Svetshjälmar av kameleonttyp heter så eftersom ljusfiltret automatiskt ändrar graden av mörker beroende på ljusflödets intensitet. Detta är mycket bekvämare än en vanlig sköld eller en gammal typ av mask med ett utbytbart filter. Efter att ha satt på kameleonten kan du tydligt se allt redan innan du börjar svetsa: filtret är nästan genomskinligt och stör inte ditt arbete. När ljusbågen antänds mörknar den på några sekunder, vilket skyddar dina ögon från brännskador. Efter att bågen slocknat blir den genomskinlig igen. Du kan utföra alla nödvändiga manipulationer utan att ta bort masken, vilket är mycket bekvämare än att höja och sänka skyddsskärmen och mycket bättre än att hålla skölden i handen. Men ett brett urval av olika prissatta varor kan vara förvirrande: vad är skillnaden och vilken är bättre? Vi berättar hur du väljer en kameleontmask nedan.
Kameleontsvetsmasker finns i en mängd olika. Att välja är inte en lätt uppgift alls. Dessutom är det inte så mycket utseendet som är viktigt, utan kvalitetsindikatorerna
Ljusfilter i en kameleont: vad är det och vilket är bättre
Det där lilla glaset som är installerat på svetshjälmen är ett verkligt mirakel av vetenskap och teknik. Den innehåller de senaste landvinningarna inom optik, mikroelektronik, flytande kristaller och solenergi. Detta är "glaset". Faktum är att detta är en hel tårta i flera lager, som består av följande element:
Den främsta och största fördelen med en kameleontsvetsmask är att även om den inte hade tid att arbeta, kommer den inte att släppa in ultraviolett och infraröd strålning (om masken sänktes). Och graden av skydd mot dessa skadliga effekter beror inte på något sätt på inställningarna. I alla fall och med alla inställningar är du skyddad från dessa typer av skadlig påverkan.
Men detta är bara om "pajen" innehåller lämpliga filter och de är av rätt kvalitet. Eftersom det är omöjligt att kontrollera detta utan speciella enheter måste du förlita dig på certifikat. Och masker måste ha dem. Dessutom kan endast två centra utfärda dem på Rysslands territorium: VNIIS och Federal State Budgetary Institution vid All-Russian Research Institute of Labor Protection and Economics. För att vara säker på att certifikatet är äkta kan dess nummer hittas på den officiella webbplatsen för Federal Service for Accreditation på denna länk.
Detta är ett formulär på Rossaccreditations webbplats för kontroll av certifikatet. Du kan bara fylla i numret och lämna alla andra fält tomma (för att öka storleken på bilden, högerklicka på den)
Certifikatnumret skrivs in i lämpligt fält och du får giltighetsdatum, information om sökanden och tillverkaren. En liten notering: förkortningen RPE står för "optisk personlig skyddsutrustning." Det är vad en svetsmask kallas på byråkratiskt språk.
Om ett sådant certifikat finns visas följande meddelande. Genom att klicka på länken ser du certifikatets text (för att förstora bildstorleken, högerklicka på den)
Det viktigaste är att du ser till att denna produkt (jämför förresten både namn och modell) är säker för din hälsa.
Du kanske är intresserad,
Klassificering av automatiska svetsfilter
Eftersom ljusfiltret och dess kvalitet är nyckelelementet i denna produkt bör du börja välja en kameleontmask med det. Alla dess indikatorer är klassificerade enligt EN379-standarden och måste visas på dess yta genom en bråkdel.
Låt oss nu titta närmare på vad som döljer sig bakom dessa siffror och vad de borde vara. Varje position kan innehålla ett nummer från 1, 2, 3. Följaktligen är "1" det bästa alternativet - första klass, "3" är sämst - tredje klass. Låt oss nu prata om vilken position som visar vilken egenskap och vad det betyder.
Förklaring av EN37-klassificering
Optisk klass
Det återspeglar hur tydligt och utan förvrängning bilden kommer att vara synlig för dig genom filtret. Beror på kvaliteten på det skyddsglas (film) som används och byggkvaliteten. Om "1" kommer först blir distorsionen minimal. Om värdena är högre kommer du att se allt som genom ett krokigt glas.
Ljusspridning
Beror på renheten och kvaliteten på de optiska kristallerna som används. Visar graden av "turbiditet" för den överförda bilden. Du kan jämföra det med vått bilglas: så länge det inte finns någon mötande trafik stör dropparna knappt. Så fort en ljuskälla dyker upp blir allt suddigt. För att undvika denna effekt är det nödvändigt att den andra positionen är "1".
Enhetlighet eller homogenitet
Visar hur jämnt filtret är skuggat i olika delar. Om det finns en enhet i den tredje positionen kan skillnaden inte vara mer än 0,1 DIN, 2 - 0,2 DIN, 3 - 0,3 DIN. Det är klart att det blir bekvämare med enhetlig mörkning.
Vinkelberoende
Återspeglar dämpningens beroende av betraktningsvinkeln. Även här är det bästa värdet "1" - den första klassen ändrar mörkningen med högst 1 DIN, den andra med 2 DIN och den tredje med 3 DIN.
Så här ser skillnaden mellan en högkvalitativ mask och ett inte så bra filter ut i verkligheten.
Av allt detta är det tydligt att ju fler enheter i filterkaraktäristiken, desto bekvämare kommer du att arbeta i en mask. Detta är vad du behöver fokusera på när du väljer en kameleontsvetsmask. Proffs föredrar åtminstone följande parametrar: 1/1/1/2. Sådana masker är dyra, men även efter att ha arbetat under lång tid kommer dina ögon inte att bli trötta i dem.
Amatörsvetsare, för tillfälligt arbete, klarar sig med enklare filter, men klass 3 anses vara ett minne blott. Därför är det förmodligen inte värt att köpa masker med sådana filter.
Och ett ögonblick. Säljare brukar kalla hela denna klassificering med en term "Optisk klass". Det är bara det att denna formulering ganska exakt återspeglar essensen av alla egenskaper.
Det finns flera kameleontinställningar som låter dig justera dimningsläget för en given situation. De kan placeras inuti, på ljusfiltret, eller så kan de placeras utanför i form av handtag till vänster på maskens sidoyta. Det här är följande parametrar:
Kameleontmask hur man väljer
Utöver filterparametrarna finns det många andra inställningar och funktioner som kan påverka valet.
- Antal ljusbågsdetektionssensorer. Det kan vara 2, 3 eller 4. De reagerar på utseendet av en båge. Visuellt kan de ses på maskens frontpanel. Dessa är små runda eller fyrkantiga "fönster" på filtrets yta. För amatörbruk räcker 2 stycken, för proffs - ju fler, desto bättre: om några blockeras (blockerade av något föremål när man svetsar i en svår position), kommer resten att reagera.
- Filtrets svarshastighet. Spridningen av parametrar här är stor - från tiotals till hundratals mikrosekunder. När du väljer en mask för hemmasvetsning, borra en vars kameleont kommer att mörkna senast 100 mikrosekunder. För proffs är tiden mindre: 50 mikrosekunder. Ibland märker vi inte ljuseffekter, men deras resultat är trötta ögon och proffs behöver dem hela dagen. Så kraven är hårdare.
- Filterstorlekar. Ju större glas, desto mer synlighet får du. Men storleken på ljusfiltret påverkar i hög grad kostnaden för masken.
- Jämn eller stegvis justering av mörkhetsgraden. Bättre - slät. Om filtret mörknar/ljusnar periodvis blir du snabbt trött. Dessutom kan det börja "blinka" på grund av bländning, vilket inte kommer att glädja dig.
- Initial nyansnivå och justeringsområde. Ju lättare filtret är i sitt ursprungliga tillstånd, desto bättre kommer du att kunna se innan svetsningen påbörjas. Det är också önskvärt att ha två dimområden: i små grader upp till 8DIN vid arbete med argon eller vid manuell bågsvetsning i dålig belysning. Dessutom kan en äldre person behöva mindre mörkläggning. och i bra ljus krävs en ljusreglering på upp till 13 DIN. Så det är bättre om det finns två lägen: 5-8DIN/8-13DIN.
- Strömförsörjning. De flesta automatiskt mörkande svetshjälmar har två typer av strömförsörjning: sol- och litiumbatterier. Denna kombinerade kraftkälla är den mest pålitliga. Men samtidigt måste litiumbatterifacket öppnas för att göra det möjligt att byta ut trasiga batterier. Vissa billiga masker har inbyggda batterier: du kan bara ta bort dem genom att skära av plasten (vilket våra hantverkare ibland gör).
- Vikt. Masker kan väga från 0,8 kg till 3 kg. Om du måste bära en vikt på tre kilo på huvudet i sju eller åtta timmar, kommer halsen och huvudet att kännas som trä i slutet av skiftet. För amatörsvetsning är denna parameter inte särskilt kritisk, även om det inte heller är bekvämt att arbeta i en tung mask.
- Lätt att fästa på huvudet. Det finns två system för att fästa pannbandet och själva skölden, men för dessa masker är de nästan oviktiga: du behöver inte höja/sänka masken varje gång. Det kan utelämnas under hela arbetet. Det som spelar roll är hur många justeringar det finns och hur tätt de gör att du kan passa pannbandet. Det är också viktigt att alla dessa remmar inte trycker eller skaver, så att svetsaren är bekväm.
- Det finns en justering som gör att du kan flytta skölden bort från ansiktet. Detta är viktigt om du behöver glasögon för normal syn. Sedan måste skölden flyttas bort från ditt ansikte för att rymma dina linser.
Bland de användbara, men valfria lägena, finns det också möjligheten att byta maki från svetsläge till slipläge. Med denna omkopplare stänger du faktiskt av strömmen till ljusfiltret, din mask blir en vanlig sköld.
Varumärken och tillverkare
Du vet hur man väljer en kameleontmask för svetsning, men hur man navigerar bland massan av tillverkare? I verkligheten är allt inte särskilt svårt. Det finns pålitliga varumärken som alltid levererar högkvalitativa produkter och bekräftar sina garantiåtaganden. Här är inte särskilt många av dem:
- SPEEDGLAS från Sverige;
- OPTREL från Schweiz;
- BALDER från Slovenien;
- OTOS från Sydkorea;
- TECMEN från Kina (bli inte förvånad, maskerna är riktigt bra).
Att välja en kameleontmask för hemmabruk är inte lätt. Å ena sidan måste det vara av hög kvalitet, men uppenbarligen har inte alla råd att betala 15-20 tusen för det, och det är inte lönsamt. Därför måste vi glömma europeiska tillverkare. De producerar åtminstone bra masker, men deras priser är inte mindre än $70.
Det finns många kinesiska masker på marknaden till mycket låg kostnad. Men att köpa dem är riskabelt. Om du behöver ett beprövat kinesiskt varumärke är detta TECMEN. De har faktiskt certifierade kameleontmasker av fabrikskvalitet. Modellutbudet är ganska brett, priserna varierar från 3 tusen rubel till 13 tusen rubel. Det finns filter av första klass (1/1/1/2) och lite sämre, med alla inställningar och justeringar. Efter uppdateringen har även den billigaste masken för 3 000 rubel (TECMEN DF-715S 9-13 TM8) ett utbytbart batteri, en rensningsfördröjning på 0,1 till 1 sekund, smidig justering och ett "slipande" driftläge. Bilden nedan visar dess tekniska egenskaper. Det är svårt att tro, men det kostar bara 2990 rubel.
Ägare talar väl om Resanta svetshjälmar. Det finns inte så många modeller, men MS-1, MS-2 och MS-3 är ett bra val för lite pengar (från 2 tusen rubel till 3 tusen rubel).
Resanta MS-1 och MS-3 masker har smidig justering, vilket utan tvekan är bekvämare. Men kameleonten MC-1 har inga känslighetsjusteringar. Det är osannolikt att de passar proffs, men är ganska lämpliga för hemmabruk.
Tekniska egenskaper hos Resanta kameleontmasker
Det sydkoreanska företaget OTOS producerar mycket bra masker. Dess priser är något högre än de som anges ovan, men det finns två relativt billiga modeller: OTOS MACH II (W-21VW) för 8 700 rubel och ACE-W i45gw (Infotrack™) för 13 690 rubel.
Tekniska egenskaper hos OTOS MACH II W-21VW denna kameleontmask är ett värdigt val även för professionellt bruk
Manövrering av svetskameleonten
Huvudkravet för att ta hand om masken: ljusfiltret måste tas om hand: det är lätt att repa. Därför kan du inte lägga masken med framsidan nedåt. Den bör endast torkas av med en helt ren och mjuk trasa. Om det behövs kan du fukta trasan med rent vatten. Torka INTE med alkohol eller andra lösningsmedel: filtret är täckt med en skyddande film som löser sig i dessa vätskor.
Det finns ytterligare en egenskap hos alla svetskameleoner: de börjar "bromsa" vid låga temperaturer. Det vill säga, de fungerar med en fördröjning, och i båda riktningarna - både för mörkare och för ljusning. Denna funktion är mycket obehaglig, så du kommer inte att kunna arbeta normalt i dem på vintern, även om driftstemperaturen är specificerad som -10°C, som på TECMEN DF-715S 9-13 TM8. Redan vid -5° kan allt inte mörkna i tid. Så i detta avseende visade sig OTOS vara mer ärlig, vilket indikerar starttemperaturen från -5°C.
Slutligen, se videon om hur man väljer en kameleontmask för svetsning.
De gav mig en etaltech et8f automatisk svetsmask med ett klagomål - den var instabil. Tyvärr tog jag inte ett foto av det, det är så här, bara klistermärket är annorlunda:
Låt oss titta på instruktionerna:
Det står svart på vitt att den körs på solpaneler. Jag öppnar den och...
Två litiumbatterier, tätt förslutna i kortet. Så mycket för solpaneler... Tyvärr finns det inga maskdiagram på Internet. På tavlan står det artotic s777f - Detta är en kinesisk tillverkare av dessa masker, som vanligt, en stor kinesisk fabrik nitar produkterna, men vi märker bara märket - Corvette, etalon, kraton, caliber...
Litiumbatterier är seriekopplade och går genom en diod till VCC-bussen. Kortet har en 27L2C operationsförstärkare, två fyrkantiga tvåkanaliga analoga multiplexorer BU4551BF och en HCF4047 multivibrator. Jag omvände kretsen lite, ofta hade jag det här uttrycket i ansiktet: Åh, men jag lyckades förstå något.
Ström tillförs alltid multiplexorerna från VCC. Eftersom de är CMOS förbrukar de bara ström under byte. Solbatteriet är kopplat till transistorns bas så att när det är ljus öppnas transistorn och ström tillförs operationsförstärkaren genom transistorn med VCC genom ett filter. Masken har två variabla inställningsmotstånd - mörkhetsgrad och känslighet. Det finns två omkopplare inuti – svetsslipningsläget och hastigheten på glastillväxten efter att ljusbågen stannar. Två parallellkopplade fotodioder används som sensorer. Dessutom kortsluter de i "skärpningsläget" och sitter på marken. Det visar sig att solbatteriet endast används som en sensor. Efter 2-3-5 år kommer batterierna att bli sura och masken kommer att slängas, köpa en ny. Det är så kineserna skickligt säkerställer ett konstant flöde av beställningar. Det finns inga jonistorer eller laddningskretsar.
Vad mer fick vi reda på? Glas är en dubbel sandwich av LCD-filter, det vill säga två glas används för garanterad skuggning. Visserligen är kvaliteten på glaset inte hög och jag såg tydligt skillnad i skuggning mellan mitten och kanterna. Glaset är kopplat mellan utgångarna Q och!Q på multivibratorn 4047. Samtidigt finns det en fyrkantsvåg på glaset, vars amplitud är graden av skuggning. När graden av skuggning ändras från minimum till maximum ändras meanderns amplitud från 4,2V till 6V. För att implementera detta knepiga trick ändras spänningen vid multivibratorns strömingång. Varför driva glaset med en rektangulär spänning - jag vet inte om man ska minska polarisationsfenomenet eller för något annat. Jag försökte leka med glaset bara sådär, om det läggs spänning på det - det laddas som en behållare och när spänningen tas bort så försvinner det ganska länge - det borde ta 5-7 sekunder innan det blir genomskinligt.
UPD. Växelström för att driva LCD-filtret används för att eliminera fenomenet elektrolys; om du driver glaset med likström kommer med tiden en av de genomskinliga elektroderna att lösas upp. Matningsspänningen är annorlunda - för fubag optima 11 är glasmatningsspänningen 24V AC med en frekvens på 0,5 Hz.
Själva sensorerna är fotodioder i ett tonat plasthölje, designat för IR-strålning, så masken vägrade envist att utlösa en energibesparande lampa. Men den reagerade skarpt på en LCD-skärm, och fungerade bra med en glödlampa.
Det är allt. Med tanke på bristen på maskkontrollkretsar på Internet i allmänhet verkar det vara en intressant uppgift att sätta ihop en öppen källkodsmaskkontrollkrets på en mikrokontroller. Med normal laddning från ett solbatteri, smart signalbehandling från sensorer och en del extra funktioner. Till exempel, genom att automatiskt skugga tätt om temperaturen är under tröskeln, fungerar den fortfarande inte snabbt i kylan - så vi skuggar den helt och blir bara en svetsmask.
Man kom överens om att vid effekter över 600 W är det bättre att använda två-nivå strömförsörjning, vilket gör att du på allvar kan lossa utgångssteget och få mer effekt med färre sluttransistorer. Till att börja med är det värt att förklara vad det är - näring på två nivåer.
Vi hoppas att det inte finns något behov av att förklara vad en bipolär strömkälla är; samma alternativ kan kallas "kvadripolär", eftersom det finns 4 olika spänningar i förhållande till den gemensamma ledningen. Ett schematiskt diagram av en sådan källa visas i figur 1.
Bild 1.
Matningsspänningen måste dock tillföras slutsteget av förstärkaren, men vad händer om det finns 2 av dessa spänningar? Det stämmer - en extra styrkrets för samma strömförsörjning behövs. Enligt styrprincipen finns det 2 huvudklasser - G och H. De skiljer sig från varandra främst genom att klass G ändrar matningsspänningen i slutskedet smidigt, d.v.s. Effekttransistorerna i strömhanteringssystemet arbetar i förstärkningsläge, och i klass H tillförs strömbrytarna i strömhanteringssystemet stegvis, d.v.s. De är antingen helt stängda eller helt öppna...
Tidsdiagrammen visas i figurerna 2 och 3, i figur 2 - klass G, i figur 3 - klass H. Den blå linjen är utsignalen, de röda och gröna linjerna är matningsspänningen för slutsteget av effektförstärkaren .
Figur 2. 
Figur 3.
Vi verkar ha listat ut hur ström ska levereras till slutskedet, allt som återstår är att ta reda på vilken uppsättning element som ska göras detta med...
Låt oss först titta på klass H. Figur 5 visar ett schematiskt diagram av en effektförstärkare som arbetar i klass H.
Figur 4 FÖRSTORA.
Blått indikerar spänning och effekt för 4 Ohm belastning, rött för 8 Ohm belastning, figuren visar även den rekommenderade strömkällan. Som framgår av diagrammet består dess kärna av en typisk klass AB, men ström till förstärkaren tillförs från en högre spännings "gren" av strömförsörjningen, och påverkan av utsignalen på matningsspänningen för förstärkaren reduceras (motståndet R36, R37 reduceras, ibland måste värdet på dessa motstånd reduceras upp till 68 ohm, speciellt vid effekter över 1 kW), eftersom när "andra våningen" av ström ansluts, finns det en liten spik i utsignalen, som inte alla kan höra, men det påverkar kretsens stabilitet ganska allvarligt...
Effekten som tillförs slutstegen styrs av LM311-komporatorer, vars svarströskel regleras av trimmotstånd R73 och R77. För att ställa in den korrekt behöver du antingen MYCKET bra hörsel eller helst ett oscilloskop.
Efter komporatorerna finns transistordrivrutiner som fungerar direkt på portarna till mosfits av olika strukturer. Eftersom power control mosfits fungerar i switchläge är värmen som genereras av dem ganska låg; för dem är den maximala strömmen som flyter genom den öppna dräneringskällan-övergången mycket viktigare. För dessa ändamål använder vi transistorer IRFP240-IRFP9240 för förstärkare upp till 700 W, samma, men 2 parallella för effekter upp till 1 kW och IRF3710-IRF5210 för effekter över 1 kW.
Figur 5 visar ett schematiskt diagram av en effektförstärkare av klass H 1400 W. Kretsen skiljer sig från den tidigare versionen genom att slutsteget redan använder 6 par transistorer (en 1000 W förstärkare kräver 4 par), och effektkontrollomkopplarna är IRF3710 -IRF5210.
Figur 5. FÖRSTORA
Figur 6 visar ett schematiskt diagram av "Chameleon 600 G"-förstärkaren, som arbetar i klass G och med en uteffekt på upp till 600 W, både för en belastning på 4 ohm och 8 ohm. I huvudsak utförs kontrollen av "andra våningen" av strömförsörjningen av spänningsrepeaters av utsignalen, bara de förses först med en extra referensspänning på 18 volt, och så snart utspänningen närmar sig spänningen värdet på "första våningen" med mer än 18 volt, börjar repeatrarna leverera spänning från "andra våningen." Fördelen med denna kretsdesign är att det inte finns någon kopplingsstörningskaraktäristik för klass H, men att förbättra ljudkvaliteten kräver ganska allvarliga uppoffringar - antalet transistorer för att styra matningsspänningen för slutsteget måste vara lika med antalet sluttransistorer själva, och detta kommer att vara nästan vid OBR-gränsen, d.v.s. kräver ganska bra kylning.
Figur 6 FÖRSTORA
Figur 7 visar en förstärkarkrets för en effekt på upp till 1400 W, box G, som använder 6 par av både slut- och kontrolltransistorer (för effekter upp till 1000 W används 4 par)
Figur 7 FÖRSTORA
Tryckta kretskortritningar - full version - finns tillgängliga. Ritningar i lay-format, i jpg kommer lite senare...
De tekniska egenskaperna hos förstärkarna sammanfattas i tabellen:
| Parameternamn | Menande |
| Matningsspänning, V, inte längre två nivåer | |
| Maximal uteffekt i en 4 ohm belastning: MIND CHAMELEON 600 H MIND CHAMELEON 1000 H MIND CHAMELEON 1400 H MIND CHAMELEON 600 G MIND CHAMELEON 1000 G | |
| Ingångsspänningen regleras genom att välja resistor R22 och kan ställas in på standard 1 V. Det bör dock noteras att ju högre den inre förstärkningen är, desto högre är THD-nivån och sannolikheten för excitation. | |
| THD för klass H och uteffekt 1400 W inte längre THD för klass G och uteffekt 1400 W inte längre Vid uteffekt innan du slår på "andra våningen" av ström THD-nivån för båda förstärkarna överstiger inte | 0,1 % |
| Rekommenderad viloström för det sista steget på motstånd R32 eller R35 sätts spänningen till 0,2 V av motstånd R8 | |
| Rekommenderad viloström för terminaltransistorer på något av 0,33 Ohm motstånden ställs spänningen in på 0,25 V av motstånd R29 | |
| Det rekommenderas att justera skyddet på en riktig högtalare genom att ansluta ett 6 Ohm motstånd parallellt med högtalaren och uppnå en stabil glöd av VD7 LED vid 75 % av maxeffekten |
Tyvärr har denna förstärkare en nackdel - vid höga matningsspänningar börjar differentialsteget spontant värmas upp på grund av för mycket ström som flyter genom den. Att minska strömmen innebär ökad distorsion, vilket är högst oönskat. Därför användes användningen av kylflänsar för differentialstegstransistorer:
LÄS HELA MATERIALET OM KONSTRUKTION AV SEMMETRISK FÖRSTÄRKARE
Kursens läroplan
| Tidning nr. | Utbildningsmaterial |
| 17 | Föreläsning nr 1. De viktigaste målen och målen för Olympiadrörelsen i samband med modern utbildning i Ryssland. Historien om den kemiska olympiadens rörelse i Ryssland. Systemet med kemiska olympiader och kreativa tävlingar i Ryssland. De kemiska olympiadernas roll i utbildning och vetenskap.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.) |
| 18 | Föreläsning nr 2. Metodik för att förbereda och genomföra olympiader på olika nivåer. Organisation av kemi-olympiader: från enkla till komplexa. Förberedande, huvudsakliga och sista stadier av att organisera olympiaderna. Systemet av Olympiadskådespelare, deras roll.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.) |
| 19 | Föreläsning nr 3. Begreppsmässig grund för innehållet i Olympiadproblem. Ungefärligt innehållsprogram för olika stadier av kemiska olympiader: strikta gränser eller riktlinjer för förberedelser? Klassificering av Olympiadproblem. Mål för kemi-olympiaderna: från scen till scen, från omgång till omgång.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.) Test nr 1(förfallodatum: 25 november 2008) |
| 20 | Föreläsning nr 4. Metodik för att lösa problem som involverar en "kedja" av transformationer. Klassificering av problem med transformationsscheman. Taktik och strategi för att lösa olympiadproblem med "kedjor". |
| 21 | Föreläsning nr 5. Metoder för att lösa problem inom fysikalisk kemi (1). Problem inom termokemi. Problem med att använda begreppen "entropi" och "Gibbs energi".(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) |
| 22 | Föreläsning nr 6. Metoder för att lösa problem inom fysikalisk kemi (2). Problem med kemisk balans. Kinetikproblem.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) Test nr 2(förfallodatum – 30 december 2008) |
| 23 | Föreläsning nr 7. Metodologiska tillvägagångssätt för att utföra experimentella uppgifter. Klassificering av försöksomgångens uppgifter. Praktiska färdigheter som krävs för att framgångsrikt slutföra experimentella uppgifter.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) |
| 24 | Föreläsning nr 8. Metodologiska principer för att förbereda skolbarn för olympiader. Användning av modern pedagogisk teknik som förberedelse för olympiader på olika nivåer. Taktik och strategi för förberedelser och deltagande i olympiader. Lärarens mentors organisatoriska och metodiska arbete. Metodologiska tillvägagångssätt för att sammanställa olympiadproblem. Olympiader som ett sätt att förbättra kvalifikationerna för lärare-mentorer. Internetkommunikationens och medias roll i utbytet av undervisningserfarenhet.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.) |
| Slutarbete. En kortfattad rapport om slutarbetet, åtföljd av intyg från läroanstalten, ska skickas till Pedagogiska högskolan senast den 28 februari 2009 (Mer information om slutarbetet publiceras efter föreläsning nr 8.) |
|
I.A.TYULKOV,
O.V.ARKHANGELSKAYA,
M.V. PAVLOVA
FÖRELÄSNING nr 4
Metodik för att lösa problem,
involverar en "kedja" av transformationer
Klassificering av problem med transformationsscheman
I uppgifterna för den allryska kemi-olympiaden för skolbarn, i alla skeden och för alla åldersgrupper av deltagare, finns det alltid uppgifter med diagram över sekventiella omvandlingar av ett ämne till ett annat, som kännetecknar förhållandet mellan huvudklasserna av organisk och oorganiska ämnen. Ett flerstegsschema för att omvandla ett ämne till ett annat i en viss sekvens kallas ofta en "kedja". I en "kedja" kan vissa eller alla substanser vara krypterade.
För att slutföra dessa uppgifter behöver du känna till huvudklasserna av oorganiska och organiska föreningar, nomenklatur, laboratorie- och industrimetoder för deras framställning, kemiska egenskaper, inklusive produkter av termisk nedbrytning av ämnen och reaktionsmekanismer.
"Kedjor" är det optimala sättet att testa en stor mängd kunskap (nästan alla delar av allmän, oorganisk och organisk kemi) i ett problem.
Schema för omvandling av ämnen kan klassificeras enligt följande.
1) Efter objekt:
a) oorganiskt;
b) organisk;
c) blandad.
2) Efter typer eller mekanismer för reaktioner (detta gäller främst organisk kemi).
3)I form av en "kedja".
a) Alla ämnen anges utan att ange reaktionsförhållandena.
b) Alla eller vissa ämnen är krypterade med bokstäver. Olika bokstäver motsvarar olika ämnen, reaktionsförhållandena anges inte.
(I diagrammen kan pilarna riktas i vilken riktning som helst, ibland till och med i båda riktningarna. Dessutom är detta inte ett tecken på reversibilitet! Sådana reaktioner innehåller som regel olika reagens.)
c) Ämnena i diagrammet är helt eller delvis krypterade med bokstäver och reaktionsförhållandena eller reagenser anges.
d) I diagrammen anges i stället för ämnen de grundämnen som utgör ämnena i motsvarande oxidationstillstånd.
e) System där organiska ämnen krypteras i form av bruttoformler.
Scheman kan vara linjära, grenade, i form av en kvadrat eller annan polygon (tetraeder, kub, etc.).
Taktik och strategi för att lösa olympiadproblem med "kedjor"
I denna föreläsning kommer vi att hålla oss till klassificeringen av uppgifter enligt form presenteras i en "kedja" av sekventiella omvandlingar av ett ämne till ett annat.
För att korrekt lösa alla problem med att rita upp reaktionsekvationer enligt diagrammet måste du:
1) sätt siffror under eller ovanför pilarna - numrera reaktionsekvationerna, var uppmärksam vilken väg pilar riktas i kedjan av transformationer;
2) dechiffrera de ämnen som representeras av bokstäver, egenskaper eller grovformler (svaret bör vara motiverad, dvs. det är nödvändigt att inte bara skriva ner formlerna för de dekrypterade föreningarna, utan att ge detaljerade förklaringar av dekrypteringen);
3) skriv ner (under lämpliga siffror) alla reaktionsekvationer;
4) kontrollera noga om koefficienterna är korrekt inställda;
5) skriv eventuellt villkoren för reaktionerna.
Ett ämne kan omvandlas till ett annat på olika sätt. Till exempel kan CuO erhållas från Cu, Cu(OH)2, CuSO4, Cu(NO3)3, etc. Några korrekt lösning. För vissa problem ges alternativa lösningar.
Låt oss illustrera nästan alla typer av "kedjor" som ges i det regionala (III) skedet. Nivån på dessa uppgifter ligger nära programmet för dem som går in på kemiska universitet. Därför kommer dessa att vara exempel inte bara från uppsättningarna av regionala scener av den allryska olympiaden, utan också från inträdesprovkorten i kemi vid Moskvas statliga universitet. M.V. Lomonosov. Dessutom används uppgifter från de senaste årens olympiader som föregår dessa prov (till exempel från tävlingen "Conquer the Sparrow Hills" och Olympiaden "Lomonosov"). När man löser uppgifter där det finns krypterade ämnen ges detaljerade förklaringar för att dechiffrera en viss koppling.
Låt oss börja med de enklaste uppgifterna.
Alla ämnen anges utan att ange reaktionsförhållandena
Uppgift 1.
Fe 2 (SO 4) 3 -> FeI 2 -> Fe (OH) 2 -> Fe (OH) 3 -> Fe 2 O 3 -> Fe -> Fe 2 (SO 4) 3.
Lösning
Låt oss numrera kedjan:
För att utföra den första reaktionen behövs både ett reduktionsmedel och en förening som kan avlägsna sulfatjonen från reaktionssfären. Till exempel bariumjodid.
Den tredje reaktionen kräver ett oxidationsmedel. Det lämpligaste är väteperoxid, d.v.s. endast en reaktionsprodukt erhålls. Låt oss skriva reaktionsekvationerna.
1) Fe2 (SO4)3 + 3Bal2 = 2FeI2 + I2 + 3BaS04;
2) FeI2 + 2NaOH = Fe(OH)2 + 2NaI;
3) 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3;
4) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O;
5) Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3;
6) 2Fe + 6H2SO4 (50%) = Fe2 (SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.
Uppgift 2. Skriv reaktionsekvationer som motsvarar följande schema:
Lösning
1) CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl;
2) 5CH3COCH3 + 8KMnO4 + 12H2SO4 = 5CH3COOH + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2S04 + 17H2O;
3) 2CH3COOH + CaСO3 = (CH3COO)2Ca + H2O + CO2;
4) CH3COCH3 + 8NaMnO4 + 11 NaOH = CH3COONa + 8Na2MnO4 + Na2CO3 + 7H2O;
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.
Uppgift 3.
Skriv reaktionsekvationer som motsvarar följande schema:
Lösning
1) 2CuCl + Cl2 = 2CuCl2;
2) CuCl(fast) + 3HNO3 (konc.) = Cu(NO3)2 + HCl + NO2 + H2O;
3) Cu + 4HNO3 (konc.) = Cu(NO3)2 + 2N02 + 2H2O;
4) Cu + Cl2 = CuCl2;
5) 2Cl + 2NaOH + O2 = 2CuO + H2O + 2NaCl + 4NH3;
6) C 3 H 3 Cu (i reaktion 6) kan bara vara ett propynsalt (C 3 H 4), eftersom alkyner med en terminal
C =
CH-gruppen är en CH-syra med vilken koppar- och silverkomplex reagerar.
Cl+CH = C–CH3 = CuC = C–CH3 + NH3 + NH4Cl;
7) 2C3H3Cu + 3H2SO4 (konc.) = 2C3H4 + 2CuSO4 + SO2 + 2H2O;
8) CuSO 4 CuO + SO 3
CuS04CuO + SO2 + 0,502;
9) CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O;
10) CuCl + 2NH3 (vattenlösning) = Cl;
11) C3H3Cu + 3HNO3 (konc.) = Cu(NO3)2 + C3H4 + NO2 + H2O (i vattenlösning);
12) Cu + 2H2SO4 (konc.) = CuS04 + SO2 + 2H2O.
Alla eller vissa ämnen är krypterade med bokstäver.
Reaktionsförhållanden är inte specificerade
Uppgift 4. Transformationsschemat ges:
Skriv ekvationerna för reaktionerna som anges med pilar. Namnge de okända ämnena.
Lösning
Identifiering av okända ämnen. CuS04 kan framställas genom att lösa Cu, CuO eller Cu2O i svavelsyra. Cu 2 O är inte lämplig pga detta ämne finns redan i kedjan. Så de två första reaktionerna kan vara:
1) 2Cu2O + O2 = 4CuO (Xi = CuO);
2) CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.
1) Cu20 = Cu + CuO
eller Cu20 + H2 = Cu + H2O (Xi = Cu);
2) Cu + 2H2SO4 (konc.) = CuSO4 + SO2 + 2H2O.
Det är känt att nyberedd koppar(II)hydroxid oxiderar aldehyder. Som ett resultat av reaktionen erhålls en orange fällning av Cu 2 O. Därför X 2 – Cu(OH) 2.
3) CuS04 + 2NaOH = Na2S04 + Cu(OH)2;
4) 2Cu(OH)2 + R–CHO = R–COOH + Cu2O + 2H2O
RCHO + NaOH + 2Cu(OH)2 = RCOONa + 3H2O + Cu2O.
Svar. X1 är antingen koppar eller koppar(II)oxid; X 2 är nyberedd koppar(II)hydroxid.
Problem 5(Kemiska fakulteten, Moscow State University, 1998). Skriv ekvationerna för kemiska reaktioner som motsvarar följande sekvens av transformationer:
Lösning
Startlänken (nyckel) i detta schema är substans E - aldehyd. Låt oss överväga reaktionerna 4, 5 och 1. Det är känt att en kvalitativ reaktion på en aldehyd är dess interaktion med nyberedd Cu(OH) 2. Resultatet är en karboxylsyra som motsvarar aldehyden och Cu 2 O. Det är troligt att ämne F är Cu 2 O, eftersom från ämne F bör ämne B erhållas. Eftersom ämne B också erhålls från termisk sönderdelning av Cu(OH) 2 är det tydligt att B är CuO. Därav följer att ämnet är C – H 2 O. D är en alkohol, som reduceras med hjälp av CuO till en aldehyd. Och slutligen, reaktion 2: alkohol (D) erhålls genom hydratisering av en alken (i schemat erhålls alkohol från vatten!), vilket betyder att den måste innehålla minst två kolatomer i kedjan.
A - Cu(OH)2; B - CuO;
C - H2O; D – RCH2CH2OH;
E – RCH 2 CHO; F – Cu 2 O.
Reaktionsekvationer:
1) Cu(OH)2CuO + H2O;
2) H2O + R–CH=CH2 = R–CH2–CH2OH;
3) R–CH2–CH2OH + CuO = R–CH2–CH=O + Cu + H2O;
4) R–CH2 –CH=O + 2Cu(OH)2 = R–CH2 –COOH + Cu2O + 2H2O
RCHO + NaOH + 2Cu(OH)2 = RCOONa + 3H2O + Cu2O;
5) 2Cu2O + O24CuO
Cu20 = Cu + CuO.
Problem 6 (för oberoende beslut).
Skriv reaktionsekvationer som motsvarar följande schema för sekventiella transformationer:
Namnge ämnena X 1 och X 2.
Ämnen i systemet är helt eller delvis krypterade med bokstäver
och flödesförhållandena eller reagenserna anges
Uppgift 7. Skriv ekvationerna för kemiska reaktioner som motsvarar sekvensen av transformationer:
Identifiera okända ämnen.
Lösning
När järn reagerar med saltsyra erhålls järn(II)klorid. (Detta förklaras av det faktum att väte vid tidpunkten för frisättningen inte tillåter järn att oxidera till oxidationstillståndet +3.) I den 2:a reaktionen oxideras det till, och svavelsyra kan reduceras till svavel eller SO 2. Den resulterande lösningen av järn(III)-salter har en sur miljö, eftersom Dessa är salter som bildas av en svag bas och starka syror. När soda tillsätts - ett salt av en stark bas och en svag syra - sker ledhydrolys, som fortsätter till slutet, d.v.s. en fällning (Fe(OH) 3) och gas (CO 2) bildas. Hydrolysen av varje salt ökar hydrolysen av det andra.
X1 - FeCl2; X 2 - Fe 2 (SO 4) 3 och FeCl 3 (blandning);
X 3 – Fe(OH) 3 (eller CO 2, eller NaCl och Na 2 SO 4).
Reaktionsekvationer:
1) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2;
2) 6FeCl2 + 4H2SO4 = Fe2 (SO4)3 + 4FeCl3 + S + 4H2O
6FeCl2 + 6H2SO4 = Fe2 (SO4)3 + 4FeCl3 + 3S02 + 6H2O;
3) 4FeCl3 + Fe2 (SO 4) 3 + 9Na2CO3 + 9H2O = 6Fe(OH)3 + 9CO2 + 12NaCl + 3Na2SO4.
Uppgift 8. Skriv ekvationerna för kemiska reaktioner som motsvarar följande transformationskedja:
Lösning
Låt oss numrera reaktionsekvationerna i "kedjan":
Reaktion 1 är trimerisering av acetylen (en typisk metod för att framställa bensen). Nästa (reaktion 2) är Friedel-Crafts-alkyleringen av bensen i närvaro av Lewis-syra AlBr 3 . Bromering i ljus (reaktion 3) sker i sidokedjan. Alkohollösningen av alkali i reaktion 4 är ett reagens för framställning av en alkyn från ett dihalogenderivat av en alkan. Därefter kommer utbytesreaktionen (reaktion 5): väte vid trippelbindningen i alkynen och silverjonen i en ammoniaklösning av silveroxid. Och slutligen (reaktion 6) - den resulterande silverfenylacetyleniden går in i en utbytesreaktion med metyljodid, vilket resulterar i att kolkedjan förlängs.
Reaktionsekvationer:
1) 3C2H2 = C6H6;
2) C6H6 + C2H5Br = C6H5 – C2H5 + HBr;
3) C6H5-C2H5 + 2Br2 = C6H5-CBr2-CH3 + 2HBr;
4) C 6 H 5 –CBr 2 –CH 3 + 2KOH = C 6 H 5 –C = CH + 2KBr + H2O;
5) C6H5-CH +OH = AgC = C-C6H5 + 2NH3 + H2O;
6) AgC = C–C 6 H 5 + CH 3 I = AgI + CH 3 –C = C-C6H5.
Så, de krypterade ämnena:
I diagrammen, istället för ämnen, anges element,
beståndsdelar av ämnen i motsvarande oxidationstillstånd
Uppgift 9. Skriv reaktionsekvationer som illustrerar transformationsschemat:
Lösning
Låt oss numrera reaktionsekvationerna i kedjan:
I reaktion 1 oxideras Fe(II)-föreningen till Fe(III)-föreningen (dessa kan vara salter, hydroxider, oxider, etc.). Som oxidationsmedel kan man ta dikromater eller kromater, permanganater, halogener osv.
I reaktion 4 reduceras järn från +3-oxidationstillståndet till en enkel substans. Metalliskt järn erhålls vanligtvis genom att reducera dess oxider (till exempel med krom eller aluminium vid höga temperaturer - metallotermi).
Järn(III)oxid kan erhållas genom termisk nedbrytning av dess salter eller hydroxid (reaktion 3). Reaktion 2 är med största sannolikhet utbyte. Reaktion 5 – interaktion av metalliskt järn med en icke-oxiderande syra (HCl, HBr, CH 3 COOH, etc.).
Låt oss överväga tre av alla möjliga lösningar på detta problem.
Första alternativet:
1) 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl – ;
2) Fe3+ + 3OH - = Fe(OH)3;
3) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O (kalcinering);
5) Fe + 2H+ = Fe2+ + H2.
Andra alternativet:
1) 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3;
2) Fe(OH)3 + 3HNO3 = Fe(NO3)3 + 3H2O;
3) 4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 (kalcinering);
4) Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe;
5) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.
Tredje alternativet:
1) 4FeO + O2 = 2Fe2O3;
2) Fe2O3 + 3H2S04 = Fe2(SO4)3 + 3H2O;
3) 2Fe2 (SO4)3 = 2Fe2O3 + 6S02 + 302 (kalcinering);
4) Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe;
5) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2.
System där organiska ämnen
krypterad i form av bruttoformler
Problem 10. Skriv reaktionsekvationer som motsvarar följande transformationsschema:
Ange i ekvationerna strukturformlerna för ämnena och reaktionsförhållandena.
Lösning
Nyckellänken i kedjan är ett ämne med formeln C 3 H 4 O 2. I reaktion 1 reduceras ämnet (ytterligare fyra väteatomer förekommer i bruttoformeln), och i reaktion 3 oxideras det (ytterligare två syreatomer förekommer i formeln). Det är mest troligt att C 3 H 4 O 2 är propandial (CHO–CH 2 –CHO), då är C 3 H 4 O 4 propandiolsyra (COOH–CH 2 –COOH), och C 3 H 8 O 2 är propandiol - 1,3 (CH2OH–CH2–CH2OH). Om vi resonerar på liknande sätt (beräknar förändringar i antalet atomer i molekylen) drar vi slutsatsen att reaktion 4 ger dubbel etylester av propandiolsyra (C 2 H 5 OOC–CH 2 –COOC 2 H 5). Reaktion 5 är alkalisk hydrolys av estern, vilket resulterar i C 3 H 2 O 4 Na 2-salt (NaOOC–CH 2 –COONa), och reaktion 6 med hjälp av halogenmetan ger dubbelmetylester av propandiolsyra (CH 3 OOC– CH 2 – COOCH 3).
Reaktion 2 – interaktion av propandiol-1,3 med metanal för att bilda dioxan-1,3 
Reaktionsekvationer:
Problem 11.
Skriv reaktionsekvationer som motsvarar följande transformationsschema:
Ange i ekvationerna ämnenas strukturformler och reaktionsförhållandena.
(Skylt S N indikerar att reaktionen fortskrider genom mekanismen för nukleofil substitution.)
Lösning
Låt oss numrera reaktionsekvationerna i kedjan:
Molekylen av ämnet C 8 H 9 Cl, erhållen genom ett steg från bensen, innehåller tydligen en fenylradikal - detta följer av förhållandet mellan kol och väte i föreningen (C 6 H 5 C 2 H 4 Cl). Då kan X vara ett ämne C 6 H 5 –CH 2 –CH 3, som omvandlas till C 6 H 5 –C 2 H 4 Cl när det utsätts för klor i ljuset; eller X kan vara en substans C 6 H 5 – CH=CH 2, som ger C 6 H 5 C 2 H 4 Cl när den exponeras för HCl. I båda fallen går klor till den sekundära kolatomen C 6 H 5 CHCl–CH 3.
Substans Y erhålls genom reaktionen av nukleofil substitution av klor, troligen med en OH-grupp (reaktion 3). Då blir reaktion 4 en uttorkningsreaktion. C 8 H 8 i sammanhanget för detta problem är förmodligen C 6 H 5 –CH=CH 2. I detta fall leder reaktion 5 – oxidation vid dubbelbindningen med permanganat i en neutral miljö – till bildningen av en diol med bruttoformeln C 8 H 10 O 2. Och slutligen, utseendet i formeln som kompletterar "kedjan" (jämfört med ämne Z) av ytterligare fyra kolatomer, fyra väteatomer och två syreatomer betyder förestringsreaktionen av en diol och ättiksyra.
Reaktionsekvationer:
1) C6H6 + CH2=CH2C6H5-C2H5;
2) C6H5-C2H5 + Cl2C6H5-CHCl-CH3 + HCl;
3) C6H5 –CHCl – CH3 + NaOH + H2O = C6H5CH(OH) – CH3 + NaCl;
4) C6H5-CH(OH)-CH3C6H5CH=CH2 + H2O;
5) 3C6H5CH=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3C6H5CH(OH)–CH2(OH) + 2MnO2 + 2KOH;
6) C 6 H 5 CH(OH)–CH 2 (OH) + 2CH 3 COOH = 
Avslutningsvis ger vi exempel på uppgifter som presenterades kl federalt distrikt* Och slutskedet av den allryska kemi-olympiaden för skolbarn. I dessa stadier blir transformationskedjorna mer komplexa. Utöver själva kedjan ges ytterligare information om egenskaperna hos de krypterade ämnena. För att dechiffrera ämnen är det ofta nödvändigt att utföra beräkningar. I slutet av uppgiftstexten brukar du få svara på flera frågor som rör egenskaperna hos ämnen från ”kedjan”.
Problem 1 (förbundsdistriktets etapp 2008, 9:e klass).
« A, B Och I- enkla ämnen. A svarar snabbt med B vid upphettning till 250 °C, bildar mörkröda kristaller av föreningen G. Reaktion B Med I efter preliminär initiering fortsätter det mycket våldsamt, vilket leder till bildandet av en färglös substans D, gasformig under normala förhållanden. G, i sin tur kan reagera med I vid en temperatur på 300–350 °C, medan röda kristaller blir till vitt pulver E och en anslutning bildas D. Ämne A reagerar med D endast vid en temperatur av cirka 800 °C, i vilket fall E Och I. Ämne G kan lätt sublimeras vid reducerat tryck och temperatur under 300 °C, men vid upphettning över 500 °C sönderdelas dess ångor och bildar ett ämne B och återigen anslutningar E.
1. Identifiera ämnena A–E.
2. Skriv ekvationerna för alla nämnda reaktioner i enlighet med diagrammet.
3. Hur kommer ämnena att interagera? G Och E med vattenlösningar av natriumsulfid och jodid, med ett överskott av koncentrerad lösning av kaliumcyanid? Skriv reaktionsekvationerna.
4. Skriv ekvationerna för de reaktioner som uppstår när ämnen interagerar G, D Och E med koncentrerad salpetersyra."
Lösning
1. Låt oss vara uppmärksamma på procentsatserna: anslutning D, bestående av två element B Och I, gasformig och innehåller endast 2,74 % I. En sådan liten procentandel indikerar att antingen grundämnets atommassa I mycket liten, eller i formeln D element har ett stort index B. Med tanke på att D vid nr. är en gas, är det mest troligt att I- det här är väte. Låt oss testa vår hypotes. Om sammansättningen D uttryck med formeln H X E på, Den där
2,74: (97,26/M E) = X : på.
Observera att anslutningar var på inte lika med 1, kan inte erhållas genom direkt interaktion av grundämnet med väte under en "våldsam reaktion efter preliminär initiering." Om vi ordnar om ekvationen får vi M E = 35,5 X, som har den enda rimliga lösningen när X= 1. Alltså, I– väte, B– klor
Låt oss definiera substansen E, som innehåller 55,94 % klor. Det bildas under reaktionen av ett enkelt ämne A med väteklorid, och väte frigörs, vilket antyder: E– klorid av ett grundämne som bildar ett enkelt ämne A. För ECl-förening x :
(55,94/35,45) : (44,06/M E) = X.
Härifrån M E = 27,92 X. På X= 1 och 3 erhålls kisel (28) respektive krypton (84), men detta motsäger deras valensförmåga och villkoren för problemet, men med X= 2 erhålls järn (56), som i reaktion med väteklorid faktiskt bildar FeCl2. Under den direkta reaktionen av järn med klor bildas en annan klorid - FeCl 3.
Så, de krypterade ämnena:
A– Fe; B– Cl2; I– H2;
G– FeCl3; D– HCl; E– FeCl 2.
2. Reaktionsekvationer i kedjan:
3. 2FeCl3 + 3Na2S = 2FeS + S + 6NaCl;
FeCl2 + Na2S = FeS + 2NaCl;
2FeCl3 + 2NaI = 2FeCl2 + I2 + 2NaCl
(möjliga reaktioner:
2FeCl3 + 6NaI = 2FeI2 + I2 + 6NaCl
6FeCl3 + 18NaI = 2Fe3I8 + I2 + 18NaCl);
FeCl3 + 6KCN = K3 + 3KCl;
FeCl2 + 6KCN = K4 + 2KCl.
4. FeCl3 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NOCl + Cl2 + 2H2O;
3HCl + HNO3 = NOCl + Cl2 + 2H2O;
2FeCl2 + 8HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 2NOCl + Cl2 + 4H2O.
Problem 2 (federala distriktsstadiet 2007, 10:e klass).
"Under A–E(bortsett från I) ämnen som innehåller övergångsmetaller är krypterade.
Kvantitativ sammansättning av ämnen A Och MED:
A:(Cu)=49,3%, (O)=33,1%, (S)=16,6%.
C:(Co)=50,9%, (O)=34,5%, (S)=13,8%.
1. Identifiera ämnena A–E och skriv reaktionsekvationerna.
2. I vilket fall i det givna diagrammet är substansen I visar sig amorf och i vilken kristallin? Föreslå en alternativ metod för syntes av kristallina och amorfa ämnen I.
3. Vad är det triviala namnet på ämnet? D?»
Lösning
1. Lägga ihop alla givna massfraktioner (som för ett ämne A, och för substans MED), kommer vi inte att få 100 %. Det betyder att dessa ämnen innehåller minst ett element till!
Ämne A:
Med tanke på den lilla massfraktionen av det okända grundämnet kan det antas att det är väte. Då är föreningens bruttoformel A: Cu3S2O8H4, eller Cu2SO3CuSO32H2O.
Ämne MED:
I likhet med föregående fall kan vi anta att här är det okända elementet väte. Sedan formeln för ämnet MED kommer att vara Co 2 (OH) 2 SO 3 .
Ämne I– detta är Al(OH) 3. När aluminiumsulfat reagerar med natriumsulfit bildas amorf aluminiumhydroxid. I det andra fallet, när trietylammoniumklorid reagerar med Na, bildas kristallin aluminiumhydroxid.
När du interagerar I Och MED vid upphettning bildas koboltaluminat - Co(AlO 2) 2.
I en alkalisk miljö sker reduktionen av permanganatjonen antingen till oxidationstillståndet +6 respektive till +5 E– K 2 MnO 4 eller K 3 MnO 4 .
A– Cu2SO3 CuSO32H2O; B– Al(OH)3; C– Co 2 (OH) 2 SO 3 ; D– Kol 2 O 4 ; E– K 2 MnO 4 eller K 3 MnO 4 .
Reaktionsekvationer i "kedjan":
1) 3CuSO4 + 3Na2S03 = Cu2S03CuSO3 2H2O + 3Na2SO4 + SO2;
2) 3Na2SO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 + 3SO2
(tillsammans med aluminiumhydroxid kommer denna fas att innehålla basiska sulfater av olika sammansättning, men man tror traditionellt att amorf aluminiumhydroxid bildas);
3) Na + Cl = Al(OH)3 + NaCl + NEt3 + H2O;
4) 2CoSO4 + 2Na2SO3 + H2O = Co2(OH)2SO3 + SO2 + 2Na2SO4;
5) Co2(OH)2SO3 + 4Al(OH)32CoAl2O4 + SO2 + 7H2O;
6) 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2 MnO4 + Na2SO4 + H2O
KMnO 4 + Na 2 SO 3 + 2KOH = K 3 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O.
2. Lösningar av aluminiumsalter har en sur miljö:
3+ H++ 2+ 2H+++.
När man tillsätter alkali (eller en vattenlösning av ammoniak), karbonater eller bikarbonater leder en ökning av lösningens pH till en förskjutning av jämvikten åt höger och polymerisation av aquahydroxokomplex genom att överbrygga hydroxo- och oxogrupper till polynukleära komplex. Som ett resultat bildas en produkt av kompositionen Al2O3 x H2O( X > 3) (amorft sediment som inte har en konstant sammansättning).
Metod för framställning av amorf aluminiumhydroxid:
Al 2 (SO 4) 3 + 6KOH = 2 Al (OH) 3 + 3K 2 SO 4
Al 2 (SO 4) 3 + 6KHCO 3 = 2 Al(OH) 3 + 3K 2 SO 4 + 6CO 2.
Metoden för att framställa kristallin aluminiumhydroxid är att långsamt passera CO 2 genom en lösning av natriumtetrahydroxialuminat:
Na + CO 2 = NaHCO 3 + Al(OH) 3.
I det andra fallet erhålls en produkt av en viss sammansättning - Al(OH) 3.
3. Koboltaluminat har det triviala namnet "thenar blue".
Problem 3 (slutsteg 2008, 10:e klass).
"Diagrammet nedan visar omvandlingarna av föreningar A–TILL som innehåller samma element X.
Dessutom känt:
Element X förekommer naturligt som mineral A(vikthalt: Na – 12,06 %,
X – 11,34 %, H – 5,29 %, resten är syre);
B– binär förening innehållande 15,94 viktprocent X;
I– färglös gas med en luftdensitet på cirka 1;
Förening D används i medicin i form av en alkohollösning;
d-modifiering Z liknar grafit i fysikaliska egenskaper;
Ämne OCH används i stor utsträckning i organisk syntes som ett reduktionsmedel;
Molekyl TILL(nästan platt) har en tredje ordningens symmetriaxel (med en fullständig rotation runt denna symmetriaxel molekylen TILLåterger sin position i rymden tre gånger); i 'H NMR-spektrum för föreningen TILL två signaler observeras.
1. Definiera element X. Bekräfta ditt svar med beräkningar.
2. Ge formlerna för föreningarna A–OCH. Namnge mineralet A.
3. Rita strukturformeln TILL och namnge denna koppling.
4. Skriv ekvationerna för alla reaktioner som visas i diagrammet.
5. Skriv reaktionsekvationen X(amorf) med en blandning av koncentrerad salpetersyra och fluorvätesyra.
6. Vad förklarar likheten mellan fysiska egenskaper - modifiering Z med grafit?
Lösning
1. Binär substans B bildas genom interaktion av ett mineral A med kalciumfluorid i närvaro av koncentrerad svavelsyra. Man kan anta att B förutom grundämnet X innehåller det fluor. Med tanke på att valensen av fluor i föreningar är 1, B kan skrivas i formen XF n. Låt oss definiera element X:
Var Herr(X) – relativ atommassa för element X, n– valens X i föreningen B. Från denna ekvation finner vi
Herr(X) = 3,603 n.
Går igenom värdena n från 1 till 8. Det enda rimliga alternativet erhålls när n = 3: Herr(X) = 10,81, dvs. grundämnet X är bor (och ämnet B– bortrifluorid BF 3).
2. Låt oss hitta ämnets sammansättning A.
de där. Na 2 B 4 H 20 O 17, eller Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, är "borax"-mineralet (ämne A).
När bortrifluorid reduceras med natriumhydrid bildas en färglös gas I, troligen representerar en väteförening av bor. Sedan densiteten I med luft ca 1, molekylvikt Iär nära 29, därför är ämne B diboran B 2 H 6 ( Herr = 28).
Ytterligare interaktion av diboran med överskott av NaH i eter leder till bildningen av en komplex hydrid, allmänt använd i organisk syntes som ett reduktionsmedel - natriumtetrahydridborat Na (ämne OCH).
När diboran förbränns bildas boroxid, G– B 2 O 3 , vars reduktion med metalliskt aluminium leder till bildning av amorft bor. Boroxid reagerar med vatten, vilket resulterar i bildning av ortoborsyra H 3 BO 3 (ämne D, i form av en alkohollösning, används i medicin under namnet "boralkohol"). Borsyra reagerar med koncentrerad fluorvätesyra för att bilda en komplex syra, som efter behandling med natriumhydroxidlösning omvandlas till natriumtetrafluorborat Na (föreningen E).
Låt oss överväga interaktionen av bortrifluorid med ammoniakgas. BF 3 – typisk Lewis-syra (elektronparacceptor); en ammoniakmolekyl har ett ensamt elektronpar, d.v.s. NH3 kan fungera som en Lewis-bas. När bortrifluorid reagerar med ammoniak bildas en addukt med sammansättningen BF 3 NH 3 (förening OCH) (kovalent bindning mellan bor- och kväveatomer bildas enligt donator-acceptor-mekanismen). Uppvärmning av denna addukt över 125 °C leder till bildning av bornitrid BN (förening Z).
3. När diboran reagerar med ammoniakgas vid upphettning bildas produkten TILL, innehållande väte, bor och troligen kväve. Molekyl TILL har en platt struktur, dess höga symmetri indikerar en möjlig kolanalog av denna förening - bensen. Men för en molekyl TILL Det fanns två typer av väteatomer och det fanns en tredje ordningens symmetriaxel, det var nödvändigt att växelvis placera kväve- och boratomer i "bensen"-ringen istället för kolatomer (Fig.). Förening TILL kallas "oorganisk bensen" (borazol).
4. Ekvationer för reaktionerna som beskrivs i problemet:
1) Na2B4O7 10H2O + 6CaF2 + 8H2SO4 (konc.) = 4BF3 + 2NaHSO4 + 6CaS04 + 17H2O;
2) 2BF3 + 6NaH = B2H6 + 6NaF;
3) B2H6 + 3O2 = B2O3 + 3H2O;
4) B2O3 + 2Al = Al2O3 + 2B;
5) B2H6 + 2NaH2Na;
6) B2O3 + 3H2O = 2H3BO3;
7) H3BO3 + 4HF (konc.) = H + 3H2O,
H + NaOH = Na + H2O;
8) BF3 + NH3 = BF3NH3;
9) 4BF3NH3BN + 3NH4BF4;
10) 3B2H6 + 6NH32B3N3H6 + 12H2.
5. B (amorf) + 3HNO3 (konc.) + 4HF (konc.) = H + 3N02 + 3H2O.
6. Observera att BN-partikeln är isoelektronisk med C2-partikeln; summan av de kovalenta radierna för bor- och kväveatomerna är ungefär lika med summan av kolatomens två kovalenta radier. Dessutom har bor och kväve förmågan att bilda fyra kovalenta bindningar (tre genom utbytesmekanismen och en genom donator-acceptormekanismen). Följaktligen bildar BN också två strukturella modifikationer – grafitliknande (-modifiering) och diamantliknande (-modifiering). Det är därför -BN i fysikaliska egenskaper är mycket lik grafit (eldfasthet, smörjande egenskaper).
Litteratur
Mål för de allryska kemi-olympiaderna. Ed. acad. RAS, prof. V.V. Lunina. M.: Exam, 2004, 480 s.; Kemi: formler för framgång i inträdesprov. Handledning. Ed. N.E. Kuzmenko, V.I. Terenina. M.: Moscow State University Publishing House, Nauka, 2006, 377 s.; Kemi-2006: Inträdesprov till Moscow State University. Ed. prof. N.E. Kuzmenko och prof. V.I.Terenina. M.: Moscow State University Publishing House, 2006, 84 s.; Antagningsprov och olympiader i kemi vid Moskvas universitet: 2007. Ed. prof. N.E. Kuzmenko och prof. V.I.Terenina. M.: Moscow State University Publishing House, 2008, 106 s.; Mål för den allryska olympiaden i kemi i det federala distriktet och slutskedet 2003–2008. Internet. http://chem.rusolymp.ru; www.chem.msu.ru.
* Fram till och med 2008 ägde VOSH(x) rum i fem steg: skola, kommunal, regional, federal distrikt och final. – Notera författare.
AMPovichok
VUXEN
ÖVRIGA SPÄNNINGSFÖRBÄRARE
KAMELEONT
Lanzars kretsdesign kan dock ändras något, vilket avsevärt förbättrar egenskaperna, ökar effektiviteten utan att använda en extra strömkälla, om du är uppmärksam på de svaga punkterna i den befintliga förstärkaren. Först och främst är orsaken till ökningen av distorsion den föränderliga strömmen som flyter genom transistorerna, som varierar över ganska stora intervall. Det har redan upptäckts att huvudsignalförstärkningen sker i det sista steget av UNA, som styrs av differentialstegets transistor. Omfånget av förändringar i den strömmande strömmen genom differentialsteget är ganska stort, eftersom det måste öppna transistorn i det sista steget i FN, och närvaron av ett icke-linjärt element som en belastning (basemitterövergång) inte bidra till att hålla strömmen vid en föränderlig spänning. Dessutom, i UNA:s sista etapp, varierar även strömmen inom ett ganska brett intervall.
Ett av alternativen för att lösa detta problem är att införa en strömförstärkare efter differentialsteget - en banal emitterföljare, som avlastar differentialsteget och tillåter mer exakt kontroll av strömmen som flyter genom basen av det sista steget av UNA. För att stabilisera strömmen introduceras vanligtvis strömgeneratorer genom det sista steget av UNA, men detta alternativ kommer att skjutas upp för nu, eftersom det är vettigt att prova ett lättare alternativ, vilket också kommer att påverka effektivitetsökningen avsevärt.
Tanken är att använda en spänningsförstärkare, inte bara för en separat kaskad, utan för hela UA. Ett av de första alternativen för att implementera detta koncept var effektförstärkaren av A. Ageev, ganska populär i mitten av 80-talet, publicerad i RADIO nr 8, 1982 (Figur 45, modell AGEEV.CIR).
Bild 45
I denna krets tillförs spänningen från förstärkarens utgång, genom en delare R6/R3, för den positiva sidan och R6/R4 för den negativa, till effektklämmorna på operationsförstärkaren som används som spänningsförstärkare. Dessutom stabiliseras DC-spänningsnivån av D1 och D2, men storleken på den variabla komponenten beror bara på utsignalens amplitud. Således var det möjligt att få en mycket större amplitud vid utgången av op-förstärkaren utan att överskrida värdet på dess maximala matningsspänning, och det blev möjligt att driva hela förstärkaren från +-30 V (denna version var anpassad för importerad elementbas, den ursprungliga källan strömförsörjdes från +-25 V, och op-förstärkaren hade en maximal matningsspänning på +-15 V). Om du byter till läge ÖVERGÅNGSSTUDIE, då visas följande oscillogram på "oscilloskopskärmen":
Bild 46
Baserat på idén om flytande effekt, som användes av Ageev, såväl som introduktionen av en strömförstärkare efter differentialsteget, designades en effektförstärkare, vars krets visas i figur 47, modell Chameleon_BIP.CIR , kallad Chameleon, eftersom det låter dig justera huvudlägena till den använda matningsspänningen - justering av viloströmmen i det sista steget av UNA.
Figur 47 (FÖRstorad)
Förutom de ovan beskrivna kretslösningarna introducerades en annan - reglering av viloströmmen i det sista steget av UNA och med termiska stabiliseringselement. Viloströmmen för det sista steget av UNA justeras av trimningsmotståndet R12. På transistorerna Q3 och Q6 görs emitterföljare som avlastar differentialsteget; på kedjorna R20, C12, R24, R26 för den positiva armen och på R21, C13, R25, R27 för den negativa armen, en spänningsökning för UNA är gjord. Förutom att öka effektiviteten utför spänningsförstärkaren en annan sekundär funktion - på grund av att den faktiska amplituden för signalen har minskat, har intervallet för förändringar i strömmen genom det sista steget av VNA också minskat, vilket gjorde det möjligt att överge införandet av en strömgenerator.
Som ett resultat var THD-nivån vid en inspänning på 0,75 V:
Bild 49
Som kan ses från den resulterande grafen minskade THD-nivån nästan 10 gånger jämfört med Lanzar med PBVC.
Och här börjar dina händer redan klia - med en så låg THD-nivå vill du öka din egen förstärkning, lägga till fler end-of-line transistorer och "överklocka" denna förstärkare till en popnivå med en uteffekt på cirka 1 kW.
För experiment bör du öppna filen Chameleon_BIP_1kW.CIR och utföra en serie primära "mätningar" - viloströmmar, värdet på likspänningen vid utgången, frekvenssvar, THD-nivå.
De erhållna egenskaperna är imponerande, men...
Det är vid denna tidpunkt som praktiken stör teorin, och inte på bästa sätt.
För att ta reda på var problemet är dolt bör du springa DC BERÄKNING och slå på visningsläget för energiförbrukning. Du bör vara uppmärksam på transistorerna i differentialsteget - cirka 90 mW försvinner på varje. För TO-92-fallet betyder det att transistorn börjar värma upp sitt hölje, och med tanke på att båda transistorerna måste vara så nära varandra som möjligt för att värma upp jämnt och bibehålla lika viloströmmar. Det visar sig att "grannarna" inte bara värmer sig själva utan också värmer varandra. I alla fall bör det komma ihåg att när den värms upp ökar strömmen genom transistorn, därför kommer viloströmmen för differentialkaskaden att börja öka och ändra driftssätten för de återstående kaskaderna.
För tydlighetens skull, ställ in viloströmmen för slutsteget till 200 mA och tilldela sedan ett annat namn till transistorerna Q3 och Q6, precis i beteckningsfönstret lägg till ett lägre bindestreck och en enhet för att få följande: 2N5410_1 och 2N5551_1. Detta är nödvändigt för att utesluta påverkan av variabla parametrar för differentialstegstransistorerna. Därefter måste du ställa in temperaturen på differentialstegstransistorerna till att vara lika med till exempel 80 grader.
Som framgår av de resulterande beräkningarna har viloströmmen minskat, och så mycket att ett "steg" redan kommer att observeras. Det är inte svårt att beräkna att med en initial viloström på 50 mA kommer viloströmmen för slutsteget att bli praktiskt taget noll när differentialsteget värms upp, d.v.s. Förstärkaren går i klass B.
Slutsatsen antyder sig själv - det är nödvändigt att minska effektförlusten av differentialkaskaden, men detta kan bara göras genom att minska viloströmmen för dessa transistorer eller genom att sänka matningsspänningen. Den första kommer att orsaka en ökning av distorsion, och den andra kommer att orsaka en minskning av effekten.
Det finns ytterligare två alternativ för att lösa problemet - du kan använda kylflänsar för dessa transistorer, men denna metod, trots sin effektivitet, tillför inte mycket till tillförlitligheten - konstant blåsning av höljet krävs för att förhindra att radiatorerna värms upp till kritiska temperaturer i ett dåligt ventilerat hölje. Eller ändra kretsdesignen igen.
Men innan nästa ändring måste denna förstärkare fortfarande modifieras, nämligen öka märkvärdena för R24 och R25 till 240 ohm, vilket kommer att medföra en liten minskning av matningsspänningen för UNA, och naturligtvis minska matningsspänningen till +-90 V, och minska sin egen förstärkning något.
Kylning av differentialsteget för Chameleon-förstärkaren från den tidigare versionen
Som ett resultat av dessa manipulationer visar det sig att denna förstärkare med en inspänning på 1V är kapabel att utveckla cirka 900 W vid en belastning på 4 Ohm, med en THD-nivå på 0,012% och med en inspänning på 0,75 V - 0,004 %.
För försäkring kan du sätta rörbitar från radions teleskopantenn på differentialstegets transistorer. För att göra detta behöver du 6 stycken med en längd på 15 mm och en diameter på 5 mm. Placera termisk pasta inuti röret, löd ihop rören, efter att ha placerat dem på transistorerna på differentialsteget och emitterföljarna som följer dem, och anslut dem sedan till den gemensamma.
Efter dessa operationer visar sig förstärkaren vara ganska stabil, men det är fortfarande bättre att använda den med en matningsspänning på +-80 V, eftersom en ökning av nätspänningen (om strömkällan inte är stabiliserad) kommer att leda till en ökning av strömförsörjningen till förstärkaren och det kommer att finnas en marginal för temperaturförhållanden.
Radiatorer för differentialkaskaden kan inte användas om matningsspänningen inte överstiger +-75 V.
Kretskortsritningen finns i arkivet, installation är även på 2 våningar, prestandatestning och justering är samma som i föregående förstärkare.
AMP VP eller STORM eller?
Därefter kommer vi att överväga en förstärkare mer känd som "V. PEREPELKIN'S AMPLIFIER" eller "VP AMPLIFIER", men genom att sätta OR i rubriken på kapitlet fanns det inte på något sätt en avsikt att inkräkta på V. Perepelkins arbete med att designa en serie av hans förstärkare - mycket arbete gjordes och i slutändan visade vi sig vara ganska bra och mångsidiga förstärkare. De kretsar som används har dock varit kända under ganska lång tid och attacker mot STORM angående ändring och kloning är inte helt rättvisa och vidare övervägande av kretslösningarna kommer att ge omfattande information om designen av båda förstärkarna.
I den tidigare förstärkaren uppstod ett problem med självuppvärmningen av differentialsteget vid höga matningsspänningar och den maximala effekten som kunde erhållas med den föreslagna kretsdesignen indikerades.
Uppvärmningen av själva differentialkaskaden kan elimineras, och ett av alternativen för att lösa detta problem är att dela upp den förbrukade effekten i flera element, men det mest populära är införandet av två transistorer kopplade i serie, en av dem fungerar som en del av differentialkaskaden är den andra en spänningsdelare.
Figur 60 visar diagram med denna princip:
Bild 60
För att förstå vad som händer med denna lösning bör du öppna filen WP2006.CIR, som är en förstärkarmodell från V. Perepelkin, känd på Internet som WP.
Förstärkaren använder en UN, byggd enligt principerna i exemplen ovan, men något modifierad - utgångssteget i UN fungerar inte på en termisk stabiliseringstransistor, som vanligtvis är fallet, utan är faktiskt en separat enhet med en utgång - anslutningspunkten för kollektorerna för transistorerna Q11 och Q12 (Figur 61) .
Bild 61 (FÖRstorad)
Kretsen innehåller de faktiska värdena för en av förstärkarna, men det var nödvändigt att välja ett motstånd R28 på modellen, annars skulle det finnas en oacceptabel konstant spänning vid förstärkarutgången. Vid kontroll DC BERÄKNING De termiska förhållandena för differentialkaskaden är ganska acceptabla - 20...26 mW allokeras till differentialkaskaden. Q3-transistorn installerad ovan avleder lite mer än 80 mW, vilket också är inom det normala området. Som framgår av beräkningarna är införandet av transistorerna Q3 och Q4 ganska logiskt och problemet med självuppvärmning av differentialsteget är löst ganska framgångsrikt.
Det bör noteras här att Q3, liksom Q4, kan försvinna lite mer än 100 mW, eftersom uppvärmningen av denna transistor endast påverkar förändringen i viloströmmen i det sista steget av NA. Dessutom har denna transistor en ganska strikt anslutning till basströmmen - för konstant spänning fungerar den i emitterföljarläge, och för den variabla komponenten är det en kaskad med en gemensam bas. Men förstärkningen i växelspänningen är inte stor. Huvudbördan för att öka amplituden ligger fortfarande på det sista steget av NA och högre krav ställs fortfarande på parametrarna för de använda transistorerna. Det sista steget använder en spänningsförstärkare organiserad på kondensatorerna C16 och C17, vilket gjorde det möjligt att avsevärt öka effektiviteten.
Med hänsyn till nyanserna hos denna förstärkare och önskan att använda ett traditionellt slutsteg skapades nästa modell - Stormm AB.CIR. Det schematiska diagrammet visas i figur 62.
Figur 62 (FÖRstorad)
För att öka effektiviteten använder denna förstärkare en flytande strömförsörjning för UNA, en integrator på X2 läggs till för att automatiskt bibehålla noll vid utgången, och en justering av viloströmmen (R59) för det sista steget av UNA introduceras också . Allt detta gjorde det möjligt att minska den termiska effekten som frigjordes på transistorerna i differentialsteget till nivån 18 mW. I denna utföringsform användes överbelastningsskydd av Lynx-16-förstärkaren (det antas att Q23 styr tyristorn, som i sin tur styr optokopplarens anslutningsstift T4 och T5). Dessutom använder den senaste förstärkaren ett annat inte helt traditionellt tillvägagångssätt - högkapacitetskondensatorer installeras parallellt med motstånden R26 och R27, vilket gjorde det möjligt att avsevärt öka förstärkningen av detta steg - det är ingen hemlighet att motstånden i emitterkretsarna är används för termisk stabilisering och ju mer värdet på detta motstånd är, desto mer termiskt stabil blir kaskaden, men kaskadförstärkningen kommer att minska proportionellt. Tja, eftersom det här avsnittet är ganska kritiskt måste kondensatorerna C15 och C16 användas som kondensatorer som kan laddas tillräckligt snabbt. Konventionella elektrolyter (TK eller SK) introducerar bara ytterligare distorsion på grund av deras tröghet, men kondensatorer som används inom datorteknik, ofta kallade pulsade (WL), klarar perfekt de uppgifter som de tilldelats(Figur 63).
Bild 63
Alla dessa förändringar gjorde det möjligt att öka den termiska stabiliteten, såväl som att ganska allvarligt minska THD-nivån (du kan verifiera detta, samt kontrollera graden av termisk stabilitet själv).
Det schematiska diagrammet för tvåblocksversionen visas i figur 64, modell Stormm_BIP.CIR
Bild 64 (FÖRstorad)
Namnet STORM gavs för möjligheten att smärtfritt öka matningsspänningen till +-135, vilket i sin tur gör det möjligt att med hjälp av separata omkopplare överföra förstärkaren till klass G eller H, och detta är en effekt på upp till 2000 W . Egentligen översätter VP-2006-förstärkaren också bra till dessa klasser; närmare bestämt designades stamfadern för klass H, men eftersom så höga krafter praktiskt taget inte behövs i vardagen och potentialen i denna krets är ganska bra, växlar switcharna togs bort och en ren klass AB dök upp .
HOLTON FÖRSTÄRKARE
Principen att dela den förbrukade effekten av ett differentialsteg används också i den ganska populära Holton-förstärkaren, vars kretsschema visas i figur 65.
Figur 65 (FÖRstorad)
Förstärkarmodellen finns i filen HOLTON_bip.CIR. Det skiljer sig från den klassiska versionen när det gäller användningen av bipolära transistorer som sista steget, därför rekommenderas det starkt att använda fälteffekttransistorer som det näst sista steget.
Värdena på motstånden R3, R5, R6, R7, R8 justerades också något, och zenerdioden D3 ersattes med en högre spänning. Alla dessa ersättningar orsakas av behovet av att återföra viloströmmen i differentialsteget till en nivå som säkerställer minimal distorsion, samt att fördela den förbrukade effekten mer jämnt. När du använder en förstärkare med en strömförsörjning mindre än den som används i denna modell, är det nödvändigt att välja de indikerade elementen på ett sådant sätt att den erforderliga viloströmmen för differentialsteget återvänder.
Kretsdesignegenskaper inkluderar en strömgenerator i differentialkaskaden, symmetri hos insignalen med avseende på återkopplingssignalen. När du driver UNA från en separat strömkälla kan du uppnå en verkligt maximal uteffekt.
Utseendet på den färdiga förstärkaren (300 W version med bipolär utgång) visas i figurerna 66 och 67.
Bild 66
Bild 67
NÄSTAN NATALY
Detta är en ganska förenklad version av den högkvalitativa NATALY-förstärkaren, men parametrarna för den förenklade versionen visade sig vara ganska bra. Modell i filen Nataly_BIP.CIR, kretsschema i figur 68.
Bild 68 (FÖRstorad)
Sukhovs remix eftersom detta är samma VV-förstärkare av N. Sukhov, bara den är gjord enligt en symmetrisk krets och använder helt importerad utrustning. Schematiskt diagram i figur 69, modell i filen Suhov_sim_BIP.CIR.
Bild 69 (FÖRstorad)
Jag skulle vilja uppehålla mig lite mer i detalj vid denna modell, eftersom den var inbäddad i metall (Figur 69-1).
Bild 69-1
Även med blotta ögat kan man se att FN ser något konstigt ut - det finns delar lödda ovanpå, vars syfte är värt att förklara. De är designade för att lugna denna förstärkare, som visade sig vara mycket benägen för agitation.
Det gick förresten inte att helt lugna ner honom. Stabilitet uppträder endast vid en viloström av slutsteget i storleksordningen 150 mA. Ljudet är inte alls dåligt, rattens THD-mätare, som har en gräns på 0,1%, visar praktiskt taget inga tecken på liv, och de beräknade värdena är också mycket vägledande (Figur 69-2), men verkligheten talar om något helt annorlunda - antingen krävs en allvarlig omarbetning av brädet, brädorna där de flesta rekommendationerna för kortlayout följdes, eller så övergavs denna kretsdesign.
Bild 69-2
Ska jag säga att den här förstärkaren var ett misslyckande? Det är möjligt, visst är det möjligt, men DEN HÄR förstärkaren är ett exempel på att modellering är långt ifrån verkligheten och en riktig förstärkare kan skilja sig markant från modellen.
Därför skrivs denna förstärkare av som ett pussel, och flera fler läggs till den, som användes tillsammans med samma FN.
De föreslagna alternativen har en slutlig kaskad som fungerar med ett eget OOS, d.v.s. ha sitt eget kafé. gain, vilket gör att du kan minska förstärkningen av själva UA och, som ett resultat, minska THD-nivån.
Figur 69-3 Schematisk bild av en förstärkare med ett bipolärt slutsteg (FÖRSTORAD)
Figur 69-4 THD-kretsar i figur 69-3
Bild 69-4 Kretsschema med fälteffektutgångssteg (FÖRstorat)
Figur 69-6 THD-kretsar i figur 69-5
Mindre modifieringar, införandet av en buffertförstärkare baserad på en bra op-amp med repeaters för att öka belastningskapaciteten hade en mycket god effekt på parametrarna för denna förstärkare, som också var utrustad med en balanserad ingång. Modell VL_POL.CIR, kretsschema i figur 70. Modellerna VL_bip.CIR - bipolär version och VL_komb.CIR - med fältarbetare i den näst sista kaskaden.
Figur 70 (FÖRstorad)
En ganska populär förstärkare, men modellen av originalversionen gjorde inget intryck (fil OM.CIR), så vissa ändringar gjordes när man förfinade FN för den föreslagna designen. Resultaten av förändringen kan ses med hjälp av filen med modellen OM_bip.CIR, kretsschemat visas i figur 71.
Figur 71 (FÖRstorad)
TRANSISTORER
Modellerna använder transistorer som kanske inte är tillgängliga överallt, så det vore inte rättvist att inte komplettera artikeln med en lista på transistorer som kan användas i riktiga förstärkare.
| NAMN, STRUKTUR | U ke, V |
jag k, A |
h 21 |
F 1, MHz |
P k,W |
||
TO-220 (formation) |
|||||||
TO-220 (formation) |
|||||||
TO-220 (formation) |
|||||||
Allt verkar klart med referensdata, dock...
Den allmänna vinstkapplöpningen orsakar problem inte bara i detaljhandelsnivån i ett marknadsstånd, utan även i seriösa företag. Licensen för utgivningen av IRFP240-IRFP920 köptes av Vishay Siliconix Corporation och dessa transistorer skiljer sig redan från de som tidigare tillverkades jag internationell R likriktare. Den största skillnaden är att även inom samma batch varierar transistorernas förstärkning ganska avsevärt. Naturligtvis kommer det inte att vara möjligt att ta reda på varför kvaliteten har minskat (försämring av den tekniska processen eller förkastande av den ryska marknaden), så du måste använda vad du har och från DETTA måste du välja vad som är lämpligt.
Helst ska man förstås kontrollera både maxspänning och maxström, men huvudparametern för förstärkarbyggaren är förstärkningskoefficienten och det är särskilt viktigt om flera parallellkopplade transistorer används.
Naturligtvis kan du använda förstärkningsmätaren som finns i nästan alla digitala multimeter, men det finns bara ett problem - för transistorer med medelstor och hög effekt beror förstärkningen starkt på strömmen som flyter genom kollektorn. I multimetrar är kollektorströmmen i transistortestaren några milliampere och dess användning för medel- och högeffekttransistorer är liktydigt med att gissa på kaffesump.
Det är av denna anledning som ett stativ monterades för att avvisa krafttransistorer, inte ens för avvisning, utan för val. Det schematiska diagrammet över stativet visas i figur 72, utseendet visas i figur 73. Stället tjänar till val av transistorer med samma förstärkningskoefficient, men inte för att ta reda på värdet på h 21.
Bild 73
Bild 74
Stativet monterades inom tre timmar och det använde bokstavligen det som låg i "ANTIK"-lådan, d.v.s. något som inte är svårt att hitta även för en nybörjare.
Indikator - nivåindikator för en rulle-till-rulle-bandspelare, typ M68502. Indikatorn öppnades på platsen där topp- och bottenluckan limmades, standardvågen togs bort och istället klistrades på en våg som kan skrivas ut med ett DOK-dokument och innehåller påminnelser om att byta driftläge. Sektorerna är ifyllda med färgade markörer. Indikatorskydden limmades sedan ihop med SUPERGLUE (Figur 75).
Bild 75
Vippströmbrytare är i princip vilken vippströmbrytare som helst med två fasta lägen, och en MÅSTE ha TVÅ kopplingsgrupper.
Diodbrygga VD10 - valfri diodbrygga med en maximal ström på minst 2 A.
Nätverkstransformator - vilken transformator som helst med en effekt på minst 15 W och en växelspänning på 16...18 V (spänningen vid ingången till KRENK måste vara 22...26 V, KREN måste anslutas till en radiator och gärna med ett bra område).
C1 och C2 har tillräckligt stor kapacitet, vilket garanterar att nålen inte skakar vid mätningar. C1 för spänning 25 V, C2 för 35 eller 50 V.
Motstånd R6 och R7 pressas genom en glimmerpackning till kylaren på vilken KRENK är installerad, generöst belagda med termisk pasta och pressas med en remsa av glasfiber med självgängande skruvar.
Det mest intressanta är utformningen av klämmorna för att ansluta terminalerna på transistorerna som studeras. För att tillverka denna kontakt krävdes en remsa av folieglasfiber, i vilken hål borrades på avstånd från transistorutgången på TO-247-lådan, och folien skars med en pappersskärare. Tre knivar från TV-kontakten SCART-MAMA förseglades i hålen på foliesidan. Knivarna veks ihop, nästan tätt (Figur 76).
Bild 76
Avståndet "L" är valt så att höljena till transistorerna TO-247 (IRFP240-IRFP9240) och TO-3 (2SA1943-2SC5200) placeras på fäststiftet.
Bild 77
Att använda stativet är ganska enkelt:
När man väljer fälteffekttransistorer är läget inställt MOSFET och typen av transistor väljs - med en N-kanal eller en P-kanal. Sedan sätts transistorn på stiftet och dess ledningar appliceras på kontaktens kontaktblad. Sedan ett variabelt motstånd, låt oss kalla det KALIBRERING, är pilen inställd på mittläget (vilket kommer att motsvara en ström som flyter genom transistorn på 350-500 mA). Därefter tas transistorn bort och nästa kandidat för användning i förstärkaren installeras på sin plats och pilens position kommer ihåg. Därefter installeras den tredje kandidaten. Om pilen avviker på samma sätt som på den första transistorn, så kan den första och tredje anses vara grundläggande och transistorerna kan väljas enligt deras förstärkningskoefficient. Om pilen på den tredje transistorn avviker på samma sätt som på den andra och deras avläsningar skiljer sig från den första, utförs omkalibrering, d.v.s. återställning av pilen till mittläget och nu anses den andra och tredje transistorn vara grundläggande, och den första är inte lämplig för denna sorteringssats. Det bör noteras att det finns ganska många identiska transistorer i en batch, men det finns en chans att omkalibrering kan krävas även efter att ett betydande antal transistorer valts.
Bild 78
Transistorer av en annan struktur väljs på samma sätt, endast genom att växla höger vippströmbrytare till läget P-KANAL.
För att kontrollera bipolära transistorer, ställ vänster vippomkopplare i läge BIPOLÄR(Figur 79).
Bild 79
Slutligen återstår att tillägga att med ett stativ i handen var det omöjligt att motstå att kontrollera kaffeförstärkningen av Toshiba-produkter (2SA1943 och 2SC5200).
Resultatet av inspektionen är ganska tråkigt. Transistorer för lagring grupperades i fyra delar av en sats, som den mest bekväma förvaringen för personligt bruk - förstärkare beställs huvudsakligen för antingen 300 W (två par) eller 600 W (fyra par). SJU (!) fyrdubblar testades och endast i en fyrdubbling av direkta och i två fyrdubblar av backtransistorer var förstärkningen nästan densamma, d.v.s. Efter kalibrering avvek pilen från mitten med högst 0,5 mm. I de återstående fyrorna fanns det alltid en instans med antingen högre eller lägre förstärkningskoefficient och var inte längre lämplig för parallellkoppling (avvikelse med mer än 1,5 mm). Transistorerna köptes i februari-mars i år, sedan förra årets köp i november avslutades.
Indikeringen av avvikelser i mm är rent villkorad, för att underlätta förståelsen. Vid användning av en indikator av den typ som anges ovan, ett motstånd R3 lika med 0,5 Ohm (två 1 Ohm motstånd parallellt) och positionen för indikatorpilen i mitten, var kollektorströmmen 374 mA, och med en avvikelse på 2 mm det var 338 mA och 407 mA. Med enkla aritmetiska operationer kan vi beräkna att avvikelserna för den strömmande strömmen är 374 - 338 = 36 i det första fallet och 407 - 374 = 33 i det andra, och detta är något mindre än 10 %, vilket inte längre är lämpligt för parallellkoppling av transistorer.
TRYCKTA KRETSKORT
Kretskort finns inte tillgängliga för alla nämnda förstärkare, eftersom bearbetning av kretskort tar ganska lång tid + även montering för att kontrollera funktionalitet och identifiera installationsnyanser. Därför finns nedan en lista över tillgängliga brädor i LAY-format, som kommer att uppdateras då och då.
Tillagda kretskort eller nya modeller kan laddas ner antingen från länkarna som kommer att komplettera denna sida:
TRYCKTA BRÄDOR I LÄGGFORMAT |
|
| MICRO-CAP 8, innehåller alla modeller som nämns i denna artikel i mappen SHEMS, förutom detta i mappen CV flera exempel på filter för att skapa "färgmusik", i mappen EQ flera filtermodeller för att bygga utjämnare. | |
| Utgångsstegstavla |
|
