Таблица 15

Примерная разбивка материала темы по занятиям

№ заня­тия

Тематика занятия

Теоретические сведения

Практические работы

1

2

Электро- и ра­диотехнические материалы

Электро- и ра­диотехнические материалы (продолжение)

Общие сведения о материалах. Знаком­ство со свойствами и применением основ­ных проводниковых и изоляционных матери­алов

Знакомство с основ­ными изоляционными (продолжение) и по­лупроводниковыми материалами

Изготовление мон­тажных плат из от­резков пластика или фанеры

Разметка плат и сверление отверстий

Используя образцы различных материалов, приме­няемых в электронной аппаратуре, руководитель круж­ка рассказывает о многообразии функций элементов и деталей, выполненных из этих материалов. Важнейши­ми из них являются провода, изоляторы, резисторы, кон­денсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, электровакуумные приборы, полупроводники, магнит­ные материалы и т. п.

Чаще всего каждая радиодеталь выполняется из не­скольких материалов. Однако при оценке качества де­тали определяющим фактором обычно являются свойст­ва одного из материалов. Например, для конденсатора наибольшее значение имеет применяемый диэлектрик, для транзисторов — полупроводник и т. д.

Кружковцам следует сообщить, что все материалы в соответствии с их электрическими свойствами делят­ся на три группы: проводники, изоляторы и полупровод­ники. Особую группу составляют материалы, облада; ющие магнитными свойствами. К ним относятся: желе­зо, никель и их сплавы, ферриты, магнитодиэлектрики и др. Рассказывая ребятам об изготовлении, назначе­нии, применении и свойствах различных материалов, пе­дагог, как правило, раскрывает эти сведения, исходя из особенностей их применения на занятиях кружка элек­тронной автоматики.

Проводники составляют большую группу материа­лов, получивших самое широкое применение в совре­менной электро- и электронной промышленности. В ос­новном это металлы, из которых изготовляют провода, шасси и корпуса приборов, токопроводящие части пере­ключателей и разъемных соединений, выводы деталей и другие элементы схем, проводящие электрический ток. Каждый металл, являясь проводником, в то же время по-разному проводит электрический ток. Поскольку мно­гие школьники не знакомы с понятием электрического сопротивления, членам кружка следует только сооб­щить, что одни металлы и их сплавы (алюминий, медь, серебро, цинк, олово, свинец, дюралюминий, латунь, бронза) — хорошие проводники, а другие, как, напри­мер, манганин,.константан, нихром, обладают относи­тельно более низкими проводящими свойствами.

При изучении данной темы большую помощь могут оказать специальные тематические стенды: «Проводни­ки», «Типы монтажных и обмоточных проводов», «Изо­ляционные материалы» и т. д. Подобные учебно-на­глядные пособия могут быть выполнены самими круж­ковцами и в дальнейшем использоваться как на заня­тиях кружка, так и на уроках физики или труда. Упо­мянутые выше стенды могут быть также преобразова­ны в электровикторины и использоваться, кроме того, и как обучающее устройство. Разумеется, изготовление подобных учебных пособий не входит в обязательную программу работы кружка электронной автоматики, од­нако максимальное использование в учебном процессе наглядных средств способствует повышению его каче­ства.

Педагог дает краткую характеристику основных про­водниковых материалов, применяемых в кружковой ра­боте. Из широко распространенных материалов лучше всего проводят электрический ток медь и алюминий. На­иболее высокими электропроводящими свойствами об­ладает так называемая электротехническая медь марок Ml и МО. Эти марки содержат до 99,95% меди с мини­мальным содержанием примесей и кислорода в основ­ном металле. Из электротехнической меди изготавлива­ют монтажные и обмоточные провода, выводы радиоде­талей. Здесь уместно будет познакомить членов круж­ка с некоторыми типами монтажных проводов, выпу­скаемых нашей промышленностью (используя в каче­стве наглядного материала имеющиеся в кружке типы проводов).

Латунь — сплав меди, цинка и незначительной доли свинца в различных процентных соотношениях. Латунь маркируется буквой Л с двухзначным числом, показы­вающим процентное содержание меди (например, Л-70 означает сплав, содержащий 70% меди). Из тонкой листовой латуни делаются различные крепежные де­тали, контакты, лепестки.

Бронза — сплав меди с небольшим содержанием олова, марганца, фосфора и др. Обладает значительно большей, чем медь, механической прочностью, что по­зволяет использовать ее для производства скользящих и пружинящих контактов.

Алюминий приблизительно в 3,5 раза легче меди. Быстро окисляется на воздухе и приобретает при этом матово-серую окраску. Оксидный слой плохо проводит электрический ток, но предохраняет металл от дальней­шего окисления. По сравнению с медью алюминий об­ладает пониженными характеристиками, как механиче­скими, так и электрическими. Для электротехнических целей используют алюминий марки А1, содержащий не более 0,5% примесей. Еще более чистый алюминий мар­ки AB00 (не более 0,03% примесей) применяется для изготовления алюминиевой фольги, электродов и корпу­сов электролитических конденсаторов. Алюминий наи­высшей чистоты AB0000 имеет содержание примесей, не превышающее 0,004%. Различные примеси снижают проводимость алюминия. В этом случае металл в виде проволоки, прутков, листов идет на заклепки, для различных токарных поделок, изготовления шасси и раз­нообразных крепежных элементов.

Из сплавов алюминия широкое применение в элек­тронике нашли дюралюминий и силумин, которые при той же легкости значительно тверже алюминия. Дюр­алюминий встречается в виде листов и прутков. Ли­стовой дюралюминий используется для изготовления шасси и различных каркасов, однако при изгибании он дает трещины и ломается. Во избежание переломов дюралюминий сгибают, предварительно нагрев его, или используют в качестве скрепляющих элементов метал­лические уголки. Прутковый дюралюминий находит то же применение, что и алюминий, причем обтачивается он значительно легке, так как менее вязок.

Силумин находит широкое применение как легко­плавкий металл для литья каркасов электронной аппа­ратуры.

Железо (сталь) также широко применяется в элек­тротехнике и электронике. Свойства стали в значитель­ной степени зависят от содержания в ней углерода. Так, например, для изготовления инструментов применяют специальную инструментальную сталь с высоким содер­жанием углерода. Мягкая листовая сталь с низким со­держанием углерода (0,1—0,15%), которую часто на­зывают железом, широко применяется для изготовления шасси, корпусов, каркасов, стоек и т. д. Тонкие листы мягкой стали, покрытые слоем олова, называются жестью. Жесть выпускается толщиной 0,2—0,5 мм; она легко режется ножницами и паяется. Этим объясняет­ся широкое использование этого материала в кружко­вой работе. Из жести делают экраны и кожухи, рефлек­торы, отражатели для сигнальных ламп и т. д. В каче­стве проводникового материала железо находит приме­нение в электровакуумных и полупроводниковых прибо­рах при изготовлении внутренней арматуры, анодов, экранов, корпусов транзисторов.

Самую многочисленную группу электрорадиоматери- алов составляют диэлектрики или изоляторы. Их элек­трические и физический свойства, так же как и функ­ции, выполняемые ими в современной электронной ап­паратуре, весьма разнообразны. Используя образцы на­иболее типичных изоляционных материалов с различ­ными физическими свойствами и внешними признака­ми, руководитель кружка демонстрирует их школьникам, сопровождая свой рассказ примерами из техники. Сле­дует сразу же заметить, что задача педагога на данном этапе — дать кружковцам сведения о свойствах и осо­бенностях применения диэлектрических материалов в практической работе кружка электронной автоматики без рассмотрения их электроизоляционных свойств.

Разнообразие свойств и различие принципов прак­тического применения диэлектриков затрудняют их классификацию. Знакомство ребят с изоляционными материалами можно начать с наиболее популярных.

Гетинакс — слоистый пластик коричневого цвета, получаемый горячей прессовкой бумаги, пропитанной смолой. Выпускается он в виде листов или пластин тол­щиной от 0,5 до 50 мм. Это достаточно твердый мате­риал с гладкой поверхностью. Применяется для изго­товления монтажных плат, каркасов силовых трансфор­маторов. Обрабатывается легко.

Текстолит — слоистая пластмасса на текстильной ос­нове. Этот материал схож с гетинаксом, однако по срав­нению с последним обладает более низкими электриче­скими свойствами, менее жесткий на изгиб, а по стои­мости в 5—6 раз дороже гетинакса. Ценными свойст­вами текстолита являются стойкость к истиранию и повышенное сопротивление раскалыванию.

Стеклопластик, или стеклотекстолит, изготавливает­ся на основе стеклянной ткани. Он обладает высокими диэлектрическими и механическими качествами. Стек­лотекстолит электротехнического назначения выпускает­ся под марками СКМ-1, СТ, СТУ, СТЭФ и др.

Для изготовления плат печатного монтажа выпуска­ют фольгированные листы гетинакса, текстолита и сте­клопластика. Выпускается фольгированный пластик толщиной от 1,5 мм и выше. Толщина медной фольги около 50 микрон или 0,05 мм.

Органическое стекло (плексиглас) выпускается бес­цветным и окрашенным в различные цвета. Легко обра­батывается, полируется, гравируется. Устойчиво к дей­ствию воды, бензина и спирта. Теплостойкость до 60°С, после чего размягчается и может принимать различные формы с помощью гнутья и выдавливания. Оргстекло также легко склеивать с помощью дихлорэтана, в кото­ром предварительно растворено 0,5% — 1% плексигла­совой стружки. Применяется в основном как декора­тивный материал при оформлении конструкций.

В производстве электронной аппаратуры широко применяются также прессованные изоляционные мате­риалы. Наиболее распространенными из них являются фенопласты, основу которых составляют фенолформаль- дегидные смолы. Изделия прессуют из специально под­готовленных пресспорошков. Фенопласты выдерживают повышенную температуру, действие слабых кислот; под­даются механической обработке. В качестве изоляцион­ного материала фенопласты идут на изготовление кор­пусов, оснований или опрессовок самых разнообразных радиодеталей (монтажных плат, разъемов, некоторых типов конденсаторов, держателей предохранителей, сиг­нальных ламп и т. д.). Из прессматериалов изготавлива­ют также корпуса стрелочных измерительных приборов, тестеров.

Полистирол — прозрачная стекловидная пластмас­са, устойчивая к действию влаги и кислот. Полистирол легко обрабатывается, что позволяет изготавливать де­тали из этого материала слесарным способом из поли­стироловых плиток. Недостаток полистирола — хруп­кость и невысокая теплостойкость (60—80°С). При на­греве до 150°С материал переходит в пластичную мас­су, из которой прессуют различные детали. Являясь пре­восходным диэлектриком, полистирол используется для изготовления каркасов катушек индуктивности, мон­тажных стоек и другой арматуры высокочастотных уз­лов аппаратуры телеавтоматики. В случае необходимо­сти отдельные детали из полистирола легко можно склеить с помощью бензола.

Полихлорвинил — окрашенный в различные цвета эластичный материал. Обладает высокой электрической прочностью, но низкой теплостойкостью (60°С). Поли­хлорвинил широко используется в производстве мон­тажных проводов и различных как низко-, так и высо­ковольтных кабелей. Выпускаются также различных цветов и диаметров полихлорвиниловые трубки, кото­рые можно надевать на провода для улучшения их изо­ляции или для маркировки. Низкая теплостойкость хлор­виниловой изоляции постоянно напоминает о себе при неумелом обращении с горячим паяльником.

Полиэтилен — полупрозрачный эластичный матери­ал, обладающий высокими изоляционными свойствами. Теплостойкость до 110°С. Полиэтилен относится к чис­лу относительно дешевых материалов, однако отсутствие для него общеизвестных растворителей затрудняет ши­рокое использование его в кружковой работе. Исклю­чение составляет полиэтиленовая пленка, имеющая при­кладное назначение в качестве чехлов или накидок, пре­дохраняющих приборы и конструкции от повреждений и пыли.

Древесина служит не только основным материалом для изготовления корпусов конструкций и выполнения макетов, но и является изолятором. Так, в практической работе кружка, особенно при сборке учебных схем, в качестве плат широко используются отрезки 2—4-мм фанеры, с успехом заменяя более дефицитные гетинакс и стеклопластик.

Широко применяются также электроизоляционные материалы на основе целлюлозы, сырьем для получения которой служит древесина: бумага, прессшпан, фибра.

Так называемая конденсаторная бумага выпускает­ся толщиной 0,006—0,24 мм, обладает высокой электри­ческой прочностью. В практике кружка конденсаторная бумага применяется в качестве изолятора между слоями обмоток трансформаторов, дросселей.

Прессшпан, или электрокартон, применяется для из­готовления каркасов трансформаторов и дросселей. Тол­щина электрокартона 0,1—3,0 мм. Для придания вла­гостойкости изделия из электрокартона пропитывают парафином, церезином или специальными лаками.

Фибра представляет собой материал, получаемый прессованием тонких листов бумаги, пропитанных пред­варительно раствором хлорида цинка. Выпускается ли­стами толщиной от 0,5 до 5 мм. Фибра легко обраба­тывается с помощью слесарного инструмента, а в за­крепленном состоянии — рубанком. Материал этот с успехом применяется для изготовления монтажных плат и изоляционных прокладок, а также для оформления конструкций.

Путем вулканизации каучука большим количеством серы получают твердую резину — эбонит. Материал черного цвета, твердый, поддается всем видам механи­ческой обработки и горячей штамповке. Теплостойкость 50—60°С. Под действием солнечных лучей эбонит покры­вается пленкой, сильно ухудшающей свойства этого ма­териала. Из эбонита изготавливают изоляционные стой­ки, ручки, кнопки, прокладки и т. д.

Широкое применение имеют лакоткани, получаемые путем пропитки тканей лаками. Изготовляются они в виде полотна и трубок. ЛШ—шелковая лакоткань, ЛХ— хлопчатобумажная лакоткань вырабатываются толщи­ной 0,04—0,3 мм.

Трубки, полученные путем пропитки хлопчатобумаж­ной оплетки («чулка») масляным лаком, называются линоксиновыми. Применяют их для изоляции проводни­ков при монтаже аппаратуры. Трубки выпускают дли- пой 1 м и диаметром 1,5—10 мм; толщина стенок 0,5— 0,8 мм. Пробивное напряжение линоксиновых трубок не менее 2—2,5 кв.

Распространены в кружковой работе и такие мате­риалы, как нитролаки и питрокрасители, шеллачный лак, клеи, являющиеся хорошими изоляторами.

После характеристики изоляционных материалов пе­дагог дает общие понятия о полупроводниках. Здесь
следует Обратить внимание ребят на тот факт, что по­лупроводники — это материалы по электропроводности занимающие промежуточное место между проводника­ми и диэлектриками. Полупроводниковыми свойствами обладает целый ряд материалов — природных и син­тетических, твердых и жидких. В качестве примера мо­жно привести такие наиболее известные полупроводни­ки, как кремний, германий, фосфор, сера, бор, мышьяк, йод и их соединения.

Рассказ о магнитных материалах, или магнетиках, в задачу данного занятия не входит.

Знакомство кружковцев с электро- и радиотехниче­скими материалами закрепляется выполнением практи­ческих работ. Перед руководителем кружка стоит зада­ча научить ребят правильно использовать различные материалы на практике, т. е. знать не только свойства этих материалов, по и уметь вырезать плату нужных размеров из листа гетинакса или текстолита, склеить корпус из оргстекла, изготовить шасси из дюраля или алюминия, выточить каркас катушки и т. д.

На практических занятиях члены кружка изготавли­вают монтажные платы для сборки схем следующей те­мы. Используя образец изделия, руководитель кружка рассказывает о его назначении, задает необходимые размеры и знакомит с исходным материалом. Более полные данные о форме и размерах изготавляемой пла­ты дает технический рисунок, который преподаватель зарисовывает на доске (для экономии учебного време­ни чертеж можно выполнить на листе ватмана заранее). Обращается внимание кружковцев на правила нанесе­ния размеров (рис. 9).

Работа подразделяется на два основных этапа. На первом этапе (занятие 1-е) кружковцы вырезают из ли­стов пластика или фанеры основания плат. Большие листы должны быть предварительно разрезаны на от­дельные полосы, по ширине равные или кратные одно­му из размеров платы, с целью упрощения задания и экономии материала.

Педагог показывает приемы разметки заготовок с помощью линейки, карандаша и угольника. Показывает приемы резки пластика резаком или пиления фанеры ножовкой. В ходе объяснений ребятам напоминает о правилах техники безопасности при работе с резаком или ножовкой.

Если вопросов нет, педагог дает команду присту­пить к заданию. Ребята по очереди отрезают себе пла­Ты, если отдельные листы по раз­мерам заключают в себе несколько таких плат. При­чем работа эта во избежание порчи поверхности сто­лов должна про­изводиться с при­менением специ­альных защитных средств (см. гл. 1-ю).

Затем каждо­му кружковцу предстоит довести размеры своей платы до задан­ных, обработав крдя с помощью напильника.

На следующем этапе (занятие 2-е) производится разметка поверхности платы и сверление отверстий под устанавливаемые детали. Плату размечают с помощью штангенциркуля или угольника. Можно использовать и специальный разметочный шаблон, изготовленный из жести.

После выполнения разметки ребята показывают свою работу руководителю кружка и, если она выпол­нена правильно, получают от него разрешение сверлить отверстия. Выполняют эту операцию на сверлильном станке, с которым кружковцы уже знакомы. Однако им снова надо напомнить приемы сверления отверстий, ука­зывая, что подача сверла ведется плавно, без рывков.

Члены кружка по очереди подходят к сверлильному станку и под наблюдением педагога сверлят вначале от­верстия диаметром 3 мм. Затем производят замену сверла и, соблюдая порядок и осторожность, сверлят отверстия большего диаметра под тумблер и патрончи­ки для лампочек. Доводка отверстий до необходимых размеров производится с помощью круглого напильни­ка или надфиля.

В конце занятия члены кружка подписывают каран­дашом изготовленные монтажные платы и сдают их своему педагогу.

|
Copyright © 2020 Профессиональный педагог. All Rights Reserved. Разработчик APITEC
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top