|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Hàn điện một phần tư sóng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / thiết bị hàn Những người nghiệp dư vô tuyến sóng ngắn và bất kỳ ai từng quan tâm nghiêm túc đến truyền thông vô tuyến đều biết rằng sóng dừng ở mức năng lượng cao rõ ràng là có hại. Sau khi được thiết lập trên đường truyền công suất RF, sóng dừng có thể gây ra nhiều rắc rối. Ví dụ, làm hỏng bộ khuếch đại công suất, cháy cáp vào ăng-ten, cháy rơ-le ăng-ten, v.v. Tôi sẽ kể cho bạn nghe câu chuyện này. Một ngày nọ, tôi cần một đoạn cáp đồng trục 75 ohm dài đúng 2 m, tôi cất một cuộn cáp thành một đoạn dài 30 m. Tôi cắt đoạn cần thiết, tách hai đầu và kiểm tra vết đứt ở lõi trung tâm bằng một ohm kế. Tôi quyết định rằng vì mảnh này ở cuối vịnh nên nó có thể bị gãy ra. Một lần nữa tôi cắt bỏ phần cần thiết, cắt nó, kiểm tra nó - một lần nữa có một vết đứt ở lõi trung tâm. Tôi nghĩ rằng đây là một sợi cáp đã qua sử dụng nằm đâu đó trong phòng điều khiển và có thể đã bị giẫm lên. Đầu kia của cáp phải ở ăng-ten, không có ai giẫm đạp ở đó. Tôi cắt một mảnh ở đầu bên kia của vịnh. Điều tương tự - một sự phá vỡ ở lõi trung tâm. Hết kiên nhẫn, tôi đem cả vịnh ra sân bắt đầu chặt. Sau khi cắt cuộn dây thành 17 đoạn mà không tìm được cái nào phù hợp, tôi quyết định đến cửa hàng và mua một sợi cáp mới. Trên đường đi, tôi nghĩ đến việc có thể đốt cáp ở nhiều nơi cùng một lúc. Với dòng điện một chiều, mạch điện thường cháy ở một nơi yếu nhất và sau đó những nơi khác không còn cháy nữa. Trở về nhà với một sợi cáp mới, tôi quyết định tháo toàn bộ bím tóc ra khỏi các đoạn cáp cũ. Sau đó, có thể nhìn thấy các vùng tối và vết đứt dây 24 mm qua lớp cách nhiệt mờ. Đường kính lõi trung tâm của cáp RK-75-4-11 là 0,72 mm, để đốt một dây như vậy cần có dòng điện 21 A. Các vị trí cháy được đặt ở tần số nhất định - nhỏ hơn 1 m một chút. Sau này tôi phát hiện ra rằng sợi cáp bị hỏng được sử dụng như một phần của đài phát thanh 54 MHz. Bước sóng trong cáp là 3,66 m (có tính đến hệ số rút ngắn là 1,52). Và sau đó tôi nhận ra rằng sợi cáp đã bị “cắt” thành các đoạn một phần tư sóng, mỗi đoạn 0,915 m, tôi không thể tìm thấy lời giải thích rõ ràng về hiệu ứng này trong tài liệu. Và sau đó tôi nghĩ ra một mô hình phù hợp mà tôi đề xuất dưới đây.
Điều kiện tiên quyết ban đầu (các ký hiệu được hiển thị trong Hình 1): 1) một đường đồng trục lý tưởng có sự phân bố đồng đều các tham số dọc theo chiều dài ở chế độ ngắt tải; 2) lớp cách điện giữa lõi trung tâm và dây bện có độ bền điện lý tưởng và không thể bị phá vỡ bởi bất kỳ điện áp nào; 3) lõi trung tâm có điện trở ohmic nhỏ và có khả năng tăng điện trở ở vị trí gia nhiệt; lõi được làm nóng đồng đều có điện trở phân bố đều dọc theo toàn bộ chiều dài của nó; 4) lõi trung tâm có thể bị đốt cháy bởi dòng điện cao ở nơi được làm nóng trước, ở nơi này một viên nang chứa đầy hơi từ kim loại của lõi được hình thành; 5) viên nang tại vị trí vết bỏng bị xuyên thủng và bị ion hóa bởi điện áp tăng, quá trình ion hóa tồn tại trong một thời gian dài trong viên nang và độ dẫn điện trong nó tăng lên khi dòng điện trong khí ion hóa (hồ quang) và sự giải phóng nhiệt tăng lên. Sự cố lặp đi lặp lại xảy ra ở điện áp thấp hơn nhiều so với điện áp sơ cấp. Hình 1 a,b thể hiện đồ thị phân bố điện áp và dòng điện dọc theo chiều dài đường dây ở chế độ không phối hợp cực độ (ngắt tải hoặc đoản mạch - đồ thị dịch chuyển λ/4). Trong trường hợp này, cực đại được gọi là antinode và giá trị 1 được gọi là nút. Hình 4c cho thấy một đường đồng trục dài được lý tưởng hóa ở chế độ sóng dừng (khi ngắt tải), trong đó các annode dòng điện và điện áp được mô tả dưới dạng ký hiệu. Chúng xen kẽ với chu kỳ λ/XNUMX, bắt đầu từ đầu ra, vì sóng bị phản xạ hoàn toàn ở đó. Đường dây được cung cấp điện bởi một máy phát điện phù hợp với đường dây truyền tải điện. Tại các điện cực hiện tại, xảy ra hiện tượng gia nhiệt đồng đều ở các phần đường. Trong trường hợp này, điện trở tăng lên ở khu vực này và có thể xảy ra sự tan chảy của lõi và hình thành một viên nang chứa đầy hơi kim loại. Trên thực tế, do sự phân bố không đồng đều của các thông số cáp nên sự tan chảy của lõi trung tâm không thể xảy ra đồng thời ở tất cả các annode hiện tại.
Vì vậy, chúng tôi giới thiệu tính không đồng nhất vào dòng. Tính không đồng nhất như vậy có thể là lỗi sản xuất (giảm mặt cắt ngang của lõi ở một vị trí nhất định, vết lõm, vết vùi). Vì vậy, ví dụ, tại antinode 3λ/4 tính từ đầu mở của đường truyền, xảy ra hiện tượng cháy (Hình 2, a) và một viên nang chứa đầy hơi kim loại được hình thành. Việc ngắt dòng như vậy được coi là ngắt tải; annode điện áp được dịch chuyển một khoảng λ/4, tức là. đến vị trí ngắt đầu tiên và thực hiện đánh thủng sơ cấp (Hình 2, b). Sự ion hóa trong viên nang tăng lên và điện trở giảm do phóng hồ quang. Antinode điện áp lại được dịch chuyển một khoảng λ/4, và antinode hiện tại được dịch chuyển vào vị trí của nó, khôi phục độ dẫn điện trong khe hở, tức là. ở nơi này hồ quang plasma phục hồi độ dẫn điện của lõi. Nhưng do đầu tải của đường dây mở nên sóng dừng được khôi phục về dạng trước đó (Hình 2, c). Nhiệt độ ở khu vực được khôi phục theo cách này tăng lên và do truyền nhiệt nên điện trở của lõi ở các khu vực lân cận tăng lên. Trong các điện cực dòng điện liền kề, nhiệt lượng tỏa ra tăng lên, dẫn đến đốt cháy lõi bên phải và bên trái λ/4 tính từ vị trí bị hư hỏng đầu tiên, và các điện áp dương được dịch chuyển đến những vị trí này trong Hình 2, c. Sự phá vỡ sơ cấp của các khoảng trống xảy ra, sự nóng lên và sự ion hóa mạnh của chúng trong các viên nang thu được xảy ra. Tại thời điểm này, hồ quang đã thắp sáng trước đó được hỗ trợ bởi dòng điện hoặc điện áp (lần lượt khi đường dây bị hỏng thêm) và hiện tượng nóng lên tăng lên xảy ra ở các khu vực lân cận cho đến khi xảy ra hiện tượng tan chảy, sau đó quá trình này phát triển, như trong Hình 2, d. dọc theo toàn bộ chiều dài cáp. Chúng ta thấy rằng sóng dừng truyền năng lượng (nhưng không truyền cho tải) và giải phóng nó trên các “tải” mà nó tổ chức, nằm ở bước λ/4, dưới dạng nóng chảy của lõi trung tâm. Hơn nữa, với công suất máy phát tương đối thấp, giá trị dòng điện và điện áp rất lớn phát sinh ở các cực âm. Việc bổ sung các lượng phân chia này xảy ra do quán tính của các khoảng trống bị ion hóa (quá trình ion hóa trong viên nang tồn tại khá lâu). Trong trường hợp được thảo luận ở trên với cáp RK-75-11, có 18 lỗi với khoảng cách trung bình là 3 mm, tổng khoảng cách này là khoảng 50 mm.
Bạn có thể sử dụng năng lượng của sóng dừng nếu bạn di chuyển những nơi hình thành các phản âm từ đường dây truyền tải điện đến các đầu của nó. Do đó, chúng ta sẽ xem xét đường một phần tư sóng một cách riêng biệt. Hình 3a cho thấy một đường như vậy khớp với nguồn điện và tải. Đây được gọi là máy biến áp một phần tư sóng trên đường dây, biến điện trở tải thành điện trở đầu vào của đường dây. Bây giờ chúng ta sẽ xem xét các chế độ không khớp cực độ trong khuôn khổ mô hình được đề xuất trước đó và thay thế tải bằng mạch hàn bao gồm giá đỡ điện cực và điện cực ở dạng bộ phận hàn làm chìa khóa ion hóa khe hở giữa các tiếp điểm. Hình 3b thể hiện trường hợp cắt tải khi các điện cực cách nhau một khoảng mà tại đó hồ quang bị đứt, khi đó điện áp ở hai đầu điện cực tạo thành một antinode, sau đó là sự phá vỡ khe hở, phóng điện của antinode và hình thành của đám mây bị ion hóa. Hình 3,c thể hiện trường hợp đóng tải, trong đó hồ quang bị dập tắt và điện cực “dính” vào bộ phận được hàn. Trong trường hợp này, điện áp giảm xuống XNUMX (về mặt lý thuyết), nhưng dòng điện cực đạt giá trị rất cao và đốt cháy cầu đóng, sau đó làm nóng chảy điện cực cho đến khi đạt được hoạt động bình thường. Hình 3d thể hiện trường hợp của chế độ bình thường, đây là trường hợp truyền tải điện cổ điển ở chế độ sóng lan truyền trên một tải phù hợp và chúng ta cũng đã biết các điều kiện phù hợp. Được biết, hồ quang cháy ở điện áp xấp xỉ 20 V và dòng điện trong đó được xác định bởi tiết diện của điện cực được sử dụng. Chia điện áp cho dòng điện theo định luật Ohm, chúng ta thu được điện trở tải, giá trị này phải bằng trở kháng đặc tính của đường dây. Cần lưu ý rằng đối với cáp đồng trục tiêu chuẩn, điện trở này thấp và phải thiết kế loại cáp đặc biệt. Cần phải tăng tiết diện lõi trung tâm của cáp vì ở dòng điện nhỏ hơn 40 A, hồ quang cháy không ổn định và không tạo ra nhiệt độ đủ để làm nóng chảy thép. Những điểm sau cần lưu ý để thiết kế dễ dàng hơn. Máy biến áp một phần tư sóng tạo điều kiện gần như lý tưởng cho việc kích thích và đốt cháy hồ quang, tương đương với đặc tính rơi dốc ở máy biến áp hàn thông thường, điều này thường được thực hiện bằng cách chuyển điểm làm việc của máy biến áp về ranh giới bão hòa của lõi, tức là cực kỳ kém kinh tế và gây nhiễu rất lớn cho mạng lưới chiếu sáng (khi lõi của CT thông thường bão hòa, dòng điện xung của cuộn sơ cấp đạt tới hàng trăm ampe, nhiệt điện sinh ra được đo bằng kilowatt). Trong hàn điện một phần tư sóng, hồ quang được duy trì bằng cách xen kẽ và kết hợp cả ba chế độ vận hành của đường một phần tư sóng, vì mạch hàn rất có thể sẽ phải được cấp nguồn từ nguồn điện thông qua một máy biến áp phù hợp từ máy phát điện hoạt động ở tần số cao hơn. Sử dụng máy biến áp một phần tư sóng như vậy, có thể loại bỏ chế độ ngắn mạch của tải máy phát, điều này sẽ cho phép sử dụng các mạch chuyển đổi bóng bán dẫn. Thực tế là đoản mạch trong tải nối qua máy biến áp một phần tư sóng được truyền đến đầu vào của đường dây dưới dạng điện trở cao. Nhưng nếu mạch hàn bị đứt thì tải cho máy phát điện cũng tương tự như đoản mạch. Nhưng chúng ta có một điện áp dự trữ rất lớn ở các điện cực. Điện áp này phải được giới hạn ở một mức độ nào đó vì lý do an toàn. Bằng cách giới hạn điện áp trên các điện cực hàn hở, chúng tôi đồng thời giảm tải tối đa trên máy phát điện và có thể xây dựng một hệ thống tối ưu hóa với công suất chỉ vài trăm watt, có hiệu suất tương tự như máy nhiều kilowatt trong cách triển khai cổ điển. Về mặt lý thuyết, có thể sử dụng phương pháp hàn điện một phần tư sóng ở tần số 50 Hz nhưng trên thực tế thì rất tốn kém. Do đó, tần số phải được tăng lên ít nhất vài megahertz. Nhìn chung, tần số càng cao thì thiết kế càng đơn giản và nhỏ gọn hơn nhưng hiệu ứng skin bắt đầu xuất hiện sẽ làm giảm độ sâu hàn và trong lò vi sóng nó sẽ biến thành “máy tạo pháo hoa”. Tôi đề nghị chỉ hàn điện một phần tư sóng cho vật liệu tấm, trong trường hợp này nó có thể thay thế các thiết bị loại KEMP. Hiệu ứng da rất hữu ích ở chỗ nó có thể làm sạch bề mặt kim loại khỏi màng oxit. Màng này thường là chất điện môi và có cấu trúc tinh thể, bên dưới xuất hiện một vùng tăng khả năng chống lại dòng điện bề mặt, điều này sẽ gây ra hiện tượng nóng lên cục bộ dưới màng và ở ranh giới của nó, đồng thời sự chênh lệch nhiệt độ sẽ phá hủy cấu trúc của màng. màng oxit (màng sẽ bong ra khỏi bề mặt kim loại), có thể thay thế cho chất trợ dung cho điện cực hàn. Nói về cách triển khai thực tế, cần lưu ý rằng chiều dài vật lý của đường một phần tư sóng trong phiên bản đồng trục được rút ngắn đáng kể (không giống như dây xoắn) và cáp hàn đóng vai trò như một cáp điều chỉnh kéo dài đường dây sao cho đường một phần tư sóng đoạn sóng kết thúc chính xác tại điểm cuối của điện cực hàn.
Trong kết nối thông thường của đường dây đồng trục (Hình 4,a), trở kháng đặc tính ρ của nó bằng trở kháng đặc tính của cáp Z. Nên giảm trở kháng đặc tính của đường dây cáp (ví dụ: sử dụng tiêu chuẩn cáp 50 ohm). Nếu bạn nối dây bện song song với lõi trung tâm, như trong Hình 4b, thì bạn có thể giảm điện trở đường dây đi 2 lần. Bện cáp thường có tiết diện đồng đáng kể, vượt quá tiết diện của lõi trung tâm, mặc dù dòng điện chạy qua chúng là như nhau. Tôi đề nghị sử dụng dây bện làm cuộn dây thứ cấp của máy biến áp đầu ra máy phát điện. Bạn có thể kết hợp máy biến áp đầu ra máy phát điện và máy biến áp một phần tư sóng trên đường dây (Hình 4, c), nghĩa là bạn có thể chỉ cần quấn cuộn dây thứ cấp bằng cáp đồng trục, tạo thành đường một phần tư sóng. Vì mạch trong Hình 4c là mạch cộng hưởng nên chúng ta có thể mong đợi năng lượng của từ trường của máy biến áp máy phát sẽ được truyền sang trường điện từ của đường dây đồng trục. Hình 4d hiển thị sơ đồ kết nối thông thường của đường một phần tư sóng. Ở đây, có thể thu được tải của máy biến áp dọc theo bện cáp bằng cách sử dụng điện trở tải R, cũng như thiết kế cáp đã thảo luận trước đó. Điều đặc biệt tiện lợi ở thiết kế này là một đầu dây đã được cắm nhưng rất có thể sẽ phải làm mát. Tác giả: Yu.P.Sarazh
Máy tỉa hoa trong vườn
02.05.2024 Kính hiển vi hồng ngoại tiên tiến
02.05.2024 Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024
▪ Truyền video 4K lên đến 30 m ▪ Khảo sát cấu trúc của benzen ▪ Điện thoại có thể làm cho một người hạnh phúc hơn ▪ Chụp cắt lớp positron toàn thân
▪ phần trang web Những khám phá khoa học quan trọng nhất. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Cơ sở chung của sư phạm. Ghi chú bài giảng ▪ bài viết Bút danh của ca sĩ người Ukraine Ani Lorak xuất hiện như thế nào? đáp án chi tiết ▪ Bài báo Làm việc trên máy bookend. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Thủ thuật công nghệ. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này