасный обогреватель)
. обогрев тела человека, (электрогрелка, электросапог)
. электрический инструмент. (паяльник)
Это Электронагревательные приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую .
. предназначенные для обработки белья, (стиральная машина)
. длительного хранения пищевых продуктов, (холодильник)
обработки пищевых продуктов, (электромясорубка)
. поддержания микроклимата в помещениях, (кондиционер, увлажнитель воздуха)
. ремонта и шитья одежды; (швейная машина, вязальная машина)
• электроприборы личной гигиены, (плойка, фен, ирригатор, электробритва и т.д.)
-Это Бытовые машины и приборы, использующие электромотор .
Led-лампы и прочее. – это Бытовые осветительные приборы.
Вверх рука и вниз рука. Быстро поменяли руки!
(Одна прямая рука вверх, другая вниз, рывком менять руки.)
(Вращение головой вправо и влево.)
(Ходьба на месте, высоко поднимая колени.)
(Потягивания – руки вверх, в стороны, вперёд.)
(учащиеся садятся за парты.)
(Историческая справка) А знаете ли вы? Слайд № 19 Электрическую лампочку накаливания в 1879 году изобрёл русский изобретатель
Лодыгин Александр Николаевич
Практическая работа. Задание5. Сейчас вам предстоит выполнить задание: определить источники повышенной опасности в доме и отметить их и красным маркером. Посчитайте количество источников повышенной опасности. Итог: подсчет количества лампочек (8)
Учитель. Очень часто человек сам становится виновником опасных ситуаций, т.е. он их сам создаёт. Чтобы сохранить свое здоровье и жизнь, надо хорошо знать правила использования домашних электрических приборов и своевременно устранять причины, при которых могут возникнуть потенциальные опасности и превратиться в реальные.
Поэтому необходимо соблюдать свод правил при использовании домашних электрических приборов, а как называются такие указания?
В этом вам поможет Инструкция . Слайд №20
(кликнуть 2 раза для анимации)
– Практическая работа. Задание 6 . На столах у вас лежат инструкции по эксплуатации электрических приборов в доме. В каждой инструкции дается описание комплектности устройства, правила эксплуатации, правила безопасной работы с прибором.
Ваша задача выделить правила безопасности при эксплуатации электроприборов и написать их на листе бумаги. (раздать бумагу)
Каждая группа поочередно зачитывает правила. (Подсчет «лампочек»).
Вы справились со всеми заданиями, посчитайте количество лампочек. (Ученики подсчитывают количество карточек. Группа, которая набрала больше всего зеленых лампочек, получает оценку.5)
VI. Закрепление новых знаний и умений.
Учитель. Н уроке вы узнали, как много помощников в ваших домах.
Предполагаемые ответы обучающихся .
Все они работают от электричества.
В зависимости от назначения они имеют свои особенности конструкции и отличаются друг от друга внешним видом, но имеют одну общую черту — они работают по принципу преобразование электрической энергии.
Сегодня мы познакомились с инструкцией некоторых электронагревательных приборов, которыми пользуются в быту, и их назначением.
1. Подумай и ответь, достигнута ли цель урока? ( Его Величество Электричество
или инструкция техники безопасности и пожарной безопасности при использовании электрических приборов» )
2. Что нового узнала, чему научилась? (Сегодня мы познакомились с инструкцией некоторых электронагревательных приборов, которыми пользуются в быту, и их назначением.
*Для дополнительного обогрева жилища.
- Поставь себе отметку «5», если знаешь, где находятся источники повышенной опасности в доме, умеешь пользоваться инструкцией бытовых электроприборов, умеешь определять в типы электроприборов.
«4», если знаешь почти все ответы.
«3», если не можешь ответить на половину вопросов.
Д.З. Найти источники повышенной опасности у себя дома на кухне и изобразить их в тетради.
Бытовая радиоэлектронная аппаратура
В жизни современного человека особое место занимают товары сложнотехнического назначения.
В результате технического прогресса ассортимент этих товаров обновляется все чаще. Появляются новые поколения телевизоров, магнитофоны с цифровой записью, видеомагнитофоны, видеокамеры.
В ассортимент радиоэлектронной аппаратуры входит:
Электроакустические проборы — микрофоны, громкоговорители, наушники, телефоны головные.
Радиоприемные устройства предназначены для приема программ, передаваемыми станциями радиовещания.
Потребительские требования к качеству определяется их электроакустическими параметрами.
Чувствительность — это способность приемника принимать слабые сигналы. Определяется величиной сигнала, поступающего на вход приемника.
Потребляемая мощность — количество электроэнергии, потребляемое аппаратурой в единицу времени.
Магнитофоны — это устройство для магнитной записи и воспроизведения звука. Магнитофон состоит из лентопротяжного механизма, генератора, усилителей, акустической системы, переключателей, блока питания, индикатора уровня записи и др.
1) по конструкции: стационарные, переносные, носимые;
2) по звучанию: моно, стерео;
3) по характеру зарядки пленки: катушечные, кассетные;
4) по элементам питания: сетевые, автономные, универсальные.
Ассортимент: катушечные, кассетные, плееры, лазерные проигрыватели, музыкальные центры, диктофоны, видеомагнитофоны.
Воспроизводимые устройства — для автомобилей
Качество устанавливается путем внешнего осмотра. Основные параметры определяют спец. приборами. На сорта не подразделяют, потому не должно быть дефектов.
Телевизоры — неотъемлемая часть современной жизни человека.
1) По назначению: однофункциональные, многофункциональные.
2) По особенностям элементной базы (7 поколений)
3) От источников питания: сетевые, автономные, универсальные
4) По виду изображения: цветные, черно-белые
5) По характеру звучания: моно, стерео, псевдозвук
6) По размеру экрана (импортные в дюймах)
7) По месту установки: стационарные, переносные
8) По количеству принимаемых каналов
9) По дополнительным функциям
Классифицируются по количеству видеоголовок, по системе записи видеоинформации и по формату записи. Основные параметры: режимы скорости (записи); количество систем; сервисные функции; потребляемая мощность; масса и габариты.
Видеокамеры — это радиоэлектронное устройство считывает и преобразовывает изображение и звуковое сопровождение в электрический видео — и аудиосигнал.
Радиоэлектронные товары должны иметь привлекательный внешний вид, современное оформление. Не допускаются дефекты на корпусе. Электроакустические параметры должны соответствовать требованиям стандартов. Товары снабжаются паспортом и руководством по эксплуатации. Номер аппаратуры указывается в паспорте и на корпусе. Маркируют с указанием торгового наименования, товарного знака завода-изготовителя, дата выпуска и номера ГОСТа.
Радиопередача — это способ передачи информации на расстояние без проводов с помощью радиоволн, т.е. электромагнитных колебаний.
Этот способ был открыт и впервые продемонстрирован на заседании русского физико-технического общества 7 мая 1895 г. в Петербурге А. С. Поповым.
Первая передающая радиостанция была построена в СССР в 1920 г., а первые ламповые приемники поступили в продажу в 1924 г.
Массовое производство бытовой радиоэлектронной аппаратуры в нашей стране начинается с 1946 г. В начале 60-х годов начат выпуск портативных радиоприемников. В настоящее время большинство радиоприемников выпускается переносными, с автономным или универсальным питанием.
Под радиоприемными устройствами в стандарте понимаются радиовещательные приемники, тюнеры, магнитолы и другая радиоприемная аппаратура.
Сегодня радиовещательный приемник (РП) может выполняться как законченное самостоятельное устройство, содержащее в одном корпусе радиоприемный тракт, усилитель звуковой частоты (УЗЧ) и акустическую систему (АС), или как составная часть комбинированной бытовой аппаратуры в качестве одного из источников радиовещательных программ; может входить в состав магнитолы, музыкального центра, радиокомплекса, объединяющего набор блочной аппаратуры, позволяющей записывать и воспроизводить различные программы.
Принадлежности радиоэлектронной аппаратуры
Понятие «комплектующие элементы и изделия» является очень широким, так как под него подпадают все элементы и изделия, используемые для получения готового и полностью работоспособного изделия радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Схемное решение, технические параметры и функцио-п.1 1ЫП. ir возможности РЭА зависят от свойств комплектующих элементов и изделий, основными видами которых являются резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, электровакуумные приборы, полупроводниковые изделия, интегральные микросхемы, электроакустические приборы и др. 1
Ассортимент комплектующих изделий насчитывает несколько тысяч позиций, в полном объеме он представлен только в специализированных магазинах.
Развитие радиоэлектроники, вычислительной техники и техники связи характеризуется усложнением требований и задач, решаемых РЭА.
Число электрорадиоэлементов, входящих в состав РЭА, в течение десятилетия возрастает в 5—10 раз, поэтому очень важное значение приобретают проблемы повышения надежности аппаратуры и ее элементов и их микроминиатюризация.
Элементная база РЭА прошла в своем развитии несколько этапов — от электронных ламп до интегральных микросхем. Интегральные микросхемы (ИМС) представляют собой схему с уже смонтированными элементами, т.е. предприятие-изготовитель ИМС сегодня, используя новые технологические операции (диффузию, вакуумное и катодное напыление, трафаретную печать и др.), выпускает продукцию, которая близка к законченному устройству. Использование ИМС позволило в несколько раз уменьшить размеры и массу аппаратуры, повысить ее надежность, что объясняется тем, что ИМС имеет малые размеры и элементы ее хорошо защищены от внешних воздействий.
Изготовление РЭА на предприятиях радиоэлектронной промышленности сводится к сборке ее из готовых элементов и изделий с использованием соединительных и конструкционных деталей, обеспечивающих необходимое соединение их в единую функциональную схему, защиту от воздействия окружающей среды и поддержку требуемого теплового режима.
Все комплектующие изделия подразделяются на пассивные и активные.
Под пассивными элементами понимаются элементы, не увеличивающие мощность электрического сигнала, а принимающие участие в процессах, связанных с накоплением электрической энергии и ее перераспределением. К таким элементам относятся конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности и др.
Конденсаторы. Электрический конденсатор представляет собой конструкцию из двух или нескольких пластин (электродов), изготовленных из токопроводящего материала и разделенных между собой изолирующим материалом (диэлектриком).
Конденсаторы обладают свойством накапливать электрическую энергию и применяются в колебательных контурах для разделения токов различной частоты, сглаживания пульсаций и других целей.
Одним из основных параметров конденсаторов является номинальная емкость «С» — способность конденсатора накапливать электрический заряд — величину, которая обозначается на корпусе конденсатора.
Емкость измеряется в фарадах (Ф). Фарада — очень большая величина емкости, поэтому практически используются дольные единицы: микрофарада (мкФ), нанофарада (нФ) и пикофарада (пФ):
Емкость конденсатора возрастает с увеличением площади обкладок и убывает с увеличением расстояния между ними.
Допускаемое отклонение емкости — максимально допустимая разность между значениями измеренной и номинальной емкости конденсатора, выражается в процентах. Как правило, используют конденсаторы с отклонениями ±5, ±10 и ±20% номинальной емкости.
Номинальное напряжение такое, при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течение гарантируемого срока службы без выхода из строя. Конденсаторы выпускают на номинальное напряжение от единиц вольт (В) до десятков киловольт (кВ).
Температурный коэффициент емкости — относительное изменение емкости конденсатора при изменении температуры окружающей среды на 1°С.
Конструкция конденсаторов определяется требованиями к основным параметрам емкости — рабочему напряжению и условиям эксплуатации.
В зависимости от возможности изменения емкости конденсаторы бывают постоянной, переменной емкости и подстроенными. Конденсаторы постоянной емкости имеют конструкцию, не предусматривающую изменение емкости. Емкость конденсаторов переменной емкости в процессе эксплуатации можно изменять в заданных пределах с помощью подвижной системы. Емкость подстроенных конденсаторов изменяется в небольших пределах в процессе настройки аппаратуры, после чего они работают как конденсаторы постоянной емкости.
По виду диэлектрика конденсаторы классифицируют: на воздушные, бумажные, керамические, слюдяные, электролитические и др.; по конструкции: на трубчатые, дисковые, цилиндрические, опрессованные и др.
Цены на постоянные конденсаторы пропорциональны их точности, емкости, номинальному напряжению и совершенству конструкции; на цены переменных конденсаторов в основном влияет конструкция.
Сокращенное обозначение конденсатора состоит из букв и цифр. Первый элемент обозначения — одна или две буквы — указывают на подкласс конденсатора: К — постоянной емкости, КП — переменной емкости, КТ — подстроенной; второй элемент — число — показывает группу конденсатора в зависимости от материала диэлектрика, например, 10 — керамический, 32 — слюдяной, 40 — бумажный, 50 — оксидный; третий элемент — порядковый номер разработки конденсатора, который отделяется от остальных элементов дефисом.
Резисторы. Резисторы имеют широкое применение в радиоэлектронике. С их помощью регулируются и распределяются ток и напряжение в электрических цепях.
Различают два основных вида резисторов: непроволочные (химические) и проволочные. Как одни, так и другие могут быть постоянными и переменными.
Непроволочные резисторы постоянного значения представляют собой керамические цилиндрические тела, на которые наносится тонкий проводящий слой углерода или специальный металлический сплав. С обоих концов цилиндра имеются наконечники для припайки. Весь резистор снаружи покрыт защитным лаком.
Проволочные резисторы представляют собой керамическую трубку, на которую намотан провод. Эти резисторы используются реже, они находят применение в сетях с большими токами.
Важнейшие технические параметры резисторов: номинальное значение сопротивления, допускаемое отклонение сопротивления, номинальная мощность рассеяния, температурный коэффициент сопротивления.
Номинальное сопротивление — электрическое сопротивление, величина которого обозначена на резисторе. Оно измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм) и мегаомах (МОм):
Допускаемое отклонение сопротивления — максимально допустимая разность между значениями измеренного и номинального сопротивления резистора. Его выражают в процентах (%).
Номинальная мощность рассеяния — максимальная мощность, которую резистор может рассеивать длительное время в окружающее пространство при непрерывной работе в заданных условиях без выхода из строя. Мощность рассеяния характеризует то количество тепла, которое рассеивает (излучает) резистор не перегреваясь при прохождении по нему тока. Она измеряется в ваттах (Вт).
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) — относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1°С.
Цены на постоянные резисторы пропорциональны их точности, мощности и совершенству конструкции; на цены переменных резисторов влияет в основном конструкция. Увеличение точности номинального значения сопротивления, мощности и улучшение конструкции соответственно увеличивают цену резисторов.
Сокращенное обозначение резисторов состоит из букв и цифр. Первый элемент обозначения — одна или две буквы указывают на подкласс резистора: С — постоянный, СП — переменный; второй элемент — цифра — определяет группу резистора в зависимости от материала токопроводящего слоя, например: 1 — непроволочный тонкослойный углеродистый и бороуглеродистый; 2 — непроволочный тонкослойный металлоокисный; 3 — непроволочный композиционный пленочный и т. д.; третий элемент — порядковый номер разработки резистора, который отделяется от остальных элементов дефисом.
Катушки индуктивности. Катушки индуктивности представляют собой цилиндрический каркас из диэлектрика (полистерола, органического стекла и др.), на который намотан медный провод-обмотка.
По назначению их подразделяют на катушки колебательных контуров, катушки связи, передающие электрические колебания из одной цепи в другую, и дроссели (высоких и низких частот), служащие для пропускания постоянного тока (или тока низкой частоты) и задержки токов высокой частоты.
По конструкции различают однослойные и многослойные катушки. Многослойные катушки, как правило, имеют универсальную обмотку с расположением витков под углом к плоскости вращения катушки и резкими перегибами их у торцов обмотки. Большинство применяемых в РЭА катушек имеют сердечник из магнитных материалов, что позволяет получить необходимые величины параметров при значительно
меньших размерах катушек. Катушки коротковолновых и ультракоротковолновых контуров обычно выполняют в виде однослойной обмотки из сравнительно толстого провода с эмалевым покрытием или посеребренного медного провода с небольшим шагом намотки. Средневолновые и длинноволновые катушки и дроссели высокой частоты имеют универсальную обмотку из медного изолированного провода, а дроссели низкой частоты — универсальную многовитковую обмотку и массивный сердечник из специальной трансформаторной стали.
Основные параметры катушек индуктивности — индуктивность, добротность, собственная емкость.
Индуктивность. Способность катушки индуктивности препятствовать изменению силы тока, протекающего через нее, носит название индуктивности этой катушки. Индуктивность обозначается буквой L, единицей ее измерения является генри (Гн).
Добротность — отношение индуктивного сопротивления катушки к активному (сопротивлению потерь):
Она обусловливается главным образом конструкцией катушки и характеризует электрические потери в металле. Добротность катушки тем выше, чем меньше потери в ее обмотке, каркасе и сердечнике.
Собственная емкость обусловлена емкостью обмотки и в высококачественных катушках индуктивности должна быть как можно меньше, так как она ухудшает качественные показатели катушки (добротность и стабильность). Один из способов уменьшения собственной емкости — перекрестная намотка или намотка отдельных витков не плотно один к другому, а на определенном расстоянии (катушки с принудительным шагом).
Цены на высокочастотные катушки пропорциональны их добротности и стабильности параметров, для низкочастотных
и силовых — пропорциональны массе и качеству материалов, используемых в дросселе или трансформаторе.
Активные элементы в отличие от пассивных, осуществляют преобразование электрического сигнала и увеличивают его мощность. К активным элементам относятся электровакуумные и полупроводниковые приборы, интегральные микросхемы.
К электровакуумным приборам относятся электронные лампы и электронно-лучевые трубки. Работа электровакуумных приборов основана на электронной эмиссии и движении свободных электронов в вакууме внутри баллона прибора.
В современной аппаратуре электронные лампы уже не применяются, так как их заменили полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы. Однако так как у населения еще имеется значительное количество аппаратуры (телевизоры, радиолы) прежних выпусков на электронных лампах, их продолжают приобретать взамен вышедших из строя.
Классифицируют электронные лампы в зависимости от количества электродов: лампу, имеющую только катод и анод, называют диодом (нить накала в расчет не принимается); лампу, имеющую наряду с катодом и анодом одну сетку, называют триодом, две сетки — тетродом, три сетки — пентодом, пять сеток — гептодом. Если в один баллон помещены две лампы, то такую лампу называют комбинированной.
Сокращенное обозначение электронных ламп состоит из четырех элементов: первый элемент — цифра — показывает напряжение накала в вольтах округленно. Напряжение накала большинства ламп составляет 6,3 В, поэтому в их маркировке первая цифра 6; второй элемент — буква — обозначает тип лампы, например: Д — диод, X — двойной диод, С — триод, Н — двойной триод; третий элемент — число — указывает порядковый номер разработки данного типа лампы; четвертый элемент — буква — характеризует конструктивное оформление и материал баллона лампы, например: С — стеклянная, П — пальчиковая.
Полупроводниковые приборы. Полупроводники — вещества, электропроводность которых при комнатной температуре имеет промежуточное значение между электропроводностью металлов 10 а —Ю 4 Ом» 1 см -1 и диэлектриков 10″ 10 —10
Характерная особенность полупроводников — возрастание электропроводности с ростом температуры; при низких температурах электропроводность полупроводников мала, но она резко возрастает с ростом температуры, на нее влияют и другие внешние воздействия: свет, сильное электрическое поле и т. п. Для полупроводников также характерна высокая чувствительность электропроводности к содержанию примесей и дефектов в кристаллах. Все эти особенности и определили широкое применение их в технике.
К полупроводникам относится большая группа веществ: германий, кремний и др. Носителями тока в полупроводниках являются электроны проводимости и дырки (носители положительных зарядов). В идеальных кристаллах они появляются всегда парами, так что концентрации обоих носителей равны. В реальных кристаллах, содержащих примеси и дефекты структуры, равенство концентраций электронов и дырок может нарушаться и проводимость осуществляется практически только одним типом носителя; это полупроводники п- и р-типа, которые представлены на рис.
Полупроводниковые приборы — это приборы, действие которых основано на электронных процессах в полупроводниках. Они служат для генерирования, усиления и преобразования (по роду тока, частоте и т. д.) электричес ких колебаний (полупроводниковый диод, транзистор, тиристор), преобразований сигналов одного вида в другой (оптрон, фоторезистор, фотодиод, фототранзистор и др.), одних видов энергии в другие (термоэлемент, термоэлектрический генератор), а также для преобразования изображений.
Особый класс полупроводниковых приборов — полупроводниковые интегральные микросхемы, представляющие собой законченные электронные устройства в виде единого блока-пластинки из кремния (Si) или германия (Ge), на которой методами полупроводниковой технологии (преимущественно планерной 1 ) образованы зоны, выполняющие функции активных и пассивных элементов (диодов, транзисторов, конденсаторов и т. п.).
Изобретение полупроводниковых приборов относится к 20-м гг. прошлого века, когда сотрудник Нижегородской лаборатории инженер О. В. Лосев создал первые образцы диода и транзистора. Это изобретение было забыто и только в конце 40-х гг. в США появились подобные полупроводниковые приборы. В наше время большинство устройств аппаратуры бытовой электроники выполнены на полупроводниковых приборах из германия, кремния и других материалов. Номенклатура полупроводниковых приборов огромна и содержит около 5000 разновидностей.
Ниже приводится краткое описание нескольких видов полупроводниковых приборов.
Диод — полупроводниковый прибор с двумя выводами, принцип его действия основан на использовании свойств р-п-перехода. Это прибор с односторонней проводимостью. Применяется в электро- и радиоаппаратуре для выпрямления
переменного тока, детектирования, преобразования частоты, переключения электрических цепей.
Цены на диоды определяются рабочей частотой, мощностью и особенностями конструкции.
Транзисторы (триоды) — полупроводниковые приборы с двойным переходом (p-n-p или n-p-n), которые могут работать практически во всех каскадах аппаратов бытовой электроники при малых (несколько мВт), средних (до одного Вт) и больших (свыше единиц Вт) мощностях, на низких, средних, высоких и сверхвысоких частотах.
Цены на триоды определяются рабочей частотой, мощностью, работой в усилительных или генераторных схемах, особенностью конструкции.
Интегральные микросхемы. Использование новых технологий, новых материалов и новых физических эффектов позволило уже в полупроводниковых приборах реализовать функции управляемых сопротивлений для коммутирующих приборов, управляемых емкостей и индуктивнос-тей, что легло в основу создания микросхем — комбинированных устройств, в которых в едином технологическом цикле выполнены соединительные проводники, резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности. Новая технология получила название интегральной (от лат. integre — целый, неразрывно связанный), а функциональные узлы аппаратуры, изготовленные по этой технологии, — интегральных микросхем (ИС).
ИС — микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки большого числа электронных элементов, как пассивных, так и активных (см. рис.).
Классифицируют ИС по степени интеграции (количеству элементов, содержащихся в ИС), по функциональному назначению, по конструктивно-технологическим признакам и физическому принципу работы.
По количеству элементов, содержащихся в ИС, их подмлдглшпт на пять степеней интеграции: первая степень —
рис. Микросхемы интегральные
до 10 элементов; вторая:— до 10 2 ; третья — до I0 3 ; четвертая — до 10 4 ; пятая — до 10 5 элементов.
Микросхемы, содержащие более 10 2 элементов, принято называть микросхемами повышенного уровня интеграции, а имеющие четвертую-пятую степени интеграции — большими интегральными схемами (БИС). Повышение уровня интеграции является прогрессивным направлением совершенствования ИС, которое помогает существенно улучшить как функциональные, так и эксплуатационные показатели бытовой аппаратуры.
По принципу обработки сигнала ИС подразделяют на цифровые и аналоговые. Цифровые ИС предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Их применяют в системах автоматики, связи и др. Аналоговые ИС используют в устройствах, сигналы в которых изменяются по закону непрерывной функции, например для преобразования и усиления сигналов высоких и звуковых частот в радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах.
По конструкции и технологии изготовления микросхемы подразделяются на пленочные и монолитные.
Пленочные микросхемы подразделяются в свою очередь на тонкопленочные и толстопленочные. Оба типа пленочных схем изготавливаются путем нанесения пленок специальной резистивной пасты на изолирующую подложку. Они применяются главным образом как резисторные схемы, но могут использоваться также для формирования малогабаритных конденсаторов и катушек индуктивности.
Монолитные микросхемы обычно называются интегральными схемами (ИС), формируются на диске из керамики р-типа или ЧИПе 1 . Первоначально кремниевый ЧИП представлял собой очень тонкую пластинку толщиной около 0,02 см и выполнял функцию подложки, на которой формировались различные электронные компоненты с помощью процесса, называемого диффузией. Сегодня под ЧИПом понимаются ИС в отдельном корпусе, представляющие собой миниатюрные безвыводные компоненты, механическое соединение которых с печатной платой выполняется с помощью специального кэш-клея, а электрическое — пайкой участков их поверхности, которые выполняют роль бывших проволочных или штырьковых выводов. Их размеры настолько миниатюрны, что установка их на плате и пайка возможны лишь с помощью специальных автоматизированных устройств-роботов.
Основными электрическими параметрами ИС являются напряжение питания (U), которое может быть в пределах от 3 до 30 В, потребляемая мощность (Р), т.е. мощность, потребляемая ИС при работе в заданном режиме от источника питания, и частота.
Сокращенное обозначение ИС состоит из следующих элементов: первый элемент — три цифры показывают номер серии, причем первая цифра обозначает конструктивно-технологическое исполнение ИС (например: 1, 5 — полупроводниковые, 2, 4, 8 — гибридные, содержащие как активные, так и пассивные элементы), а вторые две цифры — порядковый номер разработки серии; второй элемент — две буквы отражают функциональное назначение ИС; третий элемент — цифра — указывает порядковый номер одноименных по функциональному признаку ИС в данной серии.
Кроме основных элементов маркировки при необходимости в обозначение перед первым элементом могут быть введены дополнительные буквенные индексы: К — для микросхем, используемых в устройствах широкого применения; КМ — для микросхем широкого применения, выпускаемых в керамическом корпусе. В обозначениях некоторых микросхем встречается четвертый элемент в виде одной из четырех букв: А, Б, В и Г, обозначающих соответствующую модификацию. Например: К122УД1В — микросхема для устройств широкого применения; 1 — полупроводниковая; 22 — номер разработки, серия 122 — усилители; УД — операционный и дифференциальный усилитель; 1-й номер разработки, модификации — В.
Микропроцессоры. Прогресс технологии интегральных схем и появление больших и сверхбольших интегральных микросхем привели к появлению микропроцессоров — больших интегральных микросхем универсального применения, работающих по хранимой в их памяти программе.
Микропроцессоры выпускают в виде одной или нескольких больших интегральных микросхем (БИС). Структурная схема микропроцессора представлена на рис.
Использование микропроцессоров в бытовой радиоэлектронной аппаратуре значительно расширяет ее функциональные возможности и повышает комфортность при ее эксплуатации. Например, микропроцессорный блок управления может включать и выключать аппаратуру по заданной программе в определенное время, осуществлять автоматический поиск нужных каналов в телевизорах, станций в радиоприемниках (с периодическим переключением с канала на канал), со станции на станцию. Он также может производить автоматически регулировку громкости, тембра, яркости, контрастности, фиксировать величины регулируемых параметров в памяти и индицировать их на табл.ли экране.
Индикаторные устройства. Индикаторные устройства предназначены для фиксации различных состояний параметров радиоэлектронной аппаратуры.
Основными типами индикаторных устройств, получившими широкое применение, являются жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) и индикаторы на светоизлучающих диодах (СИД) (см. рис.).
В жидкокристаллических индикаторах используется уникальная взаимосвязь между электрическими и оптичес-
кими характеристиками некоторых жидкостей, которые способны сохранять свою кристаллическую структуру. Оптические свойства этих жидких кристаллов позволяют использовать их в устройствах индикации. Жидкие кристаллы не излучают свет, в отличие от СИД, а лишь изменяют свою рассеивающую способность, поэтому индикаторы этого типа работают при очень малых токах и потребляют очень малую мощность.
Для создания ЖКИ используют нитевидные жидкие кристаллы из смеси органических соединений, молекулы которых могут формировать упорядоченные решетки, подобные кристаллическим.
ЖКИ представляет собой две плоскопараллельные стеклянные пластины, между которыми в малом зазоре находится слой узких кристаллов. На одной из пластин с внутренней стороны прозрачным токопроводящим покрытием нанесен стилизованный рисунок, например цифры 8, составленный из семи элементов. Такие индикаторы могут воспроизводить изображение цифр от 0 до 9 (индикаторы могут воспроизводить и другие символы). На внутреннюю поверхность другой пластины прозрачным токопроводящим покрытием нанесен общий электрод. Выводы от элементов выполнены в виде дорожек из износостойкого проводящего покрытия.
Существуют индикаторы, работающие в отраженном свете (на отражение) и в проходящем свете (на просвет). В первом случае на заднее стекло индикатора наносят отражающий зеркальный слой, а во втором — за индикатором помещают источник света.
Основной параметр ЖКИ, определяющий качество его работы, — это контрастность индицируемого знака (символа) по отношению к фону.
Низкое быстродействие ЖКИ, связанное с инерционностью процесса перестройки структуры жидких кристаллов, и весьма узкий диапазон рабочей температуры ограничивает область их применения. Подавляющее большинство ЖКИ не работает при окружающей температуре ниже + 1°С по причине затвердевания жидкокристаллического вещества. После нагревания индикатора до рабочей температуры его работоспособность восстанавливается.
СИД — оптоэлектронный прибор, в котором используется явление выделения света п-р-переходом под действием тока. Светодиоды изготавливаются из сложных полупроводниковых соединений, например фосфида галлия или арсенида галлия. Свет излучения светодиода определяется материалом полупроводника. Промышленность выпускает светодиоды красного, зеленого и желтого свечения.
Конструктивно светодиоды выполняются в металлическом корпусе с линзой или в прозрачном пластмассовом корпусе. Для изображения букв, цифр и других знаков (символов) несколько светодиодов объединяются в одном корпусе, образуя светодиодную матрицу. Они используются для сигнализации включения аппаратуры, индикации параметров и других целей.
Коммутирующие устройства. К коммутирующим устройствам относятся переключатели, разъемы, соединители и реле. Их основным функциональным элементом являются одна или несколько контактных пар, процесс управления состоянием которых (замкнуто, разомкнуто или нейтрально) производится с помощью механизма в переключателях, ручным путем в
соединителях и электрическим в реле. Главная задача коммутирующих устройств заключается в создании контактных пар с малым переходным сопротивлением, большим числом коммутаций и высокой надежностью. Сложность и разнообразие решаемых при этом задач явились причиной большого разнообразия конструкций.
Цены на коммутирующие устройства в основном определяются количеством контактных пар и используемым в них материалом, количеством коммутируемых направлений, конструкцией и эксплуатационными требованиями.
Бытовые радиотовары классифицируют на две группы: элементы радиоэлектронной техники и бытовая радиоэлектронная техника.
К элементам радиоэлектронной техники относят радиодетали, электровакуумные и полупроводниковые приборы, интегральные схемы, электроакустические приборы, химические источники тока.
Бытовую радиоэлектронную технику подразделяют по назначению на бытовую аудиотехнику и видеотехнику.
К бытовой аудиотехнике относятся радиоприемники, магнитофоны, проигрыватели компакт-дисков (CD), комбинированная аудиотехника и др.
В состав бытовой видеотехники входят телевизоры, видеомагнитофоны и видеоплееры, видеокамеры, видеопроигрыватели, комбинированная видеотехника и др.
Бытовая аудиотехника. Радиоприемники. Радиовещание — это передача звуковых программ для одновременного приема их большим числом слушателей. Оно осуществляется через передающие радиоцентры и принимается радиоприемниками или другой радиоприемной аппаратурой. Радиопередатчик является начальным звеном радиовещания. Он предназначен для преобразования звуковых частот (голос диктора, музыка и т.д.) и последующей передачи их в эфир (окружающее воздушное пространство).
Другим звеном радиопередачи является радиоприемник, который предназначен для приема передаваемых в эфир радиопрограмм и последующего их воспроизведения.
Классификация бытовых радиоприемников. Бытовые радиоприемники классифицируют по условиям эксплуатации, виду источника питания, особенностям звучания.
В зависимости от условий эксплуатации бытовые радиоприемные устройства делят на стационарные и переносные.
По виду источника питания различают радиоприемные устройства с питанием от сети переменного тока и от источников постоянного тока (первичных и вторичных), а также со смешанным питанием (от встроенного низковольтного выпрямительного устройства и от автономных источников постоянного тока).
По особенностям звучания бытовую радиоприемную аппаратуру делят на моно- и стереофоническую.
Основными параметрами бытовых радиоприемников являются чувствительность, избирательность (селективность), диапазоны принимаемых и воспроизводимых частот.
Чувствительность — это способность радиоприемного устройства принимать слабые сигналы радиостанций (маломощных или отдаленных) и обрабатывать их до нормального звучания. Чувствительность измеряется в микровольтах (мкВ) для стационарных радиоприемных устройств, а также в мВ/м — для переносных устройств, имеющих встроенную магнитную антенну.
Избирательность (селективность) — это способность радиоприемного устройства выделять полезные (нужные) сигналы радиостанций из всей массы сигналов, одновременно действующих на антенну. Если радиоприемное устройство обладает низкой избирательностью, то одновременно прослушивается работа нескольких радиостанций, что затрудняет прослушивание нужной передачи.
Избирательность измеряется в логарифмических единицах — децибелах (дБ), которые характеризуют степень ослабления сигналов соседних станций но отношению к полезному сигналу (сигналу принимаемой станции).
Диапазон принимаемых частот (радиоволн) характеризует ту область частот, в пределах которой возможен радиоприем для конкретного вида и модели радиоприемного устройства. Современные радиоприемные устройства могут иметь несколько диапазонов принимаемых частот, в том числе:
длинноволновый диапазон — ДВ (148,0-285,0 кГц или 2027,0 — 1050 м);
средневолновый диапазон — СВ (525,0-1607,0 кГц или 591,4 — 186,7 м);
коротковолновый диапазон KB (3,95—12,1 МГц, или 75,9-24,8 м);
ультракоротковолновый диапазон 1 и 2: УКВ1 65,8— 74,0 МГц, или 4,56-2,06 м;
УКВ2 — 100,0-108,0 МГц или 3,0 — 2,78 м.
Диапазон воспроизводимых частот характеризует полосу (диапазон) звуковых частот, воспроизводимых радиоприемным устройством без искажений. Чем шире этот диапазон, тем естественнее звучание устройства.
Магнитофоны. Запись и воспроизведения звука. Мысль о записи звуковых колебаний и последующего их воспроизведения возникла еще в середине XIX века. Первые приборы для записи звука могли производить запись на носитель информации (грампластинку) только один раз, а воспроизвести запись могли только другие приборы — граммафон или патефон (усовершенствованный граммафон).
Проблему многоразовой записи пытались решить с помощью магнитной записи. В первых опытах запись вели на тонкую стальную проволоку, перематываемую с катушки на катушку. Проволока оказалась плохим носителем: она легко размагничивалась, велик был копирэффект (намагничивание одного витка проволоки на катушке магнитным полем другого, соседнего витка). На смену ей пришла магнитная лента, которая имеет основу из полимерной пленки, например ПВХ, ПЭТФ (терилен, лавсан). Основа с одной стороны покрыта лаковым слоем магнитного носителя памяти — тонкой дисперсии ферромагнетиков — Fe2О3, СrО2 и др.
Устройства, которые осуществляют магнитную запись и воспроизведение звука называют магнитофонами.
Классификация бытовых магнитофонов. Бытовые магнитофоны классифицируют по способу размещения магнитной ленты и от условий эксплуатации.
По способу размещения магнитной ленты бытовые магнитофоны делят на катушечные и кассетные.
В катушечных магнитофонах магнитная лента наматывается на катушки рабочем слоем внутрь. Скорость движения ленты: основная — 19,05 см/с, дополнительная — 9,53 см/с. Ширина магнитной ленты — 6,25 мм.
В кассетных магнитофонах магнитная лента наматывается на катушечки рабочем слоем наружу. Скорость движения ленты: основная — 4,76 см/с, дополнительная — 2,38 см/с. Ширина магнитной ленты — 3,81 мм.
В зависимости от условий эксплуатации бытовые магнитофоны делят на стационарные, переносные и носимые (плееры с наушниками).
Основными параметрами бытовых магнитофонов являются отклонение скорости магнитной ленты от номинального значения, коэффициент детонации, рабочий диапазон частот, относительный уровень помех в канале записи и воспроизведения, выходная и потребляемая мощность, масса и габариты.
Отклонение скорости магнитной ленты от номинального значения характеризует на сколько процентов может изменится скорость магнитной ленты в процессе воспроизведения или записи относительно номинальной. Отклонение фактической скорости от номинальной не должно превышать 2%.
Коэффициент детонации характеризует неравномерность скорости движения ленты при записи и воспроизведении. Он рассчитывается как отношение амплитуды колебаний скорости движения ленты к средней скорости. При больших коэффициентах детонации (более ±0,4 %) звук становится ниже или выше естественного. Причина детонации — низкое качество оборудования лентопротяжного механизма.
Рабочий диапазон частот — это полоса частот звукового спектра, эффективно воспроизводимая и записываемая магнитофоном. У катушечных магнитофонов средней группы сложности он равен 31,5 — 18 ООО Гц, у кассетных — 40 — 14 ООО Гц.
Относительный уровень помех в канале записи и воспроизведения (шипение и фон) характеризует регламентируемый стандартом, допустимый уровень шумов и помех в канале запись — воспроизведение, при котором может осуществляться достаточно качественное прослушивание фонограмм. Для катушечных магнитофонов — от 52 до 60 дБ, для кассетных от 44 до 50 дБ. Причина фона — пульсация напряжений, питающих усилители магнитофона, а также генератор стирания и подмагничивания.
К дополнительными устройствами, повышающими удобство и комфорт магнитофонов во время эксплуатации, относят раздельную индикацию уровня записи по каналам с возможностью синхронного регулирования, индикацию уровня воспроизведения, возможность временного останова ленты, автоматический останов при окончании ленты, контроль (счетчик) расхода ленты, систему шумопонижения (для кассетных магнитофонов), возможность подключения телефонов и др.
Проигрыватели компакт-дисков (ПКД). ПКД предназначен для воспроизведения звуковой информации, записанной в цифровой форме на оптический носитель информации — компакт-диск (CD).
Компакт-диск представляет собой прозрачный пластмассовый диск, на котором находятся дорожки в виде спирали. На эти дорожки наносится светоотражающее покрытие.
Считывателем информации с компакт-диска является лазерный луч, который в процессе воспроизведения скользит по поверхности дорожек. При этом не происходит механического контакта с поверхностью компакт-диска. Таким образом качество записанной информации практически не зависит от количества воспроизведения (прослушивания) компакт-диска.
Классификация ПКД. ПКД классифицируют в зависимости от условий/эксплуатации на стационарные (входящие в состав музыкальных центров и Hi-Fi, Hi-End аппаратуры), переносные (входят в состав магнитол), носимые (аудиоплееры CD).
Основными параметрами ПКД являются рабочий диапазон частот, относительный уровень шумов и помех, выходной и потребляемой мощностями, массой и габаритами.
Рабочий диапазон частот — это полоса частот звукового спектра, эффективно воспроизводимая и записываемая магнитофоном. В ПКД входящих в состав музыкальных центров рабочий диапазон частот равен — 2-22000 Гц.
Относительный уровень помех (шипение и фон) характеризует регламентируемое стандартом, допустимый уровень шумов и помех в канале воспроизведение, при котором может осуществляться достаточно качественное прослушивание фонограмм. Для ПКД входящих в состав музыкальных центров — от 94 до 110 дБ.