В жизни каждого возникают ситуации, когда требуется отремонтировать какое-либо радиоэлектронное устройство, начиная от елочной гирлянды и заканчивая сложной бытовой техникой. Имея минимальные навыки работы с инструментами, многие виды работ можно выполнить самостоятельно. Обычно это ограничивается пайкой оборвавшегося провода или поиском перегоревшей лампы. Более серьезные виды работ требуют наличия знаний в области электроники, опыта, наличия приборов и инструментов.

Знания будут совсем не лишними, но не стоит сразу пытаться постигать устройство и ремонт, в частности, телевизора. Скорее всего, из этого ничего не выйдет. В лучшем случае ремонт не удастся, а в худшем – добавятся новые проблемы. Лучше начинать изучение радио,- и электротехники с самых основ и закреплять их практическими работами. Для этого нужен для начала совсем небольшой парк инструментов и приборов, который можно затем пополнять по мере возникшей необходимости.

Что нужно знать

Лучше всего брать уроки радиоэлектроники у более опытных людей, но в эру повсеместного развития интернета знаниями вполне можно овладеть самостоятельно. В сети достаточное количество обучающих видео и доступной литературы для свободного ознакомления. При желании можно даже подписаться на обучающие курсы и уроки.

Что должен знать начинающий радиолюбитель, и что должно обязательно присутствовать на обучающем курсе:

• Основы электроники. Это, в первую очередь, законы Ома, Кирхгофа, расчет мощности. Необходимо знать расчет последовательного и параллельного соединения резисторов и емкостей. Без этих знаний дальнейшие шаги просто бессмысленны;
• Уметь пользоваться измерительными приборами. Для всех измерительных приборов важно уметь правильно выбрать предел измерений, а для стрелочных – дополнительно уметь определять цену деления шкалы измерения и отсчитывать показания;

• Знать принцип работы и устройство простейших радиоэлементов: резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов, диодов и транзисторов. Необходимо ориентироваться в параметрах элементов и, исходя из работы схемы, определять, какие из них наиболее важны и критичны в данном участке схемы. На первых порах нет необходимости досконально знать, как работает p-n переход диода и транзистора, но особенности работы, которые характеризуют важнейшие параметры, нужно помнить;
• Уметь читать радио,- и электрические схемы. Для этого необходимо помнить обозначения элементов на принципиальных схемах;
• Знать принципы маркировки радиоэлементов, уметь расшифровывать сокращенные и кодированные обозначения и уметь переводить кратные величины измерения (мегаомы в килоомы, микрофарады в пикофарады и так далее);

• Уметь пользоваться паяльником, правильно выбирать припой и флюс для пайки .

Важно! Большая часть радиотехнических схем хоть и требует для питания низковольтного напряжения, но использует для этих целей преобразование напряжения сети, которое опасно для жизни. Основы техники безопасности важны для сохранения здоровья и жизни.

Какие нужны инструменты и приборы

Мастерская радиолюбителя должна иметь в своем составе несколько обязательных вещей. Со временем, с приобретением навыков и знаний, ассортимент можно расширить, но на первых порах необходимы только несколько разновидностей.

Самый главный инструмент радиолюбителя – паяльник. В целях обеспечения безопасности, предотвращения удара током или повреждений элементов схемы паяльник должен быть низковольтным – с напряжением питания не более 42В. Если говорить о мощности, то для пайки большинства элементов схем достаточно 25-и ваттного паяльника. Он, конечно, не очень подходит для пайки выводов мощных радиодеталей, и если есть сомнения, то можно взять инструмент с мощностью 40Вт. Больше не нужно, поскольку даже в умелых руках использование такого паяльника может привести к перегреву и выходу из строя радиоэлементов, отслоению печатных проводников на платах.

Начинающему радиолюбителю не имеет смысла приобретать сложную и дорогую паяльную станцию. Научившись грамотно пользоваться обычным паяльником, можно задуматься о приобретении более сложного инструмента, но научившись работать с паяльной станцией, с обычным паяльником справиться будет довольно тяжело.

Измерительный прибор

В настоящее время в продаже можно встретить большое разнообразие всевозможных измерительных приборов, различной степени сложности, точности и ценового диапазона.

При работах с электрическими схемами наиболее важно измерение следующих параметров:

• Сопротивление;
• Переменное и постоянное напряжение;
• Переменный и постоянный ток;
• Более сложные работы потребуют измерения частоты и формы сигналов, параметров транзисторов, значения индуктивности.

Наиболее распространены комбинированные приборы для измерения напряжения, тока и сопротивления. Ранее они назывались авометрами (ампер-вольт-омметр), а сейчас, в основном, тестерами или мультиметрами, поскольку способны измерять еще несколько параметров.

Большинство приборов основано на цифровой обработке сигналов и имеют знаковую индикацию. Подобно большинству цифровых устройств, они имеют множество положительных качеств:

• Высокая точность измерения;
• Возможность автоматического определения предела измерения и полярности сигнала;
• Запоминание результата.

Вместе с тем, аналоговые приборы, имея меньшую точность, позволяют видеть наглядное изменение измеряемой величины по положению стрелки. Возможно наблюдение и измерение быстроменяющихся параметров.

Цифровые устройства требуют наличия некоторого времени для установки показаний. Основной недостаток – требование изначально знать правильную полярность источника сигнала и возможную его величину для выбора предела измерений. С этим же связано затруднение у новичков радиолюбителей – правильное считывание показаний стрелочного прибора.

Аналоговым прибором можно при наличии некоторого навыка контролировать состояние и исправность электролитических конденсаторов, что очень трудно выполнить цифровым мультиметром.

Новичку лучше использовать в работе именно стрелочный прибор, поскольку в процессе обучения приобретаются полезные навыки работы с измерительной аппаратурой, а точность измерений не является основополагающей. К тому же, для измерений тока и напряжения такой прибор не нуждается во встроенном источнике питания.

Для начинающего радиолюбителя вполне подойдет даже тестер, выпущенный в середине прошлого века, поскольку принцип измерения, правила пользования и характеристики авометров с того времени практически не изменились, а точность и надежность даже самых старых приборов порой намного выше, чем у современных дешевых китайских авометров. Радиолюбительство большинства современных электронщиков начиналось с самого распространенного тестера отечественного производства Ц20.

Инструменты и материалы

Лаборатория радиолюбителя невозможна без минимума инструментов:

• Кусачки (бокорезы);
• Пинцет;
• Набор отверток с разнообразной формой жала;
• Набор различных крепежных элементов (болты, гайки, шайбы);
• Изолированные гибкие и одножильные провода.

Обязательно наличие припоя и флюса. Наибольшим доверием пользуется припой типа ПОС60, обладающий низкой температурой плавления. И раньше, и сейчас это основной припой для пайки радиоэлементов на постсоветском пространстве.

В качестве флюса, в основном, используется канифоль или ее раствор в этиловом спирте. Можно использовать и другие составы, например, ЛТИ120, но канифоль более универсальна и имеет минимальную стоимость.

Важно! При пайке радиоэлементов и проводов нельзя использовать кислотные или активные флюсы. Быстро и качественно выполненная пайка через непродолжительное время будет безнадежно испорчена коррозией.

Техника безопасности

Радиотехника для начинающих должна обеспечивать самый высокий уровень безопасности. Уже было отмечено про низковольтные паяльники, но следует отметить, что большинство любителей сразу при конструировании и ремонте устройств пользуются сетевыми блоками питания. Будет гораздо безопаснее приобрести или попросить изготовить для домашней лаборатории мощный разделительный трансформатор с единичным коэффициентом трансформации. Выдавая на выходе все то же напряжение переменного тока 220В, он предоставит надежную гальваническую развязку от питающей сети.

Видео

Предыдущая часть
Сегодня мы будем делать наше первое устройство - простейший детекторный приёмник Оганова.
Это одна из первых схем, и позволяет просто слушать радио. Маяк, Радио России и ещё несколько других. Да выбор невелик, но во первых эта схема очень простая, а во вторых работает без батареек, то есть получает питание от самой радиостанции.

Делать будем без печатной платы. Вот схема.

Давайте разбираться.

Это катушка индуктивности. Для неё нам понадобится медная проволока толщиной 0.1 - 1 мм.

Это конденсатор. Грубо говоря он подобен аккумулятору, только мгновенного действия. А если серьёзно, то конденсатор это устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Для тех кто ничего не понял: представьте коробку, в которую вы сыпите песок (электричество). Сыпите, сыпите, коробка уже полна, и песок высыпается наружу. А когда вы перестаёте сыпать, то коробка высыпает всё своё содержимое наружу (конденсатор разряжается). Как то так.
В нашей схеме нужны будут нужны конденсаторы с ёмкостью 1000-2000 пФ - C2 и 200-500 пФ - C1. Фарады - это единицы измерения ёмкости конденсатора, или сколько та абстрактная коробка может в себя вместить песка.

Диод. Это полупроводниковый прибор, пропускающий ток (поток электронов только в одну сторону). Представте себе охранника, который работает по принципу " Всех пускать, никого не выпускать! " Или с точностью наоборот, в зависимости от того как нам его поставить. Нам подойдёт любой, кроме светодиода (который как понятно светится).

Это динамик - говорилка. Его мы можем выковырнуть из старого советского телефона, или купить. Нам нужен высокоомный - примерно 60 ом.
upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Earth_Ground.svg/200px-Earth_Ground.svg.png
Это заземление. Подключим его к батарее отопления.
А последний элемент - антену сделаем из длиннющего куска проволоки - метра 3.

Как делать катушку? Катушка состоит из двух частей, по 25 витков каждая. Как сделать катушку? Берем что-нибудь круглое диаметром около 10 см (например, банка из под кофе), обклеиваем в несколько слоёв бумагой. Первый слой прилепляем к банке скотчем, второй неплотно накручивается на первый. В этом случае катушку после намотки легко будет снять. Теперь аккуратно наматываем медную проволоку – виток к витку. Между двумя частями катушки оставляем 5 сантиметров проволоки, а также не забываем оставить примерно столько же проволоки на входе и выходе. После того как вы намотали катушку, ее следует обмотать изолентой или скотчем в два слоя вдоль витков. А после снятия с банки – обмотать ещё и поперёк.
Соединим всё с помощью пайки. Как паять? Легко.
Осторожно, жало паяльника очень горячее, если обожжётесь поднесите руку под холодную воду. Ожог скоро заживёт.
Вот сама схема пайки:

Спасибо за внимание!

Научиться можно только тому, что любишь.
Гёте И.

"Как самостоятельно изучить электронику с нуля?" — один из самых популярных вопросов на радиолюбительских форумах. При этом те ответы, которые я нашел, когда сам его задавал, мне мало помогли. Поэтому я решил дать свой.

Это эссе описывает общий подход к самообучению, а так как оно стало ежедневно получать множество просмотров, то я решил его развить и сделать небольшое руководство по самостоятельному изучению электроники и рассказать как это делаю я. Подписывайся на рассылку -- будет интересно!

Творчество и результат

Чтобы что-то изучить надо это полюбить, гореть интересом и регулярно упражняться. Кажется, я только что озвучил прописную истину... Тем не менее. Для того, чтобы с лёгкостью и удовольствием изучать электронику надо её любить и относится к ней с любопытством и восхищением. Сейчас уже для всех привычно иметь возможность отправить видеосообщение на другой конец земли и мгновенно получить ответ. А это одно из достижений электоники. 100 лет труда тысяч ученых и инженеров.

Как нас обычно учат

Классический подход, который проповедуется в школах и университетах всего мира можно назвать подходом снизу-вверх. Сначала тебе рассказывают что такое электрон, атом, заряд, ток, резистор, конденсатор, индуктивность, заставляют решить сотни задач на нахождение токов в резисторных цепях, потом ещё сложней и т.д. Такой подход схож с восхождением на гору. Но лезть в гору сложней, чем спускаться. И многие сдаются так и не добравшись до вершины. Это верно в любом деле.

А что если спускаться с горы? Главная идея в том, чтобы сначала получить результат, а затем разобрать детально почему работает именно так. Т.е. это классический подход детских радиокружков. Он даёт возможность получить ощущение победы и успеха, которые в свою очередь стимулируют желание изучать электронику дальше. Понимаешь, очень сомнительная польза в изучении одной теории. Надо обязательно практиковаться, так как не все из теории 100% ложится на практику.

Есть такая старая инженерная шутка гласит: "Раз ты хорош в математике, то тебе надо пойти в электронику". Типичная чушь. Электроника -- это творчество, новизна идей, практика. И не обязательно впадать в дебри теоритический расчетов, чтобы создавать электронные устройства. Ты вполне можешь освоить необходимые знания самостоятельно. А математику подтянешь в процессе творчества.

Главное -- это понять основной принцип, и только потом тонкости. Такой подход просто переворачивает мир самостоятельного изучения. Он не нов. Так рисуют художники: сначала набросок, затем детализация. Так проектируют различные большие системы и т.д. Такой подход похож на "метод тыка", но только если не искать ответа, а тупо повторять одно и тоже действие.

Понравилось устройство? Собирай, разбирайся почему оно сделано именно так и какие идеи заложены в его конструкцию: почему именно эти детали используются, почему именно так соединены, какие принципы используются? А можно ли что-нибудь улучшить или просто заменить какую-нибудь деталь?

Конструирование -- это творчество, но ему можно научиться. Для это надо только выполнять простые действия: читать, повторять чужие устройства, обдумывать результат, наслаждаться процессом, быть смелым и уверенным в себе.

Математика в электронике

В радиолюбительском конструировании считать несобственные интегралы вряд ли придётся, но знание закона Ома, правил Кирхгофа, формул делителя тока/напряжения , владение комплексной арифметикой и тригонометрией может пригодиться. Это азы азов. Хочешь уметь больше - люби математику и физику. Это не только полезно, но и чрезвычайно занимательно. Конечно, это не обязательно. Можно делать достаточно крутые устройства вообще ничего этого не зная. Только это будут устройства, придуманные кем-то другим.

Когда я, после очень длительного перерыва, понял, что электроника снова меня зовёт и манит в ряды радиолюбителей, то сразу стало ясно, что мои знания давно уже улетучились, а доступность компонентов и технологий стала шире. Что я стал делать? Путь был только один — признать себя полным нолём и стартовать из ничего: знакомых опытных электронщиков нет, какой-либо программы самообучения тоже нет, форумы я отбросил потому, что они представляют собой свалку информации и отнимают много времени (какой-то вопрос можно там узнать вкратце, но получить цельные знания очень сложно — там все такие важные, что лопнуть можно!)

И тогда япошел самым старым и простым путём: через книги. В хороших книгах тематика обсуждается наиболее полно и нет пустой болтовни. Конечно, в книгах есть и ошибки, и косноязычие. Просто надо знать какие книги читать и в каком порядке. После прочтения хорошо написанных книг и результат будет отличным.

Мой совет прост, но полезен — читайте книги и журналы. Я, к примеру, хочу не только повторять чужие схемы, а уметь конструировать свои. Создавать -- это интересно и весело. Именно таким должно быть моё хобби: интересным и занимательным. Да и ваше тоже.

Какие книги помогут освить электронику

Много времени я провел выискивая подходящие книги. И понял, что надо сказать спасибо СССР. Такой массив полезных книг после него остался! СССР можно ругать, можно хвалить. Смотря за что. Так вот за книги и журналы для радиолюбителей и школьников надо благодарить. Тиражи бешеные, авторы отборные. До сих пор можно найти книги для новичков, которые дадут фору всем современным. Поэтому есть смысл пройтись по букинистам и поспрашивать (да и скачать все можно).

1. Климчевский Ч. - Азбука радиолюбителя.
2. Эймишен. Электроника? Нет ничего проще.
3. Б.С.Иванов. Осциллограф - ваш помощник (как работать с осциллографом)
4. Хабловски. И. Электроника в вопросах и ответах
5. Никулин, Повный. Энциклопедия начинающего радиолюбителя
6. Ревич. Занимательная электроника
7. Шишков. Первые шаги в радиоэлектронике
8. Колдунов. Радиолюбительская азбука
9. Бессонов В.В. Электроника для начинающих и не только
10. В. Новопольский - Работа с осциллографом

Это мой список книг для самых "маленьких". Обязательно следует пролистывать и журналы Радио с 70х по 90е гг. После этого можно уже читать:

1. Гендин. Советы по конструированию
2. Кауфман, Сидман. Практическое руководство по расчетам схем в электронике
3. Волович Г. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств
4. Титце, Шенк. Полупроводниковая схемотехника. 12-е изд.
5. Шустов М. А. Практическая схемотехника.
6. Гаврилов С.А.-Полупроводниковые схемы. Секреты разработчика
7. Барнс. Эллектронное конструирование
8. Миловзоров. Элементы информационных систем
9. Ревич. Практическое программирвоание МК AVR
10. Белов. Самоучитель по Микропроцессорной технике
11. Суэмацу. Микрокомпьютерные системы управления. Первое знакомство
12. Ю.Сато. Обработка сигналов
13. Д.Харрис, С.Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера
14. Янсен. Курс цифровой электроники

Думаю, эти книги ответят на множество вопросов. Более специальные знания можно почерпнуть из более специальных книг: по аудиоусилителям, по микроконтроллерам и т.д.

И конечно же нужно практиковаться. Без паяльника вся теория в прорубь. Это как водить машину в голове.
Кстати, более подробные обзоры некоторых книг из списка выше можешь .

Что еще следует делать?

Учиться читать схемы устройств! Учиться анализировать схему и стараться понять как работает устройство. Этот навык приходит только с тренировкой. Начинать надо с самых простых схем, постепенно наращивая сложность. Благодаря этому ты не только изучишь обозначения радиоэлементов на схемах, но и научишься их анализировать, а также запомнишь ходовые приемы и решения.

Дорого ли заниматься электроникой

К сожалению, деньги потребуются! Радиолюбительство не самое дешевое хобби и потребуется некоторый минимум фин. вложений. Но начать можно практически без вложений: книги можно доставать буккросингах или брать в библиотеках, читать в электронном виде, приборы можно купить для начала самые простые, а более продвинутые купить тогда, когда будет не хватать возможностей простых приборов.

Сейчас купить можно всё: осциллограф, генератор, источник питания и другие измерительные приборы для домашней лаборатории — всё это следует со временем приобрести (или сделать самому то, что в домашних условиях сделать можно)

Но когда ты маленький и начинающий можно обойтись пальником и деталями из сломанный техники, которую кто-нибудь выкидывает или просто валялась дома давно без дела. Главное иметь желание! А остальное приложится.

Что делать, если не получается?

Продолжать! Редко что-то получается хорошо с первого раза. А бывает так, что результатов нет и нет -- будто упёрся в невидимый барьер. Кто-то этот барьер преодолевает за полгода-год, а другие только через несколько лет.

Если сталкиваешься со сложностями, то не надо рвать волосы и думать о себе, что ты самый тупой на свете, так как Вася понимает, что такое обратный ток коллектора, а вот ты все никак не можешь понять почему он играет роль. Может быть Вася просто надувает щёки, а сам ни бум-бум =)

Качествои и скорость самообучения зависят не только от личных способностей, но и от окружения. Вот тут надо радоваться существованию форумов. На них все таки встречаются (и часто) вежливые профессионалы, готовые с радостью учить новичков. (Есть еще всякие грымзы, но считаю таких людей потерянной веткой эволюции. Мне их жаль. загибать пальцы — это понты самого низкого уровня. Лучше просто молчать)

Полезные программы

Обязательно следует ознакомиться с САПРами: рисовалками принципиальных схем и печатных плат, симуляторами, — полезные и удобные программы (Eagele, SprintLayout и т.д.). Я выделил на сайте целый раздел под них. Время от времени там будут появляться материалы по работе с программами, которые использую сам.

И самое главное — испытывайте радость творчества от радиолюбительства! На мой взгляд к любому делу следует относится как к игре. Тогда оно будет и занимательным и познавательным.

О практике

Обычно каждый радиолюбитель всегда знает какое устройство хочет сделать. Но если ты еще не определился, то я посоветую собрать источник питания, разобраться для чего нужна и как работает каждая его часть. Затем можно обратить внимание на усилители. И собрать, например, аудиоусилитель.

Можно поэксперементировать с самыми простыми электрическими цепями: делителем напряжения, диодным выпрямителем, фильтрами ВЧ/СЧ/НЧ, транзистором и однотранзисторными каскадами, простейшими цифровыми схемами, конденсаторами, индуктивностями. Всё это пригодится в дальнейшем, а знание таких основных цепей и компонентов придаст уверенность в своих силах.

Когда шаг за шагом идешь от простейшего к более сложному, тогда знания порционно накладываются друг на друга и легче освоить более сложные темы. Но иногда не ясно из каких кирпичиков и как следует сложить здание. Поэтому иногда следует действовать наоборот: поставить цель собрать какое-нибудь устройство и освоить множество вопросов при его сборке.

Да прибует с тобой Ом, Ампер и Вольт:

Давайте для начала рассмотрим обычную пальчиковую батарейку. На ее этикетке вы можете прочитать, что она имеет напряжение 1,5 вольта… так ли это на самом деле? Давайте проверим!

Для того чтобы это выяснить нам понадобится цифровой мультиметр. Для начала стоит приобрести недорогую модель, обязательно с ручным выбором диапазона измерения.

• черный провод мультиметра необходимо подключить к разъему „COM”;
• красный провод необходимо подключить к разъему для измерения напряжения „V” (Внимание ! Подключение проводов иным образом может привести к повреждению прибора!)
• мы ожидаем получить значение около 1,5 вольта, поэтому ручку мультиметра устанавливаем на значение «20» в области DCV или V- (буква V с тире, означает постоянный ток) и если это необходимо, включаем прибор (некоторые модели включаются при повороте ручки), при этом мультиметр должен показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся выводов батарейки… но какой куда? Попробуйте обе комбинации – результат должен быть один и тот же, только в одном случае будет отражаться положительное число, а в другом случае то же число, но только со знаком минус.
• считываем значение – в нашем случае напряжение новой батарейки составляет 1,62 вольт;
• выключаем мультиметр.

ВНИМАНИЕ! Во время проведения измерений, чтобы не повредить мультиметр, всегда выбирайте диапазон измерения большее максимально ожидаемого результата! Если мы не знаем чего ожидать, то безопаснее будет выбрать более высокий диапазон и в дальнейшем уменьшить его для получения максимально точного результата.

Поскольку мы научились измерять напряжение мультиметром, то давайте померим и другие батарейки/аккумуляторы! Мы для тестирования выбрали:

• заряженный аккумулятор 1,2 вольта, размер АА — мультиметр показал 1,34 вольт.
• частично разряженный аккумулятор Ni-Mh (используемый в камере) — мультиметр наш показал 1,25 вольт.

Далее нам понадобятся 4 батарейки формата ААА, кассета для 4 батареек и макетная плата (что такое макетная плата и как ею пользоваться можно узнать ). Установим наши 4 батарейки в кассету. Затем концы проводов кассеты вставим в отверстия макетной платы так, как это показано на следующих фото:

Следующим шагом будет подготовка соединительных проводов (перемычек), их еще называют джамперами. Это такие провода, которые будут объединять отдельные радиодетали между собой на макетной плате.

Конечно же, какое-то количество джамперов входит в комплект вместе с макетной платой. Но если их у вас нет, то не беда, их можно сделать самим.

Для этого нам понадобится: компьютерный кабель, так называемая витая пара, ножницы или острый нож.

Для начала необходимо снять изоляцию с кабеля. Внутри кабеля мы видим скрученные между собой тонкие провода. Следующим шагом будет нарезка проводов необходимой длинны. И последнее что необходимо – это зачистить с обоих концов изоляцию примерно на 1 см.

Теперь мы на макетной плате соберем нашу первую схему. Возьмем резистор 22кОм с цветными полосками (красный-красный-оранжевый-золотой). А какое реальное сопротивление данного резистора? Давайте проверим это мультиметром!

• красный провод подключите к разъему » Ω «
• мы ожидаем получить значение около 22кОм, поэтому установите регулятор на значение 200к в секции Ω и, если это необходимо, включите прибор (некоторые модели включаются при повороте диска), который до измерения должен показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра коснитесь ножек резистора;
• смотрим значение – у нас сопротивление составляет 22,1кОм;
• выключаем мультиметр.

Как и в случае с батарейкой, значение, измеренное мультиметром, отличается от номинального значения тестируемого элемента (резистора). Напомним, что золотая полоска на резисторе (значение цветных полосок смотрите в этой ) означает допуск 5%, то есть 22кОм x 5% = 1,1кОм

Поэтому диапазон отклонения сопротивления для нашего резистора может быть в пределах от 20,9кОм до 23,1кОм.

Теперь соединим на макетной плате кассету с батарейками и резистор так, как показано на картинке ниже:

В электронике чтобы изобразить связи между отдельными элементами используют принципиальные схемы. В нашем случае схема будет выглядеть следующим образом:

Символ обозначенный как B1 — это наши батарейки, обеспечивающие общее напряжение: 4 х 1,5В = 6В. наш резистор на 22кОм обозначен символом R1.
В соответствии с :

I = U / R
I = 6В / 22кОм
I = 6В / 22000 Ом
I = 0,000273 А
I = 273мкА

Теоретически, ток в схеме должен составлять 273мкА. Вспомним, что сопротивление резистора может отличаться в пределах 5% (у нас это 22,1кОм). Напряжение, поступающее от батареек, также может отличаться от номинальных 6 вольт, и оно будет зависеть от степени разряда этих батареек.

Давайте посмотрим, какое реальное напряжения идет от 4 батареек по 1,5 В.

• черный провод подключите к разъему „COM”;
• красный провод подключите к разъему „V”
• мы ожидаем получить значение около 6В, поэтому установите регулятор на значение «20» в секции DCV или V-, если это необходимо, включите прибор, который должен изначально показать 0;
• металлическими наконечниками щупов мультиметра прикоснитесь проводов выходящих из кассеты батареек;
• смотрим результат – у нас напряжение составляет 6,5 В;
• выключаем мультиметр.

Подставим полученные значения в формулу, вытекающую из закона Ома:

I = U / R
I = 6,5 В / 22,1кОм
I = 6,5 В / 22100 Ом
I = 0,000294 А
I = 294мкА

Для подтверждения достоверности наших расчетов, нам не остается ничего другого, кроме как измерить фактический ток мультиметром.

• черный провод подсоедините к разъему „COM”;
• красный провод подключите к разъему „mA”;
• мы ожидаем получить значение 294 мкА, поэтому устанавливаем регулятор на значение 2000µ в секции A-, если это необходимо, включите прибор, который должен изначально показать 0;
• для измерения тока, необходимо мультиметр подключить в разрыв цепи. Металлическими наконечниками щупов мультиметра касаемся, ножки джемпера соединяющий положительный полюс батареи и ножки резистора;
• считываем значение – у нас сила тока составляет 294 мкA;
• выключаем мультиметр.

И под конец данного урока приведем схему, отражающую различия подключения мультиметра при измерении напряжения и силы тока:

Добрый день, уважаемое сообщество.

Меня все время удивляли люди, которые понимают в радиоэлектронике. Я всегда их считал своего рода шаманами: как можно разобраться в этом обилии элементов, дорожек и документации? Как можно только взглянуть на плату, пару раз «тыкнуть» осциллографом в только одному ему понятные места и со словами «а, понятно» взять паяльник в руки и воскресить, вроде как почившую любимую игрушку. Иначе как волшебством это не назовёшь.

Расцвет радиоэлектроники в нашей стране пришёлся на 80-е годы, когда ничего не было и все приходилось делать своими руками. С той поры прошло много лет. Сейчас у меня складывается впечатление, что вместе с поколением 70-х уходят и знания с умением. Мне не повезло: половину эпохи расцвета меня планировали родители, а вторую половину я провёл играя в кубики и прочие машинки. Когда в 12 лет я пошёл в кружок «Юный техник» - это были не самые благополучные времена, и ввиду обстоятельств через полгода пришлось с кружком «завязать», но мечта осталась.

По текущей деятельности я программист. Я осознаю, что найти ошибку в большом коде ровно тоже самое, что найти «плохой» конденсатор на плате. Сказано - сделано. Так как по натуре я люблю учиться самостоятельно - пошёл искать литературу. Попыток начать было несколько, но каждый раз при начале чтения книг я упирался в то, что не мог разобраться в базовых вещах, например, «что есть напряжение и сила тока». Запросы к великому и ужасному Гуглу также давали шаблонные ответы, скопированные из учебников. Попробовал найти место в Москве, где можно поучиться этому мастерству - поиски не закончились результатом.

Итак, добро пожаловать в кружок начинающего радиолюбителя.

Я люблю учиться и узнавать что-то новое, но просто знания мне мало. В школе мне привили навык «теорему нельзя выучить - её можно только понять» и теперь я несу это правило по жизни. Окружающие, конечно, смотрят с недоумением, когда вместо того, чтобы взять готовые решения и сложить по-быстрому их воедино я начинаю изобретать свои велосипеды. Второй довод для написания статьи - это мысль «если ты понимаешь предмет - ты можешь его с лёгкостью объяснить другому». Ну что ж, попробую сам понять и другим объяснить.

Первая моя цель, прямо как по книгам - аналоговый радиоприёмник, а там пойдем и в цифру.

Сразу хочу предупредить - статья написана дилетантом в радиоэлектронике и физике и является скорее рассуждением. Все поправки буду рад выслушать в комментариях.

Итак, чем что такое напряжение, ток и прочее сопротивление? В большинстве случаев для понимания электрических процессов приводят аналогию с водой. Мы не будем отходить от этого правила, правда с небольшими отклонениями.
Представим трубу. Для контроля некоторых показателей мы включим в неё несколько счётчиков расхода воды, манометров для измерения давления, и элементы, которые мешают току воды.

В электрическом эквиваленте схема будет выглядеть примерно так:

Напряжение

Например, будем считать, что наша батарея даёт напряжение 5 вольт и резисторы имеют сопротивление 100 и 150 Ом. Тогда по закону Ома U=IR, или I=U/R, получаем, что по цепи течёт ток с силой I=5/250=20мА. Так как сила тока во всей цепи одинакова (пояснения чуть дальше), из того же закона Ома следует, что первый вольтметр покажет U=0,02*100=2В, а второй U=0,02*150=3В.

Сила тока

Ах, да, о цепи. В большинстве литературы что мне попадалось фраза о том, что батарейки являются лишь источником напряжения, и только сопротивления являются источником тока. Как же так? Как сопротивление может являться источником чего-то ещё, кроме как источником сопротивления (тепло пока не в счёт)? Все верно, если опираться на закон Ома I=U/R, однако сколько не прикладывай сопротивление, ток не появится, пока не будет источника напряжения и замкнутой цепи (ровно как если заткнуть справа нашу трубу пробкой что не делай - счётчики воды будут молчать)!

Сопротивление в цепи просто должно присутствовать, ведь если оно равно нулю - сила тока устремится в бесконечность. Такую ситуацию мы видим при «замыкании» - искры это и есть очень большая сила тока, а если точнее теплота, равная Q=(I^2)Rt (формула действительна при постоянной силе тока и сопротивления).

Ещё одно важное замечание - при рассмотрении расчёта напряжения и силы тока я не нашёл уточнений, что в замкнутой цепи на всех участках сила тока будет одинаковой. Т.е. все счётчики будут крутиться с одной скоростью и показывать одни и те же значения. По сути, количество тока, который прошёл по цепи аналогичен количеству «воды», вышедшей из трубы.

Сопротивление

Так куда же все падает и уменьшается? Вот здесь аналогия с водой неоднозначна, так как в случае с электричеством «излишки» превращаются в тепло и рассеиваются. Количество теплоты, которое при этом выделяется, снова можно рассчитать формулой Q=(ΔI^2)Rt (снова при постоянном сопротивлении). Если поделить количество теплоты на время, получим мощность, которую нужно применить при выборе самого резистора P=Q/t=(ΔI^2)R.

Курить не круто!

Когда я ходил в кружок Юный техник более старшие товарищи проводили «эксперименты» с прикуриванием от электричества. Для этого они брали блок питания, подключали к нему резисторы малой мощности и повышали напряжение. Повышали до тех пор, пока он не раскалялся до красна, как автомобильный прикуриватель. После этого, практически через мгновение резистор «перегорал» и отправлялся в мусорное ведро.

С постоянным током все понятно, а переменный?

В чем же его отличие? C обывательской точки зрения, в малом - направление тока в нем меняется. Здесь аналогия с трубой не совсем уместна, первое что приходит в голову - шейкер для коктейлей (жидкость при смешивании в нем гуляет туда-сюда). Нам в радиоэлектронике нужно знать, как идёт ток в нашей цепи, чтобы получить от него то, что мы хотим.

Следующее, с чем я пошёл разбираться - полупроводники. Дырки? Электроны? Ключевой режим? Каскады? Полевой транзистор, то тот, который нашли в поле? Пока ничего не понятно…

Теги: Добавить метки