Введение
Рождением радио человечество обязано выдающемуся русскому ученому-физику Александру Степановичу Попову. Изобретенное им беспроводное средство связи было логическим продолжением и развитием учения об электричестве, история которого уходит в глубину веков. Но в этой первой беседе я не собираюсь посвящать тебя во все открытия, исследования и во все этапы практического использования магнитных и электрических явлений природы, лежащих в основе радиотехники. Это было бы слишком длинно и, может быть, даже скучно. Я расскажу лишь о самом главном, на мой взгляд, из этой истории, о наиболее важных явлениях природы, без знания которых ты не сможешь оценить и толком осмыслить работу даже самого простого радиотехнического устройства.
Немного истории
Открытие электрических явлений легенда приписывает мудрейшему из мыслителей древней Греции Фалесу, жившему более двух тысячелетий назад. Еще в те времена в окрестностях древнегреческого города Магнезия люди находили на берегу моря камешки, притягивавшие легкие железные предметы. По имени этого города их называли магнитами (вот откуда пришло к нам слово магнит!). Фалес же находил и другие, не менее таинственные камешки, к тому же красивые и легкие. Эти привлекательные дары моря не притягивали, как магниты, железных предметов, но обладали не менее любопытным свойством: если их натирали шерстяной тряпочкой, то к ним прилипали пушинки, легкие кусочки сухого дерева, травы. Такие камешки, выбрасываемые приливами и волнами морей, мы сейчас называем янтарем. Греки янтарь называли электроном. Отсюда и образовалось впоследствии слово электричество. Это интересное явление природы, называемое электризацией тел трением, можно наблюдать, не отправляясь к морю на поиски кусочков окаменевшей смолы ископаемых растений янтаря. Натри пластмассовую расческу шерстяной тряпочкой и поднеси ее к мелким кусочкам тонкой бумаги, они мгновенно прилипнут к наэлектризованной расческе, а через некоторое время опадут на стол. Поднеси наэлектризованную расческу к волосам. Волосы тоже притянутся к расческе, что иногда может сопровождаться даже появлением искр, сверхминиатюрных молний.
Проведи еще один опыт.На два сухих спичечных коробка положи насухо протертое стекло, а под него, те же кусочки тонкой бумаги. Сложи шерстяную тряпочку тампоном и натирай им стекло сверху. Ты увидишь, как запрыгают, запляшут под стеклом кусочки бумаги! Хотя и выглядит это как фокус, ничего загадочного здесь нет: натертые шерстяной тряпочкой расческа или стекло приобретают электрический заряд, благодаря которому они, подобно магниту, притягивают легкие кусочки бумаги, волосинки. Но ни древние греки, ни другие мыслители и философы на протяжение многих столетий не могли объяснить это свойство янтаря и стекла. В XVII в. немецкому ученому Отто Герике удалось создать электрическую машину, извлекавшую из натираемого шара, отлитого из серы, значительные искры, уколы которых могли быть даже болезненными. Однако разгадка тайн «электрической жидкости», как в то время называли это электрическое явление, не была тогда найдена.
В середине XVII в. в Голландии, в Лейденском университете, ученые нашли способ накопления электрических зарядов. Таким накопителем электричества была «лейденская банка» (по названию университета)- стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри оклеены свинцовой фольгой. Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества. Если ее обкладки соединяли отрезком толстой проволоки, то в месте замыкания проскакивала сильная искра и накопленный электрический заряд мгновенно исчезал. Если же обкладки заряженного прибора соединяли тонкой проволокой, она быстро нагревалась, вспыхивала и плавилась, т.е. перегорала. Вывод мог быть один: по проволоке течет электрический ток, источником которого является электрически заряженная лейденская банка. Сейчас подобные приборы мы называем электрическими конденсаторами (слово «конденсатор» означает «сгуститель»), а их не соединяющиеся между собой полоски фольги - обкладками конденсаторов.
Более совершенный, а главное почти непрерывный источник электрического тока изобрел в конце XVIII в. итальянский физик Александр Вольта. Между небольшими дисками из меди и цинка он помещал суконку, смоченную раствором кислоты. Пока прокладка влажная. Между дисками и раствором происходила химическая реакция, создающая в проводнике, соединяющем диски, слабый электрический ток. Соединяя пары дисков в батарею, можно было получать уже значительный электрический ток. Такие батареи называли «вольтовыми столбами». Они то и положили начало электротехнике. Подобный источник тока мы называем гальваническим элементом по имени Луиджи Гальвани, открывшего явление электрического тока, а соединенные параллельно или последовательно элементы - батареями гальванических элементов.
Темы всевозможных опытов и открытий, мы конечно еще коснемся в следующих уроках, а сейчас хотелось бы сразу остановить Ваше внимание на технике электробезопасности (ТБ), так как мы будем иметь дело с электрическим током, а это небезопасно для Вашего здоровья. Это конечно не самый интересный раздел, но здоровье все же превыше всего. Так же в этом разделе уроков я расскажу, какие инструменты, приборы и материалы нам понадобятся для успешного освоения радиоэлектроники и непосредственно практической стороны наших занятий. Итак, начнем!!!
Техника электробезопасности
Работы, сопряженные с использованием для питания элетромеханических и электробытовых устройств электрической сети напряжением 220 В., особенно если речь идет о бестрансформаторных источниках питания, являются исключительно опасными. В этой связи особое внимание следует уделять строжайшему соблюдению правил техники безопасности. Источниками повышенной опасности могут быть любые электробытовые приборы, напряжение питания которых более 40 В., в зависимости от условий эксплуатации оборудования и рода электрического тока (переменный или постоянный ). Под условиями эксплуатации нужно понимать наличие условий, в которых есть факторы повышенной опасности такие как: повышенная влажность непосредственно на рабочем месте где производятся работы с применение эл. оборудования, наличие легковоспламеняющихся горючесмазочных (ГСМ) материалов, т.к. от малейшей искры могут возникнуть большие неприятности, наличие агрессивной среды (пары кислот и всевозможных химических материалов), которые могут способствовать быстрому разрушению изоляции эл. оборудования, что приводит так же к повышенному риску быть пораженным электрическим током. Так как наше обучение будет проходить в основном в домашних условиях, или в крайнем случае в условиях которые не попадают под категорию выше описанных, то нам для полной безопасности достаточно четко запомнить лишь некоторые из ниже приведенных правил:
- Не следует прикасаться к неизолированным элементам электрической схемы, находящейся под напряжением.
- Все работы (перепайка, замена элементов, подгибание их выводов) допускается проводить только после снятия с налаживаемого устройства напряжения (и разряда самостоятельно или принудительно конденсаторов, особенно электролитических, повышенной емкости и/или габаритов).
- Настройка, подстройка элементов схемы, например, регулировка потенциометров допускается только при условии обеспечения надежной изоляции тела человека. Для этого ручки регулирующих элементов, а также инструментов (отверток, пассатижей и т.п.) должны иметь надежную изоляцию. На полу очень рекомендуется постелить диэлектрический коврик (резина).
- При работе в нестационарных условиях (например, гараж) нужно обратить особое внимание на возможность поражения электрическим током через токопроводящий пол или поверхность земли при случайном касании элементов зарядного или иного электронного устройства. Устройства которые работают от сетевого напряжения 220 В., должны иметь надежное защитное заземление.
- Для регулировки элементов схемы следует использовать одну руку, желательно облаченную в диэлектрическую перчатку. Это снизит вероятность одновременного касания обоими руками токонесущих конструкций и элементов.
- Стоит также заранее предусмотреть порядок ваших действий при возможном возгорании электронного устройства, при иных нештатных ситуациях, например, случайном коротком замыкании, возникновении электрической дуги, взрыве или воспламенении элементов устройства.
- Не следует оставлять работающую аппаратуру без присмотра.
- Не допускается подача напряжения переменного тока или противоположной полярности на электролитические конденсаторы: они могут взорваться.
- При работе с аккумуляторами, батареями гальванических элементов стоит помнить о том, что при определенных условиях, например, протекании повышенного тока, эти устройства могут заметно нагреваться, выделять токсичные газы, а иногда и взрываться ( например при заряде автомобильных аккумуляторов, в следствии кипения электролита, происходит обильное выделение водорода и любая искра может спровоцировать довольно внушительный взрыв).
- Перед пусконаладочными работами электронного устройства следует тщательно проверить электрический монтаж на предмет коротких замыканий и исправность высоковольтных элементов схемы: диодов выпрямителей, конденсаторов сетевых фильтров и др. Только после тщательной проверки можно включать в сеть испытуемое устройство.
Вот и все, что необходимо запомнить для начала нашей безопасной деятельности. Это конечно капля в море из всех правил что необходимо знать но я думаю нам этого достаточно!
Необходимые приборы и материалы
До начала практических занятий необходимо приобрести следующие инструменты:
Паяльник, на напряжение питания 220 В. 25 Вт., или на 36 В. 25 Вт., что сейчас довольно редко можно встретить, с припоем ( в народе называют олово ). Обычно для радиотехнических нужд применяют ПОС – 40 или ПОС – 61. Сейчас на рынках и в магазинах много предлагается различных видов припоя, да и маркировка у них другая, поэтому при покупке у продавца нужно попросить именно легкоплавкий припой. Далее для качественной пайки нам необходим флюс ( в народе называют канифоль ). Флюсы бывают тоже разные: жидкие, твердые и специального назначения, нам для начала нужен самый обычный твердый канифоль ( флюс ) который можно приобрести там же, где и паяльник.
Подставку для паяльника. Подставку можно купить в магазине или на рынке, где предлагается тоже немалый ассортимент. В качестве подставки, что бы не затрачивать лишние средства, можно применить любой металлический предмет, имеющий форму коробочки, что удобно и для хранения припоя с флюсом.
Медицинский пинцет. Я надеюсь что здесь всем понятно его назначение. Довольно удобный инструмент для выпаивания радиоэлементов, и удержания при пайке, т.к. припаиваемые элементы нагреваются довольно сильно и руками их держать не очень приятно. Так же пинцет пригодится при формовке выводов радиоэлементов.
Набор отверток. Для начала достаточно иметь две отвертки, с плоским наконечником и крестообразным (часто называют крестовой отверткой ). Назначение я думаю более чем понятно.
Бокорезы. Предназначены для перекусывания электропровода и выводов радиоэлементов. При монтаже будет использоваться довольно часто. Физические размеры бокорезов должны быть небольшие. В магазинах продавцы знают, какие бокорезы применяют для радиотехнических нужд. Дедовские бокорезы и кусачки как говорят в народе, для вытягивания и перекусывания гвоздей нам не подойдут.
Плоскогубцы и круглогубцы. Здесь, я думаю, то же комментарии излишни, скажу одно, что физические размеры данных инструментов, как и в отношении бокорезов должны быть небольшие. Дедовские инструменты для гвоздей отложите до лучших времен.
Медицинские иглы разных диаметров. Далее в своих уроках я расскажу для чего.
Небольшое тонкое шило. Понадобится нам в самом начале практических занятий, по ходу заданий я расскажу для чего.
Электрические провода и радиоэлементы. О них тоже будет сказано по ходу уроков и практических заданий. Если у кого есть определенный запас, это уже не плохо.
Измерительные прибор (тестер). Сейчас в радиолюбительских магазинах предлагается много разновидностей измерительной аппаратуры, но для начала подойдет самый обычный, стрелочный прибор (тестер), китайского производства, который стоит копейки. Цифровые приборы на жидких кристалах, пока покупать не стоит, так как большой точности измерений нам не надо, да и возможности данного прибора нам тоже пока не нужны. Со временем, конечно нужно будет его приобрести, но это при условии что он будет востребован. А когда он будет востребован, я думаю Вы поймете сами. Если у кого такой прибор имеется, то это только плюс, можно использовать и дедовские приборы, что даже лучше китайских.
Рабочее место. Напоследок хочется сказать, что к рабочему месту нужно отнестись особенно ответственно, т. к. оно должно быть хорошо проветриваемым, иметь как минимум одну розетку причем располагаться она должна как можно ближе к рабочему месту ( столу ). Т. к. в так называемой Вашей мастерской нужно будет помимо работы еще и хранить всевозможные инструменты, радиокомпоненты и приборы, нужно позаботится о месте хранения всего этого добра, многие домочадцы не особенно присматриваются при наведении порядка, что можно выкинуть, а что нельзя. Поэтому понадобится хороший ящичек для компактного хранения Вашего добра, а его со временем будет накапливаться достаточно много. Я знаю таких радиолюбителей, у которых все это добро и в трехкомнатной квартире не вмещается. При выполнении практических заданий, желательно сконцентрировать свое внимание на устройстве которое собираете, а для этого рабочее место должно иметь как можно меньше отвлекающих факторов, телевизор и др. После успешно выполненного практического задания, рабочее место приводится в порядок и проветривается. После работы необходимо обязательно вымыть руки, так как припой и др. вещества с которыми мы будем работать, являются химическими веществами, пары припоя вредные для здоровья!!!
Переходим к следующему уроку !
