Гост 15047-78 электроприборы нагревательные бытовые. термины и определения

p-n-p-n-Приборы.

На рис. 2 представлена четырехслойная структура, называемая триодным тиристором (SCR). Это наиболее важный тип приборов со структурой p-n-p-n. Другие приборы с этой структурой – двухвыводной и двусторонний диоды.

Тиристор представляет собой эффективный переключатель, позволяющий работать со значительными уровнями мощностей. При прямом напряжении на тиристоре переход B имеет смещение в обратном направлении, так что тока через него практически нет. Но когда напряжение смещения в прямом направлении увеличивается до некоторого критического уровня, на переходе B развивается лавинный процесс. Носители заряда инжектируются затем в средние области N и P, вызывая диффузию дырок на переходе A p-n-p-структуры и диффузию электронов на переходе C n-p-n-структуры. В результате ток увеличивается, и падение напряжения на приборе становится малым. Этот процесс можно инициировать при меньшем прямом смещении, инжектируя небольшой ток в одну из точек слоя p управляющего электрода. Отсюда следует, что SCR может служить почти идеальным переключателем, в котором практически не протекает ток в закрытом состоянии, но в открытом состоянии течет значительный ток при низком напряжении. Приборы SCR широко используются в схемах управления электродвигателями и печами, в регуляторах освещения и других применениях.

Классификация

Вакуумные электронные приборы можно разделить на следующие классы:

• Электронные лампы или радиолампы: диоды, триоды, тетроды (в т.ч. лучевые), пентоды, — часто в одном баллоне для общего удешевления размещают сразу несколько разных вакуумных приборов

  Вакуумные приборы СВЧ: магнетроны, клистроны, ЛБВ, ЛОВ;

  ;

• Электронно-лучевые приборы: электронно-лучевые трубки, кинескопы

  Ускорители заряженных частиц: рентгеновские трубки;

  ;

• Фотоэлектронные приборы: ФЭУ, вакуумные фотоэлементы, электронно-оптический преобразователь;
• Вакуумные индикаторы: индикаторные лампы(устар.), магический глаз, вакуумно-люминесцентные индикаторы.

Диоды с p-n-переходом.

Диоды – это устройства, которые проводят электрический ток только в одном направлении. Следовательно, p-n-переходы идеально подходят для их использования в диодных выпрямителях, преобразующих переменный ток в постоянный.

Когда напряжение обратного смещения на диоде с p-n-переходом увеличивается до критического значения, называемого напряжением пробоя, электрическое поле в области перехода создает электроны и дырки в результате соударений носителей заряда, обладающих высокой энергией, с атомами полупроводников. В ходе этого процесса, называемого ионизацией, образуется «лавина» новых носителей, вследствие чего обратный ток при напряжении пробоя существенно возрастает.

Диодные выпрямители обычно работают при обратных напряжениях ниже напряжения пробоя. Однако резкое и значительное нарастание обратного тока, происходящее при достижении напряжения пробоя, можно использовать для стабилизации напряжения или для фиксации опорного уровня напряжения. Диоды, предназначенные для таких применений, называются полупроводниковыми стабилитронами. См. также ЭЛЕКТРОННЫЕ СХЕМЫ.

Емкость, зависящая от приложенного напряжения, соответствует обратно смещенному p-n-переходу. Такую управляемую напряжением емкость можно применять, например, в настраиваемых контурах. Диоды, в которых используются такие переходы, называют варикапами.

Резкие p-n-переходы, имеющие очень малую толщину и сильно легированные с обеих сторон, находят применение в туннельных диодах, т.е. диодах, в которых электроны могут «туннелировать» сквозь переход. Туннелирование – это квантовомеханический процесс, позволяющий некоторым электронам проходить сквозь потенциальный барьер. Как при обратном, так и при прямом смещении туннельный диод пропускает ток при очень низком напряжении. Но при некотором критическом значении напряжения прямого смещения эффект туннелирования уменьшается, и, в конечном счете, преобладающим становится прямой ток от p-области к n-области. Ток, обусловленный туннелированием, продолжает уменьшаться, пока напряжение повышается от критического уровня до некоторого более высокого значения. В этом диапазоне напряжений, где происходит уменьшение туннелирования, возникает отрицательное сопротивление, которое можно использовать в различных типах переключателей, автогенераторов, усилителей и других электронных устройств.

p-n-Переход может также находить применение в качестве фотодиода или солнечного элемента (фотоэлектрического перехода). Когда свет, который состоит из фотонов, освещает p-n-переход, атомы полупроводника поглощают фотоны, в результате чего образуются дополнительные пары электронов и дырок. Поскольку эти дополнительные носители собираются в области перехода, от n-области в p-область течет избыточный ток. Величина этого обратного тока пропорциональна скорости, с которой генерируются дополнительные носители, а эта скорость, в свою очередь, зависит от интенсивности падающего света.

В фотодиодах этот обратный ток при фиксированном напряжении обратного смещения зависит от интенсивности освещения. Поэтому фотодиоды часто используют в фотометрах и системах распознавания символов.

Полученную от p-n-перехода энергию солнечные элементы передают в подключенную к ним внешнюю нагрузку. Солнечные элементы, преобразующие солнечный свет в электричество, находят широкое применение в качестве источников электропитания для искусственных спутников Земли и в некоторых применениях на Земле. См. также БАТАРЕИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ.

Во многих полупроводниковых материалах, таких, как арсенид галлия (GaAs), фосфид галлия (GaP) и фосфид индия (InP), электроны и дырки рекомбинируют друг с другом в области p-n-перехода, смещенного в прямом направлении, излучая свет. Длина волны излучения зависит от используемого материала; обычно спектр излучения находится в пределах от инфракрасного (как в случае GaAs) до зеленого (как для GaP) участков. При надлежащем выборе материалов можно изготовить такие светоизлучающие диоды (СИД), которые будут давать излучение практически любого цвета (длины волны). Такие светодиоды применяют в цифровых наручных часах и в индикаторах электронных калькуляторов. Инфракрасные светодиоды могут использоваться в оптических системах связи, в которых световые сигналы, посылаемые по волоконно-оптическим кабелям, детектируются фотодиодами. Оптоэлектронные системы такого рода могут быть весьма эффективными, если используются светодиоды лазерного типа, а фотоприемники работают в лавинном режиме с обратным смещением. См. также ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА; ЛАЗЕР.

Приборы электрического обогрева

Все электрические приборы, применяемые в случае невозможности установки водяной системы отопления, имеют разные особенности и характеристики – от мощности до принципов генерирования тепла. При этом главными недостатками любого такого оборудования являются высокая стоимость эксплуатации и необходимость устройства электросети, способной выдержать большие нагрузки (при суммарной мощности электронагревателей больше 9–12 кВт необходимо устройство сети с напряжением 380 В). Преимущества же у каждой разновидности свои.

Конструкция, которую имеют электрические нагревательные устройства данного типа, позволяет достаточно быстро нагреть помещение при помощи перемещающихся сквозь них воздушных потоков.

Попадание воздуха внутрь приборов происходит через отверстия в нижней части, его нагрев осуществляется при помощи ТЭНа, а выход обеспечивается наличием верхних щелей. На сегодняшний день существуют электрические конвекторы мощностью от 0,25 до 2,5 кВт.

Масляные устройства

Масляные электрические нагреватели тоже используют конвекционный метод нагрева. Внутри корпуса содержится специальное масло, которое и нагревается ТЭНом. При этом нагрев может регулироваться при помощи термостата, выключающего прибор при достижении воздухом заданной температуры.

Особенностями работы нагревателей является их высокая инерционность. За счет этого отопительные приборы очень медленно нагреваются, однако, даже после отключения подачи энергии их поверхность продолжает испускать тепло на протяжении длительного периода времени.

Кроме того, поверхность масляного оборудования нагревается до 110–150 градусов, что намного выше параметров других устройств и требует особого обращения – например, установки в отдалении от предметов, способных воспламениться.

Использование таких радиаторов дает возможность удобного регулирования интенсивности нагрева – почти все они имеют 2–4 режима работы. Кроме того, с учетом производительности одной секции в 150–250 кВт, подбирать прибор для конкретного помещения довольно легко. А ассортимент большинства производителей включает модели мощностью до 4,5 кВт.

Выбирая отопительные приборы, принцип действия которых основан на излучении тепловых волн в инфракрасном диапазоне, владелец частного дома или помещения другого назначения получает следующие преимущества:

• заметное снижение потребления электроэнергии по сравнению с традиционным электрическим оборудованием (в пределах 30%);
• отсутствие снижения содержания в воздухе кислорода, что избавляет находящихся в помещении людей от головной боли;
• очень высокую скорость нагрева (даже холодная комната прогревается в течение нескольких минут).

Виды

Классификация приборов для инфракрасного отопления производится по способу испускания волн. Бывают пленочные устройства, которые передают на окружающие предметы излучение от резисторных проводников, расположенных на поверхности специальной пленки. Мощность – в пределах 800 Вт на 1 кв. м.

Второй вид — карбоновые. В них излучение идет от спирали внутри герметичной стеклянной колбы. Бытовые приборы данного типа имеют мощность от 0,7 до 4,0 кВт.

Преимуществом первых является возможность использовать их как электрические теплые полы. В то время как карбоновые обогреватели намного мощнее, хотя и требуют при этом соблюдения повышенных мер пожарной безопасности.

Классификация сетевых компьютеров

классификация сетевых компьютеров

• Windows-терминалы (Windows-based Terminal, WBT) – настольные и мобильные персональные компьютеры (ПК) с операционной системой Windows СЕ. Рассчитаны на запуск приложений на сервере и получение от него данных;
• простейшие универсальные сетевые компьютеры (“тонкие клиенты”) – настольные ПК с доступом к различным сетевым ресурсам. Практически все требуемые пользователям программы должны выполняться на сервере;
• сетевые компьютеры Java (Java Net PC), способные выполнять простейшие Java-программы;
• достаточно мощные сетевые компьютеры (Net PC) – настольные ПК с резидентной операционной системой, способные работать с большинством приложений.

Батушев В.А. Электронные приборы

Предисловие

Электроника все глубже проникает в нашу жизнь. Являясь средством существенного улучшения технико-экономических показателей разнообразных устройств и открывая пути решения принципиально новых технических и научных задач, она занимает ныне прочные позиции не только в таких традиционных областях, как связь, телевидение, радиолокация, вычислительная техника, автоматика, но и в целом ряде других областей, важных для народного хозяйства, культурной жизни, науки и обороны страны. Этим определяется все возрастающее значение хорошей подготовки специалистов в области электроники.

Широкие функциональные возможности электронных приборов и многообразие режимов их применения, значительное количество ненормируемых и неконтролируемых параметров, имеющих слабую корреляционную связь, делают возможным эффективное использование электронных приборов в аппаратуре лишь при наличии глубоких и отчетливых представлений о их свойствах и о влиянии на них режима работы и окружающей среды

Для оптимального выбора схемы электронного устройства, определения наивыгоднейшего режима электронных приборов немаловажное значение имеет знание принципов моделирования электронных приборов, знание связей между параметрами, используемыми при расчете схем, и параметрами, контролируемыми по техническим условиям

Возможности реализации одной и той же технической функции с помощью электронных приборов разного типа требуют знания областей их эффективного применения

Этим вопросам, представляющим практический интерес при конструировании и эксплуатации аппаратуры, уделено главное внимание в настоящем курсе. Методика расчета электронных приборов и технология их изготовления затронуты в минимальной степени

Содержание книги соответствует программе курса «Электронные приборы», являющегося одним из первых специально-технических курсов высшей школы. В ней рассмотрены электронные приборы широкого применения и даны основы для последующего изучения в специальных курсах таких приборов, как лампы сверхвысоких частот, передающие телевизионные трубки и ряд других. Значительное место уделено полупроводниковым приборам, играющим важную роль в современной электронной технике, особенно в микроэлектронике. Для рассмотрения привлекаются простейшие модели электронных приборов, позволяющие кратчайшим путем вскрыть важнейшие закономерности, в то же время отводятся существенное место принципам составления моделей, что дает возможность обучающимся в дальнейшем самостоятельно перейти к более сложным символическим и математическим моделям, используемым при проектировании, в том числе машинном.

Электронные приборы

Электронные приборы (электронная техника, промышленная и бытовая (потребительская) электроника) — электроприборы, управление и принцип работы которых основан на принципах электроники и созданы на основе электронных компонентов. Деление представляется достаточно условным, так как практически вся современная техника (микроволновые печи, термопоты, мультиварки,…) управляется микроконтроллерами.

Потребительская электроника (англ. Consumer electronics) делятся на три категории: аудиоустройства, видеоустройства и бытовые приборы.

• видеоустройства включают устройства воспроизведения и записи видеоинформации (телевизоры, видеомагнитофоны, видео, фотокамеры и т. д.);
• аудиоустройства — устройства для записи и воспроизведения аудиоинформации (магнитофон, Проигрыватель (CD-, DVD-, мультимедиа-), Радиоприёмник (тюнер), усилитель;
• бытовая техника включает домашние устройства, такие как микроволновые печи, холодильники, стиральные машины и т. п. Также Телекоммуникационное оборудование — устройства для проводной и беспроводной связи — телефоны и т. п.
• Компьютерная техника.

Текст этой презентации

Слайд 1

Электронагревательные приборы в нашем домеПреподаватель
Н.А.Малышева

Слайд 2

Выпускается свыше ста наименований различных бытовых нагревательных электроприборов.

Слайд 3

По назначению их можно подразделить: Приборы для приготовления и подогрева пищи: приборы для приготовления пищи общего назначения
приборы для подогрева, а также для поддержания температуры пищи
приборы для жарки, тушения и выпечки
приборы для варки пищи и приготовления напитков
приборы смешанного назначения

Слайд 4

Приборы для приготовления пищи общего назначения:Электроплиты и электроплитки. Основной рабочей частью являются конфорки. Электроплиты имеют жарочный шкаф и жарочный настил.

Слайд 5

Приборы для подогрева и поддержания температуры:Мармит
Прибор для подогрева детского питания Термостат

Слайд 6

Приборы для жарки, тушения и выпечки:Жарочные электрошкафы бытовые
Печь “Чудо” Электроблинница, электровафельница
Электрошашлычница, электромангал
Электрогриль
Электротостер Электрофритюрница
Электроростер
Электросковорода

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Приборы для варки пищи и приготовления напитков:Электрочайники
Кофеварки
Электросамовары
Электрокастрюли

Слайд 10

Приборы смешанного назначенияаэрогриль
микроволновая печь
мультиварка
пароварка
соковыжималка
мясорубка

Слайд 11

Слайд 12

По назначению их можно подразделить: Приборы для обогрева тела человека: приборы мягкой теплоты (грелка, бинт, одеяло) медицинские рефлекторы камины

Слайд 13

По назначению их можно подразделить: Электроинструменты: электропаяльники
прибор для выжигания по дереву
прибор для сваривания пленки
сварочный аппарат

Слайд 14

По назначению их можно подразделить: Приборы для глаженья:
Электрические утюги Приборы для стирки:
стиральные машины

Слайд 15

По назначению их можно подразделить: Санитарно-гигиенические приборы: электрополотенце
бигуди
фен

Слайд 16

По назначению их можно подразделить: Приборы для хранения продуктов: холодильные камеры
морозильные камеры

Слайд 17

Несмотря на то, что нагревательные электроприборы отличаются друг от друга размером, внешним видом, конструктивными особенностями, выполняемыми функциями, в основе работы их лежит один и тот же принцип — превращение электрической энергии в тепловую. Кроме этого, все нагревательные электроприборы имеют одинаковое устройство, состоят из корпуса, электронагревателя, теплоизоляционного устройства, выводных контактов.

Слайд 18

Закон Джоуля — Ленца (1840г) Джеймс Прескотт ДжоульЭмилий Христианович ЛенцПри протекании тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причём количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил

Слайд 19

Сопротивление проводника Если сила тока одна и та же на всём протяжении электрической цепи, то в любом выбранном участке будет выделять тепла тем больше, чем выше сопротивление данного участка. За счёт сознательного увеличения сопротивления участка цепи можно добиться локализованного выделения тепла в этом участке. По этому принципу работают все электронагревательные приборы.

Слайд 20

Технология получения элементов

Активные и пассивные элементы в твердотельной электронике создаются на однородном сверхчистом кристалле полупроводника, чаще всего кремния, методом инжекции или напыления новых слоев в определённых координатах тела кристалла атомов иных химических элементов, молекул более сложных, в том числе и органических веществ. Инжекция меняет свойства полупроводника в месте инжекции (легирования) меняя его проводимость на обратную, создавая таким образом диод или транзистор или пассивный элемент: резистор, проводник, конденсатор или катушку индуктивности, изолятор, теплоотводящий элемент и другие структуры. В последние годы широко распространилась технология производства источников света на кристалле. Огромное количество открытий и разработанных технологий использования твердотельных технологий ещё лежат в сейфах патентообладателей и ждут своего часа.

Технологию получения полупроводниковых кристаллов, чистота которых позволяет создавать элементы размером в несколько нанометров, стали называть нанотехнологией, а раздел электроники — микроэлектроникой.

В 1970-е годы в процессе миниатюризации твердотельной электроники в ней наметился раскол на аналоговую и цифровую микроэлектронику. В условиях конкуренции на рынке производителей элементной базы победу одержали производители цифровой электроники. И в XXI веке производство и эволюция аналоговой электроники практически были остановлены. Так как в реальности все потребители микроэлектроники требуют от неё, как правило не цифровые, а непрерывные аналоговые сигналы или действия, цифровые устройства снабжены ЦАП-ами на своих входах и выходах.

Миниатюризация электронных схем сопровождалась ростом быстродействия устройств. Так первые цифровые устройства ТТЛ технологии требовали микросекунды на переключение из одного состояния в другое и потребляли большой ток, требовавший специальных мер для отвода тепла.

В начале XXI века эволюция твердотельной электроники в направлении миниатюризации элементов постепенно приостановилась и в настоящее время практически остановлена. Эта остановка была предопределена достижением минимально возможных размеров транзисторов, проводников и других элементов на кристалле полупроводника ещё способных отводить выделяемое при протекании тока тепло и не разрушаться. Эти размеры достигли единиц нанометров и поэтому технология изготовления микрочипов называется нанотехнологией.

Следующим этапом в эволюции электроники возможно станет оптоэлектроника, в которой несущим элементом выступит фотон, значительно более подвижный, менее инерционный чем электрон/«дырка» в полупроводнике твердотельной электроники.

Конструкция

Вакуумные электронные приборы обычно представляют собой герметично запаянные стеклянные, металлические или керамические (нувисторы) сосуды с различными электродами внутри, соединёнными с контактами внешнего разъёма прибора через стеклянный или керамический вакуумно-плотный изолятор. Предварительно из них удаляют воздух. Откачивание сопровождается прогревом, как тепловым, так и высокочастотным (реже СВЧ полем), внутренностей прибора с целью удаления абсорбированных газов. Также для этого используется геттер — круг или кольцо из тонкой жести, покрытый металлическим барием[источник не указан 286 дней] или специальным химическим составом, хорошо поглощающим газы как во время распыления, так и после. Это, как правило, самые ядовитые вещества в вакуумных приборах.

Чем меньше внутри останется газов, тем более долговечен прибор. Минимальное остаточное давление в электронных приборах, работающих при напряжениях до 1 кВ, для долговременной работы считается 10-4Па. Для высоковольтных кинескопов (25 кВ) минимум составляет 10-7 Па (5-10 лет).
Для крупногабаритных устройств вроде ускорителей требования в тысячи раз выше.

В любом вакуумном приборе есть катод (прямого или косвенного нагрева, реже без подогрева — «холодный»), часто покрытый особым составом для высокой эмиссии электронов в вакуум рабочей зоны прибора; и анод — последний рабочий электрод, собирающий «отработанные» электроны.

Все вакуумные приборы имеют в качестве рабочего вещества электронный поток, летящий от катода к аноду и взаимодействующий по пути с простыми электродами (сетки и фокусирующие электроды) и сложными (СВЧ резонаторами, люминесцентными экранами, и тд.)

Транзисторы.

p-n-Переходы используются также в транзисторах и более сложных транзисторных структурах – интегральных схемах.

В биполярном транзисторе носителями заряда служат как электроны, так и дырки. В нем имеются два близко расположенных и включенных навстречу друг другу перехода, которые образуют тем самым три отдельных слоя p-n-p— либо n-p-n-структуры. В p-n-p-транзисторе p-область, служащая слоем ввода, называется эмиттером; центральная n-область является базой; p-область, служащая выводом, называется коллектором. В n-p-n-транзисторе p— и n-области меняются местами. В p-n-p-транзисторе дырки инжектируются через эмиттерный переход, смещенный в прямом направлении, и собираются на коллекторном переходе, смещенном в обратном направлении; в n-p-n-приборе то же самое происходит с электронами. Количество инжектируемых и собираемых носителей заряда можно менять путем изменения малого тока, подаваемого в область базы.

Полевой транзистор представляет собой униполярный прибор; это означает, что только основной тип носителей заряда – либо электроны в областях с проводимостью n-типа, либо дырки в областях с проводимостью p-типа – проходят через проводящий канал прибора. Ток в канале изменяется посредством электрического поля, создаваемого напряжением, приложенным к переходу (с обратным смещением) или к изолирующему слою на поверхности прибора.

Биполярный транзистор – это, по существу, прибор, управляемый током, а полевой транзистор – прибор, управляемый напряжением. Оба типа транзисторов широко применяются в схемах микроэлектроники. См. также ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА; ТРАНЗИСТОР.