Генрих Кардашев - Радиоэлектроника-с компьютером и паяльником

Существуют световоды и с более сложной внутренней структурой. В качестве передаваемого сигнала обычно используется электромагнитное оптическое излучение ближнего инфракрасного диапазона, соответствующее частотам 1014…1015 Гц. Оптический кабель может иметь несущие стальные проволоки и ряд защитных оболочек, а также дополнительно медную витую пару. Количество отдельных волокон может составлять от 4 до 72 (рис. 32, б). Стандартные длины кабелей составляют до 5 км, хотя существуют и трансокеанские ВОЛС в 50 км. Сварка оптических кабелей производится на специальных аппаратах и значительно сложнее пайки или сварки медных проводов.

В заключение этой беглой экскурсии по проводам да кабелям напомню один анекдотический случай, чуть не приведший к катастрофе. В некоторой стране N готовились к постройке ядерного реактора. Заказали урановые блоки в нужном количестве. Снабженцы стали доставлять и складировать их, как обычные ящики. При штабелировании очередной партии узрели небольшой дымок и позвали физиков. Те схватились за голову и немедленно бросились растаскивать блоки в разные стороны. Еще чуть-чуть и набралась бы критическая масса для взрыва. Применяя провода, не уподобляйтесь этим «горе-снабженцам», а задумывайтесь: «что, для чего и почему».

Соединители и разъемы

Мухи, забираясь между контактами и в зазоры, могут нарушить работу аппаратов…крысы сгрызают изоляцию до металла провода.

Существуют самые разнообразные способы и устройства, с помощью которых осуществляется соединение электронной аппаратуры с источниками питания и сигналов, отдельных блоков между собой, соединения с выходными устройствами и т. п. Если отбросить вульгарную «скрутку» проводников, то первые соединители и разъемы появились на физических приборах в виде клемм и специальных наконечников на проводах (рис. 33, а).

Рис. 33. Электрические соединители:

а — наконечники; б, в — клеммники; г — УГО разъемного соединения; д — розетка; е — вилка; ж- панелька для микросхемы

Для соединения проводников широко используют разнообразные клеммники (рис. 33, б, в).

Электрическая вилка (штепсель) и розетка являются простейшим примером силового разъема; в мобильных устройствах штепсельный разъем может выполняться на концах кабелей (рис. 33, д, е).

Другим широко используемым ВЧ-разъемом являются штеккер и гнездо для телевизионной антенны (см. рис. 28, в).

В зависимости от области применения к конструкциям соединителей предъявляются разные требования, и они изготавливаются соответствующим образом.

Условно соединители или разъемы можно разделить на электротехнические (силовые, сильноточные) и радиотехнические (слаботочные, сигнальные, связные). К первым предъявляется требование передачи необходимой мощности, а ко вторым — отсутствие искажений в передаваемом сигнале. Различие между первыми и вторыми растет по мере увеличения мощности и частоты сигнала.

Соединители (или разъемы) имеют изоляционные основания, на которых закрепляются штыри (ножи) и гнезда, образующие контактные пары. Разъемы отличаются числом контактных пар, их конфигурацией и площадью, геометрическим расположением в пространстве, типом изолятора, способами крепления и фиксации и т. п. Преобладающими формами соединителей являются цилиндрические и плоские (рис. 33, ж). Поверхности ВЧ-разъемов для обеспечения малого сопротивления покрывают серебром и золотом. Для того чтобы обезопасить выход аппаратуры из строя («защита от дурака»), разъемы каждого типа часто имеют свои характерные ключи, например, вырезы в разъеме материнской платы персонального компьютера.

Специальные типы разъемов используют в ВОЛС. Они отличаются прецизионной точностью сочленения (рис. 34).

Рис. 34. Оптоволоконные разъемы

В электроосветительной аппаратуре используют разъем типа цоколь — патрон, а в радиоустройствах — цоколь на радиолампе и панельку на шасси. Разъемы специального типа (слоты) используют в компьютерном «железе».

Для обеспечения электрического контакта с подвижными токовводами (например, с коллектором электродвигателя), используют специальные углеграфитовые щетки.

Любые разъемы достаточно часто являются источником отказов в работе аппаратуры и требуют поэтому повышенного внимания при выборе и эксплуатации.

Электрорадиоматериалы и изделия

Использование электричества немыслимо без применения не только проводников, но и изоляторов. Разнообразные диэлектрики, начиная от природного янтаря, от которого У. Гильберт в 1600 г. произвел термин «электричество», и, кончая самыми мудреными композитными материалами, на протяжении веков сопровождают развитие электротехники, электроники и радиотехники.

По своей физической природе электроизоляционные материалы относятся к диэлектрикам, поэтому при их использовании надо руководствоваться соответствием их функционального назначения и соответствующих свойств.

В силовых системах электроснабжения изоляционные материалы обеспечивают электрическую изоляцию устройств и их отдельных частей и защиту от внешних воздействий, поэтому основными характеристиками служат: электрическая и механическая прочность, термо- и влагостойкость.

В высокочастотных цепях важна диэлектрическая проницаемость и потери энергии на нагрев («тангенс угла диэлектрических потерь»). Косвенно важны старение и другие показатели.

На бытовом уровне к наиболее ходовым электроизоляционным материалом относятся различные изоляционные ленты. Лента электроизоляционная прорезиненная липкая представляет собой хлопчатобумажную ткань, на поверхность которой нанесена липкая резиновая смесь. Лента изоляционная поливинилхлоридная липкая марки ПВХ изготовляется на основе светотермостойкого изоляционного пластиката, на одну сторону которого нанесен липкий состав. Существуют также ленты термостойкие, лакотканевые и киперные.

Полихлорвиниловые трубки могут заменять изоляционную ленту для защиты отдельных проводов или жгутов проводов при их вводе в корпуса аппаратов, двигателей, в металлические трубы. В последнее время появились специальные термоусадочные трубки.

В радиолюбительской практике находят применение и другие изоляционные материалы: прокладочный картон (толщиной от 0,3 до 2,5 мм), картон асбестовый, асбестовые нити и шнуры, слюда, а также разнообразные высокополимерные твердые материалы (полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, фторопласт, органическое стекло и др.). По-прежнему широко используются гетинакс, текстолит, изделия из керамики, фарфора, радиофарфора и карболита. Термопласты (например, полиэтилен) позволяют после нагрева придавать изделиям определенную форму, а реактопласты формовать их в процессе полимеризации.

Соединения изоляционных изделий производят склеиванием и сваркой. Популярными народными средствами являются клеи БФ и «Момент», а также эпоксидные компаунды и разнообразные лаки.

Все магнитные материалы подразделяют на два класса.

Магнитно-мягкие материалы обладают большой магнитной проницаемостью, небольшой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис. К подобным материалам относят листовую электротехническую сталь, железоникелевые сплавы (пермаллой), магнитодиэлектрики (например, карбонильное железо) и высокочастотные ферриты. Эти материалы применяют в сердечниках трансформаторов, электродвигателей, реле и индуктивных катушек. Ферриты используют также для «магнитных антенн» радиоприемников.

Магнитно-твердые материалы имеют большую коэрцитивную силу и способны длительное время сохранять свое намагничивание. Именно это их свойство, а также способность притягивать железные предметы и привели человечество к открытию ферромагнетиков и исследованиям магнитных явлений. Магнитно-твердые материалы классифицируют по способу их получения.

Литые материалы получают на основе сплавов Fe-Ni-AI и Fe-Ni-AI–Co, легированных медью, титаном, ниобием и некоторыми другими элементами.

Порошковые материалы получают путем прессования и спекания различных порошков, например ферритов бария и кобальта.

Магнитно-твердые материалы широко используют для изготовления постоянных магнитов динамических головок, измерительных приборов, в электродвигателях, устройствах магнитной памяти.