Заваръчните каски тип хамелеон са наречени така, защото светлинният филтър автоматично променя степента на тъмнина в зависимост от интензитета на светлинния поток. Това е много по-удобно от обикновен щит или стара маска със сменяем филтър. След като поставите хамелеона, можете ясно да видите всичко още преди да започнете да заварявате: филтърът е почти прозрачен и не пречи на работата ви. Когато дъгата се запали, тя потъмнява за секунди, предпазвайки очите ви от изгаряне. След като дъгата изгасне, тя отново става прозрачна. Можете да извършите всички необходими манипулации, без да сваляте маската, което е много по-удобно от повдигането и спускането на защитния щит и много по-добре, отколкото да държите щита в ръка. Но широкият избор от артикули с различна цена може да бъде объркващ: каква е разликата и кой е по-добър? Ще ви кажем как да изберете маска на хамелеон по-долу.

Маските за заваряване Chameleon се предлагат в голямо разнообразие. Изборът не е никак лесна задача. Освен това важен е не толкова външният вид, колкото качествените показатели

Светлинен филтър в хамелеон: какво е и кой е по-добър

Това малко стъкло, което е монтирано на заваръчната маска, е истинско чудо на науката и технологиите. Съдържа най-новите постижения в оптиката, микроелектрониката, течните кристали и слънчевата енергия. Това е "стъклото". Всъщност това е цяла многопластова торта, която се състои от следните елементи:

Основното и основно предимство на маската за заваряване на хамелеон е, че дори и да не е имало време да работи, тя няма да позволи ултравиолетово и инфрачервено лъчение (ако маската е била спусната). И степента на защита от тези вредни ефекти не зависи по никакъв начин от настройките. Във всеки случай и с всякакви настройки вие сте защитени от тези видове вредни влияния.

Но това е само ако „пайът“ съдържа подходящите филтри и те са с подходящо качество. Тъй като е невъзможно да проверите това без специални устройства, трябва да разчитате на сертификати. И маските трябва да ги има. Освен това на територията на Русия само два центъра могат да ги издават: ВНИИС и Федералната държавна бюджетна институция към Всеруския научноизследователски институт по охрана на труда и икономика. За да сте сигурни, че сертификатът е автентичен, неговият номер можете да намерите на официалния уебсайт на Федералната служба за акредитация на тази връзка.

Това е формуляр на уебсайта Rossaccreditation за проверка на сертификата. Можете да попълните само числото, като оставите всички останали полета празни (За да увеличите размера на снимката, щракнете с десния бутон върху нея)

Номерът на сертификата се въвежда в съответното поле и получавате датата на валидност, информация за заявителя и производителя. Малка забележка: съкращението RPE означава „оптично лично защитно оборудване“. Така на бюрократичен език се нарича маската на заварчика.

Ако такъв сертификат съществува, ще се появи следното съобщение. Щраквайки върху връзката, ще видите текста на сертификата (За да увеличите размера на изображението, щракнете с десния бутон върху него)

Най-важното е да се уверите, че този продукт (между другото, сравнете името и модела) е безопасен за вашето здраве.

Може да се интересувате,

Класификация на автоматичните заваръчни филтри

Тъй като светлинният филтър и неговото качество са ключовият елемент в този продукт, трябва да започнете избора на маска хамелеон с него. Всички негови индикатори са класифицирани по стандарт EN379 и трябва да бъдат изобразени на повърхността му чрез дроб.

Сега нека разгледаме по-отблизо какво се крие зад тези числа и какви трябва да бъдат те. Всяка позиция може да съдържа число от 1, 2, 3. Съответно „1” е най-добрият вариант – първи клас, „3” е най-лошият – трети клас. Сега нека поговорим коя позиция показва коя характеристика и какво означава.

Обяснение на класификацията EN37

Оптичен клас

Той отразява колко ясно и без изкривяване картината ще бъде видима за вас през филтъра. Зависи от качеството на използваното защитно стъкло (фолио) и качеството на изработката. Ако "1" е първо, изкривяването ще бъде минимално. Ако стойностите са по-високи, ще видите всичко като през криво стъкло.

Разсейване на светлината

Зависи от чистотата и качеството на използваните оптични кристали. Показва степента на "мътност" на предаваната картина. Можете да го сравните с мокро стъкло на автомобил: докато няма насрещно движение, капките почти не пречат. Щом се появи източник на светлина, всичко се размазва. За да избегнете този ефект, е необходимо втората позиция да бъде „1“.

Еднородност или хомогенност

Показва колко равномерно е засенчен филтърът в различните части. Ако има единица на трета позиция, разликата може да бъде не повече от 0,1 DIN, 2 - 0,2 DIN, 3 - 0,3 DIN. Ясно е, че ще бъде по-удобно с равномерно потъмняване.

Ъглова зависимост

Отразява зависимостта на затъмняването от ъгъла на гледане. И тук най-добрата стойност е “1” - първият клас променя затъмняването с не повече от 1 DIN, вторият с 2 DIN и третият с 3 DIN.

Ето как изглежда разликата между висококачествена маска и не толкова добър филтър в реалния живот.

От всичко това става ясно, че колкото повече единици във филтърната характеристика, толкова по-удобно ще ви е да работите с маска. Това е, върху което трябва да се съсредоточите, когато избирате маска за заварчик хамелеон. Професионалистите предпочитат поне следните параметри: 1/1/1/2. Такива маски са скъпи, но дори след продължителна работа очите ви няма да се уморят в тях.

Аматьорите заварчици, за случайна работа, могат да се справят с по-прости филтри, но клас 3 се счита за нещо от миналото. Следователно вероятно не си струва да купувате маски с такива филтри.

И един момент. Продавачите обикновено наричат ​​цялата тази класификация с един термин „Оптичен клас“. Просто тази формулировка доста точно отразява същността на всички характеристики.

Има още няколко хамелеонови настройки, които ви позволяват да регулирате режима на затъмняване за дадена ситуация. Те могат да бъдат разположени вътре, върху светлинния филтър, или могат да бъдат поставени отвън под формата на дръжки отляво на страничната повърхност на маската. Това са следните параметри:

Хамелеон маска как да изберем

В допълнение към параметрите на филтъра има много други настройки и функции, които могат да повлияят на избора.

• Брой сензори за откриване на дъга. Те могат да бъдат 2, 3 или 4. Те реагират на появата на дъга. Визуално те могат да се видят на предния панел на маската. Това са малки кръгли или квадратни „прозорци“ на повърхността на филтъра. За любителска употреба са достатъчни 2 броя, за професионалисти - колкото повече, толкова по-добре: ако някои са блокирани (блокирани от някакъв предмет при заваряване в трудна позиция), тогава останалите ще реагират.

  

• Скорост на реакция на филтъра. Разпространението на параметрите тук е голямо - от десетки до стотици микросекунди. Когато избирате маска за домашно заваряване, пробийте такава, чийто хамелеон ще потъмнее не по-късно от 100 микросекунди. За професионалистите времето е по-малко: 50 микросекунди. Понякога не забелязваме леки удари, но резултатът от тях са уморени очи, а професионалистите се нуждаят от тях през целия ден. Така изискванията са по-строги.
• Размери на филтъра. Колкото по-голямо е стъклото, толкова по-голяма видимост получавате. Но размерът на светлинния филтър значително влияе върху цената на маската.
• Плавно или стъпаловидно регулиране на степента на тъмнина. По-добре - гладка. Ако филтърът потъмнява/изсветлява периодично, бързо ще се уморите. Освен това може да започне да „мига“ поради отблясъци, което няма да ви хареса.
• Първоначално ниво на нюанс и диапазон на регулиране. Колкото по-лек е филтърът в първоначалното му състояние, толкова по-добре ще можете да видите, преди да започне заваряването. Също така е желателно да има два диапазона на димиране: в малки степени до 8DIN при работа с аргон или при ръчно електродъгово заваряване при лошо осветление. Също така, възрастен човек може да се нуждае от по-малко потъмняване. а при добра осветеност е необходимо димиране до 13 DIN. Така че е по-добре да има два режима: 5-8DIN/8-13DIN.
• Захранване. Повечето заваръчни шлемове с автоматично затъмняване имат два вида захранване: слънчеви и литиеви батерии. Този комбиниран източник на енергия е най-надеждният. Но в същото време отделението за литиева батерия трябва да се отвори, за да е възможно да се сменят повредените батерии. Някои евтини маски имат вградени батерии: можете да ги премахнете само като отрежете пластмасата (което нашите майстори понякога правят).

  

• Тегло. Маските могат да тежат от 0,8 кг до 3 кг. Ако се налага да носиш трикилограмова тежест на главата си седем-осем часа, до края на смяната врата и главата ти ще са като дърво. За любителско заваряване този параметър не е много критичен, въпреки че също не е удобно да се работи в тежка маска.
• Лесно се прикрепя към главата. Има две системи за закрепване на лентата за глава и самия щит, но за тези маски те са почти маловажни: не е необходимо да повдигате/спускате маската всеки път. Може да се пропусне в цялата работа. Важното е колко настройки има и колко плътно ви позволяват да поставите лентата за глава. Също така е важно всички тези ремъци да не се натискат или търкат, така че заварчикът да е удобен.
• Има настройка, която ви позволява да отдалечите щита от лицето си. Това е важно, ако имате нужда от очила за нормално зрение. След това щитът трябва да се отдалечи от лицето ви, за да побере вашите лещи.

Сред полезните, но незадължителни режими има и възможността за превключване на маки от режим на заваряване в режим на смилане. С този превключвател всъщност изключвате захранването на светлинния филтър, маската ви става обикновен щит.

Марки и производители

Знаете как да изберете хамелеонова маска за заваряване, но как да се ориентирате сред масата производители? В действителност всичко не е много трудно. Има доверени марки, които винаги доставят висококачествени продукти и потвърждават своите гаранционни задължения. Ето не много от тях:

• SPEEDGLAS от Швеция;
• OPTREL от Швейцария;
• BALDER от Словения;
• OTOS от Южна Корея;
• TECMEN от Китай (не се учудвайте, маските са много добри).

Изборът на маска хамелеон за домашна употреба не е лесен. От една страна, трябва да е с високо качество, но очевидно не всеки може да си позволи да плати 15-20 хиляди за него и не е печелившо. Следователно ще трябва да забравим за европейските производители. Поне правят добри маски, но цените им са не по-малко от 70 долара.

На пазара има много китайски маски на много ниска цена. Но купуването им е рисковано. Ако имате нужда от доказана китайска марка, това е TECMEN. Всъщност имат сертифицирани маски хамелеон с фабрично качество. Моделната гама е доста широка, цените варират от 3 хиляди рубли до 13 хиляди рубли. Има филтри от първи клас (1/1/1/2) и малко по-лоши, с всички настройки и настройки. След актуализацията дори най-евтината маска за 3000 рубли (TECMEN DF-715S 9-13 TM8) има сменяема батерия, забавяне на изчистването от 0,1 до 1 секунда, плавна настройка и режим на работа „шлайфане“. Снимката по-долу показва техническите му характеристики. Трудно е да се повярва, но струва само 2990 рубли.

Собствениците говорят добре за заваръчните каски Resanta. Няма много модели, но MS-1, MS-2 и MS-3 са добър избор за малко пари (от 2 хиляди рубли до 3 хиляди рубли).

Маските Resanta MS-1 и MS-3 имат плавно регулиране, което несъмнено е по-удобно. Но хамелеонът MC-1 няма настройки на чувствителността. Те едва ли ще отговарят на професионалистите, но са доста подходящи за домашна употреба.

Технически характеристики на маските хамелеон Resanta

Южнокорейската компания OTOS произвежда много добри маски. Цените му са малко по-високи от изброените по-горе, но има два сравнително евтини модела: OTOS MACH II (W-21VW) за 8700 рубли и ACE-W i45gw (Infotrack™) за 13 690 рубли.

Технически характеристики на OTOS MACH II W-21VW тази маска хамелеон е достоен избор дори за професионална употреба

Работа със заваръчния хамелеон

Основното изискване за грижа за маската: трябва да се внимава за светлинния филтър: лесно се надрасква. Следователно не можете да поставите маската с лицето надолу. Трябва да се избърсва само с напълно чиста и мека кърпа. Ако е необходимо, можете да навлажнете кърпата с чиста вода. НЕ бършете със спирт или други разтворители: филтърът е покрит със защитен филм, който се разтваря в тези течности.

Има още една особеност на всеки заваръчен хамелеон: те започват да се „забавят“ при ниски температури. Тоест действат със закъснение и то двупосочно - и за затъмняване, и за осветяване. Тази функция е много неприятна, така че няма да можете да работите нормално в тях през зимата, дори ако работната температура е посочена като -10°C, както при TECMEN DF-715S 9-13 TM8. Вече при -5° всичко не може да потъмнее навреме. Така че в това отношение OTOS се оказа по-честен, като посочи начална работна температура от -5°C.

И накрая, гледайте видеоклипа за това как да изберете маска на хамелеон за заваряване.

Донесоха ми автоматична маска за заварчик etaltech et8f с оплакване - беше нестабилна. За съжаление не го снимах, така е, само стикера е различен:

Нека да разгледаме инструкциите:

Черно на бяло пише, че работи на слънчеви панели. Отварям и...

Две литиеви батерии, плътно затворени в платката. Толкова за слънчевите панели... За съжаление в интернет няма диаграми на маски. На таблото пише artotic s777f - Това е китайски производител на тези маски, както обикновено голяма китайска фабрика занитва продуктите, но ние надписваме само марката - Corvette, etalon, kraton, caliber...

Литиевите батерии са свързани последователно и преминават през диод към VCC шината. Платката разполага с операционен усилвател 27L2C, два четворни двуканални аналогови мултиплексора BU4551BF и един мултивибратор HCF4047. Промених малко веригата, често имах това изражение на лицето си: О, но успях да разбера нещо.

Мултиплексорите винаги се захранват от VCC. Тъй като са CMOS, консумират ток само при превключване. Соларната батерия е свързана към основата на транзистора, така че когато има светлина, транзисторът се отваря и захранването се подава към операционния усилвател през транзистора с VCC през филтър. Маската има два променливи резистора за настройка - степента на тъмнина и чувствителността. Вътре има два превключвателя – режим на заваряване-заточване и скорост на нарастване на стъклото след спиране на дъгата. Като сензори се използват два паралелно свързани фотодиода. Освен това, в режим на „заточване“ те дават късо съединение, седнали на земята. Оказва се, че слънчевата батерия се използва само като сензор. След 2-3-5 години батериите ще се развалят и маската ще бъде изхвърлена, купувайки нова. Ето как китайците умело осигуряват постоянен поток от поръчки. Няма предоставени йонистори или схеми за зареждане.

Какво друго разбрахме? Стъклото е двоен сандвич от LCD филтри, тоест две стъкла се използват за гарантирано засенчване. Вярно, качеството на стъклото не е високо и ясно видях разлика в оцветяването между центъра и краищата. Стъклото е свързано между изходите Q и!Q на мултивибратора 4047. В същото време върху стъклото има квадратна вълна, чиято амплитуда е степента на засенчване. Когато степента на засенчване се промени от минимум към максимум, амплитудата на меандъра се променя от 4.2V на 6V. За да се приложи този хитър трик, напрежението на входа на мултивибратора се променя. Защо да захранвам стъклото с правоъгълно напрежение - не знам дали за намаляване на поляризационния феномен или за нещо друго. Пробвах да си играя със стъклото точно така, ако му се подаде напрежение - зарежда се като контейнер и при сваляне на напрежението се разсейва за доста дълго време - трябва да минат 5-7 секунди преди да стане прозрачно.

UPD. Променливият ток за захранване на LCD филтъра се използва за елиминиране на феномена на електролизата; ако захранвате стъклото с постоянен ток, след време един от прозрачните електроди ще се разтвори. Захранващото напрежение е различно - за fubag optima 11 захранващото напрежение на стъклото е 24V AC с честота 0,5 Hz.

Самите сензори са фотодиоди в оцветена пластмасова кутия, предназначени за инфрачервено лъчение, така че маската упорито отказваше да задейства енергоспестяваща лампа. Но реагира рязко на LCD монитор и работи добре с лампа с нажежаема жичка.

Това е. Като се има предвид липсата на схеми за управление на маската в Интернет като цяло, изглежда интересна задача да се събере схема за управление на маска с отворен код на микроконтролер. С нормално зареждане от слънчева батерия, интелигентна обработка на сигнала от сензори и някои допълнителни функции. Например, чрез автоматично плътно засенчване, ако температурата е под прага, той все още няма да работи бързо на студено - така че ще го засенчваме напълно и ще станем просто маска за заваряване.

Беше договорено, че при мощности над 600 W е по-добре да се използва двустепенно захранване, което ви позволява доста сериозно да разтоварите изходния етап и да получите повече мощност с по-малко крайни транзистори. Като начало си струва да обясним какво е това - двустепенно хранене.
Надяваме се, че няма нужда да обясняваме какво е биполярен източник на захранване; същата тази опция може да се нарече „четириполюсна“, тъй като има 4 различни напрежения спрямо общия проводник. Схематична диаграма на такъв източник е показана на фигура 1.

Снимка 1.

Захранващото напрежение обаче трябва да се подава към крайното стъпало на усилвателя, но какво ще стане, ако има 2 от тези напрежения? Точно така - необходима е допълнителна верига за управление на същото това захранване. Според принципа на управление има 2 основни класа - G и H. Те се различават един от друг главно по това, че клас G променя захранващото напрежение в крайния етап плавно, т.е. Силовите транзистори на системата за управление на мощността работят в режим на усилване, а в клас H превключвателите на мощността на системата за управление на мощността се захранват стъпаловидно, т.е. Те са напълно затворени или напълно отворени...
Времедиаграмите са показани на фигури 2 и 3, на фигура 2 - клас G, на фигура 3 - клас H. Синята линия е изходният сигнал, червените и зелените линии са захранващото напрежение на крайното стъпало на усилвателя на мощността .

Фигура 2.


Фигура 3.

Изглежда, че разбрахме как трябва да се подава захранване към крайния етап, остава само да разберем с какъв набор от елементи да направим това...
Първо, нека разгледаме клас H. Фигура 5 показва схематична диаграма на усилвател на мощност, работещ в клас H.

Фигура 4 УГОЛЕМИ.

Синьото показва напрежение и мощност за товар от 4 ома, червено за товар от 8 ома, фигурата показва и препоръчителния източник на захранване. Както може да се види от диаграмата, ядрото му се състои от типичен клас AB, но захранването се подава към усилвателя от „клон“ с по-високо напрежение на захранването и влиянието на изходния сигнал върху захранващото напрежение на усилвателят е намален (съпротивлението R36, R37 е намалено, понякога стойността на тези резистори трябва да бъде намалена до 68 ома, особено при мощности над 1 kW), тъй като когато е свързан "вторият етаж" на мощността, има малък пик в изходния сигнал, който не всеки може да чуе, но се отразява доста сериозно на стабилността на веригата...
Захранването, подавано към крайните етапи, се контролира от компоратори LM311, чийто праг на реакция се регулира от подстригващи резистори R73 и R77. За да го настроите правилно, ще ви трябва или МНОГО добър слух, или за предпочитане осцилоскоп.
След компораторите има транзисторни драйвери, които работят директно върху портите на MOSfits с различни структури. Тъй като mosfits за управление на мощността работят в режим на превключване, топлината, генерирана от тях, е доста ниска; за тях максималният ток, протичащ през отвореното съединение дрейн-източник, е много по-важен. За тези цели използваме транзистори IRFP240-IRFP9240 за усилватели до 700 W, същите, но 2 в паралел за мощности до 1 kW и IRF3710-IRF5210 за мощности над 1 kW.
Фигура 5 показва схематична диаграма на усилвател на мощност от 1400 W клас H. Веригата се различава от предишната версия по това, че крайният етап вече използва 6 двойки транзистори (усилвател от 1000 W изисква 4 двойки), а превключвателите за управление на мощността са IRF3710 -IRF5210.

Фигура 5. УГОЛЕМИ

Фигура 6 показва принципна схема на усилвател “Chameleon 600 G”, работещ в клас G и с изходна мощност до 600 W, както за товар 4 Ohm, така и за 8 Ohm. По същество управлението на "втория етаж" на захранването се осъществява от повторители на напрежението на изходния сигнал, само те първо се захранват с допълнително референтно напрежение от 18 волта и веднага щом изходното напрежение се доближи до напрежението стойност на „първия етаж“ с повече от 18 волта, повторителите започват да подават напрежение от „втория етаж“. Предимството на този дизайн на схемата е, че няма смущения при превключване, характерни за клас H, но подобряването на качеството на звука изисква доста сериозни жертви - броят на транзисторите за управление на захранващото напрежение на крайния етап трябва да бъде равен на броя на крайните транзистори и това ще бъде почти на границата на OBR, т.е. изисква доста добро охлаждане.

Фигура 6 УГОЛЕМИ

Фигура 7 показва схема на усилвател за мощност до 1400 W, кутия G, която използва 6 двойки крайни и контролни транзистори (за мощности до 1000 W се използват 4 двойки)

Фигура 7 УГОЛЕМИ

Налични са чертежи на печатни платки - пълна версия. Чертежи в lay формат, в jpg ще бъдат малко по-късно...

Техническите характеристики на усилвателите са обобщени в таблицата:

Име на параметъра	Значение
Захранващо напрежение, V, двустепенно не повече
Максимална изходна мощност при натоварване от 4 ома: MIND CHAMELEON 600 H МИНД ХАМЕЛЕОН 1000 H MIND CHAMELEON 1400 H УМ ХАМЕЛЕОН 600 ГР УМ ХАМЕЛЕОН 1000 ГР
Входното напрежение се регулира чрез избор на резистор R22 и може да се настрои на стандартен 1 V. Все пак трябва да се отбележи, че колкото по-високо е вътрешното усилване, толкова по-високо е нивото на THD и вероятността от възбуждане.
THD за клас H и изходна мощност 1400 W не повече THD за клас G и изходна мощност 1400 W не повече При изходна мощност преди включване на „втория етаж“ на захранването Нивото на THD за двата усилвателя не надвишава	0,1 % 0,05 %
Препоръчителен ток на покой на предпоследното стъпало на резистор R32 или R35 напрежението се настройва на 0,2 V от резистор R8
Препоръчителен ток на покой на крайните транзистори на всеки от резисторите от 0,33 ома напрежението се настройва на 0,25 V от резистора R29
Препоръчително е да регулирате защитата на истински високоговорител, като свържете съпротивление 6 Ohm паралелно на високоговорителя и постигнете стабилно светене на светодиода VD7 при 75% от максималната мощност

За съжаление този усилвател има един недостатък - при високи захранващи напрежения диференциалното стъпало започва спонтанно да се нагрява поради твърде голям ток, протичащ през него. Намаляването на тока означава увеличаване на изкривяването, което е крайно нежелателно. Следователно беше използвано използването на радиатори за транзистори с диференциален етап:

ПРОЧЕТЕТЕ ЦЕЛИЯ МАТЕРИАЛ ЗА КОНСТРУКЦИЯТА НА СЕМЕТРИЧЕН УСИЛВАТЕЛ

Учебна програма на курса

Вестник бр.	Учебен материал
17	Лекция №1.Основните цели и задачи на олимпиадното движение в контекста на съвременното образование в Русия. История на движението на химическите олимпиади в Русия. Системата от химически олимпиади и творчески състезания в Русия. Ролята на химическите олимпиади в образованието и науката.(Тюлков И.А., Архангельская О.В.)
18	Лекция №2.Методика за подготовка и провеждане на олимпиади на различни нива. Организация на олимпиади по химия: от прости до сложни. Подготвителен, основен и заключителен етап от организирането на олимпиадите. Системата на участниците в олимпиадата, тяхната роля.(Тюлков И.А., Архангельская О.В.)
19	Лекция No3.Концептуални основи на съдържанието на олимпиадните задачи. Приблизителна програма за съдържание за различни етапи на химически олимпиади: строги граници или насоки за подготовка? Класификация на олимпиадните задачи. Цели на олимпиадите по химия: от етап на етап, от кръг на кръг.(Тюлков И.А., Архангельская О.В.) Тест №1(краен срок: 25 ноември 2008 г.)
20	Лекция №4.Методология за решаване на проблеми, включващи "верига" от трансформации. Класификация на задачите с трансформационни схеми. Тактика и стратегия за решаване на олимпиадни задачи с „вериги“.
21	Лекция № 5.Методи за решаване на задачи по физикохимия (1). Проблеми по термохимия. Задачи с използване на понятията „ентропия” и „енергия на Гибс”.(Тюлков И.А., Архангельская О.В., Павлова М.В.)
22	Лекция №6.Методи за решаване на задачи по физикохимия (2). Проблеми с химическия баланс. Проблеми с кинетиката.(Тюлков И.А., Архангельская О.В., Павлова М.В.) Тест No2(срок – 30 декември 2008 г.)
23	Лекция No7.Методически подходи при изпълнение на експериментални задачи. Класификация на задачите от експерименталния кръг. Практически умения, необходими за успешно изпълнение на експериментални задачи.(Тюлков И.А., Архангельская О.В., Павлова М.В.)
24	Лекция No8.Методически принципи за подготовка на ученици за олимпиади. Използването на съвременни педагогически технологии при подготовката за олимпиади на различни нива. Тактика и стратегия на подготовка и участие в олимпиади. Организационна и методическа работа на учителя-наставник. Методически подходи за съставяне на олимпиадни задачи. Олимпиадата като средство за повишаване на квалификацията на учителите-ментори. Ролята на Интернет комуникацията и медиите в обмена на преподавателски опит.(Тюлков И.А., Архангельская О.В., Павлова М.В.)
Финална работа. Кратък отчет за финалната работа, придружен с удостоверение от учебното заведение, трябва да бъде изпратен в Педагогическия университет не по-късно от 28 февруари 2009 г. (Повече подробности за финалната работа ще бъдат публикувани след лекция № 8.)

И.А.ТЮЛКОВ,
О.В.АРХАНГЕЛСКАЯ,
М.В. ПАВЛОВА

ЛЕКЦИЯ №4
Методика за решаване на проблеми,
включващи „верига“ от трансформации

Класификация на задачите с трансформационни схеми

В задачите на Всеруската олимпиада по химия за ученици на всеки етап и за всяка възрастова група участници винаги има задачи с диаграми на последователни превръщания на едно вещество в друго, които характеризират връзката между основните класове органични и неорганични вещества. Многоетапна схема за превръщане на едно вещество в друго в определена последователност често се нарича "верига". Във „верига“ някои или всички вещества могат да бъдат криптирани.

За да изпълните тези задачи, трябва да знаете основните класове неорганични и органични съединения, номенклатура, лабораторни и промишлени методи за тяхното получаване, химични свойства, включително продукти от термично разлагане на веществата, и механизми на реакция.

„Веригите“ са оптималният начин за проверка на голямо количество знания (почти всички раздели на общата, неорганичната и органичната химия) в една задача.

Схемите на трансформациите на веществата могат да бъдат класифицирани по следния начин.

1) По обекти:

а) неорганични;

б) органични;

в) смесени.

2) По видове или механизми на реакции (това се отнася главно за органичната химия).

3)Под формата на "верига".

а) Всички вещества са дадени без да се посочват условията на реакцията.

б) Всички или някои вещества са кодирани с букви. Различните букви съответстват на различни вещества, условията на реакцията не са посочени.

(В диаграмите стрелките могат да бъдат насочени във всяка посока, понякога дори и в двете посоки. Освен това, това не е знак за обратимост! Такива реакции, като правило, съдържат различни реагенти.)

в) Веществата в диаграмата са напълно или частично кодирани с букви и са посочени условията на реакцията или реагентите.

г) В диаграмите вместо вещества са дадени елементите, които изграждат веществата в съответните степени на окисление.

д) Схеми, в които органичните вещества са криптирани под формата на брутни формули.

Схемите могат да бъдат линейни, разклонени, под формата на квадрат или друг многоъгълник (тетраедър, куб и др.).

Тактика и стратегия за решаване на олимпиадни задачи с „вериги“

В тази лекция ще се придържаме към класификацията на задачите според форматапредставени във „верига“ от последователни трансформации на едно вещество в друго.

За да разрешите правилно всеки проблем за съставяне на уравнения на реакцията според диаграмата, трябва:

1) поставете числа под или над стрелките - номерирайте уравненията на реакцията, обърнете внимание по какъв начинстрелките са насочени във веригата от трансформации;

2) дешифрирайте веществата, представени с букви, свойства или груби формули (отговорът трябва да бъде мотивиран, т.е. необходимо е не само да се запишат формулите на декриптираните съединения, но и да се дадат подробни обяснения на дешифрирането);

3) запишете (под съответните номера) всички уравнения на реакцията;

4) внимателно проверете дали коефициентите са зададени правилно;

5) напишете условията за реакциите, ако е необходимо.

Едно вещество може да се превърне в друго по различни начини. Например CuO може да се получи от Cu, Cu(OH) 2, CuSO 4, Cu(NO 3) 3 и др. Всякакви правилнорешение. За някои проблеми са дадени алтернативни решения.

Нека илюстрираме почти всички видове „вериги“, които се дават на регионален (III) етап. Нивото на тези задачи е близко до програмата за влизащите в химическите университети. Следователно това ще бъдат примери не само от наборите от регионалните етапи на Всеруската олимпиада, но и от картите за приемни изпити по химия в Московския държавен университет. М. В. Ломоносов. Освен това се използват задачи от олимпиадите от последните години, предшестващи тези изпити (например от състезанието „Покори Спароу Хилс“ и олимпиадата „Ломоносов“). При решаване на задачи, в които има криптирани вещества, се дават подробни обяснения за дешифриране на конкретна връзка.

Да започнем с най-лесните задачи.

Всички вещества са дадени без да се посочват условията на реакцията

Задача 1.

Fe 2 (SO 4) 3 -> FeI 2 -> Fe (OH) 2 -> Fe (OH) 3 -> Fe 2 O 3 -> Fe -> Fe 2 (SO 4) 3.

Решение

Нека номерираме веригата:

За провеждане на първата реакция са необходими както редуциращ агент, така и съединение, способно да отстрани сулфатния йон от реакционната сфера. Например бариев йодид.

Третата реакция изисква окислител. Най-подходящ е водородният прекис, т.е. получава се само един реакционен продукт. Нека напишем уравненията на реакцията.

1) Fe 2 (SO 4) 3 + 3BaI 2 = 2FeI 2 + I 2 + 3BaSO 4;

2) FeI 2 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + 2NaI;

3) 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3;

4) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O;

5) Fe 2 O 3 + 2Al = 2Fe + Al 2 O 3;

6) 2Fe + 6H 2 SO 4 (50%) = Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Задача 2.Напишете уравнения на реакцията, съответстващи на следната схема:

Решение

1) CH 3 COONa + HCl = CH 3 COOH + NaCl;

2) 5CH3COCH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 17H2O;

3) 2CH 3 COOH + CaСO 3 = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2 O + CO 2 ;

4) CH 3 COCH 3 + 8NaMnO 4 + 11NaOH = CH 3 COONa + 8Na 2 MnO 4 + Na 2 CO 3 + 7H 2 O;

5) (CH 3 COO) 2 Ca + 2NaOH = 2CH 3 COONa + Ca(OH) 2

(CH 3 COO) 2 Ca + Na 2 CO 3 = 2CH 3 COONa + CaСO 3 ;

6) (CH 3 COO) 2 Ca(tv) = CH 3 COCH 3 + CaCO 3.

Задача 3.

Напишете уравнения на реакцията, съответстващи на следната схема:

Решение

1) 2СuCl + Cl 2 = 2CuCl 2 ;

2) CuCl (твърд) + 3HNO 3 (конц.) = Cu(NO 3) 2 + HCl + NO 2 + H 2 O;

3) Cu + 4HNO 3 (конц.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

4) Cu + Cl 2 = CuCl 2;

5) 2Cl + 2NaOH + O 2 = 2CuO + H 2 O + 2NaCl + 4NH 3;

6) C 3 H 3 Cu (в реакция 6) може да бъде само пропинова сол (C 3 H 4), тъй като алкините с терминал
° С = СН групата е СН киселина, с която реагират медни и сребърни комплекси.

Cl+CH = C–CH 3 = CuC = C–CH3 + NH3 + NH4Cl;

7) 2C3H3Cu + 3H2SO4 (конц.) = 2C3H4 + 2CuSO4 + SO2 + 2H2O;

8) CuSO 4 CuO + SO 3

CuSO 4 CuO + SO 2 + 0.5O 2;

9) CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O;

10) CuCl + 2NH3 (воден разтвор) = Cl;

11) C 3 H 3 Cu + 3HNO 3 (конц.) = Cu(NO 3) 2 + C 3 H 4 + NO 2 + H 2 O (във воден разтвор);

12) Cu + 2H 2 SO 4 (конц.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Всички или някои вещества са кодирани с букви.
Условията на реакцията не са посочени

Задача 4.Схемата за трансформация е дадена:

Напишете уравненията за реакциите, обозначени със стрелки. Назовете непознатите вещества.

Решение

Идентифициране на неизвестни вещества. CuSO4 може да се получи чрез разтваряне на Cu, CuO или Cu2O в сярна киселина. Cu 2 O не е подходящ, защото това вещество вече присъства във веригата. Така че първите две реакции могат да бъдат:

1) 2Cu 2 O + O 2 = 4CuO (X 1 = CuO);

2) CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O.

1) Cu 2 O = Cu + CuO

или Cu 2 O + H 2 = Cu + H 2 O (X 1 = Cu);

2) Cu + 2H 2 SO 4 (конц.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

Известно е, че прясно приготвеният меден (II) хидроксид окислява алдехидите. В резултат на реакцията се получава оранжева утайка от Cu 2 O. Следователно X 2 – Cu(OH) 2.

3) CuSO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2;

4) 2Cu(OH) 2 + R–CHO = R–COOH + Cu 2 O + 2H 2 O

RCHO + NaOH + 2Cu(OH) 2 = RCOONa + 3H 2 O + Cu 2 O.

Отговор. X1 е или мед, или меден(II) оксид; X 2 е прясно приготвен меден (II) хидроксид.

Проблем 5(Химически факултет на Московския държавен университет, 1998 г.). Напишете уравненията на химичните реакции, съответстващи на следната последователност от трансформации:

Решение

Началната (ключова) връзка в тази схема е вещество Е - алдехид. Нека разгледаме реакции 4, 5 и 1. Известно е, че качествена реакция към алдехид е неговото взаимодействие с прясно приготвен Cu(OH) 2. Резултатът е карбоксилна киселина, съответстваща на алдехида и Cu 2 O. Вероятно веществото F е Cu 2 O, т.к. от вещество F трябва да се получи вещество B. Тъй като вещество B също се получава от термично разлагане на Cu(OH) 2, ясно е, че B е CuO. От това следва, че веществото е C – H 2 O. D е алкохол, който се редуцира с помощта на CuO до алдехид. И накрая, реакция 2: алкохолът (D) се получава чрез хидратиране на алкен (в схемата алкохолът се получава от вода!), което означава, че трябва да съдържа поне два въглеродни атома във веригата.

A – Cu(OH) 2 ; B – CuO;

C – H 2 O; D – RCH 2 CH 2 OH;

E – RCH 2 CHO; F – Cu 2 O.

Реакционни уравнения:

1) Cu(OH) 2 CuO + H 2 O;

2) H 2 O + R–CH=CH 2 = R–CH 2 –CH 2 OH;

3) R–CH 2 –CH 2 OH + CuO = R–CH 2 –CH=O + Cu + H 2 O;

4) R–CH 2 –CH=O + 2Cu(OH) 2 = R–CH 2 –COOH + Cu 2 O + 2H 2 O

RCHO + NaOH + 2Cu(OH) 2 = RCOONa + 3H 2 O + Cu 2 O;

5) 2Cu 2 O + O 2 4CuO

Cu 2 O = Cu + CuO.

Проблем 6 (за самостоятелно решение).

Напишете уравнения на реакцията, съответстващи на следната схема на последователни трансформации:

Назовете веществата X 1 и X 2.

Веществата в схемата са напълно или частично криптирани с букви
и са посочени условията на потока или реагентите

Задача 7.Напишете уравненията на химичните реакции, съответстващи на последователността от трансформации:

Идентифицирайте неизвестни вещества.

Решение

Когато желязото реагира със солна киселина, се получава железен (II) хлорид. (Това се обяснява с факта, че водородът по време на освобождаването не позволява на желязото да се окисли до степен на окисление +3.) При втората реакция той се окислява до и сярната киселина може да се редуцира до сяра или SO 2. Полученият разтвор на железни (III) соли има кисела среда, т.к Това са соли, образувани от слаба основа и силни киселини. Когато се добави сода - сол на силна основа и слаба киселина - възниква съвместна хидролиза, която протича до края, т.е. образуват се утайка (Fe(OH) 3) и газ (CO 2). Хидролизата на всяка сол засилва хидролизата на другата.

X 1 – FeCl 2; X 2 – Fe 2 (SO 4) 3 и FeCl 3 (смес);

X 3 – Fe(OH) 3 (или CO 2, или NaCl и Na 2 SO 4).

Реакционни уравнения:

1) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2;

2) 6FeCl 2 + 4H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 4FeCl 3 + S + 4H 2 O

6FeCl 2 + 6H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 4FeCl 3 + 3SO 2 + 6H 2 O;

3) 4FeCl 3 + Fe 2 (SO 4) 3 + 9Na 2 CO 3 + 9H 2 O = 6Fe(OH) 3 + 9CO 2 + 12NaCl + 3Na 2 SO 4.

Задача 8.Напишете уравненията на химичните реакции, съответстващи на следната верига от трансформации:

Решение

Нека номерираме уравненията на реакцията във „веригата“:

Реакция 1 е тримеризация на ацетилен (типичен метод за производство на бензен). Следваща (реакция 2) е алкилирането на Фридел-Крафтс на бензен в присъствието на киселина на Луис AlBr 3 . Бромирането в светлина (реакция 3) се извършва в страничната верига. Алкохолният разтвор на алкали в реакция 4 е реагент за получаване на алкин от дихалогенно производно на алкан. Следва реакцията на обмен (реакция 5): водород при тройната връзка в алкина и сребърен йон в амонячен разтвор на сребърен оксид. И накрая (реакция 6) - полученият сребърен фенилацетиленид влиза в обменна реакция с метил йодид, в резултат на което въглеродната верига се удължава.

Реакционни уравнения:

1) 3C2H2 = C6H6;

2) C 6 H 6 + C 2 H 5 Br = C 6 H 5 – C 2 H 5 + HBr;

3) C 6 H 5 –C 2 H 5 + 2Br 2 = C 6 H 5 –CBr 2 –CH 3 + 2HBr;

4) C 6 H 5 –CBr 2 –CH 3 + 2KOH = C 6 H 5 –C = CH + 2KBr + H2O;

5) C 6 H 5 –CH +OH = AgC = C–C 6 H 5 + 2NH 3 + H 2 O;

6) AgC = C–C 6 H 5 + CH 3 I = AgI + CH 3 –C = C–C 6 H 5 .

И така, криптираните вещества:

В диаграмите вместо вещества са дадени елементи,
съставки на веществата в съответните степени на окисление

Задача 9.Напишете уравнения на реакцията, илюстриращи схемата на трансформация:

Решение

Нека номерираме уравненията на реакцията във веригата:

В реакция 1 съединението Fe(II) се окислява до съединението Fe(III) (това могат да бъдат соли, хидроксиди, оксиди и др.). Като окислител можете да вземете дихромати или хромати, перманганати, халогени и др.

В реакция 4 желязото от степен на окисление +3 се редуцира до просто вещество. Металното желязо обикновено се получава чрез редуциране на неговите оксиди (например с хром или алуминий при високи температури - металотермия).

Железен (III) оксид може да се получи чрез термично разлагане на неговите соли или хидроксид (реакция 3). Реакция 2 най-вероятно е размяна. Реакция 5 – взаимодействие на метално желязо с неокисляваща киселина (HCl, HBr, CH 3 COOH и др.).

Нека разгледаме три от всички възможни решения на този проблем.

Първи вариант:

1) 2Fe 2+ + Cl 2 = 2Fe 3+ + 2Cl – ;

2) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3;

3) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O (калциниране);

5) Fe + 2H + = Fe 2+ + H 2.

Втори вариант:

1) 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3;

2) Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O;

3) 4Fe(NO 3) 3 = 2Fe 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2 (калциниране);

4) Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe;

5) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2.

Трети вариант:

1) 4FeO + O 2 = 2Fe 2 O 3;

2) Fe 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O;

3) 2Fe 2 (SO 4) 3 = 2Fe 2 O 3 + 6SO 2 + 3O 2 (калциниране);

4) Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe;

5) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2.

Схеми, в които органични вещества
криптирани под формата на брутни формули

Проблем 10.Напишете уравнения на реакцията, съответстващи на следната схема на трансформация:

В уравненията посочете структурните формули на веществата и условията на реакцията.

Решение

Ключовата връзка във веригата е вещество с формула C 3 H 4 O 2. В реакция 1 веществото се редуцира (допълнителни четири водородни атома се появяват в брутната формула), а в реакция 3 се окислява (допълнителни два кислородни атома се появяват във формулата). Най-вероятно C 3 H 4 O 2 е пропандиал (CHO–CH 2 –CHO), след това C 3 H 4 O 4 е пропандиолова киселина (COOH–CH 2 –COOH), а C 3 H 8 O 2 е пропандиол - 1,3 (CH2OH–CH2–CH2OH). Разсъждавайки по подобен начин (изчислявайки промените в броя на атомите в молекулата), заключаваме, че реакция 4 произвежда двоен етилов естер на пропандиоловата киселина (C 2 H 5 OOC–CH 2 – COOC 2 H 5). Реакция 5 е алкална хидролиза на естера, което води до C 3 H 2 O 4 Na 2 сол (NaOOC–CH 2 –COONa), а реакция 6 с помощта на халогенметан произвежда двоен метилов естер на пропандиоловата киселина (CH 3 OOC– CH 2 –COOCH 3).

Реакция 2 – взаимодействие на пропандиол-1,3 с метанал до образуване на диоксан-1,3

Реакционни уравнения:

Проблем 11.

Напишете уравнения на реакцията, съответстващи на следната схема на трансформация:

В уравненията посочете структурните формули на веществата и условията на реакцията.

(Знак S Nпоказва, че реакцията протича по механизма на нуклеофилно заместване.)

Решение

Нека номерираме уравненията на реакцията във веригата:

Молекулата на веществото C 8 H 9 Cl, получена чрез един етап от бензен, очевидно съдържа фенилов радикал - това следва от съотношението на въглерод и водород в съединението (C 6 H 5 C 2 H 4 Cl). Тогава X може да бъде вещество C 6 H 5 –CH 2 – CH 3, което се превръща в C 6 H 5 – C 2 H 4 Cl, когато е изложено на хлор на светлина; или X може да бъде вещество C 6 H 5 –CH=CH 2, което дава C 6 H 5 C 2 H 4 Cl, когато е изложено на HCl. И в двата случая хлорът отива към вторичния въглероден атом C 6 H 5 CHCl–CH 3.

Веществото Y се получава чрез реакция на нуклеофилно заместване на хлор, най-вероятно с ОН група (реакция 3). Тогава реакция 4 ще бъде реакция на дехидратация. C 8 H 8 в контекста на този проблем вероятно е C 6 H 5 –CH=CH 2. В този случай реакция 5 - окисление при двойната връзка с перманганат в неутрална среда - води до образуването на диол с брутната формула C 8 H 10 O 2. И накрая, появата във формулата, която завършва „веригата“ (в сравнение с веществото Z) на още четири въглеродни атома, четири водородни атома и два кислородни атома, означава реакция на естерификация на диол и оцетна киселина.

Реакционни уравнения:

1) C 6 H 6 + CH 2 = CH 2 C 6 H 5 –C 2 H 5;

2) C 6 H 5 –C 2 H 5 + Cl 2 C 6 H 5 –CHCl–CH 3 + HCl;

3) C 6 H 5 –CHCl – CH 3 + NaOH + H 2 O = C 6 H 5 CH(OH) – CH 3 + NaCl;

4) C 6 H 5 –CH(OH)–CH 3 C 6 H 5 CH=CH 2 + H 2 O;

5) 3C 6 H 5 CH=CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O = 3C 6 H 5 CH(OH)–CH 2 (OH) + 2MnO 2 + 2KOH;

6) C 6 H 5 CH(OH)–CH 2 (OH) + 2CH 3 COOH =

В заключение даваме примери за задачи, които бяха представени федерален окръг* И финалните етапи на Всеруската олимпиада по химия за ученици.На тези етапи веригите от трансформации стават по-сложни. В допълнение към самата верига е предоставена допълнителна информация за свойствата на криптираните вещества. За дешифриране на вещества често е необходимо да се извършват изчисления. В края на текста на задачата обикновено се иска да отговорите на няколко въпроса, свързани със свойствата на веществата от „веригата“.

Проблем 1 (федерален окръжен етап 2008 г., 9 клас).

« А, бИ IN- прости вещества. Ареагира бързо с бпри нагряване до 250 °C, образувайки тъмночервени кристали от съединението Ж. реакция бс INслед предварително иницииране протича много бурно, което води до образуването на безцветна субстанция д, газообразен при нормални условия. Ж, от своя страна, е в състояние да реагира с INпри температура 300–350 °C, докато червените кристали се превръщат в бял прах ди се образува връзка д. вещество Ареагира с дсамо при температура от около 800 °C, в който случай дИ IN. вещество Жможе лесно да се сублимира при понижено налягане и температура под 300 °C, но при нагряване над 500 °C неговите пари се разлагат, за да образуват вещество би отново връзки д.

1. Идентифицирайте веществата А–д.

2. Напишете уравненията за всички споменати реакции в съответствие с дадената диаграма.

3. Как ще си взаимодействат веществата? ЖИ дс водни разтвори на натриев сулфид и йодид, с излишък от концентриран разтвор на калиев цианид? Напишете уравненията на реакцията.

4. Напишете уравненията за реакциите, протичащи при взаимодействие на веществата Ж, дИ дс концентрирана азотна киселина."

Решение

1. Нека обърнем внимание на процентите: връзка д, състоящ се от два елемента бИ IN, газообразен и съдържа само 2,74% IN. Такъв малък процент показва, че или атомната маса на елемента INмного малък, или във формулата делементът има голям индекс б. Като се има предвид това дна бр. е газ, най-вероятно е това IN- това е водород. Нека проверим нашата хипотеза. Ако съставът дизразяват с формулата Н хд при, Че

2,74: (97,26/М E) = х : при.

Имайте предвид, че връзките където прине е равно на 1, не може да се получи чрез директно взаимодействие на елемента с водород по време на „бурна реакция след предварително иницииране“. Пренареждайки уравнението, получаваме МЕ = 35,5 х, което има единственото разумно решение, когато х= 1. Така, IN– водород, б– хлор

Да дефинираме веществото д, който съдържа 55,94% хлор. Образува се по време на реакцията на просто вещество Ас хлороводород и се отделя водород, което предполага: д– хлорид на елемент, образуващ просто вещество А. За съединение ECl х :

(55,94/35,45) : (44,06/М E) = х.

Оттук МЕ = 27,92 х. При х= 1 и 3 се получават съответно силиций (28) и криптон (84), но това противоречи на техните валентни възможности и условията на проблема, но с х= 2 се получава желязо (56), което в реакция с хлороводород всъщност образува FeCl 2. По време на директната реакция на желязото с хлора се образува друг хлорид - FeCl3.

И така, криптираните вещества:

А– Fe; б– Cl 2 ; IN– H2;

Ж– FeCl3; д– HCl; д– FeCl 2.

2. Реакционни уравнения във веригата:

3. 2FeCl3 + 3Na2S = 2FeS + S + 6NaCl;

FeCl2 + Na2S = FeS + 2NaCl;

2FeCl 3 + 2NaI = 2FeCl 2 + I 2 + 2NaCl

(възможни реакции:

2FeCl 3 + 6NaI = 2FeI 2 + I 2 + 6NaCl

6FeCl 3 + 18NaI = 2Fe 3 I 8 + I 2 + 18NaCl);

FeCl3 + 6KCN = K3 + 3KCl;

FeCl 2 + 6KCN = K 4 + 2KCl.

4. FeCl3 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NOCl + Cl2 + 2H2O;

3HCl + HNO3 = NOCl + Cl2 + 2H2O;

2FeCl 2 + 8HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 2NOCl + Cl 2 + 4H 2 O.

Проблем 2 (федерален окръжен етап 2007 г., 10 клас).

„Под А–д(с изключение IN) веществата, съдържащи преходни метали, са криптирани.

Количествен състав на веществата АИ СЪС:

A:(Cu)=49,3%, (О)=33,1%, (S)=16,6%.

° С:(Co)=50,9%, (О)=34,5%, (S)=13,8%.

1. Идентифицирайте веществата А–ди напишете уравненията на реакциите.

2. В какъв случай в дадената схема е веществото INсе оказва аморфен и в какво кристален? Предложете един алтернативен метод за синтез на кристални и аморфни вещества IN.

3. Какво е тривиалното наименование на веществото? д?»

Решение

1. Добавяне на всички дадени масови фракции (както за вещество А, и за веществото СЪС), няма да получим 100%. Това означава, че тези вещества съдържат поне още един елемент!

вещество A:

Като се има предвид малката масова част на неизвестния елемент, може да се приеме, че това е водород. Тогава брутната формула на съединението е А: Cu 3 S 2 O 8 H 4 или Cu 2 SO 3 CuSO 3 2H 2 O.

вещество СЪС:

Подобно на предишния случай, можем да приемем, че тук неизвестният елемент е водород. След това формулата на веществото СЪСще бъде Co 2 (OH) 2 SO 3 .

вещество IN– това е Al(OH) 3. Когато алуминиевият сулфат реагира с натриев сулфит, се образува аморфен алуминиев хидроксид. Във втория случай, когато триетиламониев хлорид реагира с Na, се образува кристален алуминиев хидроксид.

При взаимодействие INИ СЪСпри нагряване се образува кобалтов алуминат - Co (AlO 2) 2.

В алкална среда редукцията на перманганатния йон става съответно до степен на окисление +6 или до +5 д– K 2 MnO 4 или K 3 MnO 4 .

А– Cu 2 SO 3 CuSO 3 2H 2 O; б– Al(OH)3; ° С– Co 2 (OH) 2 SO 3 ; д– CoAl 2 O 4 ; д– K 2 MnO 4 или K 3 MnO 4 .

Реакционни уравнения във „веригата“:

1) 3CuSO 4 + 3Na 2 SO 3 = Cu 2 SO 3 CuSO 3 2H 2 O + 3Na 2 SO 4 + SO 2;

2) 3Na 2 SO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4 + 3SO 2

(заедно с алуминиев хидроксид, тази фаза ще съдържа основни сулфати с различен състав, но традиционно се смята, че се образува аморфен алуминиев хидроксид);

3) Na + Cl = Al(OH) 3 + NaCl + NEt 3 + H2O;

4) 2CoSO 4 + 2Na 2 SO 3 + H 2 O = Co 2 (OH) 2 SO 3 + SO 2 + 2Na 2 SO 4;

5) Co 2 (OH) 2 SO 3 + 4Al(OH) 3 2CoAl 2 O 4 + SO 2 + 7H 2 O;

6) 2KMnO 4 + Na 2 SO 3 + 2KOH = 2K 2 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O

KMnO 4 + Na 2 SO 3 + 2KOH = K 3 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O.

2. Разтворите на алуминиеви соли имат кисела среда:

3+ H + + 2+ 2H + + + .

При добавяне на алкали (или воден разтвор на амоняк), карбонати или бикарбонати, повишаването на рН на разтвора води до изместване на равновесието надясно и полимеризация на аквахидроксо комплекси чрез свързване на хидроксо и оксо групи в полинуклеарни комплекси. В резултат на това се образува продукт със състав Al 2 O 3 х H2O( х > 3) (аморфна утайка, която няма постоянен състав).

Метод за получаване на аморфен алуминиев хидроксид:

Al 2 (SO 4) 3 + 6KOH = 2Al(OH) 3 + 3K 2 SO 4

Al 2 (SO 4) 3 + 6KHCO 3 = 2Al(OH) 3 + 3K 2 SO 4 + 6CO 2.

Методът за получаване на кристален алуминиев хидроксид е бавно преминаване на CO 2 през разтвор на натриев тетрахидроксиалуминат:

Na + CO 2 = NaHCO 3 + Al(OH) 3.

Във втория случай се получава продукт с определен състав - Al(OH) 3.

3. Кобалтовият алуминат има тривиалното име "тенар синьо".

Проблем 3 (последен етап 2008 г., 10 клас).

„Диаграмата по-долу показва трансформациите на съединенията А–ДА СЕсъдържащи същия елемент х.

Допълнително известни:

елемент хсреща се естествено като минерал А(тегловно съдържание: Na – 12,06%,
X – 11,34%, H – 5,29%, останалото е кислород);

б– бинарно съединение, съдържащо 15,94% (по маса) X;

IN– безцветен газ с плътност на въздуха около 1;

Съединение дизползва се в медицината под формата на алкохолен разтвор;

д- модификация Зподобни на графита по физични свойства;

вещество Исе използва широко в органичния синтез като редуциращ агент;

Молекула ДА СЕ(почти плоска) има ос на симетрия от трети ред (при пълно завъртане около тази ос на симетрия молекулата ДА СЕвъзпроизвежда позицията си в пространството три пъти); в 1Н NMR спектъра на съединението ДА СЕсе наблюдават два сигнала.

1. Определете елемент х. Потвърдете отговора си с изчисления.

2. Дайте формулите на съединенията А–И. Назовете минерала А.

3. Начертайте структурната формула ДА СЕи назовете тази връзка.

4. Напишете уравненията за всички реакции, показани на диаграмата.

5. Напишете уравнението на реакцията х(аморфен) със смес от концентрирана азотна и флуороводородна киселина.

6. Какво обяснява сходството на физичните свойства - модификация Зс графит?

Решение

1. Бинарно вещество бобразувани от взаимодействието на минерал Ас калциев флуорид в присъствието на концентрирана сярна киселина. Може да се предположи, че бв допълнение към елемента X съдържа флуор. Като се има предвид, че валентността на флуора в съединенията е 1, бможе да се запише във формата XF н. Нека дефинираме елемент X:

Където Г-н(X) – относителна атомна маса на елемент X, н– валентност X в съединението б. От това уравнение намираме

Г-н(X) = 3,603 н.

Преглеждане на стойностите нот 1 до 8. Единственият разумен вариант се получава, когато н = 3: Г-н(X) = 10,81, т.е. елементът X е бор (и веществото б– борен трифлуорид BF 3).

2. Нека намерим състава на веществото А.

тези. Na 2 B 4 H 20 O 17, или Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, е минералът "боракс" (вещество А).

Когато борният трифлуорид се редуцира с натриев хидрид, се образува безцветен газ IN, най-вероятно представляващо водородно съединение на бор. Тъй като плътността INпо въздух около 1, молекулно тегло INе близо до 29, следователно веществото B е диборан B 2 H 6 ( г-н = 28).

По-нататъшното взаимодействие на диборан с излишък от NaH в етер води до образуването на сложен хидрид, широко използван в органичния синтез като редуциращ агент - натриев тетрахидрид борат Na (вещество И).

При изгаряне на диборан се образува борен оксид, Ж– B 2 O 3 , чиято редукция с метален алуминий води до образуването на аморфен бор. Борният оксид реагира с вода, което води до образуването на ортоборна киселина H 3 BO 3 (вещество д, под формата на алкохолен разтвор, се използва в медицината под името "борен алкохол"). Борната киселина реагира с концентрирана флуороводородна киселина, за да се получи комплексна киселина, която след обработка с разтвор на натриев хидроксид се превръща в натриев тетрафлуороборат Na (съединението д).

Нека разгледаме взаимодействието на борен трифлуорид с газообразен амоняк. BF 3 – типична киселина на Луис (акцептор на електронна двойка); молекулата на амоняка има несподелена електронна двойка, т.е. NH3 може да действа като база на Люис. Когато борен трифлуорид реагира с амоняк, се образува адукт със състав BF 3 NH 3 (съединение И) (ковалентната връзка между борните и азотните атоми се образува съгласно донорно-акцепторния механизъм). Нагряването на този адукт над 125 °C води до образуването на борен нитрид BN (съединение З).

3. Когато диборан реагира с газ амоняк при нагряване, продуктът се образува ДА СЕ, съдържащ водород, бор и вероятно азот. Молекула ДА СЕима плоска структура, високата му симетрия показва възможен въглероден аналог на това съединение - бензен. Въпреки това, за да може една молекула ДА СЕИмаше два вида водородни атоми и имаше ос на симетрия от трети ред, беше необходимо последователно да се поставят азотни и борни атоми в "бензеновия" пръстен вместо въглеродни атоми (фиг.). Съединение ДА СЕнаречен "неорганичен бензен" (боразол).

4. Уравнения на реакциите, описани в задачата:

1) Na 2 B 4 O 7 10H 2 O + 6CaF 2 + 8H 2 SO 4 (конц.) = 4BF 3 + 2NaHSO 4 + 6CaSO 4 + 17H 2 O;

2) 2BF3 + 6NaH = B2H6 + 6NaF;

3) B 2 H 6 + 3O 2 = B 2 O 3 + 3H 2 O;

4) B 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2B;

5) B2H6 + 2NaH2Na;

6) B 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 BO 3;

7) H3BO3 + 4HF (конц.) = H + 3H2O,

H + NaOH = Na + H2O;

8) BF3 + NH3 = BF3NH3;

9) 4BF3NH3BN + 3NH4BF4;

10) 3B 2 H 6 + 6NH 3 2B 3 N 3 H 6 + 12H 2.

5. B (аморфен) + 3HNO 3 (конц.) + 4HF (конц.) = H + 3NO 2 + 3H 2 O.

6. Имайте предвид, че частицата BN е изоелектронна на частицата C 2; сумата от ковалентните радиуси на борния и азотния атом е приблизително равна на сумата от двата ковалентни радиуса на въглеродния атом. Освен това борът и азотът имат способността да образуват четири ковалентни връзки (три чрез обменния механизъм и една чрез донорно-акцепторния механизъм). Съответно BN също образува две структурни модификации – графитоподобна (-модификация) и диамантоподобна (-модификация). Ето защо -BN е много подобен по физични свойства на графита (огнеупорност, смазочни свойства).

Литература

Цели на Всеруските олимпиади по химия. Изд. акад. РАН, проф. В. В. Лунина. М.: Изпит, 2004, 480 с.; Химия: формули за успех на приемните изпити. Урок. Изд. Н. Е. Кузменко, В. И. Теренина. М.: Издателство на Московския държавен университет, Наука, 2006, 377 с.; Химия-2006: Приемни изпити в Московския държавен университет. Изд. проф. Н. Е. Кузменко и проф. В.И.Теренина. М.: Издателство на Московския държавен университет, 2006, 84 с.; Приемни изпити и олимпиади по химия в Московския университет: 2007 г. Изд. проф. Н. Е. Кузменко и проф. В.И.Теренина. М.: Издателство на Московския държавен университет, 2008 г., 106 с.; Цели на Всеруската олимпиада по химия на федералния окръг и финалните етапи на 2003–2008 г. Интернет. http://chem.rusolymp.ru; www.chem.msu.ru.

* До 2008 г. включително VOSH(x) се проведе на пет етапа: училищен, общински, регионален, федерален окръжен и финален. – Забележка автори.

АМПовичок
ВЪЗРАСТЕН

ДРУГИ УСИЛВАТЕЛ НА НАПРЕЖЕНИЕ

ХАМЕЛЕОН

Дизайнът на веригата на Lanzar обаче може да бъде леко променен, значително подобрявайки характеристиките, повишавайки ефективността без използване на допълнителен източник на енергия, ако обърнете внимание на слабите места на съществуващия усилвател. На първо място, причината за увеличаването на изкривяването е променящият се ток, протичащ през транзисторите, който варира в доста големи диапазони. Вече беше установено, че основното усилване на сигнала се извършва в последния етап на UNA, който се управлява от транзистора на диференциалния етап. Обхватът на промените в протичащия ток през диференциалното стъпало е доста голям, тъй като трябва да отвори транзистора на последния етап на UN, а наличието на нелинеен елемент като товар (преход база-емитер) прави не допринасят за поддържане на тока при променящо се напрежение. В допълнение, в последния етап на UNA токът също варира в доста широк диапазон.
Един от вариантите за решаване на този проблем е след диференциалното стъпало да се въведе токов усилвател - банален емитерен повторител, който разтоварва диференциалното стъпало и позволява по-прецизен контрол на тока, протичащ през основата на последното стъпало на UNA. За да се стабилизира тока, генераторите на ток обикновено се въвеждат през последния етап на UNA, но тази опция ще бъде отложена засега, тъй като има смисъл да се опита по-лек вариант, който също ще повлияе значително на увеличаването на ефективността.
Идеята е да се използва усилвател на напрежението, не само за отделна каскада, но и за целия UA. Един от първите варианти за прилагане на тази концепция беше усилвателят на мощността на А. Агеев, доста популярен в средата на 80-те години, публикуван в РАДИО № 8, 1982 г. (Фигура 45, модел AGEEV.CIR).

Фигура 45

В тази схема напрежението от изхода на усилвателя се подава през делител R6/R3, за положителната страна и R6/R4 за отрицателната, към захранващите клеми на операционния усилвател, използван като усилвател на напрежение. Освен това нивото на постоянно напрежение се стабилизира от D1 и D2, но големината на променливия компонент зависи само от амплитудата на изходния сигнал. По този начин беше възможно да се получи много по-голяма амплитуда на изхода на операционния усилвател, без да се надвишава стойността на максималното му захранващо напрежение, и стана възможно да се захранва целият усилвател от +-30 V (тази версия беше адаптирана за внесени елементна база, оригиналният източник е захранван от +-25 V, а операционният усилвател е с максимално захранващо напрежение +-15 V). Ако превключите на режим ИЗСЛЕДВАНЕ НА ПРЕХОДА, тогава на „екрана на осцилоскопа“ ще се появят следните осцилограми:

Фигура 46

Тук синята линия е плюс захранващото напрежение, червената линия е минус захранващото напрежение, зелената линия е изходното напрежение, розовата линия е положителното захранващо напрежение на операционния усилвател, черната линия е отрицателното захранващо напрежение изход на операционния усилвател.. Както се вижда от „осцилограмите“, стойността на захранващото напрежение на операционния усилвател остава на ниво от 18 V, но само спрямо един друг, а не спрямо общия проводник. Това даде възможност да се увеличи напрежението на изхода на операционния усилвател до такава стойност, че дори след два емитерни последователи да достигне 23 V.
Въз основа на идеята за плаваща мощност, която беше използвана от Агеев, както и въвеждането на токов усилвател след диференциалното стъпало, беше проектиран усилвател на мощност, чиято верига е показана на фигура 47, модел Chameleon_BIP.CIR , наречен Хамелеон, тъй като ви позволява да регулирате основните режими към използваното захранващо напрежение - регулиране на тока на покой на последния етап на UNA.

Фигура 47 (УГОЛЕМЕНА)

В допълнение към описаните по-горе схемни решения е въведено още едно - регулиране на тока на покой на последното стъпало на UNA и с елементи за термостабилизация. Токът на покой на последния етап на UNA се регулира чрез подстригващ резистор R12. На транзисторите Q3 и Q6 са направени емитерни последователи, които разтоварват диференциалното стъпало; на веригите R20, C12, R24, R26 за положителното рамо и на R21, C13, R25, R27 за отрицателното рамо, повишаване на напрежението за UNA е направен. В допълнение към повишаването на ефективността, усилвателят на напрежението изпълнява и друга второстепенна функция - поради факта, че действителната амплитуда на сигнала е намаляла, обхватът на промените в тока през последното стъпало на VNA също е намалял, което го прави възможно да се откаже от въвеждането на генератор на ток.
В резултат на това нивото на THD при входно напрежение от 0,75 V беше:

Фигура 49

Както може да се види от получената графика, нивото на THD е намаляло почти 10 пъти в сравнение с Lanzar с PBVC.
И тук вече ви сърбят ръцете - имайки толкова ниско ниво на THD, искате да увеличите собственото си усилване, да добавите повече крайни транзистори и да „овърклокнете“ този усилвател до поп ниво с изходна мощност от около 1 kW.
За експерименти трябва да отворите файла Chameleon_BIP_1kW.CIR и да извършите серия от първични „измервания“ - токове на покой, стойност на постоянно напрежение на изхода, честотна характеристика, ниво на THD.
Получените характеристики са впечатляващи, но...
Точно в този момент практиката пречи на теорията и то не по най-добрия начин.
За да разберете къде е скрит проблемът, трябва да бягате ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА DCи включете режима на показване на разсейването на мощността. Трябва да се обърне внимание на транзисторите на диференциалното стъпало - на всеки се разсейва около 90 mW. За корпуса TO-92 това означава, че транзисторът започва да загрява корпуса си и предвид факта, че и двата транзистора трябва да са възможно най-близо един до друг, за да се затоплят равномерно и да поддържат равни токове на покой. Оказва се, че „съседите“ не само се топлят, но и взаимно. За всеки случай трябва да се припомни, че при нагряване токът през транзистора се увеличава, следователно токът на покой на диференциалната каскада ще започне да се увеличава и ще промени режимите на работа на останалите каскади.
За по-голяма яснота задайте тока на покой на крайния етап на 200 mA и след това задайте различно име на транзисторите Q3 и Q6, точно в прозореца за обозначение добавете долно тире и единица, за да получите следното: 2N5410_1 и 2N5551_1. Това е необходимо, за да се изключи влиянието на променливите параметри на транзисторите на диференциалния етап. След това трябва да настроите температурата на транзисторите на диференциалния етап да бъде равна например на 80 градуса.
Както може да се види от получените изчисления, токът на покой е намалял и то толкова, че вече ще се наблюдава „стъпка“. Не е трудно да се изчисли, че при първоначален ток на покой от 50 mA, токът на покой на крайното стъпало ще стане практически нулев при загряване на диференциалното стъпало, т.е. Усилвателят ще отиде в клас B.
Изводът се предполага - необходимо е да се намали разсейването на мощността на диференциалната каскада, но това може да стане само чрез намаляване на тока на покой на тези транзистори или чрез понижаване на захранващото напрежение. Първият ще доведе до увеличаване на изкривяването, а вторият ще доведе до намаляване на мощността.
Има още два варианта за решаване на проблема - можете да използвате радиатори за тези транзистори, но този метод, въпреки ефективността си, не добавя много към надеждността - необходимо е постоянно продухване на корпуса, за да се предотврати нагряването на радиаторите до критично температури в лошо вентилиран корпус. Или променете дизайна на веригата отново.
Въпреки това, преди следващата промяна, този усилвател все още трябва да бъде модифициран, а именно увеличаване на номиналните стойности на R24 и R25 до 240 ома, което ще доведе до леко намаляване на захранващото напрежение на UNA и, разбира се, намаляване на захранващото напрежение до +-90 V и леко намалява собственото си усилване.

Охлаждане на диференциалното стъпало на усилвателя Chameleon от предишната версия

В резултат на тези манипулации се оказва, че този усилвател с входно напрежение от 1V е в състояние да развие около 900 W при натоварване от 4 ома, с ниво на THD от 0,012% и с входно напрежение от 0,75 V - 0,004%.
За застраховка можете да поставите парчета тръба от телескопичната антена на радиото върху транзисторите на диференциалното стъпало. За да направите това, имате нужда от 6 броя с дължина 15 мм и диаметър 5 мм. Поставете термопаста вътре в тръбата, запоете тръбите заедно, като предварително сте ги поставили върху транзисторите на диференциалното стъпало и последващите ги емитерни повторители, след което ги свържете към общия.
След тези операции усилвателят се оказва доста стабилен, но все пак е по-добре да го използвате със захранващо напрежение +-80 V, тъй като увеличаването на мрежовото напрежение (ако източникът на захранване не е стабилизиран) ще доведе до увеличаване на захранването на усилвателя и ще има резерв за температурни условия.
Радиаторите за диференциалната каскада не могат да се използват, ако захранващото напрежение не надвишава +-75 V.
Чертежът на печатната платка е в архива, монтажът също е на 2 етажа, тестването на производителността и настройката са същите като в предишния усилвател.

AMP VP или STORM или?

След това ще разгледаме усилвател, по-известен като "УСИЛВАТЕЛ НА В. ПЕРЕПЕЛКИН" или "УСИЛВАТЕЛ НА VP", но с поставянето на ИЛИ в заглавието на главата по никакъв начин не е имало намерение да се посегне на работата на В. Перепелкин по проектиране на серия от неговите усилватели - беше свършена много работа и в крайна сметка се оказаха доста добри и универсални усилватели. Въпреки това, използваната схема е известна от доста дълго време и атаките срещу STORM по отношение на промяна и клониране не са напълно справедливи и по-нататъшното разглеждане на решенията на веригата ще предостави изчерпателна информация за дизайна на двата усилвателя.
В предишния усилвател възникна проблем със самонагряването на диференциалното стъпало при високи захранващи напрежения и беше посочена максималната мощност, която може да се получи с предложената схема.
Загряването на самата диференциална каскада може да се елиминира, като един от вариантите за решаване на този проблем е разсейваната мощност да се раздели на няколко елемента, но най-популярно е включването на два последователно свързани транзистора, като единият работи като част на диференциалната каскада, вторият е делител на напрежение.
Фигура 60 показва диаграми, използващи този принцип:

Фигура 60

За да разберете какво се случва с това решение, трябва да отворите файла WP2006.CIR, който е модел на усилвател от V. Perepelkin, известен в Интернет като WP.
Усилвателят използва UN, изграден според принципите на горните примери, но леко модифициран - изходното стъпало на UN не работи на термостабилизиращ транзистор, както обикновено се случва, а всъщност е отделно устройство с един изход - точката на свързване на колекторите на транзистори Q11 и Q12 (Фигура 61) .

Фигура 61 (УГОЛЕМЕНА)

Веригата съдържа действителните рейтинги на един от усилвателите, но беше необходимо да се избере резистор R28 на модела, в противен случай щеше да има неприемливо постоянно напрежение на изхода на усилвателя. При проверка ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА DCТоплинните условия на диференциалната каскада са доста приемливи - 20...26 mW се разпределят на диференциалната каскада. Монтираният по-горе транзистор Q3 разсейва малко повече от 80 mW, което също е в рамките на нормалното. Както се вижда от изчисленията, въвеждането на транзистори Q3 и Q4 е съвсем логично и проблемът със самонагряването на диференциалното стъпало се решава доста успешно.
Тук трябва да се отбележи, че Q3, подобно на Q4, може да разсее малко повече от 100 mW, тъй като нагряването на този транзистор влияе върху промяната в тока на покой само на последния етап на NA. В допълнение, този транзистор има доста строга връзка с базовия ток - за постоянно напрежение той работи в режим на емитер, а за променливия компонент е каскада с обща база. Но печалбата в променливото напрежение не е голяма. Основната тежест за увеличаване на амплитудата все още е върху последния етап на NA и все още се поставят по-високи изисквания към параметрите на използваните транзистори. Крайният етап използва усилвател на напрежението, организиран върху кондензатори C16 и C17, което направи възможно значително повишаване на ефективността.
Като се вземат предвид нюансите на този усилвател и желанието да се използва традиционен изходен етап, беше създаден следващият модел - Stormm AB.CIR. Схематичната диаграма е показана на фигура 62.

Фигура 62 (УГОЛЕМЕНА)

За да увеличи ефективността, този усилвател използва плаващо захранване за UNA, добавен е интегратор на X2 за автоматично поддържане на нула на изхода и също така е въведена настройка на тока на покой (R59) на последния етап на UNA . Всичко това направи възможно намаляването на топлинната мощност, освободена на транзисторите на диференциалното стъпало, до ниво от 18 mW. В това изпълнение е използвана защита от претоварване на усилвателя Lynx-16 (предполага се, че Q23 управлява тиристора, който от своя страна управлява свързващите щифтове T4 и T5 на оптрона). В допълнение, най-новият усилвател използва друг не съвсем традиционен подход - кондензатори с голям капацитет са инсталирани успоредно с резистори R26 и R27, което направи възможно значително увеличаване на усилването на този етап - не е тайна, че резисторите в емитерните вериги са използва се за термична стабилизация и колкото по-голяма е стойността на този резистор, толкова по-термично стабилна ще бъде каскадата, но каскадното усилване ще бъде пропорционално намалено. Е, тъй като този раздел е доста критичен, кондензаторите C15 и C16 трябва да се използват като кондензатори, които могат да се зареждат достатъчно бързо. Конвенционалните електролити (TK или SK) само въвеждат допълнително изкривяване поради тяхната инерция, но кондензаторите, използвани в компютърната технология, често наричани импулсни (WL), се справят перфектно с възложените им задачи(Фигура 63).

Фигура 63

Всички тези промени направиха възможно повишаване на термичната стабилност, както и доста сериозно намаляване на нивото на THD (можете да проверите това, както и да проверите сами степента на термична стабилност).
Схематичната диаграма за версията с два блока е показана на Фигура 64, модел Stormm_BIP.CIR

Фигура 64 (УГОЛЕМЕНА)

Името STORM е дадено за възможността за безболезнено увеличаване на захранващото напрежение до +-135, което от своя страна дава възможност с помощта на отделни превключватели да прехвърлите усилвателя в клас G или H, а това е мощност до 2000 W . Всъщност усилвателят VP-2006 също се превежда добре в тези класове; по-точно, прародителят е проектиран за клас H, но тъй като такива големи мощности практически не са необходими в ежедневието и потенциалът в тази схема е доста добър, ключовете бяха премахнати и се появи чист клас АВ .

HOLTON УСИЛВАТЕЛ

Принципът на разделяне на разсеяната мощност на диференциално стъпало се използва и в доста популярния усилвател на Holton, чиято електрическа схема е показана на фигура 65.

Фигура 65 (УГОЛЕМЕНА)

Моделът на усилвателя е във файла HOLTON_bip.CIR. Той се различава от класическата версия в използването на биполярни транзистори като краен етап, поради което силно се препоръчва използването на полеви транзистори като предпоследен етап.
Стойностите на резисторите R3, R5, R6, R7, R8 също бяха леко коригирани, а ценеровият диод D3 беше заменен с по-високо напрежение. Всички тези смени са причинени от необходимостта да се върне токът на покой на диференциалното стъпало до ниво, което осигурява минимално изкривяване, както и да се разпредели по-равномерно разсейваната мощност. При използване на усилвател със захранване, по-малко от използваното в този модел, е необходимо да изберете посочените елементи по такъв начин, че необходимият ток на покой на диференциалното стъпало да се върне отново.
Характеристиките на дизайна на веригата включват генератор на ток в диференциалната каскада, симетрия на входния сигнал по отношение на сигнала за обратна връзка. Когато захранвате UNA от отделен източник на захранване, можете да постигнете наистина максимална изходна мощност.
Външният вид на готовия усилвател (300 W версия с биполярен изход) е показан на фигури 66 и 67.

Фигура 66

Фигура 67

ПОЧТИ НАТАЛНО

Това е доста опростена версия на висококачествения усилвател NATALY, но параметрите на опростената версия се оказаха доста добри. Модел във файл Nataly_BIP.CIR, електрическа схема на фигура 68.

Фигура 68 (УГОЛЕМЕНА)

Ремиксът на Сухов, защото това е същият VV усилвател на Н. Сухов, само че е направен по симетрична схема и използва напълно вносно оборудване. Принципна схема на фигура 69, модел във файла Suhov_sim_BIP.CIR.

Фигура 69 (УГОЛЕМЕНА)

Бих искал да се спра на този модел малко по-подробно, тъй като той беше вграден в метал (Фигура 69-1).

Фигура 69-1

Дори и с невъоръжено око се вижда, че ООН изглежда някак странно - отгоре има запоени части, чието предназначение си заслужава да бъде обяснено. Те са предназначени да успокоят този усилвател, който се оказа много склонен към възбуда.
Между другото, не беше възможно да го успокоя напълно. Стабилността се проявява само при ток на покой на крайния етап от порядъка на 150 mA. Звукът изобщо не е лош, циферблатният THD метър, който има граница от 0,1%, практически не дава признаци на живот, а изчислените стойности също са много показателни (Фигура 69-2), но реалността говори за нещо напълно различни - или се изисква сериозна преработка на платката, платките, в които са спазени повечето от препоръките за оформление на платката, или този дизайн на схемата е изоставен.

Фигура 69-2

Трябва ли да казвам, че този усилвател беше провал? Възможно е, разбира се, че е възможно, но ТОЗИ усилвател е пример за това, че моделирането е далеч от реалността и истинският усилвател може да се различава значително от модела.
Следователно този усилвател се отписва като пъзел и към него се добавят още няколко, които са използвани заедно със същия ООН.
Предложените опции имат крайна каскада, която работи със собствен OOS, т.е. имат собствено кафене. усилване, което ви позволява да намалите усилването на самия UA и в резултат на това да намалите нивото на THD.

Фигура 69-3 Схематична диаграма на усилвател с биполярен краен етап (УГОЛЕМЕН)

Фигура 69-4 THD вериги от Фигура 69-3

Фигура 69-4 Схема на веригата с изходен етап с ефект на полето (УГОЛЕМЕН)

Фигура 69-6 THD вериги от Фигура 69-5

Незначителни модификации, въвеждането на буферен усилвател, базиран на добър операционен усилвател с повторители за увеличаване на капацитета на натоварване, имаше много добър ефект върху параметрите на този усилвател, който също беше оборудван с балансиран вход. Модел VL_POL.CIR, електрическа схема на фигура 70. Модели VL_bip.CIR - биполярно изпълнение и VL_komb.CIR - с полеви работници в предпоследната каскада.

Фигура 70 (УГОЛЕМЕНА)

Доста популярен усилвател, но моделът на оригиналната версия не направи впечатление (файл OM.CIR), така че бяха направени някои промени при прецизиране на ООН за предложения дизайн. Резултатите от промяната могат да се видят с помощта на файла с модела OM_bip.CIR, електрическата схема е показана на фигура 71.

Фигура 71 (УГОЛЕМЕНА)

ТРАНЗИСТОРИ

Моделите използват транзистори, които може да не се предлагат навсякъде, така че не би било честно да не допълним статията със списък на транзистори, които могат да се използват в реални усилватели.

ИМЕ, СТРУКТУРА		Uке, В	азк, А	ч 21	Е 1, MHz	П k, W
							ТО-220 (формиране)
							ТО-220 (формиране)
							ТО-220 (формиране)

Всичко изглежда ясно с референтните данни, но...
Всеобщата надпревара за печалба създава проблеми не само на нивото на търговията на дребно в пазарна сергия, но и в сериозни предприятия. Лицензът за пускането на IRFP240-IRFP920 е закупен от Vishay Siliconix Corporation и тези транзистори вече са различни от тези, които са били произведени преди това азмеждународни Ректификатор. Основната разлика е, че дори в една и съща партида усилването на транзисторите варира значително. Разбира се, няма да е възможно да разберете защо качеството е намаляло (влошаване на технологичния процес или отхвърляне на руския пазар), така че трябва да използвате това, което имате, и от ТОВА трябва да изберете това, което е подходящо.
В идеалния случай, разбира се, трябва да проверите както максималното напрежение, така и максималния ток, но основният параметър за конструктора на усилвателя е коефициентът на усилване и е особено важен, ако се използват няколко транзистора, свързани паралелно.
Разбира се, можете да използвате измервателя на усилването, наличен в почти всеки цифров мултицет, но има само един проблем - при транзисторите със средна и голяма мощност усилването зависи силно от тока, протичащ през колектора. При мултиметрите колекторният ток в транзисторния тестер е няколко милиампера и използването му за средномощни и мощни транзистори е равносилно на гадаене на утайка от кафе.
Поради тази причина беше сглобен стенд за отхвърляне на мощни транзистори, дори не за отхвърляне, а за селекция. Схематичната диаграма на стойката е показана на фигура 72, външният вид е показан на фигура 73. Стойката служи за избор на транзистори с еднакъв коефициент на усилване, но не за да разберете стойността на h 21.

Фигура 73

Фигура 74

Стойката беше сглобена за три часа и буквално използва това, което лежеше в кутията „АНТИКИ“, т.е. нещо, което не е трудно да се намери дори за начинаещ запоител.
Индикатор - индикатор за ниво на ролков магнетофон тип M68502. Индикаторът е отворен на мястото, където са залепени горния и долния капак, премахната е стандартната скала, а вместо нея е поставена скала, която може да се разпечата с DOK документ и съдържа напомняния за превключване на режимите на работа. Секторите се попълват с цветни маркери. След това капаците на индикаторите бяха залепени заедно с помощта на SUPERGLUE (Фигура 75).

Фигура 75

Превключвателите са по същество всички превключватели с две фиксирани позиции и един ТРЯБВА да има ДВЕ превключващи групи.
Диоден мост VD10 - всеки диоден мост с максимален ток най-малко 2 A.
Мрежов трансформатор - всеки трансформатор с мощност най-малко 15 W и променливо напрежение 16...18 V (напрежението на входа на KRENK трябва да бъде 22...26 V, KREN трябва да бъде свързан към радиатор и за предпочитане с добра площ).
C1 и C2 са с достатъчно голям капацитет, което гарантира, че иглата няма да трепери по време на измерване. C1 за напрежение 25 V, C2 за 35 или 50 V.
Резисторите R6 и R7 се притискат през уплътнение от слюда към радиатора, върху който е монтиран KRENK, обилно покрити с термична паста и притиснати с лента от фибростъкло с помощта на самонарезни винтове.
Най-интересен е дизайнът на скобите за свързване на изводите на изследваните транзистори. За производството на този конектор беше необходима лента от фолио от фибростъкло, в която бяха пробити дупки на разстояние от изхода на транзистора на кутията TO-247 и фолиото беше изрязано с канцеларски нож. Три ножа от телевизионния конектор SCART-MAMA бяха запечатани в дупките от страната на фолиото. Ножовете бяха сгънати заедно, почти плътно (Фигура 76).

Фигура 76

Разстоянието "L" е избрано така, че корпусите на транзисторите TO-247 (IRFP240-IRFP9240) и TO-3 (2SA1943-2SC5200) да са поставени върху фиксиращия щифт.

Фигура 77

Използването на стойката е съвсем просто:
При избора на транзистори с полеви ефекти се задава режимът MOSFETи се избира вида на транзистора - с N канал или P канал. След това транзисторът се поставя върху щифта и неговите проводници се прилагат към контактните ножове на конектора. Тогава променлив резистор, да го наречем КАЛИБРИРАНЕ, стрелката е настроена на средна позиция (което ще съответства на ток, протичащ през транзистора от 350-500 mA). След това транзисторът се отстранява и на негово място се инсталира следващият кандидат за използване в усилвателя и позицията на стрелката се запомня. След това се инсталира третият кандидат. Ако стрелката се отклонява по същия начин, както при първия транзистор, тогава първият и третият могат да се считат за основни и транзисторите могат да бъдат избрани според техния коефициент на усилване. Ако стрелката на третия транзистор се отклони по същия начин, както на втория и техните показания се различават от първия, тогава се извършва повторно калибриране, т.е. нулиране на стрелката в средна позиция и сега вторият и третият транзистор се считат за основни, а първият не е подходящ за тази партида за сортиране. Трябва да се отбележи, че има доста идентични транзистори в партида, но има вероятност да се наложи повторно калибриране дори след избор на значителен брой транзистори.

Фигура 78

Транзисторите с различна структура се избират по същия начин, само чрез превключване на десния превключвател в положение P-КАНАЛ.
За да проверите биполярните транзистори, превключете левия превключвател на позиция БИПОЛЯРЕН(Фигура 79).

Фигура 79

И накрая, остава да добавим, че с стойка в ръка беше невъзможно да устоим да проверим усилването на кафето на продуктите на Toshiba (2SA1943 и 2SC5200).
Резултатът от проверката е доста печален. Транзисторите за съхранение бяха групирани в четири броя от една партида, като най-удобно съхранение за лична употреба - усилвателите се поръчват главно за 300 W (два чифта) или 600 W (четири чифта). Тествани са СЕДЕМ (!) четворки и само в една четворка директни и в две четворки обратни транзистори усилването беше почти еднакво, т.е. След калибриране стрелката се отклони от средата с не повече от 0,5 мм. В останалите четворки винаги имаше екземпляр с по-висок или по-нисък коефициент на усилване и вече не беше подходящ за паралелно свързване (отклонение с повече от 1,5 mm). Транзисторите са закупени през февруари-март тази година, тъй като покупката от миналата година през ноември приключи.
Индикацията за отклонения в mm е чисто условна, за по-лесно разбиране. При използване на индикатор от посочения по-горе тип, съпротивление R3 равно на 0,5 Ohm (два паралелни резистора по 1 Ohm) и положение на стрелката на индикатора в средата, колекторният ток е 374 mA и с отклонение от 2 mm беше 338 mA и 407 mA. Използвайки прости аритметични операции, можем да изчислим, че отклоненията на протичащия ток са 374 - 338 = 36 в първия случай и 407 - 374 = 33 във втория и това е малко по-малко от 10%, което вече не е подходящо за паралелно свързване на транзистори.

ПЕЧАТНИ ПЛАТИ

Печатните платки не са налични за всички споменати усилватели, тъй като обработката на печатни платки отнема доста време + също монтаж за проверка на функционалността и идентифициране на нюансите на инсталацията. Ето защо по-долу е даден списък с налични табла във формат LAY, който ще се актуализира от време на време.
Добавени печатни платки или нови модели могат да бъдат изтеглени или от връзките, които ще допълнят тази страница:

ПЕЧАТНИ ДЪБКИ В LAY ФОРМАТ
МИКРО-КАПАЧКА 8, съдържа всички модели, споменати в тази статия в папката ШЕМС, освен това в папката cvняколко примера за филтри за създаване на „цветна музика“ в папката Еквалайзерняколко модела филтър за изграждане на еквалайзери.
Платка на изходния етап