ריתוך חשמלי של רבע גל. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ריתוך חשמלי של רבע גל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ציוד ריתוך

חובבי רדיו גלים קצרים וכל מי שאי פעם התעניין ברצינות בתקשורת רדיו יודע שגלים עומדים ברמות הספק גבוהות הם בעליל רע. לאחר שהוקמו בנתיב העברת הכוח RF, גלים עומדים יכולים לגרום לצרות רבות. למשל, לגרום נזק למגבר הכוח, לשרוף את הכבל לאנטנה, לשרוף את ממסר האנטנה וכו'.

אני אספר לך את הסיפור הזה. יום אחד הייתי צריך חתיכת כבל קואקסיאלי 75 אוהם באורך 2 מ' בדיוק. אחסנתי סליל של כבל בחתיכה אחת באורך 30 מ'. חתכתי את החתיכה הנדרשת, הפרדתי את הקצוות ובדקתי את השבר בליבה המרכזית עם מד אוהם. החלטתי שמכיוון שהחתיכה היא מקצה המפרץ, אפשר לשבור אותה. שוב חתכתי את החתיכה הנדרשת, חתכתי אותה, בדקתי אותה - שוב הייתה שבירה בליבה המרכזית. חשבתי שזה כבל משומש שמונח איפשהו בחדר הבקרה ואפשר היה לרמוס אותו. הקצה השני של הכבל צריך להיות באנטנה, אין את מי לרמוס שם. חתכתי חתיכה מהקצה השני של המפרץ. אותו דבר - שבירה בגרעין המרכזי. פקעה סבלנותי, לקחתי את כל המפרץ לחצר והתחלתי לחתוך אותו. לאחר שחתכתי את המפרץ ל-17 חלקים ולא קיבלתי אף אחד מתאים, החלטתי ללכת לחנות ולקנות כבל חדש.

בדרך חשבתי איך אפשר לשרוף את הכבל בהרבה מקומות במקביל. בזרם ישר, המעגל נשרף בדרך כלל במקום אחד, החלש ביותר, ואחרי זה מקומות אחרים כבר לא נשרפים. לאחר שחזרתי הביתה עם כבל חדש, החלטתי להסיר את כל הצמה מחתיכות הכבל הישן. לאחר מכן, אזורים כהים ושברי חוטים של 24 מ"מ נראו מבעד לבידוד השקוף. קוטר הליבה המרכזית של כבל RK-75-4-11 הוא 0,72 מ"מ; על מנת לשרוף חוט כזה יש צורך בזרם של 21 A. מיקומי השחיקה אותרו בתדירות מסוימת - מעט פחות מ-1 M.

מאוחר יותר הצלחתי לגלות שהכבל הפגום שימש כחלק מתחנת רדיו 54 מגה-הרץ. אורך הגל בכבל היה 3,66 מ' (בהתחשב במקדם הקיצור של 1,52). ואז הבנתי שהכבל "נחתך" לקטעי רבע גל של 0,915 מ' כל אחד. לא מצאתי הסבר ברור להשפעה הזו בספרות. ואז הגעתי לדגם מתאים, אותו אני מציע להלן.

ריתוך חשמלי של רבע גל

תנאים מוקדמים ראשוניים (סמלים מוצגים באיור 1):

1) קו קואקסיאלי אידיאלי עם חלוקה אחידה של פרמטרים לאורך במצב הפסקת עומס;

2) הבידוד בין הליבה המרכזית לצמה הוא באופן אידיאלי חזק מבחינה חשמלית ולא ניתן לפרוץ אותו בשום מתח;

3) הליבה המרכזית היא בעלת התנגדות אומהית קטנה ובעלת יכולת להגביר את ההתנגדות באתר החימום; לליבה מחוממת באופן אחיד יש התנגדות מפוזרת אחידה לכל אורכה;

4) הליבה המרכזית יכולה להישרף על ידי זרם גבוה במקום שחומם מראש, במקום הזה נוצרת קפסולה מלאה באדים מהמתכת של הליבה;

5) הקפסולה במקום השחיקה מנוקבת ומיוננת על ידי מתח מוגבר, היינון נמשך זמן רב בקפסולה, והמוליכות בה עולה עם הגדלת הזרם בגז המיונן (קשת) ושחרור חום. תקלות חוזרות מתרחשות במתח נמוך בהרבה מהמתח הראשוני.

איור 1 א,ב מציג גרפים של התפלגות המתחים והזרמים לאורך הקו במצב אי התאמה קיצוני (הפסקת עומס או קצר חשמלי - הגרפים מוזזים ב-λ/4). במקרה זה, המקסימום נקראים antinodes, וערכי אפס נקראים צמתים. איור 1c מציג קו קואקסיאלי ארוך אידיאלי במצב גל עומד (בהפסקת עומס), שבו אנטי-צמת הזרם והמתח מתוארים כסמלים. הם מתחלפים עם תקופה של λ/4, החל מקצה הפלט, מכיוון שהגל משתקף שם לחלוטין. הקו מופעל על ידי גנרטור המותאם לקו העברת החשמל. באנטי-נודים הנוכחיים, מתרחש חימום אחיד של קטעי הקו. במקרה זה, ההתנגדות גוברת באזור זה ועלולה להתרחש התכה של הליבה והיווצרות קפסולה מלאה באדי מתכת. במציאות, בשל חלוקה לא אחידה של פרמטרי כבלים, התכה של הליבה המרכזית לא יכולה להתרחש בכל האנטי-נודים הנוכחיים בו זמנית.

ריתוך חשמלי של רבע גל

לכן, אנו מכניסים הטרוגניות לקו. הטרוגניות כזו עשויה להיות פגם בייצור (צמצום חתך הליבה במקום מסוים, שקע, הכללה). כך, למשל, באנטינוד 3λ/4 מהקצה הפתוח של הקו, התרחשה שחיקה (איור 2, א) ונוצרה קפסולה מלאה באדי מתכת. פריצת קו כזה נתפסת כהפסקת עומס; האנטינוד של המתח מוסט ב-λ/4, כלומר. למקום ההפסקה הראשונה ועושה התמוטטות ראשונית (איור 2, ב). היינון בקפסולה עולה, וההתנגדות יורדת עקב קשתות. האנטי-נוד המתח מוזז שוב ב-λ/4, והאנטי-נוד הנוכחי מוסט במקומו, משחזר מוליכות בפער, כלומר. במקום זה, קשת הפלזמה משחזרת את המוליכות של הליבה. אך מכיוון שקצה העומס של הקו פתוח, הגל העומד משוחזר בצורתו הקודמת (איור 2, ג).

הטמפרטורה באזור האזור המשוחזר בדרך זו עולה, ובשל העברת חום, ההתנגדות של הליבה באזורים הסמוכים עולה. חום מוגבר משתחרר באנטי-צמתים זרם סמוכים, מה שמוביל לשריפת הליבה ימינה ושמאלה ב- λ/4 ממקום הנזק הראשון, ואנטי-צמת המתח מוזזים למקומות אלו באיור 2, ג. מתרחשים פירוק ראשוני של הפערים, התחממותם ויינון חזק בקפסולות שנוצרו.

בשלב זה, הקשת המוארת קודם לכן נתמכת על ידי זרם או מתח (לסירוגין ככל שהקו ניזוק עוד יותר), וחימום מוגבר מתרחש באזורים סמוכים עד להמסה, ואז התהליך מתפתח, כפי שמוצג באיור 2, ד לכל אורך הכבל.

אנו רואים שגל עומד מעביר אנרגיה (אך לא לעומס) ומשחרר אותה על ה"עומסים" שהוא מארגן, הממוקמים בצעד של λ/4, בצורה של התכה של הליבה המרכזית. יתר על כן, עם הספק גנרטור נמוך יחסית, ערכים גדולים מאוד של זרם ומתח מתעוררים באנטי-צמתים. הוספה של כמויות מפוצלות אלו מתרחשת עקב האינרציה של הרווחים המיוננים (היוניזציה בקפסולות נמשכת זמן רב למדי). במקרה הנדון לעיל עם כבל RK-75-11, עם 18 תקלות עם פער ממוצע של 3 מ"מ, פער כולל זה היה כ-50 מ"מ.

ריתוך חשמלי של רבע גל

אתה יכול להשתמש באנרגיה של גל עומד אם אתה מעביר את המקומות שבהם נוצרים אנטי-נודים מקו ההולכה של הכוח אל קצותיו. לכן, נשקול את קו רבע הגל בנפרד. איור 3א מציג קו כזה המותאם למקור הכוח ולעומס. זהו שנאי שנקרא רבע גל על הקו, אשר הופך את התנגדות העומס להתנגדות הכניסה של הקו. כעת נשקול מצבי אי התאמה קיצוניים במסגרת הדגם שהוצע בעבר ונחליף את העומס במעגל ריתוך המורכב ממחזיק אלקטרודה ואלקטרודה בצורת חלק מרותך כמפתח עם יינון של הפער בין המגעים.

איור 3b מציג את המקרה של שבירת עומס כאשר האלקטרודות מופרדות על ידי מרחק שבו הקשת נשברת, ואז המתח בקצה האלקטרודה יוצר אנטיד, ואחריו התמוטטות הפער, פריקת האנטינודה והיווצרות של ענן מיונן.

איור 3,c מציג את המקרה של סגירת עומס, שבו הקשת נכבית והאלקטרודה "נדבקת" על החלק המרותך. במקרה זה, המתח יורד לאפס (תיאורטית), אך זרם האלקטרודה מגיע לערכים גבוהים מאוד ושורף את גשר הסגירה, ולאחר מכן ממיס באינטנסיביות את האלקטרודה עד להשגת פעולה רגילה.

איור 3d מציג את המקרה של המצב הרגיל, זהו המקרה הקלאסי של העברת כוח במצב גל נוסע על עומס מותאם, ותנאי ההתאמה ידועים גם לנו. ידוע שהקשת בוערת במתח של כ-20 וולט, והזרם בה נקבע על פי חתך האלקטרודה המשמשת. מחלקים את המתח בזרם לפי חוק אוהם, נקבל את התנגדות העומס, שאמורה להיות שווה לעכבה האופיינית של הקו. יש לציין כי עבור כבלים קואקסיאליים סטנדרטיים התנגדות זו נמוכה ויש לתכנן כבלים מיוחדים. יהיה צורך להגדיל את החתך של הליבה המרכזית של הכבל, שכן בזרמים של פחות מ-40 A הקשת בוערת לא יציבה ואינה יוצרת טמפרטורה מספקת להמסת הפלדה.

יש לשים לב לנקודות הבאות כדי להקל על העיצוב. שנאי רבע גל יוצר תנאים כמעט אידיאליים לעירור ושריפת הקשת, שווה ערך למאפיין הנפילה התלול בשנאי ריתוך קונבנציונליים, המתממש בדרך כלל על ידי העברת נקודת ההפעלה של השנאי לגבול הרוויה של הליבה, דבר שאינו חסכוני ביותר. ויוצר הפרעות עצומות ברשת התאורה (כאשר הליבה של CT קונבנציונלי רוויה, פולסי הזרם של הפיתול הראשוני מגיעים למאות אמפר, ההספק התרמי שנוצר נמדד בקילו-וואט).

בריתוך חשמלי של רבע גל, הקשת נשמרת על ידי החלפה ושילוב של כל שלושת מצבי הפעולה של קו רבע הגלים, שכן מעגל הריתוך יצטרך להיות מופעל ככל הנראה ממקור מתח דרך שנאי תואם מגנרטור הפועל בשעה תדרים גבוהים יותר. באמצעות שנאי רבע גל כזה, ניתן לבטל את מצב הקצר של עומס הגנרטור, שיאפשר שימוש במעגלי ממירי טרנזיסטור. העובדה היא שקצר בעומס המחובר דרך שנאי רבע גל מועבר לכניסה של הקו בצורה של התנגדות גבוהה. אבל אם מעגל הריתוך נשבר, העומס על הגנרטור דומה לקצר חשמלי. אבל יש לנו עתודת מתח ענקית באלקטרודות. מתח זה חייב להיות מוגבל ברמה מסוימת מטעמי בטיחות. על ידי הגבלת המתח באלקטרודות הריתוך הפתוחות, אנו מפחיתים בו זמנית את עומס השיא על הגנרטור ונוכל לבנות מערכת אופטימלית בהספק של כמה מאות וואט בלבד, בדומה ביעילותה למכונת ריבוי קילוואט ביישום קלאסי.

תיאורטית, אפשר להשתמש בריתוך חשמלי ברבע גל בתדר של 50 הרץ, אבל בפועל זה מאוד יקר. לכן, יש להגביר את התדר לכמה מגה-הרץ לפחות. באופן כללי, ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך העיצוב יכול להיות פשוט וקומפקטי יותר, אך מתחיל להופיע אפקט העור, שיפחית את עומק הריתוך, ובמיקרוגל הוא יהפוך ל"מחולל זיקוקים".

אני מציע ריתוך חשמלי ברבע גל רק עבור חומרי יריעות, במקרה זה הוא יכול להחליף מכשירים מסוג KEMP.

אפקט העור שימושי בכך שהוא מסוגל לנקות את פני המתכת מסרטי תחמוצת. סרט זה הוא בדרך כלל דיאלקטרי ובעל מבנה גבישי, ומתחתיו מופיע אזור של התנגדות מוגברת לזרמי פני השטח, דבר שיגרום לחימום מקומי מתחת לסרט ובגבולותיו, והפרש הטמפרטורות יהרוס את מבנה הסרט. סרט תחמוצת (הסרט יקרע את משטח המתכת), שיכול להיות חלופה לשטפים לריתוך אלקטרודות.

אם כבר מדברים על יישום מעשי, יש לציין שהאורך הפיזי של קו רבע הגל בגרסה הקואקסיאלית מתקצר משמעותית (בניגוד לחוטים מעוותים), וכבלי הריתוך פועלים ככבל כוונון, מאריכים את הקו כך שהרבע- קטע הגל מסתיים בדיוק בקצה אלקטרודת הריתוך.

ריתוך חשמלי של רבע גל

בחיבור הרגיל של קו קואקסיאלי (איור 4,א), העכבה האופיינית שלו ρ שווה לעכבה האופיינית של הכבל Z. רצוי להפחית את העכבה האופיינית של קו הכבל (השתמש למשל בתקן כבלים של 50 אוהם). אם אתה מחבר את צמת הכבל במקביל לליבה המרכזית, כפי שמוצג באיור 4b, אז אתה יכול להפחית את התנגדות הקו פי 2.

לצמת הכבל יש בדרך כלל חתך נחושת משמעותי, העולה על החתך של הליבה המרכזית, אם כי הזרמים זורמים דרכם זהים. אני מציע להשתמש בצמת הכבל בתור הפיתול המשני של שנאי הפלט של הגנרטור. אתה יכול לשלב את שנאי מוצא הגנרטור ושנאי רבע גל על הקו (איור 4, ג), כלומר, אתה יכול פשוט ללפף את הפיתול המשני עם כבל קואקסיאלי, המרכיב את קו רבע הגל. מכיוון שהמעגל באיור 4c הוא תהודה, אנו יכולים לצפות שהאנרגיה של השדה המגנטי של שנאי הגנרטור תועבר לשדה האלקטרומגנטי של הקו הקואקסיאלי.

איור 4ד מציג תרשים של החיבור הרגיל של קו רבע גל. כאן, ניתן להשיג את העומס של השנאי לאורך צמת הכבל על ידי שימוש בנגד העומס R, כמו גם בעיצוב הכבל שנדון קודם לכן. מה שנוח במיוחד בעיצוב הזה הוא שקצה אחד של הקו מחובר, אבל סביר להניח שיהיה צורך לקרר אותו.

מחבר: Yu.P.Sarazh

ראה מאמרים אחרים סעיף ציוד ריתוך.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

יצר הכלאה של אדם וכבש 18.02.2018

ביולוגים מקליפורניה גידלו לראשונה עוברים, כולל תאי אדם וכבשים.

העבודה על יצירת כימרות - אורגניזמים המורכבים מתאי הטרוגניים גנטית - נמשכת כבר כעשור וחצי. מדענים רוצים להיות מסוגלים לגדל איברים מלאים, שאותם ניתן יהיה להשתיל בבני אדם, ושלא יידחו במהלך ההשתלה. בנוסף, ניסויים כאלה יכולים לאפשר בדיקה בטוחה יותר של תרופות חדשות. יחד עם זאת, פעולות כאלה של מדענים מוגבלות למדי בשל דיונים על האתיקה שלהם.

בניסוי חדש הצליחו מדענים להשתיל בהצלחה תאים אנושיים בעוברי כבשים ביחס של כ-1 ל-10 תאים. העוברים התפתחו בהצלחה תוך 28 ימים (מתוכם 21 ימים הם היו ישירות בתוך כבשה חיה) - כפי שמציינים ביולוגים, מספיקה תקופה זו כדי להבין שהם עלולים להתפתח לאורגניזם חי מן המניין. לאחר מכן, הניסוי הופסק מסיבות אתיות.

תאים אנושיים הוכנסו לעוברי כבשים באמצעות טכנולוגיית CRISPR/Cas9 - היא מאפשרת לשנות באופן ספציפי גנים בודדים בתאי הגוף.

מחברי העבודה מדגישים כי עדיין לא ברור כיצד בדיוק תאים אנושיים יכולים להשפיע על מראה הכבשים ועל תפקוד מערכת העצבים שלהם. הם הביעו את הדעה כי הדבר מצריך ניסוי ארוך יותר, שיימשך לפחות 70 יום. יחד עם זאת, מדענים מדגישים כי בכל מקרה, על מנת לגדל איבר מן המניין, יש צורך להגדיל באופן משמעותי את מספר התאים האנושיים - היחס עם תאי בעלי חיים צריך להיות בערך אחד עד מאה.

ניסוי דומה בוצע בתחילת 2017 עם חזירים. העוברים גם התפתחו כרגיל במשך 28 ימים, היחס בין תאי אדם וחזיר היה בערך 1 ל-100. לאחר מכן, הם הוצאו מגוף הזריעה. כבשים, לפי מדענים, מבטיחות יותר לגידול איברים אנושיים מאשר חזירים, שכן ניסויים הראו שדרושים הרבה פחות עוברים כדי ליצור בהצלחה כימרה המבוססת על כבשה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ הזרקת FGF21 עוזרת להתפכח

▪ Area Ragno GRABBER 2 כרטיס לכידת וידאו

▪ הטלסקופ הדרומי

▪ חתולים וקופסאות

▪ כרטיסי Eye-Fi Mobi להעברת תמונות אלחוטית

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר העברת נתונים. בחירת מאמרים

▪ המאמר של קלסטקוב. ביטוי עממי

▪ כתבה באיזו מדינה מקור המילה סלפי? תשובה מפורטת

▪ מאמר מפעיל PC. תיאור משרה

▪ מאמר בוסטר לגיטרה חשמלית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר במעלה הרמפה. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר