Расчёт радиаторов для транзисторов и микросхем. Онлайн калькулятор теплоотводов.
– На кой хрен козе баян? Она и так весёлая … – живо интересовались удмуртские радиолюбители, разглядывая диковинный
теплоотвод, установленный на лампу выходного каскада.
– Только для игры на баяне, козе баян и нужен, на какой же ещё? – гордо отвечал владелец теплоотвода, весьма довольный
произведённым на коллег впечатлением.
На самом деле, вакуумным приборам, работающим в штатном режиме, дополнительный отвод тепла не требуется.
А вот мощным транзисторам, микросхемам и всяким диодам, которые толком и на баяне играть не умеют
и, подобно лампам, рассеивать тепловую мощность путём естественной конвекции не научились – подавай принудительный отвод тепла от
кристалла полупроводника. А не подашь, отойдут стройными рядами от мира сего из-за перегрева и последующего разрушения этого самого
рабочего кристалла.
Так вот, для обеспечения эффективного отвода тепла от силового элемента и применяют теплоотводы (радиаторы).
Но лучше воспользоваться специальной программой.
Существует формула для расчёта теплового сопротивления теплоотвода:
Q=(T2-T1)/P-Q1-Q2, где
Т2 – максимальная температура кристалла транзистора по справочнику,
Т1 – максимально допустимая температура в коробке с нашим устройством,
P – рассеиваемая на транзисторе мощность,
Q1 – тепловое сопротивление кристалл-корпус по справочнику,
Q2 – тепловое сопротивление корпус-радиатор.
Эта формула непререкаема и не должна вызывать никаких сомнений.
А вот формулы по переводу рассчитанного теплового сопротивления в площадь поверхности радиатора, выуженные из нашей справочной литературы –
не вызвали чувства глубокого удовлетворения, в связи с существенным несоответствием получаемых результатов суровой реальности жизни.
Теперь давайте определимся с терминологией.
S – площадь поверхности радиатора, равная удвоенной суммарной площади основания радиатора и всех площадей рёбер радиатора.
Почему удвоенной? Потому, что и основание, и все рёбра теплоотвода имеют по две поверхности, которыми и излучают тепло
в окружающее пространство.
Q – тепловое сопротивление между радиатором и окружающей средой. Спецификация большинства радиаторов содержит этот
параметр.
Q2 – значение теплового сопротивление корпус-радиатор стремиться к нулю в тех случаях, когда мы прикручиваем транзистор к отполированной поверхности радиатора без изолирующих прокладок, или используем тонкие современные подложки из из оксида алюминия (Al2O3), нитрида алюминия (AlN), или оксида бериллия (BeO). В случае применения слюды значение теплового сопротивления может составлять 0.2-1.5 (°С/Вт), в зависимости от толщины прокладки.
Т2 – максимальная температура кристалла транзистора, обозначается Tjmax и составляет для мощных транзисторов величину 120-175°С.
Т1 – максимально допустимая температура внутри корпуса, в котором находится радиатор, либо максимальная температура окружающей среды, если рёбра радиатора выведены наружу.
ИТАК, РИСУЕМ ТАБЛИЧКУ ДЛЯ РАЧЁТА ПЛОЩАДИ РАДИАТОРА
– Максимальную температуру кристалла Т2 по возможности указываем на 20-30% ниже значения Tjmax, приведённого в справочнике на полупроводник. Я бы рекомендовал подобрать это значение,
Страничка эмбеддера » Тепловые расчеты
Все электронные компоненты выделяют тепло, поэтому умение рассчитывать радиаторы так, чтобы не пролетать в прикидках на пару порядков очень полезно любому электронщику.
Тепловые расчеты очень просты и имеют очень много общего с расчетами электронных схем. Вот, посмотрите на обычную задачу теплового расчета, с которой я только что столкнулся
Задача
Нужно выбрать радиатор для 5-вольтового линейного стабилизатора, который питается от 12вольт максимум и выдает 0.5А. Максимальная выделяемая мощность получается (12-5)*0.5 = 3.5Вт
Погружение в теорию
Для того, чтобы не плодить сущностей, люди почесали тыковку и поняли, что тепло очень похоже на электрической ток, и для тепловых расчетов можно использовать обычный закон Ома, только
Напряжение (U) заменяется температурой (T)
Ток (I) заменяется мощностью (P)
Сопротивление заменяется тепловым сопротивлением. Обычное сопротивление имеет размерность Вольт/Ампер, а тепловое – °C/Ватт
В итоге, закон Ома заменяется на свой тепловой аналог:
Небольшой замечание – для того, чтобы обозначить, что имеется ввиду тепловое (а не электрическое) сопротивление, к букве R, дописывают букву тэта:на клавиатуре у меня такой буквы нет, а копировать из таблицы символов лень, поэтому я буду пользоваться просто буквой R.
Продолжаем
Тепло выделяется в кристалле стабилизатора, а наша цель – не допустить его перегрева (не допустить перегрева именно кристалла, а не корпуса, это важно!).
До какой температуры можно нагревать кристалл, написано в даташите:
Обычно, предельную температуру кристалла называют Tj (j = junction = переход – термочувствительные внутренности микросхем в основном состоят из pn переходов. Можно считать, что температура переходов равна температуре кристалла)
Без радиатора
Попробуем рассчитать, до какой температуры нагреется кристалл, если не ставить радиатор.
Тепловая схема выглядит очень просто:
Специально для случаев использования корпуса без радиатора, в даташитах пишут тепловое сопротивление кристалл-атмосфера (Rj-a) (что такое j вы уже в курсе, a = ambient = окружающая среда)
Заметьте, что температура “земли” не нулевая, а равняется температуре окружающего воздуха (Ta). Температура воздуха зависит от того, в каких условиях находится радиатор Если стоит на открытом воздухе, то можно положить Ta = 40 °C, а вот, если в закрытой коробке, то температура может быть значительно выше!
Записываем тепловой закон Ома: Tj = P*Rj-a + Ta. Подставляем P = 3.5, Rj-a = 65, получаем Tj = 227.5 + 40 = 267.5 °C. Многовато, однако!
Цепляем радиатор
Тепловая схема нашего примера со стабилизатором на радиаторе становится вот такой:
Engio.ru|Creo 3 Расчет радиатора охлаждения с принудительной вентиляцией
- Главная
- >Расчеты
- >Расчет радиатора охлаждения с принудительной вентиляцией
Обучение Creo 3. Расчет радиатора охлаждения с принудительной вентиляцией
Поставим перед собой непростую задачу: рассчитаем распределение температур по объему радиатора (охладителя) в условиях принудительного обдува в воздушном канале. Радиатор будет с пластинчатыми ребрами. Не мудрствуя лукаво, воспользуемся построениями радиатора из статьи Creo 3. Создание объединенной детали с помощью наследования.
Подготовка геометрии
Итак, есть радиатор длиной 300 мм и на нем установлена Диодная сборка LD411660 PowerEx. Через диодную сборку проходит ток 600 А, значит она выделяет приблизительно 680 Вт, как указано в документации. Для расчета необходимо также знать сечение радиатора, через которое пойдет воздушный поток. Для этого в модели радиатора вычислим сечение. С помощью команды Заполнить выполним построение эскиза сечения на торце радиатора. В эскизе воспользуемся командой Проецировать / По контуру для повторения контура профиля радиатора.Теперь удалим лишние линии и построим недостающие линии, повторяя сечение воздушного канала. Воздушный канал будет немного больше профиля радиатора. Завершаем выполнение команды Заполнить. Получилась поверхность нулевой толщины, что и требовалось.
Определим площадь поверхности сечения воздушного канала. Для этого воспользуемся инструментом Сводка на вкладке Анализ. Измерим площадь с помощью соответствующей кнопки . Подготовим радиатор для расчета тепла – уберем лишнее. А именно, с помощью команды Вытянуть с опцией Удалить материал срежем всю верхнюю часть диодной сборки для построения сетки конечных элементов только для радиатора.Тепловой расчет
Переходим к тепловым расчетам: на вкладкеРезультаты расчета
Вот, наконец, мы дождались выполнения расчета. Можно нажимать ОК в диалоговом окне Диагностика:Анализ… В окне Анализы и исследования нажимаем кнопку Проверка результатов исследования конструкции и конечно-элементного анализа .Теперь необходимо настроить просмотр отчета по расчету в диалоговом окне Определение окна результатов. Выбираем все как на Рис.17 и нажимаем кнопку ОК и показать.
На этом все, можно полюбоваться на произведенный расчет. Creo 3 неплохо делает расцветку! Побалуйтесь с настройками отображения в диалоговом окне Определение окна результатов (если закрыть текущее окно Результаты моделирования и снова нажать кнопку кнопкуЕсли результаты расчета не удовлетворяют необходимо изменить конструкцию радиатора, поставить другой вентилятор, изменить размер воздушного канала или изменить ориентацию прибора. Вариантов очень много, Creo 3 легко отработает их!
Вы спросите, а как же тепловое сопротивление между диодной сборкой и радиатором. Посмотрим документацию на Диодную сборку LD411660 PowerEx. В характеристике Thermal Resistance, Case to Sink Lubricated (RΘC-S Per Module) указано значение сопротивления с учетом теплопроводящей пасты 0.01 °C/W. Просто посчитаем перегрев: 680 Вт • 0.01 °C/W = 6,8°C. На такую величину будет перегреваться диодный модуль относительно радиатора под ним.
Скачать пример
Поделиться ссылкой на статью
По вашему запросу ничего не найдено. Попробуйте ввести похожие по смыслу слова, чтобы получить лучший результат. Размер радиатора
– рассчитайте размер радиатора, который вам нужен в комнате
Используйте это руководство, чтобы быстро рассчитать требуемый размер радиатора для данной комнаты, такой как спальня, кухня, ванная, гостиная или столовая и т. Д.
Это невероятно легко и займет у вас всего пять минут.
Это руководство идеально подходит для:
- Домостроителей
- Строящих чердак, боковую пристройку или новый подвал
- Домовладельцев, которые хотят узнать, подходит ли их существующий котел для количества рад в доме
- Тем, кто может чувствовать, что данный радиатор слишком мал для размера комнаты
Некоторые неопытные или ленивые установщики радиаторов просто устанавливают слишком большой радиатор, а затем устанавливают термостатические клапаны, чтобы жильцы могли регулировать температуру по мере необходимости.
Это не очень хорошая практика, поскольку ошибки могут привести к установке небольшого радиатора или потере слишком много места, если будет выбран слишком большой радиатор.
Кроме того, некоторые пассажиры не будут регулировать термостатический клапан радиатора и будут просто включать и выключать отопление по мере необходимости, это не самый эффективный способ эксплуатации системы центрального отопления и будет стоить плательщику счета больше денег в длинный пробег.
Используйте калькулятор БТЕ для определения размера радиатора
Мощность радиатора измеряется в БТЕ, поэтому вам необходимо рассчитать требуемую БТЕ для каждой комнаты в вашем доме.
Самый простой способ проверить размер радиатора для вашего дома – это использовать калькулятор BTU.
BTU (британская тепловая единица) – это стандартный способ измерения тепловой мощности радиатора.
В континентальной Европе используют мощность, но здесь, в Великобритании, нам нравится отличаться, и используются оба измерения.
Для использования калькулятора BTU вам понадобится следующая информация:
- Ширина, высота и длина каждой комнаты в доме (в метрах)
- Тип окон, с одинарным или двойным остеклением и т. Д.
- Толщина внешней стены; одинарная или двойная обшивка и т. д.
- Изоляция между двумя стенами (полость) и глубина изоляции на чердаке
- Что находится ниже и выше каждой комнаты, т.е.е. другая комната, чердак или бетонный пол и т. д.
Не волнуйтесь, если у вас нет всех деталей, просто предположите худший сценарий, и калькулятор предложит размер радиатора немного больше, чем вам нужно.
Хотя в Интернете есть масса калькуляторов BTU, мы считаем, что это лучший из них.
Сделайте математику
После того, как вы выполнили расчет BTU для каждой комнаты в вашем доме, вы будете знать точную выходную мощность каждого радиатора, который вам нужен.
Все радиаторы рекламируются с информацией о выходе BTU, это упрощает выбор нужного продукта:
Таблица типичных характеристик радиаторов
Маловероятно, что вы найдете радиаторы, которые точно соответствуют требованиям вашего дома, поэтому просто выберите следующий размер вверх.
Это действительно так просто!
Пример – дом с двумя спальнями
Ниже приведен пример, основанный на доме с двумя спальнями, над которым я недавно работал:
Начните работу с калькулятором BTU здесь.
Советы по повышению эффективности радиатора
Следуйте этим передовым методам, чтобы обеспечить максимальную отдачу от системы центрального отопления:
- Если ваша система старая и на радиаторах есть холодные точки даже после выпуска воздуха, подумайте о промывке под давлением
- Не ставьте перед радиаторами большие предметы мебели
- Избегайте задрапливать шторы перед радиаторами
- Если у вас старые сквозняки (не современные стеклопакеты), то радиатор необходимо разместить под окном, чтобы создать стену из теплого воздуха, защищающую от холода.Это не обязательно с современными оконными рамами и стеклом, поэтому, если у вас двойное / тройное остекление, вы можете более творчески подходить к расположению радиаторов.
- Установите термостатические клапаны, чтобы вы могли регулировать температуру в каждой комнате по мере необходимости. У меня дома в запасной спальне и туалете на нижнем этаже установлены низкие настройки для экономии энергии.
- Длина комнаты превышает 6 метров? Вам следует установить два радиатора меньшего размера вместо одного большего размера; это обеспечит равномерное распределение тепла в вашей системе.
- Убедитесь, что ваши радиаторы правильно сбалансированы.
Какова будет ставка сантехника при установке нового радиатора? Ознакомьтесь с нашим руководством по ценам здесь.
Не хотите заниматься этим проектом самостоятельно?
Наш избранный партнер может предоставить вам расценки на покупку, установку радиаторов и многое другое, включая полную систему центрального отопления.
Нажмите кнопку ниже, чтобы узнать, чем мы можем вам помочь:
Решенные проблемы с транзисторами – Электронная почта
Q1. Усилитель на транзисторах с общей базой имеет входное сопротивление 20 Ом и выходное сопротивление 100 кОм. Нагрузка коллектора составляет 1 кОм. Если между эмиттером и базой подается сигнал 500 мВ, найдите усиление напряжения.Примем α ac почти равным единице.
Решение:
На рис.1 показаны условия задачи. Здесь выходное сопротивление очень велико по сравнению с входным сопротивлением, поскольку входной переход (база-эмиттер) транзистора смещен в прямом направлении, в то время как выходной переход (база-коллектор) смещен в обратном направлении.
Рис.1
Q2. В соединении с общей базой I E = 1 мА, I C = 0,95 мА. Рассчитайте значение I B .
Решение:
Q3. При подключении к общей базе коэффициент усиления тока составляет 0,9. Если ток эмиттера составляет 1 мА, определите значение базового тока.
Решение:
Q4. В соединении с общей базой IC = 0,95 мА и IB = 0,05 мА. Найдите значение α.
Решение:
Q5. При подключении к общей базе ток эмиттера составляет 1 мА. При разомкнутой цепи эмиттера ток коллектора составляет 50 мкА.Найдите полный ток коллектора. Учитывая, что α = 0,92.
Решение:
Q6. В общем базовом соединении α = 0,95. Падение напряжения на сопротивлении 2 кОм
, которое подключено к коллектору, составляет 2 В. Найдите базовый ток.
Решение:
Фиг.2
На рис. 2 показано необходимое соединение с общей базой.
Падение напряжения на RC (= 2 кОм) составляет 2 В.
Q7. Для схемы с общей базой, показанной на рис.3, определите I C и V CB . Предположим, что транзистор из кремния.
Фиг.3
Решение:
Поскольку транзистор кремниевый, V BE = 0,7V.
Применяя закон Кирхгофа к контуру на стороне эмиттера, получаем,
Применяя закон Кирхгофа к контуру со стороны коллектора, получаем
Q8. Найдите значение β, если (i) α = 0,9 (ii) α = 0,98 (iii) α = 0,99.
Решение:
(i) α = 0.9
(ii) α = 0,98
(iii) α = 0,99
Q9. Вычислите I E в транзисторе, для которого β = 50 и I B = 20 мкА.
Решение:
Q10. Найдите значение α транзистора, показанного на рис. 4. Следовательно, определите значение I C , используя оба рейтинга транзистора: α и β.
Фиг.4
Решение:
На рис. 8.20 показаны условия задачи.
Q11. Для транзистора β = 45, а падение напряжения на 1 кОм, подключенном к цепи коллектора, составляет 1 В. Найдите базовый ток для подключения обычного эмиттера.
Решение:
Фиг.5
На рис. 5 показано необходимое подключение общего эмиттера. Падение напряжения на RC (= 1 кОм) составляет 1 вольт.
Q12.Транзистор подключен в конфигурации с общим эмиттером (CE), в которой питание коллектора составляет 8 В, а падение напряжения на сопротивлении R C , подключенном в цепи коллектора, составляет 0,5 В. Значение R C = 800 Ом. Если α = 0,96, определите: (i) напряжение коллектор-эмиттер (ii) ток базы.
Решение:
Рис.6
На рис. 6 показано необходимое подключение общего эмиттера с различными значениями.
(i)
(ii)
Q13.Транзистор n-p-n при комнатной температуре имеет отключенный эмиттер. Между коллектором и базой приложено напряжение 5 В. При плюсе коллектора протекает ток 0,2 мкА. Когда база отключена и между коллектором и эмиттером приложено такое же напряжение, ток составляет 20 мкА. Найдите α, I E и I B , когда ток коллектора равен 1 мА.
Решение:
Фиг.7
Когда цепь эмиттера разомкнута, как показано на рис.7 (i) переход коллектор-база имеет обратное смещение. Небольшой ток утечки I CBO протекает из-за неосновных носителей заряда.
Q14. Ток утечки коллектора в транзисторе составляет 300 мкА в схеме CE. Если теперь
транзистор включен в схему CB, каков будет ток утечки? Учитывая, что β = 120.
Решение:
Q15. Для определенного транзистора I B = 20 мкА; I C = 2 мА и β = 80.Вычислить I CBO .
Решение:
Q16. Используя диаграммы, объясните правильность соотношения I CEO = (β + 1) I CBO .
Решение:
Ток утечки ICBO – это ток, который протекает через переход база-коллектор, когда эмиттер открыт, как показано на рис. 8.
Фиг.8
Когда транзистор находится в конфигурации CE, ток базы (то есть I CBO ) умножается на β в коллекторе, как показано на рис.9.
Рис.9
Q17. Определите V CB в транзисторной схеме, показанной на рис. 10 (i). Транзистор кремниевый, β = 150.
Решение:
Рис.10
На рис. 10 (i) показана схема транзистора, а на рис. 10 (ii) показаны различные токи и напряжения, а также полярности.
Q18. В транзисторе I B = 68 мкА, I E = 30 мА и β = 440.Определите рейтинг транзистора α. Затем определите значение I C , используя как рейтинг α, так и рейтинг транзистора β.
Решение:
Q19. Транзистор имеет следующие номиналы: I C (макс.) = 500 мА и β макс. = 300.
Определите максимально допустимое значение I B для устройства.
Решение:
Для этого транзистора, если ток базы может превышать 1.67 мА, ток коллектора превысит максимальное значение 500 мА, и транзистор, вероятно, выйдет из строя.
Q20. На рис. 11 показаны разрывы цепи в транзисторе. Каким будет поведение схемы в каждом случае?
Решение:
Фиг.11
На рис. 11 показаны отказы обрыва цепи в транзисторе. Мы обсудим поведение схемы в каждом случае.
(i) Открытый эмиттер:
Рис.11 (i) показывает отказ открытого эмиттера в транзисторе. Поскольку коллекторный диод не смещен в прямом направлении, он выключен и не может быть ни тока коллектора, ни тока базы.
Следовательно, ни на одном из резисторов не будет падений напряжения, а напряжение на базе и на выводах коллектора
транзистора будет 12 В.
(ii) Открытая база:
На рис. 11 (ii) показан отказ открытой базы транзистора. Поскольку база открыта, ток базы не может быть, так что транзистор находится в отключенном состоянии.Следовательно, все токи транзисторов равны 0А. В этом случае напряжение базы и коллектора будет равным 12 В.
(iii) Открытый коллектор:
На рис. 11 (iii) показан отказ открытого коллектора транзистора. В этом случае эмиттерный диод все еще включен, поэтому мы ожидаем увидеть 0,7 В на базе. Однако мы увидим 12 В на коллекторе, потому что ток коллектора отсутствует.
Q21. Для схемы, показанной на рис.12, нарисуйте постоянный ток. линия нагрузки.
Рис.12
Решение:
Напряжение коллектор-эмиттер V CE определяется выражением;
Это определяет точку A линии нагрузки на оси тока коллектора. Соединяя эти две точки, мы получаем постоянный ток. Линия нагрузки AB, как показано на рис. 13.
Рис.13
Q22. На принципиальной схеме, показанной на рис. 14, если V CC = 12 В и R C = 6 кОм, нарисуйте постоянный ток. линия нагрузки. Какой будет точка Q, если базовый ток нулевого сигнала равен 20 мкА и β = 50?
Рис.14
Решение:
Напряжение коллектор-эмиттер V CE определяется по формуле:
Когда I C = 0, V CE = V CC = 12 В. Это определяет точку B линии нагрузки.
Когда V CE = 0, I C = V CC / R C = 12 В / 6 кОм = 2 мА.
Это определяет точку A линии нагрузки. Соединяя эти две точки, линия нагрузки AB строится, как показано на 15.
Рис.15
На рис. 15 показана точка Q. Его координаты: I C = 1 мА и V CE = 6 В.
Q23. В транзисторной схеме нагрузка коллектора составляет 4 кОм, тогда как ток покоя (ток коллектора нулевого сигнала) составляет 1 мА. (i) Какова рабочая точка, если V CC = 10 В? (ii) Какая будет рабочая точка, если R C = 5 кОм?
Решение:
(i) Когда нагрузка коллектора R C = 4 кОм, тогда
(ii) Когда нагрузка коллектора R C = 5 кОм, тогда
Q24.Определите точку Q транзисторной схемы, показанной на рис. 16. Также нарисуйте постоянный ток. линия нагрузки. Дано β = 200 и V BE = 0,7 В.
Рис.16
Решение:
Наличие резистора R B в базовой цепи не должно вас беспокоить, потому что мы можем применить закон Кирхгофа для определения напряжения, чтобы найти значение I B и, следовательно, I C (= βI B ). Обращаясь к рис. 16 и применяя закон Кирхгофа для контура база-эмиттер, мы имеем
Д.C. грузовая марка:
Для рисования постоянного тока Линия нагрузки, нам нужны две конечные точки.
Когда I C = 0, V CE = V CC = 20 В. Таким образом, точка B линии нагрузки будет расположена на оси напряжения коллектор-эмиттер, как показано на рис. 17.
Когда V CE = 0, I C = V CC / R C = 20 В / 330 Ом = 60,6 мА. Это определяет местонахождение точки A линии нагрузки на оси тока коллектора.
Объединив эти два пункта, d.c. Линия нагрузки AB построена, как показано на рис. 17.
Фиг.17
Q25. Определите точку Q транзисторной схемы, показанной на рис. 18. Также нарисуйте постоянный ток. линия нагрузки. Дано β = 100 и V BE = 0,7 В.
Рис.18
Решение:
Схема транзистора, показанная на рис. 18, может показаться сложной, но мы можем легко применить закон Кирхгофа для определения различных напряжений и токов в цепи.
Д.C. грузовая марка:
Постоянный ток. грузовая марка может быть построена как по:
Обнаруживает вторую точку A (OA = 3,51 мА) линии нагрузки на оси тока коллектора. Соединив точки A и B, пост. Линия нагрузки AB построена, как показано на рис. 19.
Рис.19
Q26. В приведенном выше примере найдите (i) напряжение эмиттера относительно земля (ii) базовое напряжение относительно земля (iii) напряжение коллектора относительно земля.
Решение:
Рис.20
См. Рис. 20:
(i) Напряжение эмиттера относительно земля
(ii) Базовое напряжение относительно земля
(iii) Напряжение коллектора относительно. земля
Q27. Если ток коллектора изменяется с 2 мА до 3 мА в транзисторе, когда напряжение эмиттера коллектор-
увеличивается с 2 В до 10 В, каково выходное сопротивление?
Решение:
Изменение напряжения коллектор-эмиттер:
Q28.Изменение напряжения база-эмиттер на 200 мВ вызывает изменение тока базы
на 100 мкА. Найдите входное сопротивление транзистора.
Решение:
Изменение напряжения база-эмиттер:
Q29. Для одноступенчатого транзисторного усилителя нагрузка коллектора R C = 2 кОм, а входное сопротивление R i = 1 кОм. Если коэффициент усиления по току равен 50, рассчитайте коэффициент усиления по напряжению усилителя.
Решение:
Q30.Найдите I C (sat) и V CE (отсечка) для схемы, показанной на рис. 21.
Рис.21
Решение:
По мере уменьшения R B , ток базы и, следовательно, ток коллектора увеличивается. Повышенный ток коллектора вызывает большее падение напряжения на R C ; это снижает напряжение коллектор-эмиттер.
В конечном итоге при некотором значении R B , V CE уменьшается до V колена . На этом этапе переход коллектор-база больше не имеет обратного смещения, и действие транзистора теряется.
Следовательно, дальнейшее увеличение тока коллектора невозможно. Транзистор проводит максимальный ток коллектора, или мы можем сказать, что транзистор насыщен.
По мере увеличения R B , ток базы и, следовательно, ток коллектора уменьшается. Это уменьшает падение напряжения на R C . Это увеличивает напряжение коллектор-эмиттер. В конце концов, когда I B = 0, переход эмиттер-база больше не смещен в прямом направлении, и действие транзистора теряется.
Следовательно, дальнейшее увеличение V CE невозможно. Фактически, V CE теперь равен V CC .
На рис. 22 показаны точки насыщения и отсечки. Между прочим, они являются конечными точками постоянного тока. линия нагрузки.
Фиг.22
Q31. Определите значения V CE (выключено) и I C (sat) для схемы, показанной на рис. 23.
Фиг.23
Решение:
Применяя закон Кирхгофа к коллекторной стороне схемы на рис.23, имеем,
Q32. Определите, находится ли транзистор на рис. 24 в стадии эксплуатации. Предположим, что V колено = 0,2 В.
Рис.24
Решение:
Теперь посмотрим, достаточно ли велик I B , чтобы получить I C (sat) .
Это показывает, что при заданном β этот базовый ток (= 0,23 мА) способен производить I C больше, чем I C (sat) .Следовательно, транзистор насыщен . Фактически, значение тока коллектора 11,5 мА никогда не достигается. Если значение базового тока, соответствующее I C (sat) , увеличивается, ток коллектора остается на значении насыщения (= 9,8 мА).
Q33. Транзистор на рис. 25 работает в насыщенном состоянии?
Рис.25
Решение:
Сопоставим найденные значения с транзистором, показанным на рис. 26.
Рис.26
Как мы видим, значение V BE составляет 0,95 В, а значение V CE = 0,3 В.
Это оставляет V CB 0,65 В (обратите внимание, что V CE = V CB + V BE ).
В этом случае переход коллектор-база (т.е. коллекторный диод) смещен в прямом направлении, как и переход эмиттер-база (т.е. эмиттерный диод). Следовательно, транзистор работает в области насыщения .
Q34.Для схемы на рис. 27 найдите базовое напряжение питания (В BB ) th
Как работает автомобильный радиатор? Что это делает?
Что такое автомобильный радиатор и как он работает?
Радиатор – неотъемлемая часть автомобиля или грузовика. система охлаждения. Это позволяет избавиться от огромного тепла, выделяемого вашим двигателем. легче рассеивается в воздухе, обеспечивая оптимальную работу двигателя. температура. Проблема с радиатором может стать большой проблемой для всей функционирование вашего автомобиля, грузовика или внедорожника.Хотя принципы работы для автомобильный радиатор довольно прост, там много штрафа подробности, которые вы можете захотеть узнать, если у вас возникнут проблемы с радиатор.
Прежде чем перейти к чему-либо более сложному, давайте начнем с основы. Радиатор находится в передней части моторного отсека вашего автомобиля или грузовика, за решеткой. Он крепится к большой металлической раме, называемой опорой сердечника радиатора. Это, в свою очередь, связано с рамой автомобиля.Радиатор есть обычно крепится парой кронштейнов вверху и опирается на комплект резины втулки внизу.
Сам радиатор состоит из ряда трубок через какой теплоноситель течет. Трубки находятся между двумя резервуарами, в которых охлаждающая жидкость вход и выход. К этим трубкам в сердечнике радиатора прикреплены ребра, которые излучают тепло в воздух (отсюда и название). Их можно сделать из разные типы проводящих металлов с разным количеством охлаждения области или активной зоны, и имеют разные схемы потока теплоносителя со своими собственными конкретные достоинства и недостатки (но не будем забегать вперед).
Процесс охлаждения начинается, когда водяной насос подает охлаждающую жидкость к двигателю. Охлаждающая жидкость проходит по цилиндрам и собирает часть тепло, выделяемое при сгорании и трении в двигателе. Затем нагретая охлаждающая жидкость попадает в радиатор через верхний шланг радиатора и проходит через радиаторные трубки, которые принимают тепло. Затем тепло отводится от трубки в ребра, которые рассеивают тепло в воздух. Воздух уносится радиатор через решетку по мере движения автомобиля, но электрический вентилятор ускоряет этот процесс.Наконец, охлажденная охлаждающая жидкость возвращается в двигатель, чтобы повторить свое путешествие.
Из чего сделаны автомобильные радиаторы?
Радиаторы могут быть изготовлены из ряда различных материалы. У каждой из этих конструкций есть свои достоинства и недостатки. Чаще всего используются медь или латунь, алюминий и пластик.
Медные и латунные радиаторы
Старые радиаторы в основном изготавливались из меди и латуни.Этот потому что медь – второй лучший металл для проведения тепла. Почему бы не использовать лучший проводник тепла? Потому что это будет серебро и целый радиатор сделать из серебра было бы ужасно дорого, и никто не видел бы его. Однако из меди будет трудно превращаться в резервуары, поэтому они обычно делались из латуни (которая, кстати, пятая по качеству проводник среди металлов). Латунные резервуары будут соединены с медными трубками с помощью свинцовый припой.
Медные баки охлаждались эффективно, но довольно тяжелые.Медь также разъедает (подумайте о любых зеленых монетках, с которыми вы столкнулись, или о Статуе Свобода в этом отношении). Однако это можно решить, покрасив радиатор. Незначительные проблемы с этими новыми радиаторами можно было устранить с помощью пайки. Этот облегчили их ремонт по сравнению с более новыми.
Алюминиевые радиаторы
Многие автопроизводители переходят на алюминиевые радиаторы. в последние годы, хотя алюминий не проводит тепло так же хорошо, как медь.Почему сделают ли они радиаторы из материала, который хуже переносит тепло? Что ж, алюминий намного легче меди и латуни. Более легкий радиатор означает более быстрый или более экономичный автомобиль или грузовик (в зависимости от использования). В добавление к это преимущество, он также неплохо передает тепло. Алюминий – четвертый самый проводящий металл после серебра, меди и золота (который не используется в радиаторах почти по той же причине, что и серебро). Алюминиевый радиатор представляет собой компромисс уменьшенного веса, но также немного уменьшенного (но все же эффективная) теплопередача.Это оказывается компромиссом, который многие автопроизводители готовы делать.
Пластиковые радиаторы
Многие автопроизводители используют пластик в своих радиаторах, но для обозначения для них как «пластиковые радиаторы», что может немного сбивать с толку. В трубки и ребра по-прежнему сделаны из металла, либо из меди, либо из алюминия, но баки изготовлены из пластика. Пластик очень легкий, но мало нагревается. перечислить. Материал сердечника, будь то медь или алюминий, дает преимущества. и недостатки, присущие этому металлу.
Одна проблема с пластиком в том, что он не реагирует на тепло. а также металл. Поскольку он расширяется и сжимается при нагревании и охлаждении, он может появляются трещины, которые со временем могут привести к утечкам. Избыточное тепло может даже заставляют резервуары плавиться и деформироваться. С другой стороны, металл может подвергаться коррозии там, где пластик нет.
Означает ли большее количество ядер радиатора лучшее охлаждение?
Каждый слой трубок и ребер в радиаторе известен как ряд или сердцевина.Возможно, вы слышали о некоторых радиаторах с двумя, тремя или даже четырьмя ядра. Возможно, вы слышали, что чем больше ядер, тем лучше охлаждение. Это правда? В принципе, да, чем больше ядер, тем больше площадь поверхности для отвода тепла. от, а в свою очередь лучшего охлаждения. При этом, как и в случае с вопросом о какой материал использовать, это становится немного сложнее, если посмотреть на деталь. Фактически, строительный материал может сыграть роль в этих расчетах.
Как упоминалось ранее, чем больше ядер, тем больше площадь поверхности для тепло рассеивается в более прохладный воздух.Воздух достигает четвертого ядра, скажем, не так круто, как воздух, который проходит через другие, и не выдерживает столько тепла. Это потому, что жилы расположены слоями спереди назад. К тому времени, когда воздух достигает четвертого ряда, уже греется от приора тройки.
Алюминиевые радиаторы могут иметь увеличенную площадь поверхности не слишком увеличивая их толщину. Потому что алюминий прочнее меди.Эта повышенная прочность позволяет изготавливать алюминиевые трубы. шире, не утолщая их стенки, и чтобы трубы поддерживали больше ребер на дюйм. Благодаря этим преимуществам двухрядный алюминиевый радиатор иногда может охлаждать лучше четырехрядного медного радиатора. Конечно, каждая дополнительная строка добавляет больший вес, что увеличивает преимущество алюминия по весу над медью вдвое.
Радиаторы Crossflow Vs. Радиаторы с нисходящим потоком
В зависимости от того, как охлаждающая жидкость протекает через радиатор.В радиаторе с нисходящим потоком наверху находятся баки. и дно, и охлаждающая жидкость течет вниз по трубам под действием силы тяжести. В поперечный радиатор, бачки слева и справа, а охлаждающая жидкость течет через трубки через радиатор с помощью водяного насоса. Охлаждающая жидкость движется более эффективно через радиатор с нисходящим потоком. Это хорошо, правда? Не так быстро. За охлаждающей жидкости, чтобы отдавать тепло, вы хотите, чтобы он провел немного больше времени в радиатор. Радиаторы с поперечным потоком чаще встречаются на более новых автомобилях для эта причина.Более широкие и короткие радиаторы с поперечным потоком также лучше вписываются в более гладкие современный дизайн, чем более высокие радиаторы с нисходящим потоком. Установка поперечного радиатора в приложение, которое изначально использовало радиатор с нисходящим потоком, потребует некоторых изготовление. В конечном итоге, какой дизайн потока вы будете использовать, будет определяться вашим марка и модель автомобиля.
Какие другие детали связаны с радиатором?
Радиатор работает как часть общей системы охлаждения и для правильного функционирования полагается на ряд других частей.Некоторые из более соответствующие части верхний и нижний шланги радиатора, крышка радиатора и то бачок перелива радиатора, иногда называемый бачком перелива охлаждающей жидкости, расширительный бачок, или бачок охлаждающей жидкости.
Шланги радиатора
Шланги радиатора – самые простые из них. Это пара резиновых шлангов, которые позволяют охлаждающей жидкости течь между радиатором и двигатель. Они удерживаются на месте металлическими зажимами. Верхний шланг несет охлаждающей жидкости к радиатору, а нижний шланг возвращает охлаждающую жидкость обратно в двигатель.Эти шланги могут быть сформованы под конкретный автомобиль или гибкие шланги. которые установщик должен придать форму.
Крышка радиатора
Крышка радиатора сложнее, чем может показаться на Первый взгляд. Может показаться, что он просто закрывает радиатор, позволяя вам при необходимости долить охлаждающую жидкость. Он также поддерживает надлежащее давление радиатор, правда. Внутри крышки находится подпружиненный поршень, контролирующий давление внутри радиатора.Поддержание высокого давления внутри радиатора фактически увеличивает температуру кипения теплоносителя. Если давление становится слишком высоким, плунжер перемещается и пропускает охлаждающую жидкость в переливной бак. Когда охлаждающая жидкость охлаждается, она конденсируется, создавая вакуум, который всасывает охлаждающую жидкость из бачка перелива.
Каковы признаки плохого радиатора?
Радиаторы имеют ряд проблем, некоторые из которых: рассмотренные выше, относятся к их строительному материалу и другим которые универсальны.
Забит радиатор
Самая частая проблема – забитый радиатор. Охлаждающая жидкость должен быть синего или зеленого цвета и примерно такой же консистенции, как вода. Коррозия внутри радиатора может вызвать попадание ржавчины в охлаждающую жидкость, превращающую ее в желтый или коричневатый осадок. Этот ил течет медленнее (как бы то ни было осадок), и не может охлаждать двигатель так же эффективно. Перегрев двигателя может быть признак забитого радиатора. Ил также может оставаться в углах и уходить минеральные отложения, которые могут препятствовать потоку охлаждающей жидкости и уменьшать охлаждение возможности радиатора.Забитые радиаторы тоже могут развиваться дальше коррозия, которая в конечном итоге может привести к утечкам. Этой проблемы следует избегать однако, если вы меняете охлаждающую жидкость через регулярные промежутки времени, как описано вашим Инструкция по применению.
Утечки, ржавчина, погнутое или сломанное ребро радиатора
Иногда проблемы с радиаторами могут возникать снаружи. а не внутри. Наружные поверхности радиатора могут быть повреждены камнями или прочий дорожный мусор. Это может привести к проколам и утечкам, а также к деформации или поломке. плавники.Так как ребра предназначены для увеличения площади радиатора. и излучают тепло, повреждение ребер значительно снижает эффективность. К счастью, существует инструмент, известный как гребень радиатора, который может помочь чтобы распрямить эти участки загнутых плавников. Это не поможет, если плавники полностью сломаны. Ржавчина и коррозия также могут повлиять на внешнюю сторону радиатор, что приводит к утечкам или снижению эффективности радиатора плавники.
Коррозия
В редких случаях могут возникнуть более необычные проблемы. Если система зажигания не заземлена должным образом, радиатор может получить электрический ток. заряжать. В алюминиевых радиаторах это вызовет электролиз. В этом ситуация, электрохимическая реакция между алюминием и хладагентом вызовет быструю коррозию алюминия.
Алюминий также может плохо реагировать с старые охлаждающие присадки. Они были разработаны с медными и латунными радиаторами в разум и может вызвать реакцию, которая разъедает внутреннюю часть радиатора.Медные трубки, поскольку они не так прочны, как алюминий, могут взорваться под давление.
Сломанные детали радиатора
Все связанные детали также могут быть повреждены и сохранить ваш система охлаждения не работает должным образом. Шланги, например, могут развиваться утечки, которые вызывают потерю охлаждающей жидкости, или изгибы, которые не позволяют течь охлаждающей жидкости должным образом. Шланги могут истираться или прокалываться дорожным мусором, могут выходят из строя из-за перегрева и могут реагировать на утечки масла.Нефть взаимодействует с резина странным образом и может сделать шланг пористым или липким и выпячивается. Ослабление или износ шланговых хомутов также может вызвать утечку соединения.
Неисправная крышка радиатора также может вызвать проблемы. Треснувший крышка может привести к утечке. Проблема с поршнем (обычно приписывается коррозия металлической пружины) может привести к закипанию охлаждающей жидкости при более низкой температура и теряется при испарении.Резервуар переполнения также может развиваться трещины и протечки.
Могу ли я заменить радиатор самостоятельно?
Если вы испытываете утечку охлаждающей жидкости или перегрев, это Возможно, пришло время заменить радиатор. Тем не менее, было бы разумно проверить, что исправны, во-первых, остальные элементы системы охлаждения. Утечки и потеря охлаждающей жидкости может быть связана с неисправностью шлангов, крышки или переливного бачка. Эти детали заменить легче, чем сам радиатор.Радиатор крышка – самое простое решение – просто открутите старую и накрутите новую.
Конечно, можно снять радиатор и самостоятельно. Это может быть трудная и трудоемкая задача. Также потребуется использование линейного ключа для отключения системы охлаждения трансмиссии. линий. Обязательно отключите аккумулятор автомобиля перед началом работы, чтобы охлаждающие вентиляторы не включаются во время работы. Также слейте и заменить охлаждающую жидкость.Держите под рукой поддон или ведро для сбора охлаждающей жидкости, так как это может быть опасно для домашних животных и маленьких детей.
Нужен радиатор на замену для вашего автомобиля или грузовика?
Если вам нужна замена радиатора, вы пришли в нужное место. 1A Auto знает не только об автомобилестроении радиаторы, но мы также предлагаем самые качественные и надежные радиаторы на вторичном рынке. У нас есть радиаторы, изготовленные из разных материалов и с разными номерами. сердечников для многих легковых и грузовых автомобилей, фургонов и внедорожников по отличным ценам!
В 1A Auto мы здесь, чтобы помочь вам получить замена правого радиатора для вашего автомобиля.Вы можете просмотреть наш большой выбор из автомобильные радиаторы для вторичного рынка и делайте покупки прямо здесь, на 1AAuto.com.
Передача тепла излучением
Передача тепла посредством излучения происходит в форме электромагнитных волн, в основном в инфракрасной области. Излучение, испускаемое телом, является следствием теплового перемешивания составляющих его молекул. Радиационная теплопередача может быть описана со ссылкой на «черное тело» .
Черное тело
Черное тело определяется как тело, которое поглощает все излучение, падающее на его поверхность.Настоящих черных тел в природе не существует, хотя их характеристики приблизительно соответствуют дыре в коробке, заполненной материалом с высокой поглощающей способностью. Спектр излучения такого черного тела был впервые полностью описан Максом Планком.
Черное тело – это гипотетическое тело, которое полностью поглощает все длины волн падающего на него теплового излучения. Такие тела не отражают свет и поэтому кажутся черными, если их температура достаточно низкая, чтобы не быть самосветящимися. Все черные тела, нагретые до заданной температуры, излучают тепловое излучение.
Энергия излучения в единицу времени от черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры и может быть выражена с помощью закона Стефана-Больцмана как
q = σ T 4 A (1)
где
q = теплопередача в единицу времени (Вт)
σ = 5,6703 10 -8 (Вт / м 2 K 4 ) – Константа Стефана-Больцмана
T = абсолютная температура в градусах Кельвина (K)
A = площадь излучающего тела (м 2 ) 57 9000 -Постоянная Больцмана в имперских единицах
σ = 5.6703 10 -8 (Вт / м 2 K 4 )
= 1,714 10 -9 (БТЕ / (час фут 2 o R 4 ))
= 1,19 10 -11 (БТЕ / (час на 2 o R 4 ))
Пример – тепловое излучение от поверхности Солнца
Если температура поверхности Солнца составляет 5800 K , и если мы предположим, что Солнце можно рассматривать как черное тело, энергия излучения на единицу площади может быть выражена путем модификации (1) на
q / A = σ T 4
= ( 5.6703 10 -8 Вт / м 2 K 4 ) (5800 K) 4
= 6,42 10 7 (Вт / м 2 )
Серые тела и излучение Коэффициенты
Для объектов, отличных от идеальных черных тел («серых тел»), закон Стефана-Больцмана может быть выражен как
q = ε σ T 4 A (2)
, где
ε = коэффициент излучения объекта (один – 1 – для черного тела)
Для серого тела падающее излучение (также называемое излучением) частично отражается, поглощается или проходит.
Коэффициент излучения находится в диапазоне 0 < ε <1, в зависимости от типа материала и температуры поверхности.
Чистая скорость радиационных потерь
Если горячий объект излучает энергию в более холодное окружение, чистая радиационная скорость потерь тепла может быть выражена как
q = ε σ (T h 4 – T c 4 ) A h (3)
где
T h = абсолютная температура горячего тела (К)
= абсолютная температура холодного окружения (K)
A h = площадь горячего объекта (м 2 )
Потери тепла от нагретой поверхности в неотапливаемую среду со средними лучистыми температурами указаны в таблице ниже.
Калькулятор радиационной теплопередачи
Этот калькулятор основан на уравнении (3) и может использоваться для расчета теплового излучения от теплого объекта в более холодное окружение.