Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.
3D-печать. Часть четвертая — Техники[1]
Стереолитография
Стереолитографию (SL) многие считают самой первой 3D-печатной техникой, но она была, скорее, первой 3D-печатной техникой, из которой получилось извлечь коммерческую выгоду. SL – это процесс, при котором лазер воздействует на жидкую полимерную смолу, в результате чего она запекается и крепнет, тем самым обретая определенную форму. Это сложный процесс, но если вкратце, то фотополимерная смола помещается в емкость, внутри которой находится подвижная (перемещающаяся вверх и вниз) платформа. Затем поверхность этого смоляного «пруда» обрабатывается лазерным лучом — он перемещается из стороны в сторону согласно данным по осям X и Y, указанным в STL-файле, который 3D-принтер использует для создания объекта. В результате в том месте, где луч соприкасается со смолой, она затвердевает. Когда слой будет выполнен, платформа внутри емкости опускается на одну ступень вниз (т.е. по оси Z), и лазер начинает создавать новый слой. Это продолжается до тех пор, пока объект не будет готов, после чего платформа вытаскивается из емкости, чтобы достать объект.
Из-за особенностей этой техники некоторым частям создаваемого объекта требуются опоры — особенно тем, где есть какие-нибудь вырезы или выступы. Позднее эти опоры нужно будет удалить вручную.
Впрочем, многим объектам, созданным с помощью стереолитографии, требуется и другая постобработка — очистка и отверждение. Причем для отверждения объект нужно подвергнуть воздействию сильного света, и это можно осуществить, например, в аппарате вроде духовки.
Стереолитография считается одним из самых точных 3D-печатных процессов, причем поверхность объекта, созданного этой техникой, получается высочайшего качества. Среди минусов — необходимость постобработки и то, что со временем объекты становятся более хрупкими.
DLP
DLP (digital light processing, т.е. «цифровая светодиодная проекция») — это техника, похожая на стереолитографию в том, что в ней тоже используются фотополимеры. Главное отличие — в источнике света. DLP использует более традиционный источник света (вроде дуговой лампы), а также жидко-кристаллическую панель или прибор с деформируемым зеркалом (deformable mirror device или просто DMD), который воздействует сразу на всю поверхность емкости с фотополимером. Как правило, это позволяет создавать объект быстрее, чем при помощи стереолитографии.
Кроме того, как и SL, DLP позволяет делать объекты более высокой точности и с отличным разрешением, но для этой техники требуется и та же постобработка — удаление опор и повторное отверждение. Впрочем, одним из преимуществ DLP по сравнению с SL является то, что для создания объекта требуется лишь одна неглубокая емкость с фотополимером, а это, как правило, позволяет экономить расходный материал.
Лазерное спекание / лазерное плавление / SLS
Лазерное спекание и лазерное плавление — это взаимозаменяемые термины, обозначающие 3D-печатный процесс, при котором объект создается путем обработки лазером порошкового материала. В 3D-принтер загружают файл с данными о создаваемом объекте, а лазер, беря за основу эти данные, «скользит» по поверхности исходного материала — порошка, утрамбованного в специальной емкости. Когда лазер взаимодействует с поверхностью, частицы порошкового материала спекаются/сплавляются друг с другом, обретая твердую форму. После создания слоя емкость с порошком опускается на одну ступень вниз, а сверху по ней проезжает валик — он утрамбовывает и подсыпает порошок перед тем, как лазер начнет создавать новый слой, попутно скрепляя его с предыдущим.
Платформа с порошком полностью запечатана, т.к. для успешного спекания необходимо, чтобы исходный материал был определенной температуры. По завершении процесса емкость с порошком вынимается, лишний порошок убирается, и в итоге остается лишь напечатанный объект. Одним из ключевых преимуществ этой техники является то, что порошок служит в качестве опорного элемента для разного рода выступов и свесов, избавляя от необходимости проектировать опоры перед печатью объекта. Следовательно, при помощи лазерного спекания можно создавать сложные объекты, которые невозможно создать при помощи других техник.
Впрочем, у этой техники есть и недостатки — из-за высокой температуры, необходимой для лазерного спекания, очень много времени может понадобиться на охлаждение. Более того, давней проблемой лазерного спекания является пористость на итоговом объекте. И хотя в последнее время на этом фронте видны значительные улучшения, в некоторых случаях для улучшения механических характеристик объекта по-прежнему используют пропитку другим материалом.
При лазерном спекании/плавлении можно использовать пластик и металлы, но сплавление металла требует гораздо более мощного лазера и более высоких температур. Объекты, создаваемые при помощи этого метода, гораздо прочнее, чем создаваемые посредством SL и DLP, но есть и недостатки — более низкие качество поверхности и точность.
Экструзия / FDM / FFF
Самым распространенным (и узнаваемым) 3D-печатным процессом является экструзия термопластического материала. Наиболее известное название этой техники — это FDM (т.е. fused deposition modelling или «моделирование методом наплавления»), которое является и коммерческим наименованием, зарегистрированным Stratasys (компанией, которая изначально разработала эту технику). Технология FDM появилась на свет еще в начале 90-ых, но используется и по сей день, причем даже на промышленном уровне. Большая часть 3D-принтеров начального уровня, появившихся после 2009 года, используют похожую технику — она именуется, как правило, freeform fabrication или FFF (что значит «изготовление объектов произвольной формы) и представляет собой упрощенную вариацию FDM, потому что патенты на эту технологию по-прежнему принадлежат Stratasys. Первые RepRap и их последователи — и коммерческие версии, и версии с открытым кодом — тоже используют метод экструзии. Однако после иска о нарушении патента, поданного Stratasys против Afinia, то, как будет развиваться рынок 3D-принтеров начального уровня, теперь под вопросом, т.к. все эти машины теперь под угрозой иска со стороны Stratasys.
Суть техники в следующем: пластиковая нить пропускается через экструдер, где нагревается, а затем размещается на платформе — слой за слоем, согласно 3D-данным в файле, «скормленном» 3D-принтеру. Будучи отложенным, пластик застывает и скрепляется с предыдущим слоем.
Компания Stratasys разработала для FDM несколько фирменных материалов, пригодных для производства объектов на промышленном уровне. Диапазон материалов для 3D-принтеров начального уровня более узок, но продолжает расширяться. Самыми распространенными материалами для начальных FFF-принтеров в данный момент являются ABS и PLA.
Объектам, создаваемым при помощи FDM и FFF, требуются опорные элементы — для свисающих частей. В FDM для этих опор используется еще один, водорастворимый материал, который после завершения печати (относительно легко) смывается водой. Впрочем, опоры можно удалить и вручную, просто отломив их от объекта. Для FFF-принтеров начального уровня опорные структуры (или их недостаточное количество) всегда были проблемой, однако, поскольку устройства эволюционируют, улучшаются и оснащаются двойными экструзионными головками, она становится все менее болезненной.
Что касается создаваемых объектов, FDM от Stratasys – это довольно точный и аккуратный процесс и, к тому же, относительно дружественный к использованию дома и в офисе. Правда, после печати объекта может потребоваться долгая постобработка. Впрочем, как можно ожидать, на начальном уровне (т.е. при использовании FFF) объекты получаются менее точными, но ситуация постоянно улучшается.
Если у создаваемого объекта сложная геометрия, то процесс может быть довольно долгим, и сцепление слоев друг с другом тоже может быть проблемой, в результате чего объект не всегда получается водонепроницаемым. Впрочем, эту проблему можно решить, например, при помощи ацетона.
Впрыскивание
Эта 3D-печатная техника бывает двух видов.
Впрыскивание связующего вещества (binder jetting). В данном случае впрыскиваемым материалом является связующее вещество — оно выборочно впрыскивается на емкость с порошком, чтобы сделать из него один слой. После этого емкость с порошком опускается на ступень ниже, а сверху на по ней пробегает валик (или пластина), который подсыпает в емкость еще порошка, а заодно утрамбовывает его перед следующим проходом впрыскивающей головки. Вещество из этой головки связывает предыдущий и следующий слои друг с другом.
Преимуществом этой техники (как и у SLS) является то, что объекту не нужны опорные элементы, т.к. в их роли выступает порошок. Кроме того, диапазон используемых материалов включает в себя керамику и еду. И еще одно важное преимущество — возможность раскрасить объект разными цветами, что осуществляется через добавление красителя в связующее вещество.
Таким образом, такой 3D-принтер создает практически готовый объект, но он получается не таким прочным, как при лазерном спекании, а для обеспечения долговечности требуется некоторая постобработка.
Впрыскивание материала (material jetting). В данном случае впрыскивается, собственно, сам материал (в жидком или расплавленном состоянии) — это происходит выборочно и из нескольких головок (одновременно с другими материалами). Как правило, эта технология использует жидкие фотополимеры, и после наложения нового слоя он подвергается воздействию ультрафиолетового света, благодаря чему отвердевает.
Кроме того, в связи с тем, что этот метод позволяет одновременное использование сразу нескольких материалов, то и объект тоже можно сделать неоднородным — чтобы разные его части имели разные свойства и характеристики. Впрыскивание материала является очень аккуратным методом 3D-печати, позволяющим создавать точные объекты с очень гладкой поверхностью.
Ламинирование методом селективного насаждения (SDL)
SDL – это 3D-печатная техника, разработанная компанией Mcor Technologies и ею же запатентованная. Есть соблазн сравнить эту технологию с LOM (т.е. с «изготовлением объектов при помощи ламинирования»), которую в 90-ых годах разработала компания Helisys, т.к. оба метода используют бумагу и послойное наложение. Впрочем, на этом сходства между ними заканчиваются.
SDL создает объекты слой за слоем при помощи стандартной копировальной бумаги. Новый слой скрепляется с предыдущим посредством клея, который применяется выборочно в соответствии с 3D-данными из файла, загруженного в принтер. Это значит, что в местах, где будет, собственно, сам объект, клея будет добавляться много, а там, где будут опорные элементы — гораздо меньше, чтобы потом эти опорные элементы было проще удалить.
После того, как механизм подачи бумаги «скармливает» принтеру новый лист и помещает его поверх предыдущего листа с выборочно добавленным клеем, платформа поднимается вверх, к нагревательной пластине, после чего объект подвергается прессованию — оно должно обеспечить крепкую связь между двумя листами бумаги. Затем платформа возвращается к своей изначальной высоте, где карбид-вольфрамовое лезвие пробегается по контуру объекта, тем самым создавая края нового слоя. По завершении резки 3D-принтер накладывает новый слой клея и весь цикл начинается заново.
SDL – один из немногих 3D-печатных процессов, использующих палитру CMYK и благодаря этому способных создавать многоцветные объекты. А поскольку исходным материалом выступает обычная бумага, которой не требуется никакая постобработка, эти объекты полностью безопасны и экологически безвредны. Впрочем, по некоторым параметрам SDL все же проигрывает другим 3D-печатным техникам — в создании объектов со сложной геометрией и в том, что размер объектов ограничен размером исходного сырья.
EBM
Электронно-лучевая плавка (electron beam melting или EBM) — это 3D-печатная техника, принадлежащая и разработанная шведской компанией Arcam. Она похожа на DMLS (т.е. на прямое лазерное спекание металлов) в том смысле, что обе технологии формируют объект из металлического порошка. Ключевое отличие — в источнике тепла. В технике EBM в его роли, как можно судить из названия, выступает электронный луч, а не лазер, в связи с чем процедура должна проводиться в условиях вакуума.
EBM позволяет создавать изделия максимальной плотности из различных металлических сплавов, в результате чего этот метод успешно используется в медицинской промышленности, особенно для производства имплантов. Тем не менее, другие высокотехнологичные сектора (вроде авиакосмической и автомобильной промышленности) тоже поглядывают в сторону EBM.
См.также
Партнерские ресурсы |
---|
Криптовалюты |
|
---|
Магазины |
|
---|
Хостинг |
|
---|
Разное |
- Викиум - Онлайн-тренажер для мозга
- Like Центр - Центр поддержки и развития предпринимательства.
- Gamersbay - лучший магазин по бустингу для World of Warcraft.
- Ноотропы OmniMind N°1 - Усиливает мозговую активность. Повышает мотивацию. Улучшает память.
- Санкт-Петербургская школа телевидения - это федеральная сеть образовательных центров, которая имеет филиалы в 37 городах России.
- Lingualeo.com — интерактивный онлайн-сервис для изучения и практики английского языка в увлекательной игровой форме.
- Junyschool (Джунискул) – международная школа программирования и дизайна для детей и подростков от 5 до 17 лет, где ученики осваивают компьютерную грамотность, развивают алгоритмическое и креативное мышление, изучают основы программирования и компьютерной графики, создают собственные проекты: игры, сайты, программы, приложения, анимации, 3D-модели, монтируют видео.
- Умназия - Интерактивные онлайн-курсы и тренажеры для развития мышления детей 6-13 лет
- SkillBox - это один из лидеров российского рынка онлайн-образования. Среди партнеров Skillbox ведущий разработчик сервисного дизайна AIC, медиа-компания Yoola, первое и самое крупное русскоязычное аналитическое агентство Tagline, онлайн-школа дизайна и иллюстрации Bang! Bang! Education, оператор PR-рынка PACO, студия рисования Draw&Go, агентство performance-маркетинга Ingate, scrum-студия Sibirix, имидж-лаборатория Персона.
- «Нетология» — это университет по подготовке и дополнительному обучению специалистов в области интернет-маркетинга, управления проектами и продуктами, дизайна, Data Science и разработки. В рамках Нетологии студенты получают ценные теоретические знания от лучших экспертов Рунета, выполняют практические задания на отработку полученных навыков, общаются с экспертами и единомышленниками. Познакомиться со всеми продуктами подробнее можно на сайте https://netology.ru, линейка курсов и профессий постоянно обновляется.
- StudyBay Brazil – это онлайн биржа для португалоговорящих студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.
- Автор24 — самая большая в России площадка по написанию учебных работ: контрольные и курсовые работы, дипломы, рефераты, решение задач, отчеты по практике, а так же любой другой вид работы. Сервис сотрудничает с более 70 000 авторов. Более 1 000 000 работ уже выполнено.
- StudyBay – это онлайн биржа для англоязычных студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.
|
---|
Внешние ссылки
Телепорт |
---|
Arduino |
Примеры Arduino |
---|
Стандартные функции |
---|
Основы |
|
---|
Цифровой сигнал |
|
---|
Аналоговый сигнал |
|
---|
Связь |
- ReadASCIIString - Анализ строки, состоящей из разделенных запятыми int-значений, и их последующее использование для управления RGB-светодиодом.
- ASCII Table - Демонстрирует продвинутые способы вывода данных на Serial Monitor.
- Dimmer - Изменение яркости светодиода при помощи движения мышкой.
- Graph - Отправка данных на компьютер и их графическое отображение в скетче Processing.
- Physical Pixel - Включение/выключение светодиода путем отправки данных со скетча Processing (или Max/MSP) на Arduino.
- Virtual Color Mixer - Отправка с Arduino на компьютер сразу нескольких значений, а затем их считывание при помощи скетча для Processing или Max/MSP.
- Serial Call Response - Многобайтная передача данных при помощи метода вызова и ответа (метода «рукопожатия»).
- Serial Call Response ASCII - Многобайтная передача данных при помощи метода вызова и ответа (метода «рукопожатия»). До передачи данные зашифровываются в ASCII.
- SerialEvent - Демонстрирует использование SerialEvent().
- Serial input (Switch (case) Statement) - Как совершать различные действия, беря за основу символы, присланные через последовательный порт.
- MIDI - Передача через последовательный порт сообщений с MIDI-нотами.
- MultiSerialMega - Использование двух последовательных портов на Arduino Mega.
|
---|
Управляющие структуры |
- If Statement - Как использовать оператор «if» для создания условий, опирающихся на входные аналоговые данные, при которых светодиод будет либо включаться, либо оставаться выключенным.
- For Loop - Управление несколькими светодиодами, чтобы они мигали, как LED-полоска у автомобиля Китт из сериала «Рыцарь дорог».
- Array - Вариация примера «For Loop», но с использованием массива.
- While Loop - Использование цикла while() для калибровки датчика. Калибровка включается при нажатии на кнопку.
- Switch Case - Как совершать какие-либо действия в зависимости от значений, полученных от датчика. Эквивалент примера «If Statement», но если бы условий было не два, а четыре. Этот пример демонстрирует, как дробить диапазон данных от датчика на четыре «суб-диапазона», а затем в зависимости от полученных результатов совершать одно из четырех действий.
- Switch Case 2 - Второй пример, демонстрирующий использование оператора switch. Показывает, как совершать различные действия в зависимости от определенных символов, полученных через последовательный порт.
|
---|
Датчики |
- ADXL3xx - Считывание данных с акселерометра ADXL3xx.
- Knock - Определение стука при помощи пьезоэлемента.
- Memsic2125 - Считывание данных с 2-осевого акселерометра Memsic2125.
- Ping - Определение объектов при помощи ультразвукового дальномера.
|
---|
Дисплей |
Примеры, объясняющие основы управления дисплеем:
|
---|
Строки |
|
---|
USB (для Leonardo, Micro и Due плат) |
В этой секции имеют место примеры, которые демонстрируют использование библиотек, уникальных для плат Leonardo, Micro и Due.
|
---|
Клавиатура |
- KeyboardMessage - Отправка текстовой строки при нажатии на кнопку.
- KeyboardLogout - Выход из текущей пользовательской сессии при помощи клавиатурных комманд.
- KeyboardSerial - Считывает байт, присланный через последовательный порт, а в ответ отсылает другой байт.
- KeyboardReprogram - Открывает новое окно в среде разработки Arduino, а затем перешивает Leonardo скетчем «Моргание».
|
---|
Мышь |
|
---|
Разное |
---|
|
---|
Espruino |
|
---|
ESP8266 |
ESP8266 AT-команды |
---|
Список AT-команд |
---|
Базовые команды |
- AT - Проверка запуска
- AT+RST - Рестарт
- AT+GMR - Просмотр информации о версиях
- AT+GSLP - Активация режима глубокого сна
- ATE - Активация/деактивация эха
- AT+RESTORE - Сброс к заводским настройкам
- AT+UART Настройка UART [Устарела]
- AT+UART_CUR - Настройка UART в текущей сессии
- AT+UART_DEF - Дефолтная настройка UART (записывается на FLASH)
- AT+SLEEP - Режим сна
|
---|
Команды для WiFi |
- AT+CWMODE - WiFi-режим (клиент / точка доступа / клиент + точка доступа).
- AT+CWMODE_CUR - WiFi-режим (клиент / точка доступа / клиент + точка доступа). Запись на FLASH не идет.
- AT_CWMODE_DEF - WiFi-режим (клиент / точка доступа / клиент + точка доступа). Запись идет на FLASH.
- AT+CWJAP - Подключение к точке доступа.
- AT+CWJAP_CUR - Подключение к точке доступа. Запись на FLASH не идет.
- AT+CWJAP_DEF - Подключение к точке доступа. Запись идет на FLASH.
- AT+CWLAP - Вывод списка доступных точек доступа.
- AT+CWQAP - Отключение от точки доступа
- AT+CWSAP - Настройка параметров для режима точки доступа
- AT+CWSAP_CUR - Настройка параметров для режима точки доступа. На FLASH запись не идет.
- AT+CWSAP_DEF - Настройка параметров для режима точки доступа. Запись идет на FLASH.
- AT+CWLIF - Получение IP-адресов клиентов, подключенных к точке доступа ESP8266.
- AT+CWDHCP - Включение/выключение DHCP. [Эта команда устарела].
- AT+CWDHCP_CUR - Включение/выключение DHCP. На FLASH не записывается.
- AT+CWDHCP_DEF - Включение/выключение DHCP. Сохранение идет на FLASH.
- AT+CWAUTOCONN - Автоматическое подключение к точке доступа при включении ESP8266.
- AT+CIPSTAMAC - Задает MAC-адрес для клиента ESP8266
- AT+CIPSTAMAC_CUR - Задает MAC-адрес для клиента ESP8266. На FLASH запись не идет.
- AT+CIPSTAMAC_DEF - Задает MAC-адрес для клиента ESP8266. Запись идет на FLASH.
- AT+CIPAPMAC - Задает MAC-адрес для точки доступа ESP8266.
- AT+CIPAPMAC_CUR - Задает MAC-адрес для точки доступа ESP8266. Запись на FLASH не идет.
- AT+CIPAPMAC_DEF - Задает MAC-адрес для точки доступа ESP8266. Запись идет на FLASH.
- AT+CIPSTA - Задает IP-адрес клиента ESP8266.
- AT+CIPSTA_CUR - Задает IP-адрес клиента ESP8266. Запись на FLASH не идет.
- AT+CIPSTA_DEF - Задает IP-адрес клиента ESP8266. Запись идет на FLASH.
- AT+CIPAP - Задает IP-адрес точки доступа ESP8266
- AT+CIPAP_CUR - Задает IP-адрес точки доступа ESP8266. На FLASH запись не идет.
- AT+CIPAP_DEF - Задает IP-адрес точки доступа ESP8266. Запись идет на FLASH.
- AT+CWSTARTSMART - Запуск SmartConfig
- AT+CWSTOPSMART - Остановка SmartConfig
|
---|
Команды для TCP/IP |
|
---|
|
---|
Node-RED |
|
---|
Processing |
Справочник языка Processing |
---|
Конструкции языка |
|
---|
Окружение |
|
---|
Данные |
|
---|
Управление |
|
---|
Форма |
|
---|
Ввод |
|
---|
Вывод |
|
---|
Преобразование |
|
---|
Свет, камера |
|
---|
Цвет |
|
---|
Изображение |
|
---|
Рендер |
|
---|
Типография |
|
---|
Математика |
|
---|
Константы |
|
---|
Примеры на Processing |
---|
Основы |
- Структуры и конструкции:
- Фигуры:
- Данные:
- Массивы:
- Управляющие конструкции:
- Работа с изображением:
- Работа с цветом:
- Применение математических функций:
|
---|
Продвинутые графические эффекты |
- Рисование:
- Анимация:
- Графический интерфейс пользователя:
- Движение:
- Взаимодействие:
- Обработка изображения:
- Advanced Data:
- File IO:
- Simulate:
- Vectors:
- Fractals and L-Systems:
- Cellular Automata:
|
---|
Примеры из сторонних библиотек |
|
---|
|
---|
Электроника |
Теория по электронике |
---|
Постоянный ток |
---|
Основные концепты электричества |
• Статическое электричество • Проводники, диэлектрики и поток электронов • Что такое электрические цепи? • Напряжение и электроток • Сопротивление • Напряжение и электроток в реальной цепи • Условный ток и поток электронов |
---|
Закон Ома |
• Закон Ома – Как напряжение, сила тока и сопротивление связаны друг с другом • Аналогия для закона Ома • Мощность в электрических цепях • Расчёт электрической мощности • Резисторы • Нелинейная проводимость • Построение цепи • Полярность перепада напряжения • Компьютерная симуляция электрических цепей |
---|
Правила электробезопасности |
• Важность правил электробезопасности • Воздействие электричества на психологическое состояние • Путь, который ток проходит перед ударом • Закон Ома (снова!) • Техника безопасности • Первая медицинская помощь при ударе током • Распространённые источники опасности • Проектирование электроцепей с учётом требований безопасности • Безопасное использование приборов для измерения электрических показателей • Данные о влиянии удара током на тело человека |
---|
Экспоненциальная запись и метрические приставки |
• Экспоненциальная запись • Арифметические операции для экспоненциальной записи • Метрические обозначения • Преобразование метрических приставок • Используем ручной калькулятор • Экспоненциальная форма в программе SPICE |
---|
Последовательные и параллельные электрические цепи |
• Что такое «последовательные» и «параллельные» электрические цепи • Простая последовательная цепь • Простая параллельная цепь • Электропроводность • Рассчитываем мощность • Правильно используем закон Ома • Анализ отказов компонентов цепи • Строим простые резистивные цепи |
---|
Схемы с делителями напряжения и правила Кирхгофа |
• Схемы с делителем напряжения • Правило напряжений Кирхгофа (ПНК) • Цепи – делители тока и формула делителя тока • Правило Кирхгофа для силы тока (ПКТ) |
---|
Комбинированные последовательно-параллельные схемы |
• Что такое последовательно-параллельная цепь • Методы анализа последовательно-параллельных резисторных цепей • Перерисовываем избыточно усложнённые схемы • Анализ отказов компонентов (продолжение) • Построение простых резисторных цепей |
---|
Измерения в электрических цепях постоянного тока |
• Что такое измеритель? • Как устроен вольтметр • Как вольтметр влияет на измеряемую цепь • Как устроен амперметр • Как амперметр влияет на измеряемую цепь • Как устроен омметр • Высоковольтный омметр • Мультиметры • Кельвиновское 4-проводное измерение сопротивления • Мостовые схемы • Как устроен ваттметр • Как самостоятельно сделать ручной калибратор |
---|
Сигналы электрического оборудования |
• Аналоговые и цифровые сигналы • Системы сигналов напряжения • Системы сигналов силы тока • Тахогенераторы • Теромопары • Измерения pH • Тензодатчики |
---|
Анализ сети постоянного тока |
• Что такое сетевой анализ? • Метод токов ветвей • Аналитический метод контурных токов • Метод узловых потенциалов • Введение в сетевые теоремы • Теорема Миллмана • Теорема о суперпозиции • Теорема Тевенена • Теорема Нортона • Эквивалентность схем Тевенена и Нортона • И вновь о теореме Миллмана • Теорема о передаче максимальной мощности • Δ-Y и Y-Δ преобразования |
---|
Батареи и системы питания |
• Поведение электронов при химических реакциях • Батарейные конструкции • Рейтинг батарей • Батареи специального назначения • Практические рекомендации при использовании батарей |
---|
Физика проводников и диэлектриков |
• Введение в физику проводников и диэлектриков • Размеры проводов• Допустимые токовые нагрузки на провода • Предохранители • Удельное сопротивление • Температурный коэффициент сопротивления • Сверхпроводимость • Пробивное напряжение диэлектрика |
---|
Конденсаторы |
• Электрическое поле и ёмкость • Конденсаторы и дифференциальное исчисление • Факторы, влияющие на ёмкость конденсатора • Последовательное и параллельное соединение конденсаторов • Практические соображения - Конденсаторы |
---|
Магнетизм и электромагнетизм |
• Постоянные магниты • Электромангетизм • Единицы измерения магнитных величин • Магнитная проницаемость и насыщение • Электромагнитная индукция • Взаимная индукция |
---|
Катушки индуктивности |
• Магнитные поля и индуктивность • Катушки индуктивности и дифференциальное исчисление • Факторы, влияющие на индуктивность • Катушки индуктивности в последовательных и параллельных соединениях • Практические соображения – Катушки индуктивности |
---|
Постоянные времени в RC и L/R цепях |
• Переходные процессы в электрических цепях • Переходные процессы в цепях с конденсатором • Переходные процессы в цепях с катушкой индуктивности • Расчёт напряжения и силы тока • Почему L/R, а не LR? • Комплексные расчёты напряжения и тока • Сложные схемы • Расчёт неизвестного времени |
---|
Переменный ток |
---|
Основы теории переменного тока |
• Что такое переменный ток? • Формы волн переменного тока • Измерение величин переменного тока • Расчёт простейшей цепи переменного тока • Фаза переменного тока • Принципы радио |
---|
Комплексные числа |
• Введение в комплексные числа • Векторы и волны переменного тока • Сложение простых векторов • Сложение сложных векторов • Полярная и алгебраическая запись комплексных чисел • Арифметика комплексных чисел • И ещё по поводу полярности переменного тока • Несколько примеров с цепями переменного тока |
---|
Реактанс и импеданс – Индуктивность |
• Резистор в цепи переменного тока (Индуктивность) • Катушка индуктивности в цепи переменного тока • Последовательные резистивно-индуктивные цепи • Параллельные резистивно-индуктивные цепи • Особенности катушек индуктивности • Что такое «скин-эффект»? |
---|
Реактанс и импеданс – Ёмкость |
• Резистор в цепи переменного тока (Ёмкость) • Конденсатор в цепи переменного тока • Последовательные резистивно-ёмкостные цепи • Параллельные резистивно-ёмкостные цепи • Особенности конденсаторов |
---|
Реактанс и импеданс – R/L/C-цепи |
• Обзор R, X и Z (сопротивление, реактанс и импеданс) • Последовательные R/L/C-цепи • Параллельные R/L/C-цепи • Последовательно-параллельные R/L/C-цепи • Реактивная проводимость и адмиттанс • R/L/C-цепи – что в итоге? |
---|
Резонанс |
• Электрический маятник • Простой параллельный резонанс (колебательный контур) • Простой последовательный резонанс • Применение резонанса • Резонанс в последовательно-параллельных цепях • Добротность и полоса пропускания резонансной цепи |
---|
Сигналы переменного тока смешанной частоты |
• Сигналы переменного тока смешанной частоты - Введение • Прямоугольные волновые сигналы • Другие волновые формы • Подробнее о спектральном анализе • Эффекты в электрических цепях |
---|
Фильтры |
• Что такое фильтр? • Низкочастотные фильтры • Высокочастотные фильтры • Полосовые фильтры • Полосно-заграждающие фильтры • Резонансные фильтры • Подводя итоги по фильтрам |
---|
Трансформаторы |
• Взаимная индуктивность и основные операции • Повышающие и понижающие трансформаторы • Электрическая изоляция • Фазировка • Конфигурации обмотки • Регулировка напряжения • Специальные трансформаторы и приложения • Практические соображения – Трансформаторы |
---|
Многофазные цепи переменного тока |
• Однофазные системы питания • Трёхфазные системы питания • Чередование фаз • Устройство многофазного двигателя • Трёхфазные Y- и дельта-конфигурации • Трёхфазные цепи с трансформатором • Гармоники в многофазных энергосистемах • Гармонические фазовые последовательности |
---|
Коэффициент мощности |
• Мощность в резистивных и реактивных цепях переменного тока • Истинная, реактивная и полная мощность • Расчёт коэффициента мощности • Практическая коррекция коэффициента мощности |
---|
Измерение цепей переменного тока |
• Вольтметры и амперметры переменного тока • Измерение частоты и фазы • Измерение мощности • Измерение качества электроэнергии • Мостовые схемы переменного тока • Измерительные преобразователи переменного тока |
---|
Двигатели переменного тока |
• Введение в двигатели переменного тока • Синхронные двигатели • Синхронный конденсатор • Двигатель с магнитным сопротивлением • Шаговые двигатели • Бесщёточный двигатель постоянного тока • Многофазные асинхронные двигатели Теслы • Асинхронные двигатели с фазным ротором • Однофазные асинхронные двигатели • Прочие специализированные двигатели • Сельсин-двигатели (синхронизированные двигатели) • Коллекторные двигатели переменного тока |
---|
Линии передачи |
• Кабель на 50 Ом? • Электрические цепи и скорость света • Характеристический импеданс • Линии передачи конечной длины • «Длинные» и «короткие» линии передачи • Стоячие волны и резонанс • Преобразование импеданса • Волноводы |
---|
Полупроводники |
---|
Усилители и активные устройства |
• От электрики к электронике • Активные и пассивные устройства • Усилители • Коэффициент усиления • Децибелы • Абсолютные дБ-шкалы • Аттенюаторы |
---|
Теория твердотельных приборов |
• Введение в теорию твердотельных устройств • Квантовая физика • Валентность и кристаллическая структура • Зонная теория твёрдых тел • Электроны и «дырки» • P-N-переход • Полупроводниковые диоды • Транзисторы с биполярным переходом • Полевые транзисторы • Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET) • Тиристоры • Методы производства полупроводников • Сверхпроводящие устройства • Квантовые устройства • Полупроводниковые приборы в SPICE |
---|
Диоды и выпрямители |
• Диоды и выпрямители – Введение • Проверка диодов мультиметром • Номинальные характеристики диодов • Схемы выпрямителей • Пиковый детектор • Схемы ограничителей напряжения • Схемы фиксаторов уровня • Умножители напряжения (удвоители, утроители, учетверители и т.д.) • Схемы коммутации индуктивных нагрузок • Диодные схемы коммутации • Что такое диод Зенера (стабилитрон)? • Диоды специального назначения • |
---|
|
---|