Таблица 23

Примерная разбивка материала темы по занятиям

№ заня­тия

Тематика занятия

Теоретические сведения

Практические работы

1

Двухэлектрод- ная радиолам­па — диод

Принцип работы ра­диолампы. Устройство вакуумного диода. Вольтамперная харак­теристика. Графиче­ское обозначение дио­да. Применение

Автоматический переключатель на элек­тронной лампе. Изго товление корпуса и монтажной платы

2

Трехэлектрод- ная радиолам­па — триод

Устройство лампового триода. Роль уп­равляющей сетки. Анодно - сеточная ха­рактеристика. Графи­ческое обозначение трехэлектродной ра­диолампы. Примене­ние

Установка деталей на плате, электрический монтаж схе­мы переключателя

3

Многоэлектрод­ные радио­лампы

Знакомство с конструктивными особен­ностями тетрода, пен­тода, гептода. Комби­нированные радиолампы. Области их применения

Электрический монтаж, наладка и испы­тание схемы переклю­чателя

4

Система обо­значений элек­тровакуумных приборов

Знакомство с условными обозначениями радиоламп. Цоколевка

Оформление конструкции автоматичес­кого переключателя

5

Газоразрядные приборы

Электрический разряд в газах. Явление ионной проводимости. Вольтамперная харак­теристика. Разновид­ности газоразрядных приборов

Вольтметр на нео новой лампе. Монтаж прибора

6

Неоновая лампа и тиратрон

Устройство и принцип работы неоновой тампы МН-3, типа тро­на МТХ-90. Типы и применения «неонок». Условные обозначения

Вольтметр на нео новой лампе. Градуи­ровка прибора

 

Ход теоретических занятий

Рассказывая о принципе работы диода, следует поль­зоваться образными сравнениями и аналогиями. Напри­мер, явление термоэлектронной эмиссии сравнивают с явлением парообразования. Образование в цепи диода анодного тока можно сравнить с таким явлением. Если над кипящей водой поместить крышку кастрюли или та­релку, то образовавшийся пар будет на ней конденсиро­ваться в капельки воды. С помощью воронки мы можем эту воду вернуть в кастрюлю. Получается как бы замк­нутая цепь, по которой движутся частицы воды.

Зависимость анодного тока от напряжения на аноде демонстрируют на стенде, собранном по схеме рис, 22. Снятые показания обобщают в виде графика вольтам- перной характеристики диода. По горизонтальной оси координат от­ложено в масштабе анодное напря­жение U а в вольтах, а по верти­кальной оси — величина анодного тока /а в миллиамперах.

Рис. 22
 
Членам кружка предлагают подумать и ответить: будет ли в анодной цепи диода протекать ток, если полюсы анодной батареи поменять местами? А что происходит в анод­ной цепи диода, когда в ней дей­ствует переменное напряжение? Обобщая ответы ребяг, педагог под­водит их к понятию выпрямления переменного тока.
В ходе беседы преподаватель чертит на доске условное обозначе­ние диода, рассказывает о примене­ниях двухэлектродных ламп.
На очереди триод. Препода­ватель рассказы­вает о конструк­ции трехэлек- тродной радио­лампы, объясняет роль сетки, ис­пользуя те же ме­тоды в изложе­нии материала, что и при изуче­нии диода. Для снятия зависимо­сти величины анодного тока от напряжения на сетке триода со­бирают разверну­тую схему по рис. 23. Напряжение, подаваемое на сетку, измеряют вольтметром с «О» в центре шкалы, включенным параллельно потенциометру. Сна­чала, соединив положительный полюс батареи Б (три последовательно включенные батарейки КБС) с катодом, па сетку подают такое отрицательное напряжение, при котором лампа «запирается» — анод­ный ток равен 0. Затем перемещая ползунок потенцио­метра в сторону положительного полюса, напряжение на сетке постепенно доводят до нуля. При этом появля­ется анодный ток, который постепенно растет. В это время тока сетки нет.
Затем полюсы сеточной батареи меняют местами (пе­реключают тумблер) и начинают подавать на сетку все большее и большее, но уже положительное напряжение. От этого анодный ток растет еще больше. Но одновре­менно появляется и растет ток сетки. Наконец насту­пит момент, когда ток сетки начнет резко возрастать, а ток анода — убывать. Снятые показания обобщают на доске в виде графика анодно-сеточной характеристики.
Делается вывод: изменение напряжения на сетке ока­зывает в несколько раз более сильное влияние на вели­чину анодного тока, чем такое же изменение напряже­ния на аноде лампы. Сетка управляет потоком электро­нов, летящих от катода к аноду лампы.
Ребят знакомят с условным графическим обозначе­нием гриода и рассказывают о применении трехэлек- Iродной лампы в радиоэлектронике.
Руководитель сообщает кружковцам, что гриод обла­дает недостатками, ограничивающими его применение. Одна из нежелательных особенностей триода состоит в том, что сетка и анод взаимодействуют между собой как пластины конденсатора, емкость которого равна 5—10 пф. В результате образуется паразитная обратная связь, вызывающая самовозбуждение усилителя. Введе­нием второй сетки, называемой экранирующей, можно полностью исключить емкостный эфффект управляющей сетки и анода. Ценность этого результата, однако, не­сколько снижается из-за вторичной эмиссии электро­нов — явления, получившего название динатронный эф­фект. Добавление к тетроду третьей сетки, защитной, позволяет устранить этот эффект.
Ребят следует также познакомить с четырех- и пяти- сеточными лампами, именуемыми гексодами и гептодами, а также с комбинированными лампами, объединяю­щими в одном баллоне две-три лампы. Это диод-триоды, двойные триоды, триод-пентоды и т. д. Рассказывают об областях применения многоэлектродных и комбиниро­ванных радиоламп.
Обращают внимание кружковцев на многообразие радиоламп, выпускаемых нашей промышленностью, как по применению, так и по конструкции. Им показывают образцы ламп с металлическим и стеклянным баллона­ми, семи- и девятиштырьковые лампы пальчиковой серии и гак называемые сверхминиатюрные лампы.
Далее педагог сообщает ребятам, что каждой лампе .присвоено название, состоящее из цифр и букв, располо­женных в определенном порядке. По названию можно судить о типе конструкции радиолампы.
Приступают к изложению системы условных обозна­чений, принятой для электровакуумных приборов. Све­дения, сообщаемые педагогом, кружковцы записывают в тетради.
 
Первая цифра, входящая в наименование лампы, указывает округленно напряжение, на которое рассчи­тана ее нить накала. Второй знак в наименовании лам­пы — буква — характеризует тип и конструктивные осо­бенности лампы. Д — диод, X — двойной диод, Ц — кенотрон, С —- триод, Н — двойной триод, Г — триод- диод, К и Ж — маломощные пентоды, П — мощные пен­тоды и лучевые тетроды, Б — пентод-диод, Ф — триод- пентод, E — электронно-световые индикаторы настройки, А и И — частотно - преобразовательные лампы. Следующий, третий знак в наименовании лампы указывает порядковый номер данного ти­па лампы. Четвертый, послед­ний знак характеризует баллон лампы: С — со стек­лянным баллоном, П — пальчиковая лампа, Б и А — сверхминиатюрная. Отсутствие в наименовании ламп четвертого знака указывает на то, что эта лампа имеет металлический баллон.
Теоретические занятия включают в себя также све­дения о цоколевках радиоламп и о способах определе­ния выводов электродов с помощью справочника по элек­тровакуумным приборам.
Членов кружка электронной автоматики следует оз­накомить с физическими основами действия газоразряд­ных приборов. Педагог обращает внимание ребят на тот факт, что в отличие от вакуумных электронных ламп в баллонах газоэлектрических приборов содержится разре­женный газ. Под воздействием внешних факторов (кос­мические лучи, радиация) газ частично ионизируется. В порядке отступления следует сказать несколько слов о свободном электроне, положительном и отрицательном ионах. Руководитель демонстрирует развернутую схему на неоновой лампе, приведенную на рис. 24. Постепенно повышают напряжение, следя за показаниями вольтмет­ра, пока не загорится неоновая лампочка. При этом мил­лиамперметр покажет некоторый ток.
Делается вывод, что под действием приложенного к электродам постоянного напряжения электроны и поло­жительные ионы, содержащиеся в газе, приходят в упорядочное движение: электроны устремляются к аноду, а положительные ионы — к катоду. При дальнейшем по­вышении напряжения их скорость возрастает до такой величины, при которой электроны, ударяясь об атомы газа, способны вызвать дальнейшую ионизацию. Про­цесс образования электронов и ионов за счет столкнове­ния электронов с нейтральными атомами газа называет­ся ударной ионизацией. При этом может происходить возбуждение атомов, наблюдаемое в виде свечения газа и названное тлеющим разрядом. Переход к тлеющему разряду происходит скачком при вполне определенном для каждого ионного прибора напряжении на электро­дах — напряжении зажигания £/заж. При этом резко возрастает ток, величину которого можно ограничить балластным сопротивлением R0гр.
Примерами практического применения газоразрядных приборов являются неоновая лампа, стабилитрон, тира­трон, цифровой индикатор тлеющего разряда, декагрон.
Кружковцев следует подробнее познакомить с прин­ципом работы, устройством, применением неоновых ламп и тиратрона с холодным катодом МТХ-90. Охарактери­зовав их как разновидность электронной лампы (неоно­вая лампа — диод, тиратрон — триод), педагог обра­щает внимание ребят на тот факт, что различные типы неоновых ламп начинают светиться при разных напря­жениях. В качестве примера можно рассмотреть конст­рукцию неоновой лампы МН-3.
Ниже приводятся данные некоторых типов неоновых ламп (таблица 24).
В заключение своей беседы преподаватель рассказы­вает об универсальности этого вида электронных прибо­ров (используются в схемах сигнализации, для электри­ческих измерений, в автоматических и вычислительных устройствах).

Таблица 24

Неоновые лампы

Обозначение лампы

Род тока

Наибольшее напряжение зажигания, в

Наибольшая сила тока, ма

МН-3

Постоянный

65

1

МН-4

Постоянный

80

2

МН-5 (ТН-0,3)

Переменный

150

0,2

МН-6

Постоянный

90

0,8

МН-7

Постоянный

87

2

МЫ-8 (ТН-0,2)

Постоянный

85

1

МН-11

Постоянный

85

5

 

Примечание. Лампы следует включать последовательно с от­дельным сопротивлением, выбранным в соответст­вии с напряжением источника питания гак, чтобы сила тока, протекающего через лампу, не превосхо­дила указанного в таблице значения.

Ход практических занятий

Объектом работы является автоматический переклю­чатель на электронной лампе. Управляющим элементом переключателя служит диод. Но практически в схеме можно применить любые радиолампы, имеющиеся в рас­поряжении руководителя кружка. Желательно только, чтобы все они были одинаковые.

Сетки лампы соединяют с анодом, нить накала пита­ют непосредственно от электроосветительной сети через конденсатор С1. Величина его емкости выбирается в за­висимости от типа радиолампы и напряжения сети.

Такой переключатель работает следующим образом, В цепь катода лампы Jl 1 включается обмотка электро­магнитного реле Р1, имеющего две пары нормально зам­кнутых и одну пару нормально разомкнутых контактов. При включении устройства в электроосветительную сеть катод радиолампы начинает разогреваться, и, когда анодный ток достигает определенной величины, реле РI срабатывает и контактами Р1/1 разрывает цепь питания (тодогревателя. Кроме того, Р1/2 отключит лампу Л2 и (включит лампу JI3. За счет инерционности разогретого катода анодный ток будет продолжаться некоторое вре­мя, постепенно убывая. Реле останется в притянутом со­стоянии до тех пор, пока анодный ток не станет равным току отпускания реле. После этого весь процесс повторя­ется снова.

Емкость гасящего конденсатора С/ можно выбрать по таблице 25. исходя из напряжения и тока накала вы­бранной радиолампы, а также напряжения сети.

Таблица 25

Выбор емкости гасящего конденсатора С1

'Накальное напря­жение, в

5

6,3

Макальный ток, а

3

2

0,3

0,45

0,6

0,76

1,3

С1 (мкф) при /Усети = 127 в

80,0

50,0

10,0

15,0

20,0

20,0

30,0

С1 (мкф) при 'б^сети ~ 220 в

45,0

30,0

5,0

8,0

10,0

12,0

20,0

В рассматривае­мом варианте авто­матического переключателя примене­ны лампы 6Х2П или 6Х6С; телефонное реле типа РКН с гоком срабатывания до 35 ма (сопро­тивление обмотки от 4 ком до 200 ом); конденсатор посто­янной емкости 5 мкф на 250 в. Остальные номина­лы указаны на схеме рис. 25.

Для экономии учебного времени рекомендуется зара­нее нарисовать на листах ватмана принципиальную и монтажную схемы переключателя. Такие наглядные по­собия легко и быстро можно выполнить ручкой флама- стер либо цветной тушью с помощью плакатного пера.

Преподаватель рассказывает о принципе работы ус­тройства, и кружковцы приступают к его изготовлению. Свои первые самоделки по электронике ребята собирают в основном по монтажным схемам. В особенности это касается тех конструкций, где применены новые для них элементы. В схеме переключателя таковой является эле­ктронная лампа, цоколевка которой, как показывает опыт, вызывает у начинающих определенные трудности.

В первую очередь необходимо подумать о корпусе. Лучше всего подобрать готовые корпуса, использоваз футляры от старых приборов, небольшие деревянные или пластмассовые коробочки. Если такой возможности нет, корпус можно сделать из 3-мм фанеры. Технология из­готовления фанерных коробочек достаточно трудоемка, и поручать полностью выполнение этой работы ребятам не следует. Руководитель кружка должен позаботиться о подготовке полуфабрикатов для сборки корпусов, а кружковцам поручить только их склеить, установить со­бранные схемы и покрасить.


При изготовлении небольших корпусов соединение стенок производят при помощи деревянных брусочков, прокладываемых изнутри по всем ребрам ящика. Одна из стенок делается съемной и крепится на шурупах или винтах. Для склеивания деревянных изделий лучше все­го использовать казеиновый клей.

Сухой казеиновый клей обычно состоит из готовой смесц казеина в порошке с определенным количеством
тех цли иных щелочных веществ. Такую смесь достаточ­но развести водой, чтобы получить клеевой раствор: ка­зеин в порошке — 3 части, вода комнатной температу­ры — 6 частей.

Четыре части воды вливают в чистую стеклянную или консервную банку и в эту воду тонкой струйкой при не­прерывном помешивании высыпают казеин. Если раст­вор окажется густым, то ему нужно дать отстояться 2— 3 мин. до разжижения и затем долить остаток воды. Ра­створ нужно продолжать мешать до тех пор, пока не по­лучится совершенно однородный вязкий клей, без ком­ков и сгустков. Затем раствору дают отстояться 10— 15 мин. и снимают с его поверхности пену. Готовый раст­вор казеинового клея сохраняется не более 4—6 час. По­этому заготовлять раствор казеинового клея нужно толь­ко для текущей работы.

На склеиваемые поверхности клей наносят небольши­ми кисточками, соблюдая при этом осторожность: клей этот, попадая на кожу, вызывает раздражение, иногда довольно сильное.

Корпуса после того, как клей затвердеет, прошлифо- вывают мелкозернистой шкуркой и окрашивают снару­жи нитрокраской.

Перед членами кружка стоит также задача подгото­вить платы для монтажа схемы переключателя: выре­зать заготовки, разметить и просверлить в них отверстия под ламповую панельку, реле и другие детали. Затем приступают к монтажу. Руководитель обращает внима­ние своих воспитанников на качество паек, следит, что­бы они аккуратно прокладывали монтажные провода, не портили изоляцию паяльниками. На выводы контактных групп реле надевают изоляционные трубочки. Выполне­ние всех требований педагога способствует развитию у ребят аккуратности, культуры монтажа.

Необходимо помнить, что используемые напряжения достаточно высоки и при невнимательном обращении мо­гут вызвать сильный электрический удар. Подключение схем к сети производится только под непосредственным наблюдением педагога, после проверки им правильности соединений и качества монтажа.

Во избежание всякого рода неожиданностей первые испытания всех ребячьих конструкций с питанием от се­ти рекомендуется проводить с использованием ЛАТРа или РНШ, увеличивая постепенно напряжение от нуля до рабочего.

Наладка переключателя трудностей не представляет.

Если правильно подобраны емкость гасящего конденсато­ра и паспорт реле, а в монтаже нет ошибок, устройство начинает сразу же работать.         

Отлаженную схему вставляют в корпус. На лицевую панель, изготовленную из де­коративного материала (пластик, оргстекло), устанавливают держатель предохрани­теля, клеммы внешней нагрузки; производят необходи­мые соединения множительным монтажным проводом.

Завершенные конструкции ребята могут взять с собой на время зимних каникул.

Следующей конструкцией по данной теме является вольтметр на неоновой лампе..

Для работы потребуются;

  • резистор 200 ком;
  • потенциометр 0,5 Мом;
  • неоновая лампа МН-3;
  • монтажный провод;
  • прессшпан, картон, клей.

Объясняют назначение, порядок изготовления и пос­ле ознакомления с неоновой лампой принцип действия прибора.

Монтаж схемы производится непосредственно на вы­водах потенциометра. Если нет специальных патронов под неоновые лампы, необходимо изготовить к ним хому­тики из жести. В качестве корпуса прибора можно ис­пользовать картонный футляр от перегоревших элемен­тов 273 («Сатурн») или склеить корпус из прессшпана, воспользовавшись тем же элементом в качестве шабло­на. Концы трубки закрывают картонными накладками. В центре кругов проделывают отверстия под ручку по­тенциометра с одной стороны и подводящие провода с другой. Поместив собранную схему в корпус, намечают в нем отверстие под неоновую лампу.

Неоновую лампу приклеивают к внутренней поверх­ности трубки так, чтобы лампа была видна через про­деланное отверстие. Теперь приступают к калибровке прибора. Ребятам объясняют суть этого процесса, рас­сказывают, что все измерительные приборы, прежде чем они будут использованы, обязательно калибруются.

Для калибровки вольтметра на неоновой лампе необ­ходимо воспользоваться регулируемым источником по­стоянного напряжения. Ручку потенциометра устанавливают на максимальное сопротивление Регулируя источ­ник питания, добиваются, чтобы лампочка вспыхнула. Значение напряжения зажигания неоновой лампы будет началом шкалы вольтметра. Затем задают еще несколь­ко значений напряжений источника питания в интервале до 250 в. В соответствующих.точках делают черточки на шкале и пишут соответствующие цифровые значения.

|
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