Курсы профессиональной переподготовки инженеров — радиотехников (радиоинженеров)

Пример

Настало время применить полученные знания и собрать что-то практически полезное. Логические операции — это, конечно, прекрасно, но хотелось бы и работать с числами, хотя бы для разнообразия!

Представим, что наши требования к безопасности таковы, что мы не можем доверять даже процессорам крупных компаний. Мы опасаемся возможных закладок, на уровне компании — разработчика схемы или на уровне компании — производителя кристалла, каких-либо гипотетических уязвимостей, которые могут эксплуатировать недоброжелатели, — словом, мы опасаемся всего и сразу. Значит, нужно собрать все самостоятельно, не доверяя никому!

Начинать стоит именно с процессора, а если еще конкретнее, то с сумматора в АЛУ. Это ключевой блок всего компьютера. Как если бы мы захотели приехать в Москву и очутились бы сразу на Красной площади.

Полусумматор

Конкретизируем задачу — пусть нам надо сложить два восьмибитных положительных значения друг с другом. Если использовать алгоритм сложения столбиком, то это будет выглядеть примерно так.

Мы последовательно складываем цифры в каждом разряде, справа налево, и получаем результат для этого разряда. При этом мы распространяем дальше перенос, если у нас возникло переполнение. Таким образом, у нас в схеме должно быть два входа (A и B) и два выхода (S и C). Составим таблицу истинности для всех возможных комбинаций А и В.

Рассматривая по отдельности получившиеся колонки S и C, легко заметить, каким логическим элементам они соответствуют. Теперь можно представить схему полностью.

Сумматор

Предыдущий блок носил несколько обидное название «полусумматора». Почему только половинка — догадаться нетрудно, ведь здесь мы никак не учитываем выход с предыдущего разряда. Логично предположить, что, комбинируя два таких блока, мы можем составить схему полного сумматора. Это как с Землей — есть Северное и Южное полушария. Хотя стоп, есть же еще Западное и Восточное…

Вопрос, куда девали вторую Землю, остается открытым

Теперь, когда мы получили возможность полноценно складывать биты из одного разряда, мы можем последовательно вычислить полную сумму нашего числа, каким бы большим оно ни было. Да, вот так все просто!

Что изучает электротехника

Электроэнергетика и электротехника

Основа электрики формировалась в XIX веке. Те времена называют эпохой грандиозных открытий основополагающих законов, дающих все представления об электричестве. Электротехника (ЭТ) как наука начинала делать свои первые шаги. Теория стала подкрепляться практикой. Появились первые электротехнические устройства, совершенствовались коммуникационные системы доставки электроэнергии от источника потребителю.

Базой развития электротехники стали достижения в области физики, химии и математики. Новая наука изучала свойства электрического тока, природу электромагнитных излучений и другие процессы. По мере накопления знаний ЭТ становилась наукой прикладного характера.

Современная научная дисциплина изучает устройства, в которых используется электрический ток. На основании исследований создаются новые более совершенные электротехнические установки, приборы и устройства. ЭТ – одна из передовых наук, являющаяся одним из основных двигателей прогресса человеческой цивилизации.

Холдинг БТ

Успешно пройдя курсы мастеров в холдинге БТ по ремонту бытовой техники, вы получаете гарантию заработка от 70 тыс. в месяц. Компания предлагает трудоустройство с белой зарплатой, гибким рабочим графиком и стабильными выплатами.

Если нет опыта, компания обучает людей с нуля. При его наличии, с мастером проводится собеседование. Потом для него подбирается подходящая сфера работы.

С компанией Холдинг БТ выгодно сотрудничать, потому что она:

• Предлагает только официальное трудоустройство
• Обеспечивает высокий доход
• Находит заказы для мастеров в ближайших к нему местах
• Помогает получать новые навыки
• Учит дороже продавать услугу
• Дает доступ к запчастям
• Позволяет выбирать гибкий график работы
• Предлагает много заказов

В ваши обязанности будет входить диагностика и ремонт бытовой техники, как в самом сервисном центре, так и на выезде.

Выполнение электромонтажных работ

Создание электрических сетей состоит из нескольких этапов:

• проектирования;
• подготовки материалов и инструментов;
• прокладки проводки.

Необходимые инструменты

Для работы потребуются:

• фазоискатель;
• плоскогубцы;
• кусачки;
• ножи;
• изоляционная лента;
• отвертки;
• мультиметр для проверки сетей.

Удаление виниловой изоляции с проводов (зачистка)

Процедура сопряжена с некоторыми сложностями. Ее нужно проводить так, чтобы не повреждалась токопроводящая жила. Иногда каждый проводник защищается виниловой изоляцией. Набор таких шин помещается в еще одну оплетку. В таком случае нужно разрезать верхний слой, не повреждая внутренней изоляции. Для снятия оплетки используют тупой нож, для зачистки медных или алюминиевых жил — острый.

Изоляция

Места соединения или повреждения оплетки тщательно изолируют. При электромонтаже для этого используют специальную ленту. Для начала жилы изолируют раздельно, затем вместе. Нанесенный на изоленту клей должен обеспечивать прочную фиксацию. Материал надежно приклеивают к виниловой оплетке на ширину, препятствующую отслаиванию или сползанию.

Прокладка проводки

Современный провод укладывают без дополнительной изоляции. При проведении работ учитывают, что:

• места соединений оставляют в свободном доступе;
• провод не должен подвергаться механическим воздействиям;
• нужно исключать влияние агрессивных факторов на места соединений;
• нельзя задевать проводку инструментом при выполнении каких-либо работ.

При прокладке кабелей под землей используют бронированный канал. Гидроизоляция не является обязательной, поскольку провод нечувствителен к воздействию влаги.

1.1. Основные пояснения и термины

Электротехника
—
это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях получения, преобразования, передачи и потребления электрической энергии.

Электроника
—
это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях получения, преобразования, передачи и потребления информации.

Каждая наука имеет свою терминологию. Запомним термины, понятия электротехники и электроники.

Электрическая цепь
—
это совокупность устройств, предназначенных для производства, передачи, преобразования и использования электрического тока.

Все электротехнические устройства по назначению, принципу действия и конструктивному оформлению можно разделить на три большие группы.

Источники энергии, т.е. устройства, вырабатывающие электрический ток (генераторы, термоэлементы, фотоэлементы, химические элементы).

Электродвижущая сила
—
электрическая разность потенциалов, создаваемая источником электрической энергии (электрохимическим элементом, механическим генератором, термоэлементом, фотоэлементом и пр.).

Приемники, или нагрузка, т.е. устройства, потребляющие электрический ток (электродвигатели, электролампы, электрические механизмы и т.д.).

Проводники, а также различная коммутационная аппаратура (выключатели, реле, контакторы и т.д.).

Направленное движение электрических зарядов называют электрическим током. Электрический ток может возникать в замкнутой электрической цепи. Электрический ток, направление и величина которого неизменны, называют постоянным током и обозначают прописной буквой I.

Электрический ток, величина и направление которого не остаются постоянными, называется переменным током. Значение переменного тока в рассматриваемый момент времени называют мгновенным и обозначают строчной буквой i.

Для работы электрической цепи необходимо наличие источников энергии. В любом источнике за счет сторонних сил неэлектрического происхождения создается электродвижущая сила. На зажимах источника возникает разность потенциалов или напряжение, под воздействием которого во внешней, присоединенной к источнику части цепи, возникает электрический ток.
Различают активные и пассивные цепи, участки и элементы цепей. Активными называют электрические цепи, содержащие источники энергии, пассивными — электрические цепи, не содержащие источников энергии.

Линейная электрическая цепь
—
это такая цепь, в которой ни один параметр цепи не зависит от величины или направления тока, или напряжения.

Нелинейная электрическая цепь
—
это такая электрическая цепь, которая содержит хотя бы один нелинейный элемент. Параметры нелинейных элементов зависят от величины или направления тока, или напряжения.

Электрическая схема
—
это графическое изображение электрической цепи, включающее в себя условные обозначения устройств и показывающее соединение этих устройств. На рис. 1.1 изображена электрическая схема цепи, состоящей из источника энергии, электроламп 1 и 2, электродвигателя 3.

Рис. 1.1

Для облегчения анализа электрическую цепь заменяют схемой замещения.

Схема замещения
—
это графическое изображение электрической цепи с помощью идеальных элементов, параметрами которых являются параметры замещаемых элементов.

На рисунке 1.2 показана схема замещения.

Рис. 1.2

Элементы электрических цепей

Все элементы электрических цепей можно разделить на активные и пассивные. Активные элементы цепи – это те элементы, которые индуцируют ЭДС. К ним относятся источники тока, аккумуляторы, электродвигатели. Пассивные элементы – соединительные провода и электроприемники.

Приемники и источники тока, с точки зрения топологии цепей, являются двухполюсными элементами (двухполюсниками). Для их работы необходимо два полюса, через которые они передают или принимают электрическую энергию. Устройства, по которым ток идет от источника к приемнику, являются четырехполюсниками. Чтобы передать энергию от одного двухполюсника к другому им необходимо минимум 4 контакта, соответственно для приема и передачи.

Резисторы – элементы электрической цепи, которые обладают сопротивлением. Вообще, все элементы реальных цепей, вплоть до самого маленького соединительного провода, имеют сопротивление. Однако в большинстве случаев этим можно пренебречь и при расчете считать элементы электрической цепи идеальными.

Существуют условные обозначения для изображения элементов цепи на схемах.

Кстати, подробнее про силу тока, напряжение, сопротивление и закон Ома для элементов электрической цепи читайте в отдельной статье.

Вольт-амперная характеристика – фундаментальная характеристика элементов цепи. Это зависимость напряжения на зажимах элемента от тока, который проходит через него. Если вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, то говорят, что элемент линейный. Цепь, состоящая из линейных элементов – линейная электрическая цепь. Нелинейная электрическая цепь – такая цепь, сопротивление участков которой зависит от значений и направления токов.

Какие есть способы соединения элементов электрической цепи? Какой бы сложной ни была схема, элементы в ней соединены либо последовательно, либо параллельно.

При решении задач и анализе схем используют следующие понятия:

• Ветвь – такой участок цепи, вдоль которого течет один и тот же ток;
• Узел – соединение ветвей цепи;
• Контур – последовательность ветвей, которая образует замкнутый путь. При этом один из узлов является как началом, так и концом пути, а другие узлы встречаются в контуре только один раз.

Чтобы понять, что есть что, взглянем на рисунок:

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Микросхемотехника

Радиотехника для начинающих

Это часть микроэлектроники, которая занимается исследованиями и разработкой электрических структурных построений цепей в интегральных микросхемах. Они представляют собой микроэлектронные изделия, выполняющие функции преобразования, обработки сигналов и накопления информации.

Важно! Микросхемы имеют высокую плотность соединённых элементов на площади в несколько мм2. Их элементы не могут быть отделены от кристалла и подложки

Микросхемотехника

Проектированием и монтажом интегральных микросхем (ИМ) занимаются схемотехники. ИМ бывают нескольких видов:

• плёночные – все элементы и межэлементные компоненты выполнены в виде плёнок;
• гибридные – содержат кристаллы;
• аналоговые – предназначены для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;
• цифровые – обработка сигналов по закону дискретной функции.

Условные обозначения источников электрической энергии и элементов цепей

Условное обозначение	Элемент
	Идеальный источник ЭДС Е — электродвижущая сила, Е = const Ro = 0 — внутреннее сопротивление
	Идеальный источник тока I = const Rвн- внутреннее сопротивление источника тока, Rвн>>Rнаг
	Активное сопротивление R = const
	Индуктивность L = const
	Емкость С = const

К химическим источникам тока относят гальванические элементы и аккумуляторы. В них заряды переносятся в результате химических реакций. При этом в гальваническом элементе реагенты расходуются необратимо, а в аккумуляторе они могут восстанавливаться путем пропускания через аккумулятор электрического тока противоположного направления от других источников.

Источники электрической энергии относятся к группе активных элементов электротехнических устройств. Если Rо=0 и электродвижущая сила (ЭДС) Е=const, то источник называется идеальным. Аккумуляторная батарея по своим параметрам близка к идеальному источнику ЭДС.

К группе пассивных элементов относятся: активное сопротивление R, индуктивность L и емкость С.

В электротехнических устройствах одновременно протекают три энергетических процесса:

1 В активном сопротивлении в соответствии с законом Джоуля — Ленца происходит преобразование электрической энергии в тепло.

Мощность, по определению равна отношению работы к промежутку времени, за который эта работа совершается. Следовательно, мощность тока для участка цепи

p = A/t = ui

Полная мощность, вырабатываемая генератором, равна

где R- полное сопротивление замкнутой цепи, называемое омическим или активным;

Р, I — мощность и ток в цепи постоянного тока.

р, i, и — мгновенные значения активной мощности, тока и напряжения в цепи переменного тока,

g — активная проводимость или величина, обратная сопротивлению g=1/R измеряется в сименсах (См).

В соответствии с законом сохранения энергии работа есть мера изменения различных видов энергии. Так, в электродвигателе за счет работы тока возникает механическая энергия, протекают химические реакции и т. д. На резисторах происходит необратимое преобразование энергии электрического тока во внутреннюю энергию проводника.

Если в проводнике под действием тока не происходит химических реакций, то температура проводника должна измениться. Изменение внутренней энергии проводника (количество теплоты) Q равно работе А, которую совершает суммарное поле при перемещении зарядов:

Q = А = uit

Воспользовавшись законом Ома, получим два эквивалентных выражения:

Это и есть закон Джоуля — Ленца.

Если нужно сравнить два резистора по характеру тепловых процессов, происходящих в них, то нужно предварительно выяснить: протекает ли по ним одинаковый ток или они находятся под одинаковым напряжением?

Если по двум резисторам протекают одинаковые токи, то согласно формуле за одно и то же время больше возрастает внутренняя энергия резистора с большим сопротивлением. С таким случаем мы встречаемся, например, в цепи с последовательным соединением резисторов. Последнее обстоятельство следует учитывать при включении в сеть нагрузки (электроплиток, утюгов, электродвигателей и т. д.). Сопротивление подводящих проводов при этом должно быть значительно меньше, чем сопротивление нагрузки. При несоблюдении этого условия в проводах выделится большое количество теплоты, что может привести к их загоранию.

Если же оба резистора находятся под одинаковым напряжением, то согласно формуле быстрее будет нагреваться резистор с меньшим сопротивлением. Такой эффект, в частности, наблюдают при параллельном соединении резисторов.

Термин «сопротивление» применяется для условного обозначения элемента электрической цепи и для количественной оценки величины R.

Сопротивление измеряется в омах (Ом). 1 Ом — это сопротивление проводника, сила тока в котором равна 1 А, если на концах его поддерживается разность потенциалов 1 В:

1 Ом = 1 В/1 А

Электрическое сопротивление R материалов с изменением температуры меняется. Сопротивление металлических проводников линейно возрастает с температурой. У полупроводников и электролитов с увеличением температуры удельное сопротивление уменьшается, причем нелинейно.

Для сравнения проводников по степени зависимости их сопротивления от температуры t вводится величина a, называемая температурным коэффициентом сопротивления. Отсюда

Для практических расчетов в электрических цепях величину R можно принимать постоянной. В этом случае зависимость напряжения на сопротивлении R от силы тока (вольт-амперная характеристика) будет называться линейной. Электрические цепи, в которые включены постоянные по величине сопротивления, также будут линейными.

Школа РБТ. Обучение с трудоустройством по ремонту бытовой техники

Компания организует курсы специалистов по ремонту различной бытовой техники в специальных тренинговых центрах. Готовятся мастера, способные отремонтировать и проводить качественное обслуживание стиральных/посудомоечных машин и холодильников любых производителей.

На курсах учеников знакомят с особенностями и характеристиками устройств, даются теоретические знания и достаточно практики. Поэтому выпускники тренингового центра школы РБТ, пройдя обучение, будут востребованы на рынке труда.

Продолжительность программы обучения всего 5 дней! За 35 часов обучающие получают максимум знаний. Максимальное количество учеников в группе – 10 человек. Занятия проводятся днем. Всем ученикам вручается свидетельство о завершении курсов, а лучшим выпускникам предоставляется трудоустройство.

Если хотите стать профи в сфере ремонта холодильников, нужно заплатить за услугу 9 750 руб. Занятия на курсах по ремонту стиральных/посудомоечных машин стоят дешевле, 8 450 руб.

Параметры источника питания

 

Для работы электронная система должна быть подключена к зарядке

Важно отметить: напряжение, подаваемое на клеммы, должно быть в пределах диапазона, приемлемого для системы. Подключение к системе со значением, выше рекомендованного, может привести к необратимой поломке

В случае слишком низкого показателя система будет работать некорректно (или не работать совсем).
 

После подключения потребуется ток, значение которого следует знать (хотя бы приблизительно) перед присоединением. Отдаваемое источником значение должно быть больше потребляемого устройством. Даже если во много раз превышены потребности, при правильном напряжении будет использовано ровно столько, сколько нужно. 

Шаг 1: Напряжение, ток, сопротивление

Эти понятия являются фундаментальными и без знакомства с ними продолжать обучение основам было бы бессмысленно. Давайте просто вспомним, что каждый материал состоит из атомов, а каждый атом в свою очередь имеет три типа частиц. Электрон — одна из этих частицы, имеет отрицательный заряд. Протоны же имеют положительный заряд. В проводящих материалах (серебро, медь, золото, алюминий и т.д.) есть много свободных электронов, которые перемещаются хаотично. Напряжение является той силой, которая заставляет электроны перемещаться в определенном направлении. Поток электронов, который движется в одном направлении, называется током. Когда электроны перемещаются по проводнику, то они сталкиваются с неким трением. Это трение называют сопротивлением. Сопротивление «ужимает» свободное перемещения электронов, таким образом снижая величину тока.

Более научное определение тока – скорость изменения количество электронов в определенном направлении. Единица измерения тока — Ампер (I). В электронных схемах протекающий ток лежит в диапазоне миллиампера (1 ампер = 1000 миллиампер). Например, свойственный ток для светодиода 20mA.

Единица измерения напряжения – Вольт (В). Батарея – является источником напряжения. Напряжение 3В, 3.3В, 3.7В и 5В является наиболее распространенным в электронных схемах и устройствах.

Напряжение является причиной, а ток – результатом.

Единица измерения сопротивления – Ом (Ω).

Измерение сопротивления

черный провод подключить к разъему «COM»;
красный провод подключите к разъему красного цвета;
установите ручку переключателя — ожидаем получить значение примерно 22 кОм, поэтому установите на значение 200 кОм;
металлические концы проводов мультиметра касаются выводов резистора (неважно каким концом какой вывод);
считаем значение — для этого резистора сопротивление 22.1 кОм;
выключаем прибор (не забывайте).

Измерьте сопротивление резистора омметром

Как и в случае с батареями, здесь значение, измеренное мультиметром, отличается от номинала проверяемого элемента. Золотая полоса на резисторе означает допуск 5%.

22 кОм х 5% = 1.1 кОм

Следовательно, диапазон сопротивления для этого резистора может составлять от 20,9 кОм до 23,1 кОм. Теперь подключим пласту, батареи в холдере и резистор, как на фото ниже: 

Электронная схема простейшая подключена к макетной плате

В электронике схемы используются для иллюстрации соединений между отдельными элементами. В нашем случае это будет выглядеть так:

Электрическая схема простейшая

Символ, обозначенный как B1, — это батарейки, обеспечивающие общее напряжение 4 x 1,5 В = 6 В. А 22 кОм резистор помечен символом R1. По закону Ома:

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

Теоретически ток в схеме должен составлять 273 мкА. Но что сопротивление резистора может изменяться в пределах 5%. Напряжение обеспечивается батареями также не номинальные 6 В, и оно будет зависеть от уровня заряда батареи. Давайте рассмотрим фактическое напряжение, обеспечиваемое 4 батареями по 1,5 В.

Как измерить ток

1. Установите измеритель на измерение максимального значения сопротивления. Слева на датчике будет 1 (т.е. сопротивление слишком велико для измерения датчиком). Затем коснитесь двух щупов — на экране должно появиться ~ 0 (т.е. измеритель практически не обнаружил сопротивления).
2. Крепко возьмитесь за датчики пальцами. Сожмите черный зонд левой рукой, а красный зонд — правой. Можно смело касаться обоих концов счетчика (потому что они ни к чему другому не подключены). Подобным образом вы измерите собственное сопротивление. Если установлен максимальный диапазон измерения, должно появиться какое-то большое число на экране измерителя, которое будет уменьшаться по мере разжимания щупов.

С чего начать изучение основ электротехники

Радиотехника для начинающих

Электротехника для начинающих доступна на многих информационных носителях. Современные средства массовой информации не испытывают дефицита в учебных пособиях по основам электричества. Самоучители по электрике приобретают в сети интернет или книжных магазинах. Уроки электрика новичок может получить в виде бесплатного видеокурса об основах электричества через интернет. Онлайн видео лекции в доступной форме обучают всех желающих основам электричества.

Обратите внимание! Книга, несмотря на доступные видеоресурсы в сети, до сих пор считается самым удобным источником информации. Пользуясь самоучителем по электрике с нуля, не нужно всё время включать ПК

Учебник всегда будет под рукой.

Самоучители служат незаменимыми помощниками для того, чтобы отремонтировать электропроводку, починить выключатель, розетку, установить датчик движения и заменить предохранители в бытовых электроприборах.

Измерение напряжения

• черный провод подключить к разъему «COM»;
• красный провод подключите к разъему «V»;
• устанавливаем ручку переключения — ожидаем получить значение около 6 В, поэтому устанавливаем ручку на значение 20 в диапазоне DCV или V-, при необходимости включаем прибор, который должен показывать 0;
• металлическими щупами проводов мультиметра касаемся проводов аккумуляторного держателя (в зависимости от того, каким концом к какому проводу прикасаемся, результат будет положительным или отрицательным);
• считаем значение — напряжение аккумуляторной сборки 6.50 В;
• выключаем питание.

Измерение напряжения аккумуляторной сборки

Подставим измеренные значения в формулу, полученную из закона Ома:

I = U / R
I = 6.5V / 22.1k Ом
I = 6,5 В / 22100 Ом
I = 0,000294A
I = 294 мкА

Попробуем проверить, получим ли этот результат, измерив ток мультиметром.