Schweißhelme vom Typ Chamäleon werden so genannt, weil der Lichtfilter den Grad der Dunkelheit je nach Intensität des Lichtflusses automatisch ändert. Dies ist viel praktischer als ein normaler Schutzschild oder eine alte Maske mit austauschbarem Filter. Nachdem Sie das Chamäleon aufgesetzt haben, können Sie bereits vor dem Schweißen alles klar erkennen: Der Filter ist nahezu transparent und stört nicht bei Ihrer Arbeit. Wenn der Lichtbogen gezündet wird, verdunkelt er sich innerhalb von Sekunden und schützt so Ihre Augen vor Verbrennungen. Nachdem der Lichtbogen erlischt, wird er wieder transparent. Sie können alle notwendigen Manipulationen durchführen, ohne die Maske abzunehmen, was viel bequemer ist als das Anheben und Absenken des Schutzschildes und viel besser, als das Schild in der Hand zu halten. Aber eine große Auswahl an Artikeln mit unterschiedlichen Preisen kann verwirrend sein: Was ist der Unterschied und welches ist besser? Im Folgenden erklären wir Ihnen, wie Sie eine Chamäleonmaske auswählen.
Chameleon-Schweißmasken gibt es in einer großen Vielfalt. Die Wahl ist überhaupt keine leichte Aufgabe. Darüber hinaus kommt es nicht so sehr auf das Aussehen an, sondern auf die Qualitätsindikatoren
Lichtfilter in einem Chamäleon: Was ist das und was ist besser?
Das kleine Glas, das am Schweißhelm angebracht ist, ist ein wahres Wunder der Wissenschaft und Technik. Es enthält die neuesten Errungenschaften in den Bereichen Optik, Mikroelektronik, Flüssigkristalle und Solarenergie. Das ist das „Glas“. Tatsächlich handelt es sich um einen ganzen mehrschichtigen Kuchen, der aus folgenden Elementen besteht:
Der Hauptvorteil einer Chamäleon-Schweißmaske besteht darin, dass sie selbst dann keine ultraviolette und infrarote Strahlung durchlässt, wenn sie keine Zeit zum Arbeiten hatte (wenn die Maske abgesenkt wurde). Und der Grad des Schutzes vor diesen schädlichen Auswirkungen hängt in keiner Weise von den Einstellungen ab. In jedem Fall und mit allen Einstellungen sind Sie vor solchen schädlichen Einflüssen geschützt.
Dies ist jedoch nur möglich, wenn der „Kuchen“ die entsprechenden Filter enthält und diese von der richtigen Qualität sind. Da eine Überprüfung ohne spezielle Geräte nicht möglich ist, ist man auf Zertifikate angewiesen. Und Masken müssen sie haben. Darüber hinaus können sie auf dem Territorium Russlands nur von zwei Zentren ausgestellt werden: VNIIS und der Föderalen Staatshaushaltsinstitution am Allrussischen Forschungsinstitut für Arbeitsschutz und Wirtschaft. Um sicherzustellen, dass das Zertifikat echt ist, finden Sie seine Nummer auf der offiziellen Website des Föderalen Dienstes für Akkreditierung unter diesem Link.
Dies ist ein Formular auf der Rossaccreditation-Website zur Überprüfung des Zertifikats. Sie können nur die Zahl eingeben und alle anderen Felder leer lassen (Um das Bild zu vergrößern, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf)
Die Zertifikatsnummer wird in das entsprechende Feld eingetragen und Sie erhalten das Gültigkeitsdatum, Angaben zum Antragsteller und zum Hersteller. Eine kleine Anmerkung: Die Abkürzung RPE steht für „optische persönliche Schutzausrüstung“. So wird in der Bürokratiesprache eine Schweißermaske genannt.
Wenn ein solches Zertifikat vorhanden ist, erscheint die folgende Meldung. Wenn Sie auf den Link klicken, sehen Sie den Text des Zertifikats (Um das Bild zu vergrößern, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf)
Das Wichtigste ist, dass Sie sicherstellen, dass dieses Produkt (vergleichen Sie übrigens sowohl den Namen als auch das Modell) gesundheitlich unbedenklich ist.
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Klassifizierung automatischer Schweißfilter
Da der Lichtfilter und seine Qualität das Schlüsselelement dieses Produkts sind, sollten Sie damit beginnen, eine Chamäleonmaske auszuwählen. Alle seine Indikatoren sind gemäß der Norm EN379 klassifiziert und müssen auf seiner Oberfläche durch einen Bruch angezeigt werden.
Schauen wir uns nun genauer an, was sich hinter diesen Zahlen verbirgt und was sie sein sollten. Jede Position kann eine Zahl von 1, 2, 3 enthalten. Dementsprechend ist „1“ die beste Option – erste Klasse, „3“ die schlechteste – dritte Klasse. Lassen Sie uns nun darüber sprechen, welche Position welches Merkmal aufweist und was es bedeutet.
Erläuterung der EN37-Klassifizierung
Optische Klasse
Es spiegelt wider, wie klar und ohne Verzerrung das Bild durch den Filter für Sie sichtbar ist. Hängt von der Qualität des verwendeten Schutzglases (Folie) und der Verarbeitungsqualität ab. Wenn „1“ an erster Stelle steht, ist die Verzerrung minimal. Bei höheren Werten sieht man alles wie durch ein schiefes Glas.
Lichtstreuung
Hängt von der Reinheit und Qualität der verwendeten optischen Kristalle ab. Zeigt den Grad der „Trübung“ des übertragenen Bildes an. Man kann es mit nasser Autoscheibe vergleichen: Solange kein Gegenverkehr herrscht, stören die Tropfen kaum. Sobald eine Lichtquelle auftaucht, verschwimmt alles. Um diesen Effekt zu vermeiden, ist es notwendig, dass die zweite Position „1“ ist.
Einheitlichkeit oder Homogenität
Zeigt an, wie gleichmäßig der Filter in verschiedenen Teilen schattiert ist. Befindet sich an der dritten Stelle eine Einheit, darf die Differenz maximal 0,1 DIN, 2 - 0,2 DIN, 3 - 0,3 DIN betragen. Es ist klar, dass es mit einer gleichmäßigen Verdunkelung angenehmer wird.
Winkelabhängigkeit
Spiegelt die Abhängigkeit der Dimmung vom Betrachtungswinkel wider. Auch hier ist der beste Wert „1“ – die erste Klasse verändert die Abdunklung maximal um 1 DIN, die zweite um 2 DIN und die dritte um 3 DIN.
So sieht der Unterschied zwischen einer hochwertigen Maske und einem nicht so guten Filter im echten Leben aus.
Aus all dem wird klar: Je mehr Einheiten in der Filterkennlinie vorhanden sind, desto komfortabler ist das Arbeiten mit einer Maske. Darauf müssen Sie sich bei der Auswahl einer Chameleon-Schweißermaske konzentrieren. Profis bevorzugen mindestens die folgenden Parameter: 1/1/1/2. Solche Masken sind teuer, aber auch nach längerer Einwirkung ermüden Ihre Augen darin nicht.
Hobbyschweißer können für gelegentliche Arbeiten mit einfacheren Filtern auskommen, Klasse 3 gilt jedoch als Vergangenheit. Daher lohnt es sich wahrscheinlich nicht, Masken mit solchen Filtern zu kaufen.
Und einen Moment. Verkäufer nennen diese gesamte Klassifizierung normalerweise mit einem Begriff „Optische Klasse“. Es ist nur so, dass diese Formulierung die Essenz aller Merkmale ziemlich genau widerspiegelt.
Es gibt mehrere weitere Chameleon-Einstellungen, mit denen Sie den Dimmmodus an eine bestimmte Situation anpassen können. Sie können sich innen am Lichtfilter befinden oder außen in Form von Griffen links an der Seitenfläche der Maske angebracht werden. Dies sind die folgenden Parameter:
Chamäleonmaske, wie man wählt
Neben den Filterparametern gibt es noch viele weitere Einstellungen und Features, die die Auswahl beeinflussen können.
- Anzahl der Lichtbogenerkennungssensoren. Es können 2, 3 oder 4 davon sein. Sie reagieren auf das Erscheinen eines Lichtbogens. Optisch sind sie auf der Vorderseite der Maske zu erkennen. Dabei handelt es sich um kleine runde oder quadratische „Fenster“ auf der Filteroberfläche. Für den Amateurgebrauch reichen 2 Stück, für Profis gilt: Je mehr, desto besser: Wenn einige blockiert sind (Blockierung durch einen Gegenstand beim Schweißen in schwieriger Position), reagiert der Rest.
- Reaktionsgeschwindigkeit des Filters. Die Spanne der Parameter ist hier groß – von mehreren zehn bis hunderten Mikrosekunden. Wenn Sie eine Maske zum Heimschweißen auswählen, bohren Sie eine, deren Chamäleon spätestens nach 100 Mikrosekunden dunkler wird. Für Profis beträgt die Zeit weniger: 50 Mikrosekunden. Manchmal bemerken wir leichte Stöße nicht, aber sie führen zu müden Augen, und Profis brauchen sie den ganzen Tag. Die Anforderungen sind also strenger.
- Filtergrößen. Je größer das Glas, desto besser ist die Sicht. Die Größe des Lichtfilters hat jedoch großen Einfluss auf die Kosten der Maske.
- Stufenlose oder stufenlose Anpassung des Dunkelheitsgrads. Besser - glatt. Wenn der Filter zeitweise dunkler/heller wird, werden Sie schnell müde. Außerdem kann es durch Blendung zu einem „Blinken“ kommen, was Ihnen nicht gefallen wird.
- Anfangsfarbton und Einstellbereich. Je heller der Filter im Originalzustand ist, desto besser können Sie vor dem Schweißen sehen. Wünschenswert sind außerdem zwei Dimmbereiche: von kleinen Graden bis zu 8DIN beim Arbeiten mit Argon oder beim manuellen Lichtbogenschweißen bei schlechten Lichtverhältnissen. Außerdem benötigt eine ältere Person möglicherweise weniger Verdunkelung. und bei gutem Licht ist eine Dimmung von bis zu 13 DIN erforderlich. Daher ist es besser, wenn es zwei Modi gibt: 5-8DIN/8-13DIN.
- Stromversorgung. Die meisten Schweißhelme mit automatischer Verdunkelung verfügen über zwei Arten der Stromversorgung: Solar- und Lithiumbatterien. Diese kombinierte Stromquelle ist die zuverlässigste. Gleichzeitig muss jedoch das Lithium-Batteriefach geöffnet werden, um den Austausch defekter Batterien zu ermöglichen. Einige billige Masken verfügen über integrierte Batterien: Sie können sie nur entfernen, indem Sie den Kunststoff aufschneiden (was unsere Handwerker manchmal tun).
- Gewicht. Masken können zwischen 0,8 kg und 3 kg wiegen. Wenn Sie sieben oder acht Stunden lang ein Drei-Kilogramm-Gewicht auf dem Kopf tragen müssen, fühlen sich Hals und Kopf am Ende der Schicht wie Holz an. Für das Amateurschweißen ist dieser Parameter nicht sehr kritisch, allerdings ist das Arbeiten mit einer schweren Maske auch überhaupt nicht angenehm.
- Einfach am Kopf zu befestigen. Es gibt zwei Systeme zur Befestigung des Kopfbandes und des Schildes selbst, aber für diese Masken sind sie fast unwichtig: Sie müssen die Maske nicht jedes Mal anheben/absenken. Es kann im gesamten Werk weggelassen werden. Entscheidend ist, wie viele Verstellmöglichkeiten es gibt und wie eng das Kopfband damit sitzt. Wichtig ist auch, dass alle diese Gurte nicht drücken oder reiben, damit sich der Schweißer wohlfühlt.
- Es gibt eine Einstellung, mit der Sie den Schild vom Gesicht wegbewegen können. Dies ist wichtig, wenn Sie eine Brille für normales Sehen benötigen. Dann muss der Schutzschild von Ihrem Gesicht wegbewegt werden, um ihn an Ihre Linsen anzupassen.
Zu den nützlichen, aber optionalen Modi gehört auch die Möglichkeit, Maki vom Schweißmodus in den Schleifmodus umzuschalten. Mit diesem Schalter schalten Sie den Lichtfilter tatsächlich aus und Ihre Maske wird zu einem normalen Schutzschild.
Marken und Hersteller
Sie wissen, wie man eine Chamäleonmaske zum Schweißen auswählt, aber wie man sich in der Masse der Hersteller zurechtfindet? In Wirklichkeit ist nicht alles sehr schwierig. Es gibt vertrauenswürdige Marken, die stets qualitativ hochwertige Produkte liefern und ihre Garantieverpflichtungen bestätigen. Hier sind nicht sehr viele davon:
- SPEEDGLAS aus Schweden;
- OPTREL aus der Schweiz;
- BALDER aus Slowenien;
- OTOS aus Südkorea;
- TECMEN aus China (nicht wundern, die Masken sind wirklich gut).
Die Wahl einer Chamäleonmaske für den Heimgebrauch ist nicht einfach. Einerseits muss es von hoher Qualität sein, aber natürlich kann es sich nicht jeder leisten, 15.000 bis 20.000 dafür zu bezahlen, und es ist nicht rentabel. Deshalb müssen wir europäische Hersteller vergessen. Zumindest stellen sie gute Masken her, aber ihre Preise liegen nicht unter 70 Dollar.
Es gibt viele chinesische Masken zu sehr niedrigen Preisen auf dem Markt. Aber der Kauf ist riskant. Wenn Sie eine bewährte chinesische Marke benötigen, ist dies TECMEN. Sie haben tatsächlich zertifizierte Chamäleonmasken in Fabrikqualität. Die Modellpalette ist ziemlich breit, die Preise reichen von 3.000 Rubel bis 13.000 Rubel. Es gibt Filter erster Klasse (1/1/1/2) und etwas schlechter, mit allen Einstellungen und Anpassungen. Selbst die günstigste Maske für 3.000 Rubel (TECMEN DF-715S 9-13 TM8) verfügt nach dem Update über einen austauschbaren Akku, eine Löschverzögerung von 0,1 bis 1 Sekunde, eine stufenlose Einstellung und einen „Schleif“-Betriebsmodus. Das Foto unten zeigt seine technischen Eigenschaften. Es ist kaum zu glauben, aber es kostet nur 2990 Rubel.
Die Besitzer loben die Resanta-Schweißhelme. Es gibt nicht sehr viele Modelle, aber MS-1, MS-2 und MS-3 sind für wenig Geld (von 2.000 Rubel bis 3.000 Rubel) eine gute Wahl.
Die Resanta MS-1- und MS-3-Masken verfügen über eine stufenlose Anpassung, was zweifellos bequemer ist. Der Chameleon MC-1 verfügt jedoch über keine Empfindlichkeitsanpassungen. Für Profis dürften sie kaum geeignet sein, für den Heimgebrauch sind sie aber durchaus geeignet.
Technische Eigenschaften der Resanta-Chamäleonmasken
Das südkoreanische Unternehmen OTOS stellt sehr gute Masken her. Die Preise sind etwas höher als die oben aufgeführten, es gibt jedoch zwei relativ günstige Modelle: OTOS MACH II (W-21VW) für 8.700 Rubel und ACE-W i45gw (Infotrack™) für 13.690 Rubel.
Technische Eigenschaften der OTOS MACH II W-21VW: Diese Chamäleonmaske ist auch für den professionellen Einsatz eine würdige Wahl
Bedienung des Schweißchamäleons
Die wichtigste Voraussetzung für die Pflege der Maske: Der Lichtfilter muss gepflegt werden: Er kann leicht zerkratzt werden. Daher können Sie die Maske nicht mit der Vorderseite nach unten ablegen. Es sollte nur mit einem völlig sauberen und weichen Tuch abgewischt werden. Bei Bedarf können Sie das Tuch mit klarem Wasser anfeuchten. NICHT mit Alkohol oder Lösungsmitteln abwischen: Der Filter ist mit einem Schutzfilm bedeckt, der sich in diesen Flüssigkeiten auflöst.
Es gibt noch ein weiteres Merkmal aller Schweißchamäleons: Sie beginnen bei niedrigen Temperaturen „langsamer“ zu werden. Das heißt, sie arbeiten verzögert und in beide Richtungen – sowohl zum Abdunkeln als auch zum Aufhellen. Diese Eigenschaft ist sehr unangenehm, sodass man im Winter nicht normal damit arbeiten kann, selbst wenn die Betriebstemperatur mit -10°C angegeben ist, wie beim TECMEN DF-715S 9-13 TM8. Schon bei -5° kann nicht alles rechtzeitig verdunkeln. In dieser Hinsicht erwies sich OTOS also als ehrlicher und gab die anfängliche Betriebstemperatur ab -5°C an.
Sehen Sie sich abschließend das Video zur Auswahl einer Chamäleonmaske zum Schweißen an.
Sie brachten mir mit einer Beschwerde eine Etaltech et8f-Automatikschweißmaske mit – sie war instabil. Leider habe ich davon kein Foto gemacht, es ist so, nur der Aufkleber ist anders:
Schauen wir uns die Anleitung an:
Es steht schwarz auf weiß, dass es mit Solarpaneelen betrieben wird. Ich öffne es und...
Zwei Lithiumbatterien, fest in der Platine versiegelt. Soviel zu Solarmodulen... Leider gibt es im Internet keine Maskendiagramme. Auf der Tafel steht artotic s777f – Dies ist ein chinesischer Hersteller dieser Masken, wie üblich vernietet eine große chinesische Fabrik die Produkte, aber wir kennzeichnen nur die Marke – Corvette, Etalon, Kraton, Kaliber...
Lithiumbatterien sind in Reihe geschaltet und gelangen über eine Diode zum VCC-Bus. Das Board verfügt über einen 27L2C-Operationsverstärker, zwei Quad-Zweikanal-Analogmultiplexer BU4551BF und einen HCF4047-Multivibrator. Ich habe die Schaltung ein wenig nachgebaut, oft hatte ich diesen Gesichtsausdruck: Oh, aber ich habe es geschafft, etwas zu verstehen.
Die Stromversorgung der Multiplexer erfolgt immer über VCC. Da es sich um CMOS handelt, verbrauchen sie nur beim Schalten Strom. Die Solarbatterie ist mit der Basis des Transistors verbunden, sodass der Transistor bei Lichteinfall öffnet und über einen Filter mit VCC Strom über den Transistor an den Operationsverstärker geliefert wird. Die Maske verfügt über zwei variable Einstellwiderstände – den Grad der Dunkelheit und die Empfindlichkeit. Im Inneren befinden sich zwei Schalter – der Schweiß-Schärfmodus und die Geschwindigkeit des Glaswachstums nach dem Stoppen des Lichtbogens. Als Sensoren kommen zwei parallel geschaltete Fotodioden zum Einsatz. Darüber hinaus schließen sie im „Schärf“-Modus kurz, indem sie auf dem Boden sitzen. Es stellt sich heraus, dass die Solarbatterie nur als Sensor dient. Nach 2-3-5 Jahren werden die Batterien leer und die Maske wird weggeworfen und eine neue gekauft. So sorgen die Chinesen geschickt für einen konstanten Auftragsfluss. Es sind keine Ionistoren oder Ladeschaltungen vorhanden.
Was haben wir sonst noch herausgefunden? Glas ist ein doppeltes Sandwich aus LCD-Filtern, das heißt, es werden zwei Gläser für eine garantierte Schattierung verwendet. Die Qualität des Glases ist zwar nicht hoch und ich habe deutlich einen Unterschied in der Schattierung zwischen der Mitte und den Rändern gesehen. Das Glas ist zwischen den Ausgängen Q und!Q des Multivibrators 4047 angeschlossen. Gleichzeitig entsteht auf dem Glas eine Rechteckwelle, deren Amplitude den Grad der Schattierung angibt. Wenn sich der Schattierungsgrad vom Minimum zum Maximum ändert, ändert sich die Amplitude des Mäanders von 4,2 V auf 6 V. Um diesen kniffligen Trick umzusetzen, ändert sich die Spannung am Stromeingang des Multivibrators. Warum das Glas mit einer rechteckigen Spannung versorgen? Ich weiß nicht, ob das Polarisationsphänomen reduziert werden soll oder aus etwas anderem. Ich habe versucht, einfach so mit dem Glas zu spielen: Wenn Spannung daran angelegt wird, lädt es sich wie ein Behälter auf, und wenn die Spannung entfernt wird, verschwindet es für ziemlich lange Zeit. Es sollte 5-7 Sekunden dauern, bis es transparent wird.
UPD. Wechselstrom zur Stromversorgung des LCD-Filters wird verwendet, um das Phänomen der Elektrolyse zu beseitigen. Wenn Sie das Glas mit Gleichstrom versorgen, löst sich mit der Zeit eine der transparenten Elektroden auf. Die Versorgungsspannung ist unterschiedlich – beim Fubag Optima 11 beträgt die Glasversorgungsspannung 24 V AC mit einer Frequenz von 0,5 Hz.
Bei den Sensoren selbst handelt es sich um Fotodioden in einem getönten Kunststoffgehäuse, die für IR-Strahlung ausgelegt sind, daher weigerte sich die Maske hartnäckig, eine Energiesparlampe auszulösen. Aber es reagierte scharf auf einen LCD-Monitor und funktionierte gut mit einer Glühlampe.
Das ist es. Angesichts des Mangels an Maskensteuerschaltungen im Internet im Allgemeinen scheint es eine interessante Aufgabe zu sein, eine Open-Source-Maskensteuerschaltung auf einem Mikrocontroller zusammenzustellen. Mit normaler Aufladung über eine Solarbatterie, intelligenter Signalverarbeitung durch Sensoren und einigen Zusatzfunktionen. Wenn die Temperatur beispielsweise unter dem Schwellenwert liegt, wird sie automatisch stark abgeschattet, funktioniert aber bei Kälte immer noch nicht schnell – wir schattieren sie also vollständig und werden nur noch zu einer Schweißmaske.
Es wurde vereinbart, dass es bei Leistungen über 600 W besser ist, eine zweistufige Stromversorgung zu verwenden, die es ermöglicht, die Ausgangsstufe deutlich zu entlasten und mehr Leistung mit weniger Endtransistoren zu erhalten. Zunächst lohnt es sich zu erklären, was es ist – eine zweistufige Ernährung.
Wir hoffen, dass es nicht nötig ist, zu erklären, was eine bipolare Stromquelle ist; dieselbe Option kann als „quadripolar“ bezeichnet werden, da es im Verhältnis zum gemeinsamen Draht vier verschiedene Spannungen gibt. Ein schematisches Diagramm einer solchen Quelle ist in Abbildung 1 dargestellt.
Bild 1.
Die Versorgungsspannung muss jedoch der Endstufe des Verstärkers zugeführt werden. Was aber, wenn zwei dieser Spannungen vorhanden sind? Das ist richtig – es wird ein zusätzlicher Steuerkreis für dieselbe Stromversorgung benötigt. Nach dem Regelprinzip gibt es 2 Hauptklassen – G und H. Sie unterscheiden sich vor allem dadurch, dass Klasse G die Versorgungsspannung in der Endstufe stufenlos ändert, d.h. Die Leistungstransistoren des Power-Management-Systems arbeiten im Verstärkungsmodus und in der Klasse H werden die Leistungsschalter des Power-Management-Systems schrittweise versorgt, d. h. Sie sind entweder komplett geschlossen oder komplett offen...
Die Zeitdiagramme sind in den Abbildungen 2 und 3 dargestellt, in Abbildung 2 - Klasse G, in Abbildung 3 - Klasse H. Die blaue Linie ist das Ausgangssignal, die rote und grüne Linie sind die Versorgungsspannung der Endstufe des Leistungsverstärkers .
Figur 2. 
Figur 3.
Wir scheinen herausgefunden zu haben, wie die Endstufe mit Strom versorgt werden soll. Jetzt müssen wir nur noch herausfinden, mit welchen Elementen wir dies bewerkstelligen ...
Schauen wir uns zunächst Klasse H an. Abbildung 5 zeigt ein schematisches Diagramm eines Leistungsverstärkers, der in Klasse H arbeitet.
Abbildung 4 VERGRÖSSERN.
Blau zeigt Spannung und Leistung für eine 4-Ohm-Last an, Rot für eine 8-Ohm-Last. Die Abbildung zeigt auch die empfohlene Stromquelle. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, besteht sein Kern aus einem typischen Klasse-AB-Verstärker. Die Stromversorgung des Verstärkers erfolgt jedoch über einen „Zweig“ der Stromversorgung mit höherer Spannung, und der Einfluss des Ausgangssignals auf die Versorgungsspannung des Verstärker wird reduziert (Widerstand R36, R37 wird reduziert, manchmal muss der Wert dieser Widerstände auf bis zu 68 Ohm reduziert werden, insbesondere bei Leistungen über 1 kW), da beim Anschluss der „zweiten Etage“ der Leistung ein kleiner Wert entsteht Spitze im Ausgangssignal, die nicht jeder hören kann, aber die Stabilität der Schaltung erheblich beeinträchtigt ...
Die den Endstufen zugeführte Leistung wird durch LM311-Komparatoren gesteuert, deren Ansprechschwelle durch die Trimmwiderstände R73 und R77 reguliert wird. Um es richtig einzurichten, benötigen Sie entweder ein SEHR gutes Gehör oder vorzugsweise ein Oszilloskop.
Nach den Komparatoren gibt es Transistortreiber, die direkt an den Gates von Mosfits unterschiedlicher Struktur arbeiten. Da Power Control Mosfits im Schaltmodus arbeiten, ist die von ihnen erzeugte Wärme recht gering; für sie ist der maximale Strom, der durch die offene Drain-Source-Verbindung fließt, viel wichtiger. Für diese Zwecke verwenden wir die Transistoren IRFP240-IRFP9240 für Verstärker bis 700 W, die gleichen, jedoch 2 parallel für Leistungen bis 1 kW und IRF3710-IRF5210 für Leistungen über 1 kW.
Abbildung 5 zeigt ein schematisches Diagramm eines 1400-W-Leistungsverstärkers der Klasse H. Die Schaltung unterscheidet sich von der Vorgängerversion dadurch, dass in der Endstufe bereits 6 Transistorpaare verwendet werden (ein 1000-W-Verstärker erfordert 4 Paare) und die Leistungssteuerungsschalter vom Typ IRF3710 sind -IRF5210.
Abbildung 5. VERGRÖSSERN
Abbildung 6 zeigt ein schematisches Diagramm des Verstärkers „Chameleon 600 G“, der in der Klasse G arbeitet und eine Ausgangsleistung von bis zu 600 W hat, sowohl für eine Last von 4 Ohm als auch für eine Last von 8 Ohm. Im Wesentlichen erfolgt die Steuerung der „zweiten Etage“ der Stromversorgung durch Spannungsverstärker des Ausgangssignals, nur werden diese zunächst mit einer zusätzlichen Referenzspannung von 18 Volt versorgt und sobald sich die Ausgangsspannung der Spannung nähert Wird der Wert der „ersten Etage“ um mehr als 18 Volt abgesenkt, beginnen die Repeater mit der Spannungsversorgung ab der „zweiten Etage“. Der Vorteil dieses Schaltungsdesigns besteht darin, dass es keine Schaltstörungen gibt, die für die Klasse H charakteristisch sind. Allerdings erfordert die Verbesserung der Klangqualität erhebliche Abstriche: Die Anzahl der Transistoren zur Steuerung der Versorgungsspannung der Endstufe muss gleich der Anzahl der Endtransistoren sein selbst, und dies wird fast an der OBR-Grenze liegen, d.h. e. erfordert eine ziemlich gute Kühlung.
Abbildung 6 VERGRÖSSERN
Abbildung 7 zeigt eine Verstärkerschaltung für eine Leistung bis 1400 W, Kasten G, die 6 Paare von End- und Steuertransistoren verwendet (für Leistungen bis 1000 W werden 4 Paare verwendet).
Abbildung 7 VERGRÖSSERN
Leiterplattenzeichnungen – Vollversion – sind verfügbar. Zeichnungen im Lay-Format, in jpg folgen etwas später...
Die technischen Eigenschaften der Verstärker sind in der Tabelle zusammengefasst:
| Parametername | Bedeutung |
| Versorgungsspannung, V, zweistufig nicht mehr | |
| Maximale Ausgangsleistung an einer 4-Ohm-Last: MIND CHAMELEON 600 H MIND CHAMELEON 1000 H GEIST CHAMÄLEON 1400 H MIND CHAMELEON 600 G GEIST CHAMÄLEON 1000 G | |
| Die Eingangsspannung wird durch Auswahl des Widerstands R22 geregelt und kann standardmäßig auf 1 V eingestellt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass der THD-Wert und die Erregungswahrscheinlichkeit umso höher sind, je höher die Eigenverstärkung ist. | |
| THD für Klasse H und Ausgangsleistung 1400 W nicht mehr THD für Klasse G und Ausgangsleistung 1400 W nicht mehr Bei Ausgangsleistung vor dem Einschalten der „zweiten Etage“ der Leistung Der THD-Wert wird bei beiden Verstärkern nicht überschritten | 0,1 % |
| Empfohlener Ruhestrom der vorletzten Stufe Am Widerstand R32 oder R35 wird die Spannung durch den Widerstand R8 auf 0,2 V eingestellt | |
| Empfohlener Ruhestrom der Endtransistoren An jedem der 0,33-Ohm-Widerstände wird die Spannung durch den Widerstand R29 auf 0,25 V eingestellt | |
| Es wird empfohlen, den Schutz an einem echten Lautsprecher anzupassen, indem ein 6-Ohm-Widerstand parallel zum Lautsprecher angeschlossen wird und ein stabiles Leuchten der VD7-LED bei 75 % der maximalen Leistung erreicht wird |
Leider hat dieser Verstärker einen Nachteil: Bei hohen Versorgungsspannungen beginnt sich die Differenzstufe spontan zu erwärmen, da zu viel Strom durch sie fließt. Eine Verringerung des Stroms führt zu einer Erhöhung der Verzerrung, was höchst unerwünscht ist. Daher wurde auf die Verwendung von Kühlkörpern für Differenzstufentransistoren zurückgegriffen:
LESEN SIE DAS GESAMTE MATERIAL ZUM AUFBAU SEMMETRISCHER VERSTÄRKER
Lehrplan
| Zeitungsnr. | Unterrichtsmaterial |
| 17 | Vorlesung Nr. 1. Die wichtigsten Ziele und Zielsetzungen der Olympiade-Bewegung im Kontext der modernen Bildung in Russland. Geschichte der chemischen Olympiade-Bewegung in Russland. Das System der Chemieolympiaden und Kreativwettbewerbe in Russland. Die Rolle der Chemieolympiaden in Bildung und Wissenschaft.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.) |
| 18 | Vorlesung Nr. 2. Methodik zur Vorbereitung und Durchführung von Olympiaden auf verschiedenen Ebenen. Organisation von Chemieolympiaden: von einfach bis komplex. Vorbereitungs-, Haupt- und Endphase der Organisation der Olympiaden. Das System der Olympia-Schauspieler, ihre Rolle.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.) |
| 19 | Vorlesung Nr. 3. Konzeptionelle Grundlage für den Inhalt von Olympiade-Aufgaben. Ungefähres Inhaltsprogramm für verschiedene Phasen der Chemieolympiade: strenge Grenzen oder Richtlinien für die Vorbereitung? Klassifizierung von Olympia-Problemen. Ziele der Chemieolympiade: von Etappe zu Etappe, von Runde zu Runde.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.) Test Nr. 1(Fälligkeitsdatum: 25. November 2008) |
| 20 | Vorlesung Nr. 4. Methodik zur Lösung von Problemen, die eine „Kette“ von Transformationen beinhalten. Klassifizierung von Problemen mit Transformationsschemata. Taktiken und Strategie zur Lösung von Olympia-Problemen mit „Ketten“. |
| 21 | Vorlesung Nr. 5. Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie (1). Probleme in der Thermochemie. Probleme bei der Verwendung der Konzepte „Entropie“ und „Gibbs-Energie“.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) |
| 22 | Vorlesung Nr. 6. Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie (2). Probleme des chemischen Gleichgewichts. Kinetische Probleme.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) Test Nr. 2(Fälligkeitsdatum – 30. Dezember 2008) |
| 23 | Vorlesung Nr. 7. Methodische Ansätze zur Durchführung experimenteller Aufgaben. Einteilung der Aufgaben der Experimentierrunde. Praktische Fähigkeiten, die zur erfolgreichen Bearbeitung experimenteller Aufgaben erforderlich sind.(Tjulkow I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) |
| 24 | Vorlesung Nr. 8. Methodische Grundlagen der Vorbereitung von Schülern auf Olympiaden. Der Einsatz moderner pädagogischer Technologien zur Vorbereitung auf Olympiaden auf verschiedenen Ebenen. Taktik und Strategie der Vorbereitung und Teilnahme an Olympiaden. Organisatorische und methodische Arbeit des Lehrer-Mentors. Methodische Ansätze zur Zusammenstellung von Olympiadenproblemen. Olympiaden als Mittel zur Verbesserung der Qualifikation von Lehrer-Mentoren. Die Rolle der Internetkommunikation und der Medien beim Austausch von Lehrerfahrungen.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) |
| Abschlussarbeit. Ein kurzer Bericht über die Abschlussarbeit muss zusammen mit einer Bescheinigung der Bildungseinrichtung bis spätestens 28. Februar 2009 an die Pädagogische Hochschule geschickt werden. (Nähere Informationen zur Abschlussarbeit werden nach Vorlesung Nr. 8 veröffentlicht.) |
|
I.A.TYULKOV,
O.V.ARKHANGELSKAYA,
M.V. PAWLOWA
VORTRAG Nr. 4
Methodik zur Lösung von Problemen,
mit einer „Kette“ von Transformationen
Klassifizierung von Problemen mit Transformationsschemata
In den Aufgaben der Allrussischen Chemieolympiade für Schüler, jeder Stufe und für jede Altersgruppe der Teilnehmer gibt es immer Aufgaben mit Diagrammen sequentieller Umwandlungen einer Substanz in eine andere, die die Beziehung zwischen den Hauptklassen organischer und organischer Substanzen charakterisieren anorganische Stoffe. Ein mehrstufiges Schema zur Umwandlung eines Stoffes in einen anderen in einer bestimmten Reihenfolge wird oft als „Kette“ bezeichnet. In einer „Kette“ können einige oder alle Substanzen verschlüsselt sein.
Um diese Aufgaben zu erledigen, müssen Sie die Hauptklassen anorganischer und organischer Verbindungen, die Nomenklatur, Labor- und Industriemethoden zu ihrer Herstellung, chemische Eigenschaften, einschließlich Produkte der thermischen Zersetzung von Stoffen, und Reaktionsmechanismen kennen.
„Ketten“ sind die optimale Möglichkeit, eine große Menge an Wissen (fast alle Bereiche der allgemeinen, anorganischen und organischen Chemie) in einer Aufgabe zu testen.
Schemata der Stoffumwandlungen können wie folgt klassifiziert werden.
1) Nach Objekten:
a) anorganisch;
b) organisch;
c) gemischt.
2) Nach Art oder Mechanismus der Reaktionen (Dies betrifft hauptsächlich die organische Chemie).
3)In Form einer „Kette“.
a) Alle Stoffe sind ohne Angabe der Reaktionsbedingungen angegeben.
b) Alle oder einige Stoffe sind mit Buchstaben verschlüsselt. Unterschiedliche Buchstaben entsprechen unterschiedlichen Substanzen, die Reaktionsbedingungen werden nicht angegeben.
(In den Diagrammen können die Pfeile in jede Richtung gerichtet sein, manchmal sogar in beide Richtungen. Darüber hinaus ist dies kein Zeichen von Reversibilität! Solche Reaktionen enthalten in der Regel unterschiedliche Reagenzien.)
c) Die Stoffe im Diagramm sind ganz oder teilweise mit Buchstaben verschlüsselt und die Reaktionsbedingungen bzw. Reagenzien sind angegeben.
d) In den Diagrammen sind anstelle von Stoffen die Elemente, aus denen die Stoffe bestehen, in den entsprechenden Oxidationsstufen angegeben.
e) Schemata, bei denen organische Substanzen in Form von Bruttoformeln verschlüsselt werden.
Schemata können linear, verzweigt, in Form eines Quadrats oder eines anderen Polygons (Tetraeder, Würfel usw.) sein.
Taktiken und Strategie zur Lösung von Olympia-Problemen mit „Ketten“
In dieser Vorlesung werden wir uns an die Einteilung der Aufgaben halten je nach Formular dargestellt in einer „Kette“ aufeinanderfolgender Umwandlungen einer Substanz in eine andere.
Um ein Problem beim Aufstellen von Reaktionsgleichungen gemäß dem Diagramm richtig zu lösen, müssen Sie:
1) Setzen Sie Zahlen unter oder über die Pfeile – nummerieren Sie die Reaktionsgleichungen, achten Sie darauf welche Richtung Pfeile sind in der Kette der Transformationen gerichtet;
2) Entschlüsseln Sie die durch Buchstaben, Eigenschaften oder Bruttoformeln dargestellten Stoffe (die Antwort sollte lauten). motiviert, d.h. es ist nicht nur notwendig, die Formeln der entschlüsselten Verbindungen aufzuschreiben, sondern auch detaillierte Erklärungen zur Entschlüsselung zu geben);
3) Notieren Sie (unter den entsprechenden Nummern) alle Reaktionsgleichungen;
4) sorgfältig prüfen, ob die Koeffizienten richtig eingestellt sind;
5) Schreiben Sie ggf. die Bedingungen für die Reaktionen auf.
Ein Stoff kann auf verschiedene Weise in einen anderen umgewandelt werden. CuO kann beispielsweise aus Cu, Cu(OH) 2, CuSO 4, Cu(NO 3) 3 usw. gewonnen werden. Beliebig richtig Lösung. Für einige Probleme werden alternative Lösungen angegeben.
Lassen Sie uns fast alle Arten von „Ketten“ veranschaulichen, die auf der regionalen (III) Stufe vorhanden sind. Das Niveau dieser Aufgaben liegt nahe am Programm für Studienanfänger an Chemieuniversitäten. Daher handelt es sich dabei nicht nur um Beispiele aus den Sets der regionalen Etappen der Allrussischen Olympiade, sondern auch aus den Aufnahmeprüfungskarten für Chemie an der Moskauer Staatsuniversität. M. V. Lomonossow. Darüber hinaus werden Aufgaben aus den diesen Prüfungen vorangegangenen Olympiaden der letzten Jahre verwendet (z. B. aus dem Wettbewerb „Erobere die Sperlingsberge“ und der Olympiade „Lomonossow“). Bei der Lösung von Aufgaben, bei denen es sich um verschlüsselte Substanzen handelt, werden ausführliche Erläuterungen zur Entschlüsselung eines bestimmten Zusammenhangs gegeben.
Beginnen wir mit den einfachsten Aufgaben.
Alle Stoffe sind ohne Angabe der Reaktionsbedingungen angegeben
Aufgabe 1.
Fe 2 (SO 4) 3 -> FeI 2 -> Fe (OH) 2 -> Fe (OH) 3 -> Fe 2 O 3 -> Fe -> Fe 2 (SO 4) 3.
Lösung
Nummerieren wir die Kette:
Um die erste Reaktion durchzuführen, werden sowohl ein Reduktionsmittel als auch eine Verbindung benötigt, die das Sulfation aus der Reaktionssphäre entfernen kann. Zum Beispiel Bariumiodid.
Die dritte Reaktion erfordert ein Oxidationsmittel. Am besten geeignet ist Wasserstoffperoxid, d.h. Es wird nur ein Reaktionsprodukt erhalten. Schreiben wir die Reaktionsgleichungen.
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 + H 2 O 2 = 2Fe(OH) 3;
4) 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O;
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.
Aufgabe 2. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen entsprechend dem folgenden Schema:
Lösung
1) CH 3 COONa + HCl = CH 3 COOH + NaCl;
2) 5CH 3 COCH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 = 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2 O;
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.
Aufgabe 3.
Schreiben Sie Reaktionsgleichungen entsprechend dem folgenden Schema:
Lösung
1) 2СuCl + Cl 2 = 2CuCl 2 ;
2) CuCl(fest) + 3HNO 3 (konz.) = Cu(NO 3) 2 + HCl + NO 2 + H 2 O;
3) Cu + 4HNO 3 (konz.) = 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 (in Reaktion 6) kann nur ein Propinsalz (C 3 H 4) sein, da Alkine mit einem Terminal
C =
Die CH-Gruppe ist eine CH-Säure, mit der Kupfer- und Silberkomplexe reagieren.
Cl+CH = C–CH 3 = CuC = C–CH 3 + NH 3 + NH 4 Cl;
7) 2C 3 H 3 Cu + 3H 2 SO 4 (konz.) = 2C 3 H 4 + 2CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
8) CuSO 4 CuO + SO 3
CuSO 4 CuO + SO 2 + 0,5O 2;
9) CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O;
10) CuCl + 2NH 3 (wässrige Lösung) = Cl;
11) C 3 H 3 Cu + 3HNO 3 (konz.) = Cu(NO 3) 2 + C 3 H 4 + NO 2 + H 2 O (in wässriger Lösung);
12) Cu + 2H 2 SO 4 (konz.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
Alle oder einige Stoffe sind mit Buchstaben verschlüsselt.
Reaktionsbedingungen sind nicht angegeben
Aufgabe 4. Das Transformationsschema ist gegeben:
Schreiben Sie die Gleichungen für die durch Pfeile gekennzeichneten Reaktionen. Nennen Sie die unbekannten Stoffe.
Lösung
Identifizierung unbekannter Substanzen. CuSO 4 kann durch Auflösen von Cu, CuO oder Cu 2 O in Schwefelsäure hergestellt werden. Cu 2 O ist nicht geeignet, weil dieser Stoff ist bereits in der Kette vorhanden. Die ersten beiden Reaktionen könnten also sein:
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
oder Cu 2 O + H 2 = Cu + H 2 O (X 1 = Cu);
2) Cu + 2H 2 SO 4 (konz.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
Es ist bekannt, dass frisch hergestelltes Kupfer(II)-hydroxid Aldehyde oxidiert. Als Ergebnis der Reaktion entsteht ein orangefarbener Niederschlag von Cu 2 O. Daher ist 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.
Antwort. X 1 ist entweder Kupfer oder Kupfer(II)oxid; X 2 ist frisch hergestelltes Kupfer(II)hydroxid.
Problem 5(Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Moskau, 1998). Schreiben Sie die Gleichungen chemischer Reaktionen, die der folgenden Transformationsfolge entsprechen:
Lösung
Das Ausgangs-(Schlüssel-)Glied in diesem Schema ist Substanz E – Aldehyd. Betrachten wir die Reaktionen 4, 5 und 1. Es ist bekannt, dass eine qualitative Reaktion auf einen Aldehyd seine Wechselwirkung mit frisch hergestelltem Cu(OH) 2 ist. Das Ergebnis ist eine Carbonsäure, die dem Aldehyd und Cu 2 O entspricht. Es ist wahrscheinlich, dass Substanz F Cu 2 O ist, weil Aus Stoff F soll Stoff B gewonnen werden. Da Stoff B ebenfalls durch thermische Zersetzung von Cu(OH) 2 entsteht, ist klar, dass B CuO ist. Daraus folgt, dass es sich bei dem Stoff um C – H 2 O handelt. D ist ein Alkohol, der mit Hilfe von CuO zu einem Aldehyd reduziert wird. Und schließlich Reaktion 2: Alkohol (D) wird durch Hydratisierung eines Alkens gewonnen (im Schema wird Alkohol aus Wasser gewonnen!), was bedeutet, dass er mindestens zwei Kohlenstoffatome in der Kette enthalten muss.
A – Cu(OH) 2 ; B – CuO;
C – H 2 O; D – RCH 2 CH 2 OH;
E – RCH 2 CHO; F – Cu 2 O.
Reaktionsgleichungen:
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.
Problem 6 (zur unabhängigen Entscheidung).
Schreiben Sie Reaktionsgleichungen, die dem folgenden Schema sequentieller Transformationen entsprechen:
Benennen Sie die Stoffe X 1 und X 2.
Stoffe im Schema sind ganz oder teilweise mit Buchstaben verschlüsselt
und die Strömungsbedingungen bzw. Reagenzien werden angezeigt
Aufgabe 7. Schreiben Sie die Gleichungen chemischer Reaktionen entsprechend der Transformationsfolge:
Identifizieren Sie unbekannte Substanzen.
Lösung
Bei der Reaktion von Eisen mit Salzsäure entsteht Eisen(II)-chlorid. (Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass Wasserstoff zum Zeitpunkt der Freisetzung keine Oxidation von Eisen zur Oxidationsstufe +3 zulässt.) In der 2. Reaktion wird es zu Schwefelsäure oxidiert und kann zu Schwefel oder SO 2 reduziert werden. Die resultierende Lösung von Eisen(III)-Salzen weist ein saures Milieu auf, weil Dies sind Salze, die aus einer schwachen Base und starken Säuren bestehen. Bei Zugabe von Soda – einem Salz aus einer starken Base und einer schwachen Säure – kommt es zu einer gemeinsamen Hydrolyse, die bis zum Ende fortschreitet, d.h. Es bilden sich ein Niederschlag (Fe(OH) 3) und Gas (CO 2). Die Hydrolyse jedes Salzes verstärkt die Hydrolyse des anderen.
X 1 – FeCl 2; X 2 – Fe 2 (SO 4) 3 und FeCl 3 (Mischung);
X 3 – Fe(OH) 3 (oder CO 2 oder NaCl und Na 2 SO 4).
Reaktionsgleichungen:
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.
Aufgabe 8. Schreiben Sie die Gleichungen chemischer Reaktionen, die der folgenden Transformationskette entsprechen:
Lösung
Nummerieren wir die Reaktionsgleichungen in der „Kette“:
Reaktion 1 ist die Trimerisierung von Acetylen (eine typische Methode zur Herstellung von Benzol). Als nächstes (Reaktion 2) erfolgt die Friedel-Crafts-Alkylierung von Benzol in Gegenwart der Lewis-Säure AlBr 3 . Die Bromierung im Licht (Reaktion 3) erfolgt in der Seitenkette. Die alkoholische Alkalilösung in Reaktion 4 ist ein Reagens zur Herstellung eines Alkins aus einem Dihalogenderivat eines Alkans. Als nächstes kommt die Austauschreaktion (Reaktion 5): Wasserstoff an der Dreifachbindung im Alkin und Silberion in einer Ammoniaklösung von Silberoxid. Und schließlich (Reaktion 6) – das resultierende Silberphenylacetylenid geht eine Austauschreaktion mit Methyliodid ein, wodurch sich die Kohlenstoffkette verlängert.
Reaktionsgleichungen:
1) 3C 2 H 2 = C 6 H 6;
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 + H 2 O;
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 .
Also, die verschlüsselten Substanzen:
In den Diagrammen sind anstelle von Stoffen Elemente angegeben,
Bestandteile von Stoffen in entsprechenden Oxidationsstufen
Aufgabe 9. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen, die das Transformationsschema veranschaulichen:
Lösung
Nummerieren wir die Reaktionsgleichungen in der Kette:
In Reaktion 1 wird die Fe(II)-Verbindung zur Fe(III)-Verbindung oxidiert (dies können Salze, Hydroxide, Oxide usw. sein). Als Oxidationsmittel können Sie Dichromate oder Chromate, Permanganate, Halogene usw. verwenden.
In Reaktion 4 wird Eisen aus der Oxidationsstufe +3 zu einer einfachen Substanz reduziert. Metallisches Eisen wird üblicherweise durch Reduktion seiner Oxide (zum Beispiel mit Chrom oder Aluminium bei hohen Temperaturen – Metallothermie) gewonnen.
Eisen(III)-oxid kann durch thermische Zersetzung seiner Salze oder Hydroxide gewonnen werden (Reaktion 3). Reaktion 2 ist höchstwahrscheinlich ein Austausch. Reaktion 5 – Wechselwirkung von metallischem Eisen mit einer nicht oxidierenden Säure (HCl, HBr, CH 3 COOH usw.).
Betrachten wir drei aller möglichen Lösungen für dieses Problem.
Erste Wahl:
1) 2Fe 2+ + Cl 2 = 2Fe 3+ + 2Cl – ;
2) Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3;
3) 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (Kalzinierung);
5) Fe + 2H + = Fe 2+ + H 2.
Zweite Option:
1) 2Fe(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Fe(OH) 3;
2) Fe(OH) 3 + 3HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O;
3) 4Fe(NO 3) 3 = 2Fe 2 O 3 + 12NO 2 + 3O 2 (Kalzinierung);
4) Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe;
5) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2.
Dritte Option:
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 (Kalzinierung);
4) Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe;
5) Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2.
Systeme, in denen organische Substanzen
in Form von Bruttoformeln verschlüsselt
Aufgabe 10. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen, die dem folgenden Transformationsschema entsprechen:
Geben Sie in den Gleichungen die Strukturformeln der Stoffe und Reaktionsbedingungen an.
Lösung
Das Schlüsselglied in der Kette ist ein Stoff mit der Formel C 3 H 4 O 2. In Reaktion 1 wird die Substanz reduziert (in der Bruttoformel erscheinen weitere vier Wasserstoffatome) und in Reaktion 3 wird sie oxidiert (in der Formel erscheinen zusätzlich zwei Sauerstoffatome). Am wahrscheinlichsten ist, dass C 3 H 4 O 2 Propandial (CHO–CH 2 –CHO) ist, dann ist C 3 H 4 O 4 Propandiolsäure (COOH–CH 2 –COOH) und C 3 H 8 O 2 ist Propandiol - 1,3 (CH 2 OH–CH 2 –CH 2 OH). Auf ähnliche Weise argumentieren wir (Berechnung der Änderungen in der Anzahl der Atome im Molekül) und kommen zu dem Schluss, dass Reaktion 4 doppelten Ethylester von Propandiolsäure (C 2 H 5 OOC–CH 2 –COOC 2 H 5) erzeugt. Reaktion 5 ist eine alkalische Hydrolyse des Esters, die zum C 3 H 2 O 4 Na 2 -Salz (NaOOC–CH 2 –COONa) führt, und Reaktion 6 erzeugt mit Hilfe von Halogenmethan den Doppelmethylester der Propandiolsäure (CH 3 OOC– CH 2 –COOCH 3).
Reaktion 2 – Wechselwirkung von Propandiol-1,3 mit Methanal unter Bildung von Dioxan-1,3 
Reaktionsgleichungen:
Aufgabe 11.
Schreiben Sie Reaktionsgleichungen, die dem folgenden Transformationsschema entsprechen:
Geben Sie in den Gleichungen die Strukturformeln der Stoffe und die Reaktionsbedingungen an.
(Zeichen S N weist darauf hin, dass die Reaktion nach dem Mechanismus der nukleophilen Substitution abläuft.)
Lösung
Nummerieren wir die Reaktionsgleichungen in der Kette:
Das einstufig aus Benzol gewonnene Molekül des Stoffes C 8 H 9 Cl enthält offenbar einen Phenylrest – dies ergibt sich aus dem Verhältnis von Kohlenstoff und Wasserstoff in der Verbindung (C 6 H 5 C 2 H 4 Cl). Dann kann X eine Substanz C 6 H 5 –CH 2 –CH 3 sein, die sich in C 6 H 5 –C 2 H 4 Cl verwandelt, wenn sie Chlor im Licht ausgesetzt wird; oder X kann eine Substanz C 6 H 5 –CH=CH 2 sein, die bei Einwirkung von HCl C 6 H 5 C 2 H 4 Cl ergibt. In beiden Fällen geht Chlor zum sekundären Kohlenstoffatom C 6 H 5 CHCl–CH 3.
Substanz Y wird durch die Reaktion der nukleophilen Substitution von Chlor, höchstwahrscheinlich mit einer OH-Gruppe, erhalten (Reaktion 3). Dann ist Reaktion 4 eine Dehydratisierungsreaktion. C 8 H 8 ist im Zusammenhang mit diesem Problem wahrscheinlich C 6 H 5 –CH=CH 2. In diesem Fall führt Reaktion 5 – Oxidation an der Doppelbindung mit Permanganat in neutraler Umgebung – zur Bildung eines Diols mit der Bruttoformel C 8 H 10 O 2. Und schließlich bedeutet das Auftreten von vier weiteren Kohlenstoffatomen, vier Wasserstoffatomen und zwei Sauerstoffatomen in der endgültigen „Ketten“-Formel (im Vergleich zur Substanz Z) die Veresterungsreaktion eines Diols und Essigsäure.
Reaktionsgleichungen:
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 = 
Abschließend geben wir Beispiele für Aufgaben, die bei vorgestellt wurden Bundesland* Und Endphase der Allrussischen Chemieolympiade für Schüler. In diesen Phasen werden die Transformationsketten komplexer. Neben der Kette selbst werden zusätzliche Informationen über die Eigenschaften der verschlüsselten Substanzen bereitgestellt. Um Stoffe zu entschlüsseln, sind oft Berechnungen erforderlich. Am Ende des Aufgabentextes werden Sie in der Regel gebeten, mehrere Fragen zu den Eigenschaften von Stoffen aus der „Kette“ zu beantworten.
Problem 1 (Bundesbezirksstufe 2008, 9. Klasse).
« A, B Und IN- einfache Substanzen. A antwortet schnell mit B Beim Erhitzen auf 250 °C bilden sich dunkelrote Kristalle der Verbindung G. Reaktion B Mit IN Nach vorheriger Initiierung verläuft es sehr heftig und führt zur Bildung einer farblosen Substanz D, unter normalen Bedingungen gasförmig. G, wiederum ist in der Lage, mit zu reagieren IN Bei einer Temperatur von 300–350 °C verwandeln sich rote Kristalle in weißes Pulver E und es entsteht eine Verbindung D. Substanz A reagiert mit D dann erst bei einer Temperatur von ca. 800 °C E Und IN. Substanz G kann bei reduziertem Druck und Temperatur unter 300 °C leicht sublimiert werden, bei Erhitzung über 500 °C zersetzen sich seine Dämpfe jedoch zu einer Substanz B und wieder Verbindungen E.
1. Identifizieren Sie die Stoffe A–E.
2. Schreiben Sie die Gleichungen für alle genannten Reaktionen gemäß dem angegebenen Diagramm.
3. Wie werden die Substanzen interagieren? G Und E mit wässrigen Lösungen von Natriumsulfid und Jodid, mit einem Überschuss an konzentrierter Kaliumcyanidlösung? Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen.
4. Schreiben Sie die Gleichungen für die Reaktionen, die bei der Wechselwirkung von Stoffen auftreten G, D Und E mit konzentrierter Salpetersäure.
Lösung
1. Achten wir auf die Prozentsätze: Verbindung D, bestehend aus zwei Elementen B Und IN, gasförmig und enthält nur 2,74 % IN. Ein so kleiner Prozentsatz zeigt an, dass entweder die Atommasse des Elements vorliegt IN sehr klein, oder in der Formel D Element hat einen großen Index B. Bedenkt, dass D bei Nr. ist ein Gas, das ist höchstwahrscheinlich so IN- das ist Wasserstoff. Testen wir unsere Hypothese. Wenn die Zusammensetzung D durch die Formel H ausdrücken X E bei, Das
2,74: (97,26/M E) = X : bei.
Beachten Sie, dass die Verbindungen vorhanden sind bei ungleich 1, kann nicht durch direkte Wechselwirkung des Elements mit Wasserstoff während einer „heftigen Reaktion nach vorläufiger Initiierung“ erhalten werden. Wenn wir die Gleichung umstellen, erhalten wir M E = 35,5 X, was die einzig vernünftige Lösung hat, wenn X= 1. Somit ist IN– Wasserstoff, B– Chlor
Definieren wir die Substanz E, das 55,94 % Chlor enthält. Es entsteht bei der Reaktion einer einfachen Substanz A mit Chlorwasserstoff, wobei Wasserstoff freigesetzt wird, was darauf hindeutet: E– Chlorid eines Elements, das eine einfache Substanz bildet A. Für ECl-Verbindung X :
(55,94/35,45) : (44,06/M E) = X.
Von hier M E = 27,92 X. Bei X= 1 und 3, Silizium (28) bzw. Krypton (84) werden erhalten, dies widerspricht jedoch ihren Valenzfähigkeiten und den Bedingungen des Problems, aber mit X= 2 wird Eisen (56) erhalten, das in Reaktion mit Chlorwasserstoff tatsächlich FeCl 2 bildet. Bei der direkten Reaktion von Eisen mit Chlor entsteht ein weiteres Chlorid – FeCl 3.
Also, die verschlüsselten Substanzen:
A– Fe; B– Cl 2 ; IN– H 2 ;
G– FeCl 3 ; D– HCl; E– FeCl 2.
2. Reaktionsgleichungen in der Kette:
3. 2FeCl 3 + 3Na 2 S = 2FeS + S + 6NaCl;
FeCl 2 + Na 2 S = FeS + 2NaCl;
2FeCl 3 + 2NaI = 2FeCl 2 + I 2 + 2NaCl
(Mögliche Reaktionen:
2FeCl 3 + 6NaI = 2FeI 2 + I 2 + 6NaCl
6FeCl 3 + 18NaI = 2Fe 3 I 8 + I 2 + 18NaCl);
FeCl 3 + 6KCN = K 3 + 3KCl;
FeCl 2 + 6KCN = K 4 + 2KCl.
4. FeCl 3 + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + NOCl + Cl 2 + 2H 2 O;
3HCl + HNO3 = NOCl + Cl2 + 2H2O;
2FeCl 2 + 8HNO 3 = 2Fe(NO 3) 3 + 2NOCl + Cl 2 + 4H 2 O.
Problem 2 (Bundesbezirksstufe 2007, 10. Klasse).
"Unter A–E(außer IN) Substanzen, die Übergangsmetalle enthalten, werden verschlüsselt.
Quantitative Zusammensetzung von Stoffen A Und MIT:
A:(Cu)=49,3 %, (O)=33,1 %, (S)=16,6 %.
C:(Co)=50,9 %, (O)=34,5 %, (S)=13,8 %.
1. Identifizieren Sie die Stoffe A–E und schreiben Sie die Reaktionsgleichungen.
2. In welchem Fall handelt es sich im angegebenen Diagramm um die Substanz? IN fällt amorph aus und in welchem kristallin? Schlagen Sie eine alternative Methode zur Synthese kristalliner und amorpher Substanzen vor IN.
3. Wie lautet der Trivialname für den Stoff? D?»
Lösung
1. Addition aller angegebenen Massenanteile (wie bei einem Stoff). A und für die Substanz MIT), werden wir nicht 100 % erreichen. Das bedeutet, dass diese Stoffe mindestens ein weiteres Element enthalten!
Substanz A:
Aufgrund des geringen Massenanteils des unbekannten Elements kann davon ausgegangen werden, dass es sich um Wasserstoff handelt. Dann lautet die Bruttoformel der Verbindung A: Cu 3 S 2 O 8 H 4 oder Cu 2 SO 3 CuSO 3 2H 2 O.
Substanz MIT:
Ähnlich wie im vorherigen Fall können wir davon ausgehen, dass das unbekannte Element hier Wasserstoff ist. Dann die Formel der Substanz MIT wird Co 2 (OH) 2 SO 3 sein.
Substanz IN– das ist Al(OH) 3. Wenn Aluminiumsulfat mit Natriumsulfit reagiert, entsteht amorphes Aluminiumhydroxid. Im zweiten Fall entsteht bei der Reaktion von Triethylammoniumchlorid mit Na kristallines Aluminiumhydroxid.
Bei der Interaktion IN Und MIT Beim Erhitzen entsteht Kobaltaluminat – Co(AlO 2) 2.
In einer alkalischen Umgebung erfolgt die Reduktion des Permanganationen entweder auf die Oxidationsstufe +6 bzw. auf +5 E– K 2 MnO 4 oder K 3 MnO 4 .
A– Cu 2 SO 3 CuSO 3 2H 2 O; B– Al(OH) 3 ; C– Co 2 (OH) 2 SO 3 ; D– CoAl 2 O 4 ; E– K 2 MnO 4 oder K 3 MnO 4 .
Reaktionsgleichungen in der „Kette“:
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
(zusammen mit Aluminiumhydroxid enthält diese Phase basische Sulfate unterschiedlicher Zusammensetzung, es wird jedoch traditionell angenommen, dass amorphes Aluminiumhydroxid entsteht);
3) Na + Cl = Al(OH) 3 + NaCl + NEt 3 + H 2 O;
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. Lösungen von Aluminiumsalzen haben ein saures Milieu:
3+ H + + 2+ 2H + + + .
Bei der Zugabe von Alkali (oder einer wässrigen Ammoniaklösung), Carbonaten oder Bicarbonaten führt ein Anstieg des pH-Werts der Lösung zu einer Gleichgewichtsverschiebung nach rechts und zur Polymerisation von Aquahydroxo-Komplexen durch Brückenbildung von Hydroxo- und Oxogruppen zu mehrkernigen Komplexen. Dadurch entsteht ein Produkt der Zusammensetzung Al 2 O 3 X H2O( X > 3) (amorphes Sediment, das keine konstante Zusammensetzung hat).
Verfahren zur Herstellung von amorphem Aluminiumhydroxid:
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.
Das Verfahren zur Herstellung von kristallinem Aluminiumhydroxid besteht darin, CO 2 langsam durch eine Lösung von Natriumtetrahydroxyaluminat zu leiten:
Na + CO 2 = NaHCO 3 + Al(OH) 3.
Im zweiten Fall wird ein Produkt einer bestimmten Zusammensetzung erhalten – Al(OH) 3.
3. Kobaltaluminat trägt den Trivialnamen „Thenarblau“.
Problem 3 (Abschlussstufe 2008, 10. Klasse).
„Das folgende Diagramm zeigt die Umwandlungen von Verbindungen A–ZU das gleiche Element enthält X.
Zusätzlich bekannt:
Element X kommt in der Natur als Mineral vor A(Gewichtsgehalt: Na – 12,06 %,
X – 11,34 %, H – 5,29 %, der Rest ist Sauerstoff);
B– binäre Verbindung mit 15,94 Masse-% X;
IN– farbloses Gas mit einer Luftdichte von etwa 1;
Verbindung D in der Medizin in Form einer Alkohollösung verwendet;
D-Änderung Zähnlich wie Graphit in seinen physikalischen Eigenschaften;
Substanz UND wird in der organischen Synthese häufig als Reduktionsmittel verwendet;
Molekül ZU(fast flach) hat eine Symmetrieachse dritter Ordnung (bei einer vollständigen Drehung um diese Symmetrieachse das Molekül ZU reproduziert seine Position im Raum dreimal); im 1H-NMR-Spektrum der Verbindung ZU Es werden zwei Signale beobachtet.
1. Element definieren X. Bestätigen Sie Ihre Antwort mit Berechnungen.
2. Geben Sie die Formeln der Verbindungen an A–UND. Benennen Sie das Mineral A.
3. Zeichnen Sie die Strukturformel ZU und benennen Sie diese Verbindung.
4. Schreiben Sie die Gleichungen für alle im Diagramm gezeigten Reaktionen.
5. Schreiben Sie die Reaktionsgleichung X(amorph) mit einer Mischung aus konzentrierter Salpeter- und Flusssäure.
6. Was erklärt die Ähnlichkeit physikalischer Eigenschaften - Modifikation Z mit Graphit?
Lösung
1. Binäre Substanz B entsteht durch die Wechselwirkung eines Minerals A mit Calciumfluorid in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure. Man kann davon ausgehen, dass B Neben Element X enthält es Fluor. Wenn man bedenkt, dass die Wertigkeit von Fluor in Verbindungen 1 beträgt, B kann in der Form XF geschrieben werden N. Definieren wir Element X:
Wo Herr(X) – relative Atommasse des Elements X, N– Wertigkeit X in der Verbindung B. Aus dieser Gleichung finden wir
Herr(X) = 3,603 N.
Durchlaufen der Werte N von 1 bis 8. Die einzig sinnvolle Option erhält man, wenn N = 3: Herr(X) = 10,81, d.h. Element X ist Bor (und die Substanz B– Bortrifluorid BF 3).
2. Lassen Sie uns die Zusammensetzung der Substanz ermitteln A.
diese. Na 2 B 4 H 20 O 17, oder Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, ist das „Borax“-Mineral (Substanz). A).
Bei der Reduktion von Bortrifluorid mit Natriumhydrid entsteht ein farbloses Gas IN, höchstwahrscheinlich eine Wasserstoffverbindung von Bor. Da die Dichte IN durch Luft etwa 1, Molekulargewicht IN liegt nahe bei 29, daher ist Substanz B Diboran B 2 H 6 ( Herr = 28).
Die weitere Wechselwirkung von Diboran mit überschüssigem NaH in Ether führt zur Bildung eines komplexen Hydrids, das in der organischen Synthese häufig als Reduktionsmittel verwendet wird – Natriumtetrahydridborat Na (Substanz). UND).
Bei der Verbrennung von Diboran entsteht Boroxid, G– B 2 O 3 , dessen Reduktion mit metallischem Aluminium zur Bildung von amorphem Bor führt. Boroxid reagiert mit Wasser unter Bildung von Orthoborsäure H 3 BO 3 (Substanz). D, in Form einer Alkohollösung, wird in der Medizin unter dem Namen „Boralkohol“ verwendet. Borsäure reagiert mit konzentrierter Flusssäure zu einer komplexen Säure, die nach Behandlung mit Natronlauge in Natriumtetrafluorborat Na (die Verbindung) umgewandelt wird E).
Betrachten wir die Wechselwirkung von Bortrifluorid mit gasförmigem Ammoniak. BF 3 – typische Lewis-Säure (Elektronenpaarakzeptor); Ein Ammoniakmolekül hat ein freies Elektronenpaar, d.h. NH 3 kann als Lewis-Base wirken. Wenn Bortrifluorid mit Ammoniak reagiert, entsteht ein Addukt mit der Zusammensetzung BF 3 NH 3 (Verbindung UND) (kovalente Bindung zwischen Bor- und Stickstoffatomen wird nach dem Donor-Akzeptor-Mechanismus gebildet). Das Erhitzen dieses Addukts auf über 125 °C führt zur Bildung von Bornitrid BN (Verbindung). Z).
3. Wenn Diboran beim Erhitzen mit Ammoniakgas reagiert, entsteht das Produkt ZU, enthält Wasserstoff, Bor und wahrscheinlich Stickstoff. Molekül ZU hat eine flache Struktur, seine hohe Symmetrie weist auf ein mögliches Kohlenstoffanalogon dieser Verbindung hin – Benzol. Allerdings um ein Molekül ZU Es gab zwei Arten von Wasserstoffatomen und es gab eine Symmetrieachse dritter Ordnung. Es war notwendig, anstelle von Kohlenstoffatomen abwechselnd Stickstoff- und Boratome im „Benzol“-Ring zu platzieren (Abb.). Verbindung ZU„anorganisches Benzol“ (Borazol) genannt.
4. Gleichungen der im Problem beschriebenen Reaktionen:
1) Na 2 B 4 O 7 10H 2 O + 6CaF 2 + 8H 2 SO 4 (konz.) = 4BF 3 + 2NaHSO 4 + 6CaSO 4 + 17H 2 O;
2) 2BF 3 + 6NaH = B 2 H 6 + 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) B 2 H 6 + 2NaH 2Na;
6) B 2 O 3 + 3H 2 O = 2H 3 BO 3;
7) H 3 BO 3 + 4HF (konz.) = H + 3H 2 O,
H + NaOH = Na + H 2 O;
8) BF 3 + NH 3 = BF 3 NH 3;
9) 4BF 3 NH 3 BN + 3NH 4 BF 4 ;
10) 3B 2 H 6 + 6NH 3 2B 3 N 3 H 6 + 12H 2.
5. B (amorph) + 3HNO 3 (konz.) + 4HF (konz.) = H + 3NO 2 + 3H 2 O.
6. Beachten Sie, dass das BN-Teilchen isoelektronisch zum C 2 -Teilchen ist; die Summe der kovalenten Radien der Bor- und Stickstoffatome ist ungefähr gleich der Summe der beiden kovalenten Radien des Kohlenstoffatoms. Darüber hinaus haben Bor und Stickstoff die Fähigkeit, vier kovalente Bindungen zu bilden (drei über den Austauschmechanismus und eine über den Donor-Akzeptor-Mechanismus). Dementsprechend bildet BN auch zwei Strukturmodifikationen – graphitartig (-Modifikation) und diamantartig (-Modifikation). Aus diesem Grund ist -BN in seinen physikalischen Eigenschaften Graphit sehr ähnlich (Feuerfestigkeit, Schmiereigenschaften).
Literatur
Ziele der Allrussischen Chemieolympiade. Ed. akad. RAS, Prof. V. V. Lunina. M.: Prüfung, 2004, 480 S.; Chemie: Erfolgsformeln bei Aufnahmeprüfungen. Lernprogramm. Ed. N. E. Kuzmenko, V. I. Terenina. M.: Verlag der Moskauer Staatlichen Universität, Nauka, 2006, 377 S.; Chemie-2006: Aufnahmeprüfungen an der Moskauer Staatlichen Universität. Ed. Prof. N. E. Kuzmenko und Prof. V.I.Terenina. M.: Verlag der Moskauer Staatlichen Universität, 2006, 84 S.; Aufnahmeprüfungen und Olympiaden in Chemie an der Moskauer Universität: 2007. Ed. Prof. N. E. Kuzmenko und Prof. V.I.Terenina. M.: Verlag der Moskauer Staatlichen Universität, 2008, 106 S.; Ziele der Allrussischen Chemieolympiade des Bundesbezirks und Endphase 2003–2008. Internet. http://chem.rusolymp.ru; www.chem.msu.ru.
* Bis einschließlich 2008 fand VOSH(x) in fünf Phasen statt: Schule, Gemeinde, Region, Bundesbezirk und Abschluss. – Notiz Autoren.
AMPovichok
ERWACHSENE
ANDERE SPANNUNGSVERSTÄRKER
CHAMÄLEON
Allerdings kann das Schaltungsdesign von Lanzar leicht geändert werden, wodurch die Eigenschaften deutlich verbessert und die Effizienz erhöht wird, ohne dass eine zusätzliche Stromquelle verwendet werden muss, wenn man auf die Schwachstellen des vorhandenen Verstärkers achtet. Der Grund für die Zunahme der Verzerrung ist zunächst einmal der sich ändernde Stromfluss durch die Transistoren, der über größere Bereiche schwankt. Es wurde bereits herausgefunden, dass die Hauptsignalverstärkung in der letzten Stufe des UNA erfolgt, die vom Transistor der Differenzstufe gesteuert wird. Der Änderungsbereich des durch die Differenzstufe fließenden Stroms ist ziemlich groß, da dieser den Transistor der letzten Stufe der UN öffnen muss und dies durch das Vorhandensein eines nichtlinearen Elements als Last (Basis-Emitter-Übergang) erreicht wird tragen nicht dazu bei, den Strom bei einer sich ändernden Spannung aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus schwankt die Strömung auch in der letzten Stufe der UNA in einem recht großen Bereich.
Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht darin, nach der Differenzstufe einen Stromverstärker einzuführen – einen banalen Emitterfolger, der die Differenzstufe entlastet und eine genauere Steuerung des durch die Basis der letzten Stufe des UNA fließenden Stroms ermöglicht. Um den Strom zu stabilisieren, werden in der Regel Stromgeneratoren über die letzte Stufe der UNA eingeführt, diese Option wird jedoch vorerst verschoben, da es sinnvoll ist, eine leichtere Option auszuprobieren, die sich auch erheblich auf die Effizienzsteigerung auswirkt.
Die Idee besteht darin, einen Spannungsbooster nicht nur für eine separate Kaskade, sondern für den gesamten UA zu verwenden. Eine der ersten Möglichkeiten zur Umsetzung dieses Konzepts war der Mitte der 80er Jahre recht beliebte Leistungsverstärker von A. Ageev, veröffentlicht in RADIO Nr. 8, 1982 (Abbildung 45, Modell AGEEV.CIR).
Abbildung 45
In dieser Schaltung wird die Spannung vom Ausgang des Verstärkers über einen Teiler R6/R3 für die positive Seite und R6/R4 für die negative Seite den Leistungsanschlüssen des als Spannungsverstärker verwendeten Operationsverstärkers zugeführt. Darüber hinaus wird der Gleichspannungspegel durch D1 und D2 stabilisiert, die Größe der variablen Komponente hängt jedoch nur von der Amplitude des Ausgangssignals ab. Dadurch war es möglich, eine viel größere Amplitude am Ausgang des Operationsverstärkers zu erhalten, ohne den Wert seiner maximalen Versorgungsspannung zu überschreiten, und es wurde möglich, den gesamten Verstärker mit +-30 V zu versorgen (diese Version wurde für Importe angepasst). Elementbasis, die ursprüngliche Quelle wurde mit +-25 V gespeist und der Operationsverstärker hatte eine maximale Versorgungsspannung von +-15 V). Wenn Sie in den Modus wechseln ÜBERGANGSSTUDIE, dann erscheinen auf dem „Oszilloskop-Bildschirm“ folgende Oszillogramme:
Abbildung 46
Basierend auf der von Ageev verwendeten Idee der schwebenden Leistung sowie der Einführung eines Stromverstärkers nach der Differenzstufe wurde ein Leistungsverstärker entworfen, dessen Schaltung in Abbildung 47, Modell Chameleon_BIP.CIR, dargestellt ist , Chameleon genannt, da Sie damit die Hauptmodi an die verwendete Versorgungsspannung anpassen können – Anpassung des Ruhestroms der letzten Stufe der UNA.
Abbildung 47 (VERGRÖSSERT)
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Schaltungslösungen wurde eine weitere eingeführt – Regelung des Ruhestroms der letzten Stufe der UNA und mit thermischen Stabilisierungselementen. Der Ruhestrom der letzten Stufe des UNA wird durch den Trimmwiderstand R12 eingestellt. An den Transistoren Q3 und Q6 sind Emitterfolger angebracht, die die Differenzstufe entlasten; an den Ketten R20, C12, R24, R26 für den positiven Zweig und an R21, C13, R25, R27 für den negativen Zweig erfolgt eine Spannungserhöhung für die UNA wird gemacht. Neben der Steigerung der Effizienz erfüllt der Spannungsverstärker eine weitere sekundäre Funktion: Aufgrund der Tatsache, dass die tatsächliche Amplitude des Signals abgenommen hat, hat sich auch der Änderungsbereich des Stroms durch die letzte Stufe des VNA verringert, was dazu geführt hat möglich, auf die Einführung eines Stromgenerators zu verzichten.
Als Ergebnis betrug der THD-Pegel bei einer Eingangsspannung von 0,75 V:
Abbildung 49
Wie aus der resultierenden Grafik ersichtlich ist, sank der THD-Wert im Vergleich zu Lanzar mit PBVC um fast das Zehnfache.
Und hier fangen Ihre Hände schon an zu jucken – bei einem so niedrigen THD-Pegel möchten Sie Ihre eigene Verstärkung erhöhen, mehr End-of-Line-Transistoren hinzufügen und diesen Verstärker auf einen Pop-Pegel mit einer Ausgangsleistung von etwa 1 „übertakten“. kW.
Für Experimente sollten Sie die Datei Chameleon_BIP_1kW.CIR öffnen und eine Reihe primärer „Messungen“ durchführen – Ruheströme, Wert der Gleichspannung am Ausgang, Frequenzgang, THD-Pegel.
Die erzielten Eigenschaften sind beeindruckend, aber...
An diesem Punkt interferiert die Praxis mit der Theorie, und zwar nicht im besten Sinne.
Um herauszufinden, wo das Problem versteckt ist, sollten Sie ausführen DC-BERECHNUNG und schalten Sie den Anzeigemodus für die Verlustleistung ein. Auf die Transistoren der Differenzstufe sollte man achten – an jedem werden ca. 90 mW abgegeben. Für den TO-92-Fall bedeutet dies, dass der Transistor beginnt, sein Gehäuse zu erwärmen, und da beide Transistoren so nah wie möglich beieinander liegen müssen, um sich gleichmäßig zu erwärmen und gleiche Ruheströme aufrechtzuerhalten. Es stellt sich heraus, dass die „Nachbarn“ sich nicht nur aufwärmen, sondern sich auch gegenseitig aufwärmen. Für alle Fälle sei daran erinnert, dass beim Erhitzen der Strom durch den Transistor zunimmt, daher beginnt der Ruhestrom der Differenzialkaskade anzusteigen und die Betriebsarten der verbleibenden Kaskaden zu ändern.
Stellen Sie der Übersichtlichkeit halber den Ruhestrom der Endstufe auf 200 mA ein und weisen Sie dann den Transistoren Q3 und Q6 einen anderen Namen zu. Fügen Sie direkt im Bezeichnungsfenster einen unteren Bindestrich und eine Einheit hinzu, um Folgendes zu erhalten: 2N5410_1 und 2N5551_1. Dies ist notwendig, um den Einfluss variabler Parameter der Differenzstufentransistoren auszuschließen. Als nächstes müssen Sie die Temperatur der Differenzstufentransistoren auf beispielsweise 80 Grad einstellen.
Wie aus den resultierenden Berechnungen hervorgeht, hat der Ruhestrom abgenommen, und zwar so stark, dass bereits ein „Schritt“ zu beobachten ist. Es ist nicht schwer zu berechnen, dass bei einem anfänglichen Ruhestrom von 50 mA der Ruhestrom der Endstufe praktisch Null wird, wenn sich die Differenzstufe erwärmt, d. h. Der Verstärker wird in Klasse B eingestuft.
Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: Es ist notwendig, die Verlustleistung der Differentialkaskade zu reduzieren, dies kann jedoch nur durch Reduzierung des Ruhestroms dieser Transistoren oder durch Senkung der Versorgungsspannung erreicht werden. Das erste führt zu einer Zunahme der Verzerrung, das zweite zu einem Leistungsabfall.
Es gibt zwei weitere Möglichkeiten, das Problem zu lösen: Sie können Kühlkörper für diese Transistoren verwenden, aber diese Methode trägt trotz ihrer Effizienz nicht viel zur Zuverlässigkeit bei – ein ständiges Durchblasen des Gehäuses ist erforderlich, um eine kritische Erwärmung der Heizkörper zu verhindern Temperaturen in einem schlecht belüfteten Gehäuse. Oder ändern Sie das Schaltungsdesign noch einmal.
Vor der nächsten Änderung muss dieser Verstärker jedoch noch modifiziert werden, nämlich die Nennwerte von R24 und R25 auf 240 Ohm zu erhöhen, was eine leichte Verringerung der Versorgungsspannung des UNA nach sich zieht, und natürlich eine Reduzierung der Versorgungsspannung auf +-90 V und reduzieren Sie die eigene Verstärkung leicht.
Kühlung der Differenzstufe des Chameleon-Verstärkers der Vorgängerversion
Als Ergebnis dieser Manipulationen stellt sich heraus, dass dieser Verstärker mit einer Eingangsspannung von 1 V in der Lage ist, bei einer Last von 4 Ohm, einem THD-Wert von 0,012 % und einer Eingangsspannung von 0,75 V etwa 900 W zu entwickeln - 0,004 %.
Zur Sicherheit können Sie Rohrstücke von der Teleskopantenne des Radios auf die Transistoren der Differenzstufe stecken. Dazu benötigen Sie 6 Stück mit einer Länge von 15 mm und einem Durchmesser von 5 mm. Geben Sie Wärmeleitpaste in die Röhre, löten Sie die Röhren zusammen, nachdem Sie sie zuvor auf den Transistoren der Differenzstufe und den darauf folgenden Emitterfolgern platziert haben, und verbinden Sie sie dann mit dem gemeinsamen.
Nach diesen Vorgängen erweist sich der Verstärker als recht stabil, es ist jedoch dennoch besser, ihn mit einer Versorgungsspannung von +-80 V zu verwenden, da dies zu einem Anstieg der Netzspannung (wenn die Stromquelle nicht stabilisiert ist) führt eine Erhöhung der Stromversorgung des Verstärkers und es wird einen Spielraum für Temperaturbedingungen geben.
Strahler für die Differentialkaskade können nicht verwendet werden, wenn die Versorgungsspannung +-75 V nicht überschreitet.
Die Leiterplattenzeichnung befindet sich im Archiv, die Installation erfolgt ebenfalls auf 2 Etagen, Leistungsprüfung und Einstellung erfolgen wie beim Vorgängerverstärker.
AMP VP oder STORM oder?
Als nächstes betrachten wir einen Verstärker, besser bekannt als „V. PEREPELKINS VERSTÄRKER“ oder „VP-VERSTÄRKER“. Durch die Angabe von „OR“ im Titel des Kapitels bestand jedoch keineswegs die Absicht, in die Arbeit von V. Perepelkin beim Entwurf eines Verstärkers einzugreifen Serie seiner Verstärker - es wurde viel Arbeit geleistet und am Ende sind wir ziemlich gute und vielseitige Verstärker geworden. Allerdings sind die verwendeten Schaltkreise schon seit längerem bekannt und Angriffe auf STORM bezüglich Veränderung und Klonen sind nicht ganz fair und eine weitere Betrachtung der Schaltkreislösungen wird umfassende Informationen über das Design beider Verstärker liefern.
Beim vorherigen Verstärker trat ein Problem mit der Selbsterwärmung der Differenzstufe bei hohen Versorgungsspannungen auf und die maximale Leistung, die mit dem vorgeschlagenen Schaltungsdesign erzielt werden konnte, wurde angezeigt.
Die Erwärmung der Differentialkaskade selbst kann eliminiert werden, und eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht darin, die Verlustleistung in mehrere Elemente aufzuteilen. Am beliebtesten ist jedoch die Einbeziehung zweier in Reihe geschalteter Transistoren, von denen einer als Teil arbeitet Der zweite Teil der Differentialkaskade ist ein Spannungsteiler.
Abbildung 60 zeigt Diagramme nach diesem Prinzip:
Abbildung 60
Um zu verstehen, was mit dieser Lösung passiert, sollten Sie die Datei WP2006.CIR öffnen, bei der es sich um ein Verstärkermodell von V. Perepelkin handelt, im Internet als WP bekannt.
Der Verstärker verwendet einen UN, der nach den Prinzipien der obigen Beispiele aufgebaut, jedoch leicht modifiziert ist – die Ausgangsstufe des UN arbeitet nicht wie üblich mit einem Thermostabilisierungstransistor, sondern ist eigentlich ein separates Gerät mit einem Ausgang - der Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren Q11 und Q12 (Abbildung 61) .
Abbildung 61 (VERGRÖSSERT)
Die Schaltung enthält die tatsächlichen Nennwerte eines der Verstärker. Allerdings musste am Modell ein Widerstand R28 ausgewählt werden, da sonst eine unzulässige konstante Spannung am Verstärkerausgang anliegen würde. Beim Überprüfen DC-BERECHNUNG Die thermischen Bedingungen der Differentialkaskade sind durchaus akzeptabel – 20...26 mW werden der Differentialkaskade zugewiesen. Der darüber verbaute Q3-Transistor verbraucht etwas mehr als 80 mW, was ebenfalls im normalen Bereich liegt. Wie aus den Berechnungen hervorgeht, ist die Einführung der Transistoren Q3 und Q4 durchaus logisch und das Problem der Selbsterwärmung der Differenzstufe wird recht erfolgreich gelöst.
Hierbei ist zu beachten, dass Q3 wie Q4 etwas mehr als 100 mW verbrauchen kann, da die Erwärmung dieses Transistors nur die Änderung des Ruhestroms der letzten Stufe des NA beeinflusst. Darüber hinaus hat dieser Transistor eine ziemlich strenge Verbindung zum Basisstrom – bei konstanter Spannung arbeitet er im Emitterfolgermodus und bei der variablen Komponente handelt es sich um eine Kaskade mit gemeinsamer Basis. Der Gewinn an Wechselspannung ist jedoch nicht groß. Die Hauptlast der Amplitudenerhöhung liegt noch immer auf der letzten Stufe der NA und es werden immer noch höhere Anforderungen an die Parameter der verwendeten Transistoren gestellt. In der Endstufe kommt ein auf den Kondensatoren C16 und C17 organisierter Spannungsverstärker zum Einsatz, der eine deutliche Steigerung der Effizienz ermöglicht.
Unter Berücksichtigung der Nuancen dieses Verstärkers und des Wunsches, eine traditionelle Ausgangsstufe zu verwenden, wurde das nächste Modell geschaffen – Stormm AB.CIR. Das schematische Diagramm ist in Abbildung 62 dargestellt.
Abbildung 62 (VERGRÖSSERT)
Um die Effizienz zu steigern, verwendet dieser Verstärker eine erdfreie Stromversorgung für die UNA, ein Integrator an X2 wird hinzugefügt, um automatisch Null am Ausgang beizubehalten, und eine Anpassung des Ruhestroms (R59) der letzten Stufe der UNA wird ebenfalls eingeführt . All dies ermöglichte es, die an den Transistoren der Differenzstufe abgegebene Wärmeleistung auf das Niveau von 18 mW zu reduzieren. In dieser Ausführungsform wurde der Überlastschutz des Lynx-16-Verstärkers verwendet (es wird angenommen, dass Q23 den Thyristor steuert, der wiederum die Optokoppler-Anschlussstifte T4 und T5 steuert). Darüber hinaus verwendet der neueste Verstärker einen anderen, nicht ganz traditionellen Ansatz: Hochleistungskondensatoren werden parallel zu den Widerständen R26 und R27 installiert, wodurch die Verstärkung dieser Stufe deutlich erhöht werden konnte. Dass es Widerstände in den Emitterkreisen gibt, ist kein Geheimnis Wird zur thermischen Stabilisierung verwendet und je größer der Wert dieses Widerstands ist, desto thermisch stabiler wird die Kaskade sein, aber die Kaskadenverstärkung wird proportional reduziert. Da dieser Abschnitt recht kritisch ist, müssen die Kondensatoren C15 und C16 als Kondensatoren verwendet werden, die sich schnell genug aufladen lassen. Herkömmliche Elektrolyte (TK oder SK) führen aufgrund ihrer Trägheit nur zu zusätzlichen Verzerrungen, die in der Computertechnik eingesetzten Kondensatoren, oft auch als gepulste (WL) bezeichnet, meistern die ihnen übertragenen Aufgaben perfekt(Abbildung 63).
Abbildung 63
All diese Änderungen ermöglichten es, die thermische Stabilität zu erhöhen und den THD-Wert erheblich zu senken (Sie können dies überprüfen und den Grad der thermischen Stabilität selbst überprüfen).
Das schematische Diagramm für die Zwei-Block-Version ist in Abbildung 64, Modell Stormm_BIP.CIR, dargestellt
Abbildung 64 (VERGRÖSSERT)
Der Name STORM wurde für die Möglichkeit gegeben, die Versorgungsspannung schmerzlos auf +-135 zu erhöhen, was es wiederum ermöglicht, den Verstärker über separate Schalter in die Klasse G oder H zu überführen, und das ist eine Leistung von bis zu 2000 W . Tatsächlich lässt sich der VP-2006-Verstärker auch gut in diese Klassen übersetzen; genauer gesagt wurde der Vorgänger für die Klasse H konzipiert, aber da solche hohen Leistungen im Alltag praktisch nicht benötigt werden und das Potenzial in dieser Schaltung recht gut ist, werden die Schalter eingesetzt wurden entfernt und eine reine Klasse AB erschien.
HOLTON-VERSTÄRKER
Das Prinzip der Aufteilung der Verlustleistung einer Differenzstufe wird auch im recht beliebten Holton-Verstärker verwendet, dessen Schaltplan in Abbildung 65 dargestellt ist.
Abbildung 65 (VERGRÖSSERT)
Das Verstärkermodell befindet sich in der Datei HOLTON_bip.CIR. Sie unterscheidet sich von der klassischen Version durch die Verwendung von Bipolartransistoren als Endstufe, daher wird dringend empfohlen, als vorletzte Stufe Feldeffekttransistoren zu verwenden.
Auch die Werte der Widerstände R3, R5, R6, R7, R8 wurden leicht angepasst und die Zenerdiode D3 durch eine mit höherer Spannung ersetzt. All diese Ersetzungen werden durch die Notwendigkeit verursacht, den Ruhestrom der Differenzstufe auf ein Niveau zurückzubringen, das minimale Verzerrungen gewährleistet und die Verlustleistung gleichmäßiger verteilt. Bei Verwendung eines Verstärkers mit einer geringeren Stromversorgung als bei diesem Modell ist es erforderlich, die angegebenen Elemente so auszuwählen, dass der erforderliche Ruhestrom der Differenzstufe wieder zurückkehrt.
Zu den Merkmalen des Schaltungsdesigns gehören ein Stromgenerator in der Differentialkaskade und die Symmetrie des Eingangssignals in Bezug auf das Rückkopplungssignal. Wenn Sie den UNA über eine separate Stromquelle mit Strom versorgen, können Sie eine wirklich maximale Ausgangsleistung erzielen.
Das Aussehen des fertigen Verstärkers (300-W-Version mit bipolarem Ausgang) ist in den Abbildungen 66 und 67 dargestellt.
Abbildung 66
Abbildung 67
FAST NATALY
Hierbei handelt es sich um eine eher vereinfachte Version des hochwertigen NATALY-Verstärkers, allerdings erwiesen sich die Parameter der vereinfachten Version als recht gut. Modell in der Datei Nataly_BIP.CIR, Schaltplan in Abbildung 68.
Abbildung 68 (VERGRÖSSERT)
Sukhovs Remix, weil es sich um den gleichen VV-Verstärker von N. Sukhov handelt, nur dass er nach einer symmetrischen Schaltung hergestellt ist und vollständig importierte Geräte verwendet. Schematische Darstellung in Abbildung 69, Modell in der Datei Suhov_sim_BIP.CIR.
Abbildung 69 (VERGRÖSSERT)
Auf dieses Modell möchte ich etwas näher eingehen, da es in Metall eingebettet war (Abbildung 69-1).
Abbildung 69-1
Schon mit bloßem Auge kann man erkennen, dass die UN etwas eigenartig aussieht – auf der Oberseite sind Teile angelötet, deren Zweck es zu erklären lohnt. Sie sollen diesen Verstärker beruhigen, der sich als sehr anfällig für Unruhe erwies.
Es gelang ihm übrigens nicht, ihn vollständig zu beruhigen. Stabilität tritt nur bei einem Ruhestrom der Endstufe in der Größenordnung von 150 mA auf. Der Klang ist überhaupt nicht schlecht, das Zifferblatt-THD-Messgerät, das einen Grenzwert von 0,1 % hat, zeigt praktisch keine Lebenszeichen und die berechneten Werte sind auch sehr indikativ (Abbildung 69-2), aber die Realität spricht für etwas Ganz anders - entweder ist eine gravierende Überarbeitung der Platine erforderlich, bei der die meisten Platinen-Layout-Empfehlungen befolgt wurden, oder dieses Schaltungsdesign wurde aufgegeben.
Abbildung 69-2
Sollte ich sagen, dass dieser Verstärker ein Fehlschlag war? Es ist möglich, natürlich ist es möglich, aber DIESER Verstärker ist ein Beispiel dafür, dass die Modellierung weit von der Realität entfernt ist und ein echter Verstärker erheblich vom Modell abweichen kann.
Daher wird dieser Verstärker als Puzzle abgeschrieben und ihm werden mehrere weitere hinzugefügt, die zusammen mit derselben UN verwendet wurden.
Die vorgeschlagenen Optionen verfügen über eine letzte Kaskade, die mit einem eigenen OOS arbeitet, d. h. ein eigenes Café haben. Verstärkung, die es Ihnen ermöglicht, die Verstärkung des UA selbst zu reduzieren und dadurch den THD-Pegel zu reduzieren.
Abbildung 69-3 Schematische Darstellung eines Verstärkers mit bipolarer Endstufe (VERGRÖSSERT)
Abbildung 69-4 THD-Schaltungen aus Abbildung 69-3
Abbildung 69-4 Schaltplan mit Feldeffekt-Ausgangsstufe (VERGRÖSSERT)
Abbildung 69-6 THD-Schaltungen aus Abbildung 69-5
Kleinere Modifikationen, die Einführung eines Pufferverstärkers auf Basis eines guten Operationsverstärkers mit Repeatern zur Erhöhung der Belastbarkeit, wirkten sich sehr positiv auf die Parameter dieses Verstärkers aus, der zudem mit einem symmetrischen Eingang ausgestattet war. Modell VL_POL.CIR, Schaltplan in Abbildung 70. Modelle VL_bip.CIR – bipolare Version und VL_komb.CIR – mit Außendienstmitarbeitern in der vorletzten Kaskade.
Abbildung 70 (VERGRÖSSERT)
Ein recht beliebter Verstärker, das Modell der Originalversion machte jedoch keinen Eindruck (Datei OM.CIR), daher wurden bei der Verfeinerung des UN für das vorgeschlagene Design einige Änderungen vorgenommen. Die Ergebnisse der Änderung können anhand der Datei mit dem Modell OM_bip.CIR eingesehen werden, der Schaltplan ist in Abbildung 71 dargestellt.
Abbildung 71 (VERGRÖSSERT)
TRANSISTOREN
Die Modelle verwenden Transistoren, die möglicherweise nicht überall verfügbar sind. Daher wäre es unfair, den Artikel nicht mit einer Liste von Transistoren zu ergänzen, die in echten Verstärkern verwendet werden können.
| NAME, STRUKTUR | U ke, V |
ICH k, A |
H 21 |
F 1, MHz |
P k, W |
||
TO-220 (Formation) |
|||||||
TO-220 (Formation) |
|||||||
TO-220 (Formation) |
|||||||
Mit den Referenzdaten scheint jedoch alles klar zu sein ...
Der allgemeine Wettlauf um Profit verursacht Probleme nicht nur auf der Ebene des Einzelhandels in einem Marktstand, sondern auch in seriösen Unternehmen. Die Lizenz für die Veröffentlichung von IRFP240-IRFP920 wurde von der Vishay Siliconix Corporation erworben und diese Transistoren unterscheiden sich bereits von den zuvor hergestellten ICH International R Gleichrichter. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Verstärkung der Transistoren selbst innerhalb derselben Charge erheblich variiert. Natürlich wird es nicht möglich sein herauszufinden, warum die Qualität abgenommen hat (Verschlechterung des technologischen Prozesses oder Ablehnung des russischen Marktes), also müssen Sie das verwenden, was Sie haben, und daraus auswählen, was geeignet ist.
Idealerweise sollten Sie natürlich sowohl die maximale Spannung als auch den maximalen Strom überprüfen, aber der Hauptparameter für den Verstärkerbauer ist der Verstärkungskoeffizient und er ist besonders wichtig, wenn mehrere parallel geschaltete Transistoren verwendet werden.
Natürlich können Sie den Verstärkungsmesser verwenden, der in fast jedem Digitalmultimeter vorhanden ist, aber es gibt nur ein Problem: Bei Transistoren mittlerer und hoher Leistung hängt die Verstärkung stark vom Strom ab, der durch den Kollektor fließt. Bei Multimetern beträgt der Kollektorstrom im Transistortester einige Milliampere und seine Verwendung für Transistoren mittlerer und hoher Leistung kommt einer Schätzung auf Kaffeesatz gleich.
Aus diesem Grund wurde ein Stand zur Ablehnung von Leistungstransistoren zusammengestellt, nicht einmal zur Ablehnung, sondern zur Auswahl. Das schematische Diagramm des Standes ist in Abbildung 72 dargestellt, das Erscheinungsbild ist in Abbildung 73 dargestellt. Der Ständer dient dazu Auswahl von Transistoren mit demselben Verstärkungskoeffizienten, aber nicht, um den Wert von h 21 herauszufinden.
Abbildung 73
Abbildung 74
Der Stand war innerhalb von drei Stunden aufgebaut und nutzte im wahrsten Sinne des Wortes das, was in der „ANTIQUES“-Box herumlag, also etwas, das selbst für einen unerfahrenen Löter nicht schwer zu finden ist.
Anzeige - Füllstandsanzeige eines Spulen-Tonbandgeräts, Typ M68502. An der Klebestelle der oberen und unteren Abdeckung wurde der Anzeiger geöffnet, die Normskala entfernt und stattdessen eine Skala aufgeklebt, die mit einem DOK-Dokument ausgedruckt werden kann und Hinweise zum Wechsel der Betriebsarten enthält. Die Sektoren sind mit farbigen Markierungen ausgefüllt. Anschließend wurden die Blinkerabdeckungen mit Sekundenkleber zusammengeklebt (Abbildung 75).
Abbildung 75
Kippschalter sind im Wesentlichen alle Kippschalter mit zwei festen Positionen, und einer davon MUSS ZWEI Schaltgruppen haben.
Diodenbrücke VD10 – jede Diodenbrücke mit einem maximalen Strom von mindestens 2 A.
Netztransformator – jeder Transformator mit einer Leistung von mindestens 15 W und einer Wechselspannung von 16...18 V (die Spannung am Eingang des KRENK muss 22...26 V betragen, der KREN muss an einen Heizkörper angeschlossen werden und am besten mit einer guten Fläche).
C1 und C2 verfügen über eine ausreichend große Kapazität, die garantiert, dass die Nadel während der Messung nicht wackelt. C1 für Spannung 25 V, C2 für 35 oder 50 V.
Die Widerstände R6 und R7 werden durch eine Glimmerdichtung an den Kühler gedrückt, auf dem der KRENK montiert ist, großzügig mit Wärmeleitpaste bestrichen und mit selbstschneidenden Schrauben mit einem Glasfaserstreifen verpresst.
Am interessantesten ist das Design der Klemmen zum Verbinden der Anschlüsse der untersuchten Transistoren. Zur Herstellung dieses Steckers war ein Streifen Glasfaserfolie erforderlich, in den im Abstand vom Transistorausgang des TO-247-Gehäuses Löcher gebohrt und die Folie mit einem Büroschneider geschnitten wurde. Drei Messer des SCART-MAMA-Fernsehanschlusses wurden in die Löcher auf der Folienseite eingeschweißt. Die Messer waren fast fest zusammengefaltet (Abbildung 76).
Abbildung 76
Der Abstand „L“ ist so gewählt, dass die Gehäuse der Transistoren TO-247 (IRFP240-IRFP9240) und TO-3 (2SA1943-2SC5200) auf dem Befestigungsstift platziert werden.
Abbildung 77
Die Verwendung des Ständers ist ganz einfach:
Bei der Auswahl von Feldeffekttransistoren wird der Modus eingestellt MOSFET und der Typ des Transistors wird ausgewählt – mit einem N-Kanal oder einem P-Kanal. Dann wird der Transistor auf den Stift gesteckt und seine Anschlüsse an die Kontaktmesser des Steckers angelegt. Dann nennen wir es einen variablen Widerstand KALIBRIERUNG, wird der Pfeil auf die mittlere Position gestellt (was einem durch den Transistor fließenden Strom von 350-500 mA entspricht). Als nächstes wird der Transistor entfernt und der nächste Kandidat für die Verwendung im Verstärker an seiner Stelle installiert und die Position des Pfeils wird gespeichert. Als nächstes wird der dritte Kandidat installiert. Wenn der Pfeil auf die gleiche Weise abweicht wie beim ersten Transistor, können der erste und der dritte als einfach betrachtet werden und die Transistoren können entsprechend ihrem Verstärkungskoeffizienten ausgewählt werden. Wenn der Pfeil am dritten Transistor genauso abweicht wie am zweiten und ihre Messwerte vom ersten abweichen, wird eine Neukalibrierung durchgeführt, d.h. Durch Zurücksetzen des Pfeils in die mittlere Position gelten nun der zweite und dritte Transistor als grundlegend, und der erste ist für diese Sortiercharge nicht geeignet. Es ist zu beachten, dass es in einer Charge recht viele identische Transistoren gibt, es besteht jedoch die Möglichkeit, dass eine Neukalibrierung erforderlich sein kann, selbst wenn eine beträchtliche Anzahl von Transistoren ausgewählt wurde.
Abbildung 78
Transistoren anderer Struktur werden auf die gleiche Weise ausgewählt, nur indem der rechte Kippschalter in die Position geschaltet wird P-KANAL.
Um Bipolartransistoren zu überprüfen, schalten Sie den linken Kippschalter in die Position BIPOLAR(Abbildung 79).
Abbildung 79
Abschließend bleibt noch hinzuzufügen, dass man mit einem Ständer in der Hand nicht umhin konnte, die Kaffeeverstärkung der Toshiba-Produkte (2SA1943 und 2SC5200) zu überprüfen.
Das Ergebnis der Inspektion ist ziemlich traurig. Die Speichertransistoren wurden in vier Teile einer Charge gruppiert, da sie für den persönlichen Gebrauch am praktischsten sind. Verstärker werden hauptsächlich für entweder 300 W (zwei Paare) oder 600 W (vier Paare) bestellt. SIEBEN (!) Quadrupel wurden getestet und nur in einem Quadrupel mit Direkttransistoren und in zwei Quadrupeln mit Umkehrtransistoren war die Verstärkung nahezu gleich, d. h. Nach der Kalibrierung weicht der Pfeil maximal 0,5 mm von der Mitte ab. Bei den übrigen Vierern gab es immer eine Instanz mit entweder höherem oder niedrigerem Verstärkungskoeffizienten, die nicht mehr für die Parallelschaltung geeignet war (Abweichung um mehr als 1,5 mm). Die Transistoren wurden im Februar-März dieses Jahres gekauft, da der Kauf des letzten Jahres im November endete.
Die Angabe der Abweichungen in mm ist zum besseren Verständnis rein bedingt. Bei Verwendung eines Indikators des oben angegebenen Typs, eines Widerstands R3 von 0,5 Ohm (zwei parallel geschaltete 1-Ohm-Widerstände) und der Position des Indikatorpfeils in der Mitte betrug der Kollektorstrom 374 mA und mit einer Abweichung von 2 mm es waren 338 mA und 407 mA. Mit einfachen Rechenoperationen können wir berechnen, dass die Abweichungen des fließenden Stroms im ersten Fall 374 - 338 = 36 und im zweiten 407 - 374 = 33 betragen, was etwas weniger als 10 % ist, was nicht mehr geeignet ist Parallelschaltung von Transistoren.
LEITERPLATTEN
Leiterplatten sind nicht für alle genannten Verstärker erhältlich, da die Bearbeitung der Leiterplatten recht viel Zeit in Anspruch nimmt + auch die Montage zur Überprüfung der Funktionalität und Erkennung von Einbaunuancen. Nachfolgend finden Sie daher eine Liste der verfügbaren Boards im LAY-Format, die von Zeit zu Zeit aktualisiert wird.
Hinzugefügte Leiterplatten oder neue Modelle können entweder über die Links heruntergeladen werden, die diese Seite ergänzen:
Gedruckte Platten im Lay-Format |
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| MIKROKAPPE 8, enthält alle in diesem Artikel erwähnten Modelle im Ordner SHEMS, außer dies im Ordner Lebenslauf mehrere Beispiele für Filter zum Erstellen von „Farbmusik“ im Ordner EQ mehrere Filtermodelle zum Bau von Equalizern. | |
| Ausgangsstufenplatine |
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