Monthly Archives: Luty 2013

Trwałość nominalna i nośność dynamiczna

Trwałość łożyska jest to czas pracy łożyska wyrażony w milionach obrotów lub godzinach przy danej prędkości obrotowej, obliczany do chwili wystąpienia pierwszych oznak zmęczenia materiału. Jak wykazały liczne doświadczenia, zjawisko zmęczenia powierzchniowego przebiega nieregularnie i dla pozornie identycznych łożysk pracujących w takich samych warunkach może zmieniać się w szerokich granicach. Dlatego też przyjęto za trwałość umowną uważać taką liczbę obrotów, jaką osiągnie bez objawów zmęczenia 90 procent badanych łożysk w określonych warunkach. Oznacza to, że pozostałe 10 procent łożysk może wykazać mniejszą trwałość, co mieści się jednak w dopuszczalnych granicach. Trwałość umowną oznaczoną symbolem L10, odpowiadającą niezawodności 90 procent, nazywa się też trwałością nominalna, do której odnoszą się odpowiednie wartości nośności dynamicznej C podawane w katalogach. Nośność dynamiczna C jest obciążeniem łożyska, stałym pod względem wartości i kierunku, które łożysko może przenieść przy nominalnej trwałości równej jeden milion obrotów. Dla łożysk poprzecznych kierunek nośności dynamicznej jest ściśle promieniowy, a dla dłuższych – ściśle oporowy. W maszynach i urządzeniach pracujących przy stałej liczbie obrotów na minutę, trwałość łożysk określa się często w godzinach pracy łożyska.

Materiał

Pierścienie i części toczne łożysk są wykonywane ze specjalnej stali chromowej. Dla specjalnych zastosowań, gdzie wymagana jest duża niezawodność pracy łożysk, pierścienie i części toczne wykonuje się ze stali pochodzącej z wytopu próżniowego lub z elektrożużlowego. Gatunki stali stosowane do produkcji łożysk w Polsce mają swoje odpowiedniki w stosunku do gatunków stosowanych powszechnie na całym świecie. Pierścienie i części toczne są poddawane specjalnej obróbce cieplnej, zapewniającej uzyskanie twardości w granicach od 59 do 65 HRC oraz zapieniającej stabilizacje wymiarów w granicach do 120 stopni Celsjusza. Na specjalne zamówienie łożyska mogą być stabilizowane do pracy w wyższych temperaturach. W łożyskach ogólnego przeznaczenia małych i średnich wymiarów produkowanych w dużych seriach, najbardziej są rozpowszechnione koszyki z blachy lub taśmy stalowej nieutwardzonej lub mosiężnej. Szerokie zastosowanie znajdują coraz częściej również koszyki wykonywane z tworzyw termoplastycznych. W łożyskach większych wymiarów oraz w łożyskach pracujących w specjalnych warunkach często stosuje się koszyki masywne mosiężne. Przy dużych prędkościach obrotowych stosuje się zwykle koszyki masywne lekkie ze stopów aluminium lub z tworzyw sztucznych.

Częstotliwość pracy

Ważnym parametrem, jaki określa generatory jest tak zwana częstotliwość pracy generatorów. Jest ona jednak uzależniona w silny sposób od typu generatora. Jeśli werzniemy pod uwagę generatory typu LC to ich częstotliwość pracy określa rezonans jego elementów, czyli cewek (L) oraz kondensatorów (C). W każdym generatorze, ponieważ jest ich kilka np. Meissnera, Hartlea czy Colpittsa wzór na taki rezonans, a co za tym idzie częstotliwość wygląda inaczej. Przykładowo dla tego pierwszego generatora jest to jedna druga wartość okresu z pierwiastka iloczynu pojemności i indukcji. Częstotliwość pracy generatorów w generatorach typu RC zależy od stałej czasowej rozładowania kondensatora (C) przez rezystor (R). To zastosowanie jest jednak spotykane sporadycznie, większą popularnością cieszą się generatory typu LC. Z kolei generatory RC wykorzystywane są do generacji bardzo niskich, niskich i średnich częstotliwości. W praktyce są to rzędy od dziesięciu Hertzów do nawet stu kilko Hertzów. Dla każdego typu generatora konkretny wzór na częstotliwość pracy można odnaleźć w różnego rodzaju katalogach czy nawet w Internecie.

Zastosowanie

Wzmacniacze operacyjny znajdują szerokie zastosowanie w świecie elektroniki i elektryki. Jednym z nich jest wzmacniacz odwracający. Wzmocnienie tego układu zależy od stosunku rezystancji występujących w obwodzie sprzężenia zwrotnego. Znak minus w takim układzie oznacza nie mniej, nie więcej, że napięcie wyjściowe ma fazę przeciwną do napięcia wejściowego. Punkt A jest masą pozorną. Wpływ na pracę takiego wzmacniacza mają wejściowe napięcie niezrównoważone, które już omawialiśmy oraz wejściowy prąd niezrównoważony, a także ich dryfy. Innym zastosowaniem wzmacniacza operacyjnego są układy wzmacniaczy nieodwracających. W takim wypadku sygnał wejściowy jak nie trudno się domyśleć, doprowadza się do wejścia odwracającego, czyli inwersyjnego. Rezystancja wejściowa w takim układzie jest bardzo duża. Innym zastosowaniem jest sumator, który składa się z takiego właśnie wzmacniacza operacyjnego oraz kilku rezystorów w układzie i kilku badanych. Ponadto za pomocą wzmacniaczy operacyjnych możemy stworzyć wtórnik, przetworniki prądu na napięcie oraz napięcia na prąd. Te zagadnienia będą jednak omówione w następnej części tego serwisu.

Omomierz elektroniczny – analogowy

Bardzo popularnym urządzeniem do mierzenia rezystancji w układzie jest analogowy omomierze elektroniczny. Są to bardzo uniwersalne urządzenia pomiarowe, które umożliwiają nam zmierzenie rezystancji od miliomów do nawet teraomów. Widać więc, że zakres działania takiego omomierza jest naprawdę imponujący i jest to bardzo przydatne urządzenie pomiarowe w każdym warsztacie elektronicznym. Budowa takiego omomierza analogowego jest bardzo prosta, bazuje on bowiem na wzmacniaczu operacyjnym. Wejście plusowe takiego wzmacniacza jest uziemione, natomiast do ujemnego szeregowo jest podłączona rezystancja wzorcowa, a równolegle rezystancja wzorcowa. Oby obliczyć ile omów przepływa przez nasz obwód wystarczy tylko pomnożyć napięcie zasilania przez iloczyn rezystancji mierzonej oraz rezystancji wzorcowej. Ta prosta metoda pozwala nam w łatwy i przyjemny sposób określić rezystancję. Układ ten, mimo, że prosty to bardzo przydatny i użyteczny w pomiarach elektronice. Rezystancja jest bowiem bardzo ważnym elementem wielkości elektronicznych, na którą musimy zwracać szczególną uwagę.

Rodzaje kondensatorów

Kondensatory podobnie jak rezystory możemy podzielić na kilka grup biorąc pod uwagę ich budowę oraz zastosowanie, a przede wszystkim właściwości jakimi się charakteryzują. Kondensatory możemy podzielić na kondensatory: zwijane, warstwowe, rurkowe, papierowe, mikkowe oraz specjalne – elektrolityczne, które stanowią wyjątkową grupę kondensatorów. Kondensatory zwijane charakteryzują się tym, że dielektrykiem jest papier kondensatorowy, natomiast elektrody stanowi cienka folia lub warstwa aluminiowa. Papier taki jest nasycany specjalnym olejkiem kondensatorowym i umieszcza się go w obudowie. Kolejnym rodzajem kondensatorów jest kondensator warstwowy. Dielektrykiem jest warstwa ceramiczna, natomiast elektrodami są warstwy srebra wtopione w ową ceramiką. Podobnie sprawa wygląda w kondensatorach rurkowych, jednak mają one troszkę inną budowę. Jeśli chodzi natomiast o kondensatory papierowe, to jak nazwa wskazuje dielektrykiem jest papier, a okładzina jest to folia aluminiowa. Kondensatory mikkowe z kolei składają się z okładziny, którą jest cienka warstwa srebra naniesiona na płytki mikkowe. Wyjątkową grupę kondensatorów stanowią kondensatory elektrolityczne.

Podstawowe układy

Znamy już nazwy wszystkich układów wchodzących w skład wzmacniacza operacyjnego oraz dokładnie przyjrzeliśmy się układom opcjonalnym. Czas teraz poznać zadania oraz budowę naszych podstawowych jednostek. Podstawą wzmacniacza operacyjnego jest wzmacniacz różnicowy. Może zostać tam zastosowany tak zwany układ Darlingtona, który umożliwia uzyskanie niewielkich prądów wejściowych. Wadą takich rozwiązań są duże wartości napięć niezrównoważonych oraz duży dryf temperatury. W układzie tym możemy odnaleźć zazwyczaj tranzystory. Drugim ważnym elementem naszych układów jest stopień separujący, nazywany inaczej niesymetrycznym. Jeden z tranzystorów w takich układach może pracować jako obciążenie aktywne. Powoduje to uzyskanie dużego wzmocnienia napięciowego. Stopień ten możemy podzielić na separujący, wzmacniający oraz przesuwający poziom. Ostatni układ, który musi koniecznie wchodzić w skład wzmacniacza operacyjnego to stopień wyjściowy. Jest tu najczęściej zastosowana para tranzystorów PNP oraz NPN, które przewodzą na zmianę. Tak więc znamy już budowę naszych wzmacniaczy operacyjnych.

Łączenie oraz zastosowanie kondensatorów

Jeśli chodzi o aspekt łączenia kondensatorów to podobnie jak w przypadku rezystorów rozróżniamy dwa typy połączenia. Kondensatory bowiem możemy łączyć razem szeregowo lub równolegle. Inaczej już wygląda zachowanie się właściwości tych kondensatorów niż w przypadku poznanych już rezystorów. Jeśli kondensatory połączymy szeregowo to pojemności nasze zostaną zmniejszone. Takie połączenie bowiem jest równe odwrotności sumie wszystkich pojemności kondensatorów, które łączymy. Takie połączenie jest jednak bardzo rzadko stosowane w układach. Dużo popularniejszym rozwiązaniem jest równoległe, to pojemność zastępcza będzie równa sumie wszystkich pojemności kondensatora. Oznacza to nie mniej, nie więcej że pojemność w takim układzie wzrośnie. Jak widać, odwrotnie było w rezystorach, gdzie pod uwagę braliśmy oczywiście rezystancję, a nie pojemność. Kondensatory mają bardzo duże zastosowanie w układach elektronicznych. Są one przeważnie stosowane w urządzeniach elektroenergetycznych wysokiego napięcia oraz wszelakich układach elektronicznych do bardzo różnych celów. Mogą być przykładowo wykorzystane w układaj prostowniczych.

Prostownik

Z kolei prostownik, czyli inaczej mówiąc zawór eklektyczny w naszym układzie to nic innego jak element obwodu elektrycznego, który charakteryzuje się jednostronnym przewodzeniem. Oznacza to w praktyce, że elementy dobrze przewodzą tylko w jednym kierunku (na przykład dioda). Są więc to elementy niesymetryczne. Prostowniki możemy podzielić na pół falowe, czyli jedno połówkowe. W takich prostownikach napięcie podlega prostowaniu tylko pół okresu każdej fazy. Drugą grupą prostowników są prostowniki cało falowe, czyli dwu połówkowe. Jest to prostownik, w którym napięcie podlega prostowaniu w czasie dwóch pół okresów. Inną grupę prostowników możemy podzielić na prostowniki jednofazowe oraz prostowniki wielofazowe. Przykładem takiego przewodnika może być znany wszystkim elektronikom mostek Gretz’a. Składa się on z czterech diod, które są ułożone na przemian parami. Zastosowanie takiego układu spowoduje, że na wyjściu uzyskamy napięcie tętniące. Podstawowymi prostownikami są więc różnego rodzaju diody oraz tyrystory. Diody mogą być ułożone w różnej kombinacji w zależności od prostownika.

Serwis samochodowy

25Zmorą dzisiejszego kierowcy, wbrew pozorom nie jest zaśnieżona droga czy przebita opona, ponieważ z tymi „przypadłościami” jak najbardziej idzie sobie poradzić, dzięki takim dobrodziejstwom, jak serwis samochodowy. Zmorą dzisiejszego kierowcy natomiast jest niemożliwość skorzystania z owego serwisu, a to ze względu na… rozładowany telefon komórkowy.

Serwis samochodowy, to dzisiaj już zazwyczaj całodobowa usługa, której wykonawcy czekają w gotowości na jakikolwiek znak ze strony kierowcy w potrzasku. Dlatego wyjątkowe poczucie szkody ogarnia nas w momencie możliwości skorzystania z pomocy drogowej, ale niemożliwości zawezwania jej. Serwis samochodowy to także kompleksowa pomoc na miejscu, w wykwalifikowanym warsztacie, gdzie odpowiednio przygotowana załoga dołoży wszelkich starań do zabezpieczenia nas i naszego auta przed „nieplanowanymi” urazami. Trzeba jednak zawsze brać pod uwagę tak zwaną złośliwość losu i równie dotkliwą złośliwość przedmiotów martwych, co (niestety) przekłada się także na samochody.

Buzzery

Co to jest? Jest to właściwie element który jest używany w elektronice do różnych małych urządzeń które wydzielają jakoś dźwięk. Te głośniki są używane do głośników wysokotonowych i zdają egzamin raczej w tanich kolumnach. A według mnie nie zadają w ogóle egzaminu ponieważ dla mnie liczy się jakość a taki głośnik nie ma jakości. Taki głośnik nie ma membrany nie jest to głośnik niskotonowy wysokotonowy czy średniotonowy. Takie głośniki to nie są głośniki tylko elementy elektroniczne które wytwarza proste melodie monotoniczne i wysokotonowe. Taki głośnik a właściwie wytwarzasz dźwięku wygląda tak że jest to blaszka do której są przylutowane dwa kabelki. Myślę że takie głośniki są bardziej dla elektroników. Mają one tandetne brzmienie. Są one głównie wykorzystywane do różnych kartek grających czy zabawek wytwarzające dźwięk. Nie wykorzystuje się ich do bardziej skomplikowanych rzeczy. Głośniki pizo elektryczne są wykorzystywane w tanich naprawdę tanich kolumnach i myślę że takich kolumn nie powinno się w ogóle sprzedawać a jak nawet to na pewno nie kupować.

Parametry idealne

Jak już wspomnieliśmy wzmacniacze operacyjne mają określone parametry idealne, do których dążą wszyscy ich producenci, a co daje spore pole do popisu. Ciągle są one unowocześniane i poprawiane, aby parametry rzeczywiste oraz idealne były identyczne. Ważnym parametrem idealnym jest nieskończenie wielkie wzmocnienie napięciowe w układzie z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego. Innym parametrami są między innymi nieskończenie szerokie pasmo przenoszenia. Również nieskończenie duża musi być impedancja wyjściowa oraz wejściowa sumująca. Jeśli chodzi natomiast o impedancję wyjściową musi ona równać się zero. Podobnie sprawa wygląda z prądami, które również muszą równać się zero. Nieskończenie wielki natomiast musi być współczynnik tłumienia sygnału sumującego. Takie właśnie parametry i ich wartości powinien mieć idealny wzmacniacz operacyjny. Wiemy jednak, że w elektronice trudno jest znaleźć idealne rozwiązania, dlatego wartości te nie są zawsze takie, jakimi byśmy chcieli je widzieć.

Miernik elektromagnetyczny

Miernik elektromagnetyczny to bardzo popularne urządzenie, który służy nam do mierzenia rozmaitych wielkości elektronicznych i elektrycznych. W jego skład wchodzi między innymi cewka wykonana z miedzi, która wytwarza pole elektromagnetyczne. Ważną częścią budowy tego urządzenia pomiarowego jest nieruchomy rdzeń ze stali miękkiej przyczepiony do cewki. Ponadto znajduje się tam również ruchomy rdzeń, który wykonany jest z materiału ferromagnetycznego. Znajduje się on na osi z łożyskami. Ponadto w skład takiego urządzenia wchodzi również wskazówka co jest oczywiste oraz spirala wytwarzająca tak zwany moment zwrotny. Zasada działania takiego urządzenia polega na przyciąganiu lub odpychaniu się rdzeni, czyli blaszek z materiału ferromagnetycznego miękkiego. W takim wypadku dochodzi do oddziaływania cewki i rdzeni. Urządzenia te są stosowane do pomiaru prądu oraz napięcia małej częstotliwości. Moment napędowy miernika elektromagnetycznego możemy obliczyć mnożąc stałą prądową oraz kwadrat prądu stałego, ewentualnie skutecznego prądu zmiennego płynącego przez cewkę. Następnie mnożymy uzyskany wynik przez iloczyn indukcyjności własnej cewki oraz kąta wychylenia wskazówki.

Generatory LC

Szczególnym uznaniem wśród projektantów oraz elektroników cieszą się generatory typu LC. W ich skład wchodzi rzecz jasna pojemność, czyli kondensator oraz indukcja elektryczna, czyli transformatory oraz cewki. Wyróżniamy trzy podstawowe generatory LC, których nazwa pochodzi od nazwisk ich twórców. Pierwszy generator LC to generator Meissnera. Jego zasada działania polega na tym, że transformator realizuje sprzężenie zwrotne, a uzwojenie wtórne i kondensator tworzy obwód rezonansowy. Prąd płynie natomiast przez obwód główny, a między uzwojeniem wtórnym, a pierwotnym wyidukuje się siła elektromotoryczna SEM. Powoduje to z kolei wzrost prądu w całym naszym obwodzie. Kolejnym, bardzo popularnym generatorem typu LC jest generator Hartlea. Jest on bardzo podobny do tego wcześniej opisywanego, ale transformator zastąpiono tutaj cewką z dzielnym uzwojeniem. Indukcyjność tej cewki wraz z pojemnością kondensatora określa częstotliwość drgań. Ostatnim generatorem, jaki omówimy jest generator Colpittsa. Pojemnościowy dzielnik napięcia określa wartość napięcia sprzężenia zwrotnego od niego oraz od indukcyjności cewki. Wszystkie trzy generatory tego typu, czyli LC są często spotykane w innych, większych układach elektronicznych, dlatego każdy elektronik zna je doskonale.

Częstościomierz elektroniczny – analogowy

Częstościomierz elektroniczny analogowy jak sama nazwa wskazuje jest to analogowe urządzenie pomiarowe, które służy do mierzenia częstotliwości. Urządzenie takie składa się przede wszystkim z układu formującego oraz kondensatora. W jego skład wchodzi także zestaw diod. Zasadza działania częstościomierza analogowego jest bardzo prosta. Jeśli przez nas układ przepływa ujemna pół fala, to wtedy przewodzi tylko jedna z diod, nazwijmy ją D1, natomiast druga jest ustawiona w kierunku zaporowym, czyli nie przepływa przez nią prąd. Możemy ją nazwać D2. Kondensator w takim układzie jest ładowany. Jeżeli natomiast pół fala jest dodatnia pierwsza z diod – D1 jest ustawiona w kierunku zaporowym, czyli nie przewodzi. Natomiast druga dioda – D2 w takim wypadku przewodzi prąd. Kondensator w takim wypadku jest rozładowywany. Bardzo prosta zasada. Należy pamiętać jednak, że zadaniem układu formującego jest zamienić otrzymany sygnał na wejściu na sygnał prostokątny. Sygnał na wejściu jest sygnałem sinusoidalnym. Częstościomierz analogowy to bardzo popularne urządzenie w elektronice, nawet jeśli często się tak nie nazywa, bowiem jest częścią innego – większego urządzenia.

Szerokopasmowe

Są to głośniki które mają szerokie pasmo odtwarzania. Znaczy to mniej więcej to że są połączeniem głośników wysoko tonowych i nisko tonowych jak i średnio tonowych. Połączenie te nie zawsze jest dobre ale czasem spełnia swoje zadanie. Zazwyczaj takie głośniki są używane do różnego rodzaju nagłośnień mówionych. Mniej więcej znaczyło tyle że po prosty są one dobre do wokalu i do odtwarzania głosu ludzkiego. Dobre głośniki świetnie się sprawują w piecach gitarowych i z ciężką muzyką. Głośniki takie jakie są czyli szerokopasmowe nie maja tak naprawdę całego pasma tylko sporą część tego pasma. Mają ucięte sporą część pasma niskiego i wysokiego. Głośniki szerokopasmowe nigdy nie będą miały dobrego bassu. Pasmo odtwarzana głośnika nie jest wystarczająco niska. Znowu głośniki szerokopasmowe aby były dobre i miały dobra jakość i naprawdę przyjemnie się ich słuchało są drogie często bardziej się opłaca kupić trzy głośniki o różnych pasmach czyli głośnik niskotonowy wysoko tonowy i średnio tonowy uzyskamy lepszą jakość dźwięku. Mimo wszystko stare głośniki szerokopasmowe nawet takie które maja po dwadzieścia lat sprawują się dużo lepiej niż nowe ze sklepu i są tańsze.