40

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота

М.П. Савченко, Н.Ф. Юшкевич

МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Методические указания и описания к лабораторным работам по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для курсантов дневной и заочной форм обучения специальности 201300 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования» и направления 658000 «Эксплуатация транспортного оборудования».

КАЛИНИНГРАД

2005г.

УДК 389.14:621.317

Авторы: Савченко М.П., к.т.н., доцент, заведующий кафедрой теоретических основ радиотехники БГАРФ,

Юшкевич Н.Ф., доцент кафедры теоретических основ радиотехники БГАРФ.

Методические указания составлены на основе рабочих учебных планов по специальности 201300 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования» и рабочей программы по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», соответствуют основной образовательной программе подготовки дипломированного специалиста по специальности 201300 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования». Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры теоретических основ радиотехники БГА РФ 8 сентября 2005г., протокол № 1.

Рецензент: Кологривов А.Г., к.т.н., профессор, заведующий кафедрой судовых радиотехнических систем БГАРФ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Порядок проведения лабораторного практикума

Основные правила техники безопасности при выполнении

лабораторных работ

Требования к отчету

ВВЕДЕНИЕ

Государственным образовательным стандартом РФ и учебными планами радиотехнического факультета Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота по направлению подготовки специалистов 658100 «Аэронавигация» специальности 201300 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования» предусмотрено изучение специальной дисциплины из федеральной компоненты «Материаловедение. Технология конструкционных материалов».

Лабораторный практикум по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» включает в себя цикл из четырех лабораторных работ, содержание которых соответствует рабочей учебной программе дисциплины. Каждая работа рассчитана на проведение экспериментов, обработку результатов экспериментов, оформление отчета и его защиту в течение четырех академических часов. Предусмотрена домашняя предварительная подготовка курсантов для ознакомления с необходимыми теоретическими сведениями, постановкой задачи, методикой проведения соответствующих экспериментов и выполнения задания на самоподготовку. Это необходимо для успешного выполнения лабораторного задания и оформления отчета в течение вышеуказанных четырех академических часов.

Цель лабораторного практикума заключается в практическом закреплении теоретических знаний о структуре материалов и физических процессах, происходящих в материалах электронной техники, применяемых для изготовления радиокомпонентов, полупроводниковых приборов, микросхем и т.д., в подготовке будущего радиоинженера к грамотному выбору радиоматериалов и компонентов для замены в процессе эксплуатации судового радиооборудования, его элементов и систем и технически правильному использованию этих материалов и компонентов в качестве основных элементов в современной радиоэлектронной аппаратуре.

После освоения данной дисциплины курсант должен четко ориентироваться в обширной номенклатуре изучаемых материалов и компонентов для того, чтобы грамотно выбирать для проектирования и ремонта различных радиоэлектронных устройств те из них, которые обеспечат наилучшие параметры.

Порядок проведения лабораторного практикума

Каждая учебная группа перед началом цикла лабораторных работ делится на бригады по два – три курсанта.

Работы выполняются по установленному преподавателем графику. К предстоящей работе курсанты должны подготовить заранее. При подготовке к занятию необходимо прочитать описание лабораторной работы, уяснив в первую очередь её цель и решаемые задачи. Затем изучить рекомендуемую литературу, ознакомиться со схемой экспериментального стенда и выполнить раздел «Задание на самоподготовку». В заключение следует проверить свои знания с помощью контрольных вопросов, приведенных в описании лабораторной работы.

Перед выполнением работы преподаватель проверяет степень подготовленности (теоретической и практической) каждого курсанта к предстоящей работе. При недостаточной подготовке курсанты к работе не допускаются, и при этом оставшееся до конца занятий время курсант должен использовать для подготовки к данной лабораторной работе. Время на отработку пропущенной лабораторной работы из-за неподготовленности или по другим причинам (болезнь, вахта и т.д.) согласовывается с преподавателем.

После выполнения работы курсанты обязаны показать результаты измерений преподавателю для проверки правильности проведения эксперимента.

В процессе выполнения лабораторной работы курсанты обязаны строго соблюдать правила безопасной работы и пожарной безопасности.

Основные правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ

Безопасность работы при обращении с электрооборудованием может быть обеспечена лишь при строгом соблюдении правил техники безопасности.

Непосредственным фактором поражения электрическим током является величина силы тока, которая зависит от напряжения сети и сопротивления человека. Опасным для человеческого тела считается ток 0,01 А при переменном напряжении частотой 50-60 Гц и 0,05 А при постоянном напряжении. Сопротивление тела человека колеблется в широких пределах и при наиболее неблагоприятных условиях составляет 600-10000 Ом. Так как напряжение, подводимое к измерительным приборам, составляет 220 В, обращение с электрическим током является, безусловно, опасным, а при определенных обстоятельствах может оказаться смертельным.

Поэтому при выполнении лабораторных работ курсанты обязаны строго соблюдать правила техники безопасности:

1. К работе с электрооборудованием допускаются курсанты, прошедшие инструктаж по технике безопасности и получившие допуск к выполнению лабораторных работ.

2. Сборку электрических цепей разрешается производить только при выключенном напряжении, в чем надо убедиться по положению переключателей питания на щите и стенде.

3. Самостоятельно включать приборы без проверки правильности сборки схем преподавателем или учебным мастером категорически запрещается!

4. При включении схемы или измерительного прибора под напряжение необходимо убедиться в том, что никто из курсантов группы не касается оголенных участков схемы, предупреждать их голосом: «Включаю».

5. Категорически запрещается касаться руками оголенных токоведущих частей и зажимов электрических цепей, находящихся под напряжением.

6. Всякие переключения в цепи, замену электроизмерительных приборов и лабораторного оборудования производить только при снятом напряжении в присутствии учебного мастера или преподавателя.

7. Особую осторожность необходимо проявлять при работе с цепями, содержащими катушки индуктивности, конденсаторы и трансформаторы.

8. При возникновении каких-либо ненормальностей в работе с цепью, а также при исчезновении напряжения немедленно отключить цепь от источника питания и доложить учебному мастеру или преподавателю.

9. Без разрешения преподавателя или учебного мастера запрещается трогать, вскрывать или включать лабораторное оборудование, не относящееся к выполняемой работе.

10. Запрещается производить вскрытие лабораторного оборудования, если это не предусмотрено лабораторным заданием.

11. На время перерыва занятий необходимо отключать исследуемые электрические цепи и измерительные приборы от источников питания.

12. Категорически запрещается пользоваться неисправным оборудованием, электроизмерительными приборами и инструментами.

13. После окончания работы необходимо отключить лабораторную установку, приборы от сети и навести порядок на рабочем месте.

Курсанты, нарушившие правила безопасности, отстраняются от проведения работ до пересдачи ими правил техники безопасности.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Лабораторная работа № 1

Исследование проводящих материалов и резисторов

Цель работы: изучение материалов, используемых при изготовлении резисторов; ознакомление с постоянными и переменными резисторами, системой условных обозначений, маркировкой.

1. Описание лабораторной установки

В состав лабораторной установки входит источник постоянного напряжения с регулируемым выходом, универсальный измерительный прибор со стрелочным (тестер) или цифровым (мультиметр) методом снятия показаний, измеритель сопротивлений повышенной точности Е6-18/1, лабораторный стенд с образцами резистивных материалов и набором резисторов различных типов.

В качестве резистивных материалов используются графитовые стержни карандашей различной твердости и провод из сплава высокого сопротивления резистора повышенной мощности рассеяния. Резистор представляет керамическое основание в виде цилиндра диаметром D, на который намотан провод диаметром d, число витков N.

2. 2. Задание на самоподготовку

Ознакомиться с описанием лабораторной установки, способами маркировки резисторов и решить следующие задачи.

1. Проволочный резистор изготовлен из манганинового провода и при температуре 20˚С имеет сопротивление 1000 Ом. Определить сопротивление этого резистора при температуре 70˚С (температурный коэффициент сопротивления манганина 5*10^-51/˚С)

2. Из манганинового провода диаметром 0,07мм (без изоляции) с удельным объемным сопротивлением 0,45 мкОм*м необходимо изготовить резистор сопротивлением 200 Ом. Определить требуемую длину провода.

3. Проволочный резистор повышенной мощности рассеяния представляет керамическое основание в виде цилиндра диаметром D = 21 мм, на который намотан провод диаметром d = 0,45 мм, число витков N = 85. Рассчитать сопротивление этого резистора, полагая, что в качестве сплава использован нихром (удельное объемное сопротивление нихрома 1,1 мкОм*м).

4. Составить схему соединения регулируемого источника постоянного тока, вольтметра, амперметра и резистора для снятия вольтамперной характеристики резисторов в двух случаях: сопротивление резистора много меньше внутреннего сопротивления вольтметра и много больше.

3. Лабораторное задание

3.1.Определить удельное объемное сопротивление материала.

а) Измерить сопротивление графитовых стержней карандашей и рассчитать удельное объемное сопротивление материалов. Длину карандашей определить с помощью линейки, диаметр стержней принять равным 2мм. Измерение сопротивления каждого карандаша провести не менее 3-х раз.

б) Измерить сопротивление проволочного резистора повышенной мощности (на керамическом каркасе) и рассчитать удельное сопротивление сплава, из которого изготовлен провод. Диаметр провода dи каркасаDизмерить штангенциркулем, длинуl_пров найти по выражению в п. 4, количество витковNпосчитать. Определить по таблице в приложении материал проводника.

3.2.Снять вольтамперные характеристики постоянных резисторов.

а) Выбрать два-три резистора разного типа и номинала. Собрать схему из регулируемого источника постоянного тока, вольтметра, амперметра и резистора (см. п.2.4).

б) Снять вольтамперные характеристики резисторов. Результаты измерений занести в табл.1.

Таблица 1.

U (В)	0	2	4	6	8	10	Rрасч	Тип и маркировка резистора
I (мА)
I (мА)

в) Построить графики зависимости I(U).Рассчитать по ним сопротивление резистораR_расч,занести в табл.1и сравнить сR_ном.

г) Определить, являются резисторы линейными или нелинейными.