Электромеханика для чайников: Основы электротехники и электромеханики: начальный курс для чайников

Электротехника для чайников | AlexGyver

Начнем пожалуй с понятия электричества. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля. В качестве частиц могут выступать свободные электроны металла, если ток течет по металлическому проводу, или ионы, если ток течет в газе или жидкости.

Есть ещё ток в полупроводниках, но это отдельная тема для разговора. Как пример можно привести высоковольтный трансформатор из микроволновки – сначала электроны бегут по проводам, затем ионы движутся между проводами, соответственно сначала ток идет через металл, а потом через воздух. Вещество называются проводником или полупроводником, если в нём есть частицы, способные переносить электрический заряд. Если таких частиц нет, то такое вещество называется диэлектриком, оно не проводит электричество. Заряженные частицы несут на себе электрический заряд, который измеряется обозначается q в кулонах.

Единица измерения силы тока называется Ампер и обозначается буковой I, ток величиной в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда величиной 1 Кулон за 1 секунду, то есть грубо говоря сила тока измеряется в кулонах секунду. И по сути сила тока это количество электричества, протекающего за единицу времени через поперечное сечение проводника. Чем больше заряженных частиц бежит по проводу, тем соответственно больше ток.

Чтобы заставить заряженные частицы перемещаться от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Напряжение измеряется в вольтах и обозначается буквой V или U. Чтобы получить напряжение величиной 1 Вольт нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж. Согласен, немного непонятно.

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под действием силы тяжести вытекает через трубу. Пусть вода – это электрический заряд, высота водяного столба – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток. Точнее не скорость потока, а количество вытекающей за секунду воды. Вы понимаете, что чем выше уровень воды, тем больше будет давление внизу А чем выше давление внизу, тем больше воды вытечет через трубу, потому что скорость будет выше. . Аналогично чем выше напряжение, тем больший ток будет течь в цепи.

Зависимость между всеми тремя рассмотренными величинами в цепи постоянного тока определяет закон ома, который выражается вот такой формулой, и звучит как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению. Чем больше сопротивление, тем меньше ток, и наоборот.

Добавлю ещё пару слов про сопротивление. Его можно измерить, а можно посчитать. Допустим у нас есть проводник, имеющий известную длину и площадь поперечного сечения. Квадратный, круглый, неважно. Разные вещества имеют разное удельное сопротивление, и для нашего воображаемого проводника существует вот такая формула, определяющая зависимость между длиной, площадью поперечного сечения и удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление веществ можно найти в интернете в виде таблиц.

Можно опять же провести аналогию с водой: вода течёт по трубе, пусть труба имеет удельную шершавость. Логично предположить, что чем длиннее и уже труба, тем меньше воды будет по ней протекать за единицу времени. Видите, как всё просто? Формулу даже запоминать не нужно, достаточно представить себе трубу с водой.

Что касается измерения сопротивления, то нужен прибор, омметр. В наше время более популярны универсальные приборы – мультиметры, они измеряют и сопротивление, и ток, и напряжение, и ещё кучу всего. Давайте проведём эксперимент. Я возьму отрезок нихромовой проволоки известной длины и площади сечения, найду удельное сопротивление на сайте где я её купил и посчитаю сопротивление. Теперь этот же кусочек измерю при помощи прибора. Для такого маленького сопротивления мне придется вычесть сопротивление щупов моего прибора, которое равно 0.8 Ом. Вот так вот!

Шкала мультиметра разбита по размерам измеряемых величин, это сделано для более высокой точности измерения. Если я хочу измерить резистор с номиналом 100 кОм, я ставлю рукоятку на большее ближайшее сопротивление. В моём случае это 200 килоом. Если хочу измерить 1 килоом, то ставлю на 2 ком. Это справедливо для измерения остальных величин. То есть на шкале отложены пределы измерения, в который нужно попасть.

Давайте продолжим развлекаться с мультиметром и попробуем измерить остальные изученные величины. Возьму несколько разных источников постоянного тока. Пусть это будет блок питания на 12 вольт, юсб порт и трансформатор, который в своей молодости сделал мой дед. Напряжение на этих источниках мы можем измерить прямо сейчас, подключив вольтметр параллельно, то есть непосредственно к плюсу и к минусу источников. С напряжением всё понятно, его можно взять и измерить. А вот чтобы измерить силу тока, нужно создать электрическую цепь, по которой будет протекать ток. В электрической цепи обязательно должен быть потребитель, или нагрузка. Давайте подключим потребитель к каждому источнику. Кусочек светодиодной ленты, моторчик и резистор на (160 ом).

Давайте измерим ток, протекающий в цепях. Для этого переключаю мультиметр в режим измерения силы тока и переключаю щуп во вход для тока. Амперметр подключается в цепь последовательно измеряемому объекту. Вот схема, её тоже следует помнить и не путать с подключением вольтметра. Кстати существует такая штуковина как токовые клещи. Они позволяют измерять силу тока в цепи без подключения непосредственно к цепи. То есть не нужно отсоединять провода, просто накидываешь их на провод и они измеряют. Ну ладно, вернёмся к нашему обычному амперметру.

Итак, я измерил все токи. Теперь мы знаем, какой ток потребляется в каждой цепи. Здесь у нас светятся светодиоды, здесь крутится моторчик а здесь…. Так стоять, а че делает резистор? Он не поёт нам песни, не освещает комнату и не вращает никакой механизм. Так на что он тратит целых 90 миллиампер? Так не пойдёт, давайте разбираться. Слышь ты! Ау, он горячий! Так вот куда расходуется энергия! А можно ли как-то посчитать, что здесь за энергия? Оказывается – можно. Закон, описывающий тепловое действие электрического тока был открыт в 19 веке двумя учеными, Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцем. Закон назвали закон Джоуля-Ленца. Он выражается вот такой формулой, и численно показывает, сколько джоулей энергии выделяется в проводнике, в котором течёт ток, за единицу времени. Из этого закона можно найти мощность, которая выделяется на этом проводнике, мощность обозначается английской буквой Р и измеряется в ваттах.

Таким образом у меня на столе электрическая мощность идёт на освещение, на совершение механической работы и на нагрев окружающего воздуха. Кстати именно на этом принципе работают различные нагреватели, электрочайники, фены, паяльники и прочее. Там везде стоит тоненькая спираль, которая нагревается под действием тока.

Этот момент стоит учитывать при подведении проводов к нагрузке, то есть прокладка проводки к розеткам по квартире тоже входит в это понятие. Если вы возьмете для подведения к розетке слишком тонкий провод и подключите в эту розетку компьютер, чайник и микроволновку, то провод может нагреться вплоть до возникновения пожара. Поэтому есть вот такая табличка, которая связывает площадь поперечного сечения проводов с максимальной мощностью, которая по этим проводам будет идти. Если вздумаете тянуть провода – не забудьте об этом.

Также в рамках этого выпуска хотелось бы напомнить особенности параллельного и последовательного соединения потребителей тока. При последовательном соединении сила тока одинакова на всех потребителях, напряжение разделилось на части, а общее сопротивление потребителей представляет собой сумму всех сопротивлений. При параллельном соединении напряжение на всех потребителях одинаково, сила тока разделилась, а общее сопротивление вычисляется вот по такой формуле.

Из этого вытекает один очень интересный момент, который можно использовать для измерения силы тока. Допустим нужно измерить силу тока в цепи около 2 ампер. Амперметр с этой задачей не справляется, поэтому можно использовать закон ома в чистом виде. Знаем, что сила тока одинакова при последовательном соединении. Возьмём резистор с очень маленьким сопротивлением и вставим его последовательно нагрузке. Измерим на нём напряжение. Теперь, пользуясь законом ома, найдём силу тока. Как видите, она совпадает с расчётом ленты. Здесь главное помнить, что этот добавочный резистор должен быть как можно меньшего сопротивления, чтобы оказывать минимальное влияние на измерения.

Есть ещё один очень важный момент, о котором нужно знать. Все источники имеют максимальный отдаваемый ток, если этот ток превысить – источник может нагреться, выйти из строя, а в худшем случае ещё и загореться. Самый благоприятный исход это когда источник имеет защиту от перегрузки по току, в таком случае он просто отключит ток. Как мы помним из закона ома, чем меньше сопротивление, тем выше ток. То есть если взять в качестве нагрузки кусок провода, то есть замкнуть источник самого на себя, то сила тока в цепи подскочит до огромных значений, это называется короткое замыкание. Если вы помните начало выпуска, то можете провести аналогию с водой. Если подставить нулевое сопротивление в закон ома то мы получим бесконечно большой ток. На практике такое конечно не происходит, потому что источник имеет внутреннее сопротивление, которое подключено последовательно. Этот закон называется закон ома для полной цепи. Таким образом ток короткого замыкания зависит от величины внутреннего сопротивления источника.

Сейчас давайте вернёмся к максимальному току, который может выдать источник. Как я уже говорил, силу тока в цепи определяет нагрузка. Многие писали мне вк и задавали примерно вот такой вопрос, я его слегка утрирую: Саня, у меня есть блок питания на 12 вольт и 50 ампер. Если я подключу к нему маленький кусочек светодиодной ленты, она не сгорит? Нет, конечно же она не сгорит. 50 ампер – это максимальный ток, который способен выдать источник. Если ты подключишь к нему кусочек ленты, она возьмёт свои ну допустим 100 миллиампер, и все. Ток в цепи будет равен 100 миллиампер, и никто никуда не будет гореть. Другое дело, если возьмёшь километр светодиодной ленты и подключишь его к этому блоку питания, то ток там будет выше допустимого, и блок питания скорее всего перегреется и выйдет из строя. Запомните, именно потребитель определяет величину тока в цепи. Этот блок может выдать максимум 2 ампера, и когда я закорачиваю его на болтик, с болтиком ничего не происходит. А вот блоку питания это не нравится, он работает в экстремальных условиях. А вот если взять источник, способный выдать десятки ампер, такая ситуация не понравится уже болтику.

Давайте для примера произведём расчёт блока питания, который потребуется для питания известного отрезка светодиодной ленты. Итак, закупили мы у китайцев катушку светодиодной ленты и хотим запитать три метра этой самой ленты. Для начала идём на страницу товара и пытаемся найти, сколько ватт потребляет один метр ленты. Эту информацию я найти не смог, поэтому есть вот такая табличка. Смотрим, что у нас за лента. Диоды 5050, 60 штук на метр. И видим, что мощность составляет 14 ватт на метр. Я хочу 3 метра, значит мощность будет 42 ватта. Блок питания желательно брать с запасом на 30% по мощности, чтобы он не работал в критическом режиме. В итоге получаем 55 ватт. Ближайший подходящий блок питания будет на 60 ватт. Из формулы мощности выражаем силу тока и находим её, зная, что светодиоды работают при напряжении 12 вольт. Выходит, нам нужен блок с током 5 ампер. Заходим, например, на али, находим, покупаем.

Очень важно знать потребляемый ток при изготовлении всяких USB самоделок. Максимальный ток, который можно взять от USB, составляет 500 миллиампер, и его лучше не превышать.

И напоследок коротенько о технике безопасности. Здесь вы можете видеть, до каких значений электричество считается неопасным для жизни человека.

основы электротехники для начинающих, меры безопасности

Электротехника — это как иностранный язык. Кто-то уже давно и в совершенстве владеет им, кто-то только начинает знакомиться, а для кого-то — это пока что недостижимая, но манящая цель. Почему многие хотят познать этот таинственный мир электричества? Всего около 250 лет люди знакомы с ним, но сегодня уже трудно себе представить жизнь без электричества. Чтобы познакомиться с этим миром, и существуют теоретические основы электротехники (ТОЭ) для чайников.

• Первое знакомство с электричеством
• Создание гальванического элемента
• Виды и характеристики тока
• Типы проводников
• Применяемые радиодетали
• Меры безопасности

Первое знакомство с электричеством

В конце XVIII века французский ученый Шарль Кулон стал активно исследовать электрические и магнитные явления веществ. Именно он открыл закон электрического заряда, который и назвали в честь него, — кулон.

Сегодня известно, что любое вещество состоит из атомов и вращающихся вокруг них электронов по орбитали. Однако в некоторых веществах электроны удерживаются атомами очень крепко, а в других эта связь слабая, что позволяет электронам свободно отрываться от одних атомов и прикрепляться к другим.

Для понимания, что это такое, можно представить большой город с огромным количеством машин, которые движутся без каких-либо правил. Эти машины движутся хаотично и не могут совершать полезную работу. К счастью, электроны не разбиваются, а отскакивают друг от друга, как мячики. Чтобы получить пользу от этих маленьких тружеников, необходимо выполнить три условия:

1. Атомы вещества должны свободно отдавать свои электроны.
2. К этому веществу необходимо приложить силу, которая заставит двигаться электроны в одном направлении.
3. Цепь, по которой движутся заряженные частицы, должна быть замкнутой.

Именно соблюдение этих трех условий и лежит в основе электротехники для начинающих.

Создание гальванического элемента

Все элементы состоят из атомов. Атомы можно сравнить с Солнечной системой, только у каждой системы свое количество орбит, и на каждой орбите может находиться сразу несколько планет (электронов). Чем дальше орбита находится от ядра, тем меньшее притяжение испытывают на себе электроны, находящиеся на этой орбите.

Притяжение зависит не от массы ядра, а от разной полярности ядра и электронов. Если ядро имеет заряд +10 единиц, электроны в общей сложности тоже должны иметь 10 единиц, но отрицательного заряда. Если электрон с внешней орбиты улетит, то суммарная энергия электронов будет уже -9 единиц. Простой пример на сложение +10 + (-9) = +1. Получается, что атом имеет положительный заряд.

Бывает и наоборот: ядро имеет сильное притяжение и захватывает «чужой» электрон. Тогда на его внешней орбите появляется «лишний», 11-й электрон. Тот же пример +10 + (-11) = -1. В этом случае атом будет отрицательно заряжен.

Если в электролит опустить два материала, обладающих противоположным зарядом, и к ним подключить через проводник, например, лампочку, то в замкнутой цепи потечет ток, и лампочка загорится. Если цепь разорвать, к примеру, через выключатель, то лампочка потухнет.

Электрический ток получается следующим образом. При воздействии электролита на один из материалов (электрод) в нем возникает излишек электронов, и он становится отрицательно заряженным. Второй электрод, наоборот, при действии электролита отдает электроны и становится положительно заряженным. Каждый электрод соответственно обозначается «+» (избыток электронов) и «-» (нехватка электронов).

Хотя электроны имеют отрицательный заряд, но электрод отмечают «+». Эта путаница произошла на заре электротехники. В то время считали, что перенос заряда происходит положительными частицами. С тех пор было составлено множество схем, и чтобы их не переделывать, оставили все как есть.

В гальванических элементах электрический ток образуется в результате химической реакции. Объединение нескольких элементов называют батареей, такое правило можно найти в электротехнике для «чайников». Если возможен обратный процесс, когда под действием электрического тока в элементе накапливается химическая энергия, то такой элемент называют аккумулятором.

Гальванический элемент изобрел Алессандро Вольта в 1800 году. Он использовал медные и цинковые пластины, опущенные в раствор соли. Это стало прообразом современных аккумуляторов и батарей.

Виды и характеристики тока

После получения первого электричества появилась идея передавать эту энергию на некоторое расстояние, и здесь возникли трудности. Оказывается, электроны, проходя через проводник, теряют часть своей энергии, и чем длиннее проводник, тем больше эти потери. В 1826 году Георг Ом установил закон, отслеживающий взаимоотношение между напряжением, током и сопротивлением. Читается он следующим образом: U=RI. Если словами, то получается: напряжение равно произведению силы тока на сопротивление проводника.

Из уравнения видно, что чем длиннее проводник, который увеличивает сопротивление, тем меньше будет ток и напряжение, следовательно, уменьшится мощность. Устранить сопротивление невозможно, для этого нужно понизить температуру проводника до абсолютного нуля, что осуществимо лишь в лабораторных условиях. Ток необходим для мощности, поэтому его трогать тоже нельзя, остается только повысить напряжение.

Для конца XIX века это была непреодолимая проблема. Ведь в то время не было ни электростанций, вырабатывающих переменный ток, ни трансформаторов. Поэтому инженеры и ученые устремили свой взор на радио, правда, оно сильно отличалось от современного беспроводного. Правительство разных стран не видело выгоды от этих разработок и не спонсировало такие проекты.

Чтобы можно было трансформировать напряжение, увеличивать или уменьшать его, необходим переменный ток. Как это работает, можно увидеть из следующего примера. Если провод свернуть в катушку и внутри неё быстро перемещать магнит, то в катушке возникнет переменный ток. В этом можно убедиться, подключив к концам катушки вольтметр с нулевой отметкой посередине. Стрелка прибора будет отклоняться влево и вправо, это будет свидетельствовать о том, что электроны движутся то в одном направлении, то в другом.

Такой способ получения электроэнергии называется магнитная индукция. Его используют, например, в генераторах и трансформаторах, получая и изменяя ток. По своей форме переменный ток может быть:

• синусоидальным;
• импульсным;
• выпрямленным.

Типы проводников

Первое, что влияет на электрический ток — это проводимость материала. Такая проводимость у разных материалов разная. Условно все вещества можно разделить на три вида:

• проводник;
• полупроводник;
• диэлектрик.

Проводником может быть любое вещество, свободно пропускающее через себя электрический ток. К ним относятся такие твердые материалы, как, например, металл или полуметалл (графит). Жидкие — ртуть, расплавленные металлы, электролиты. А также сюда входят ионизированные газы.

Исходя из этого, проводники делят на два типа проводимости:

• электронный;
• ионный.

К электронной проводимости относятся все материалы и вещества, в которых для создания электрического тока используются электроны. К таким элементам относятся металлы и полуметаллы. Хорошо проводит ток и углерод.

В ионной проводимости эту роль выполняет частица, имеющая положительный или отрицательный заряд. Ион — это частица с недостающим или лишним электроном. Одни ионы не прочь захватить «лишний» электрон, а другие не дорожат электронами и поэтому свободно их отдают.

В соответствии с этим такие частицы могут быть отрицательно заряженными и положительно заряженными. Примером служит соленая вода. Основным веществом является дистиллированная вода, которая является изолятором и не проводит ток. При добавлении соли она становится электролитом, то есть проводником.

Полупроводники в обычном состоянии не проводят ток, но при внешнем воздействии (температура, давление, свет и подобное) они начинают пропускать ток, хотя и не так хорошо, как проводники.

Все остальные материалы, не вошедшие в первые два вида, относятся к диэлектрикам или изоляторам. Они в обычных условиях практически не проводят электрический ток. Это объясняется тем, что на внешней орбите электроны очень прочно держатся на своих местах, а места для других электронов нет.

Применяемые радиодетали

При изучении электрики для «чайников» нужно помнить, что применяются все ранее перечисленные виды материалов. Проводники, в первую очередь, используются для соединения элементов схемы (в том числе в микросхемах). Могут присоединять источник питания к нагрузке (это, например, шнур от холодильника, электропроводка и т. д). Применяются при изготовлении катушек, которые, в свою очередь, могут использоваться в неизменном виде, например, на печатных платах либо в трансформаторах, генераторах, электродвигателях и т. п.

Проводники наиболее многочисленны и многообразны. Почти все радиодетали изготавливаются из них. Для получения варистора, например, может использоваться один полупроводник (карбид кремния или оксид цинка). Есть детали, в состав которых входят проводники разных типов проводимости, например, диоды, стабилитроны, транзисторы.

Особую нишу занимают биметаллы. Это соединение двух или более металлов, у которых разная степень расширения. Когда такая деталь нагревается, то она деформируется, благодаря разному процентному расширению. Обычно используется в токовой защите, например, для защиты электродвигателя от перегрева или отключения прибора по достижению заданной температуры, как в утюге.

Диэлектрики в основном выполняют функцию защиты (например, изоляционные ручки электроинструментов). Также они позволяют изолировать элементы электрической схемы. Печатная плата, на которой крепятся радиодетали, изготавливается из диэлектрика. Провода катушки покрываются изоляционным лаком для предотвращения замыкания между витками.

Меры безопасности

Однако диэлектрик при добавлении проводника становится полупроводником и может проводить ток. Тот же самый воздух становится проводником во время грозы. Сухое дерево плохо проводит ток, но если его намочить, оно уже не будет безопасным.

Электрический ток играет огромную роль в жизни современного человека, но, с другой стороны, может представлять смертельную опасность. Обнаружить его, например, в проводе, лежащем на земле, очень трудно, для этого нужны специальные приборы и знания. Поэтому при пользовании электрическими приборами нужно соблюдать предельную осторожность.

Человеческое тело состоит преимущественно из воды, но это не дистиллированная вода, которая является диэлектриком. Поэтому для электричества тело становится почти проводником. Получив электрический удар, мышцы сокращаются, что может привести к остановке сердца и дыхания. При дальнейшем действии тока кровь начинает закипать, затем происходит иссушение тела и, наконец, обугливание тканей. Первое, что нужно сделать, — прекратить действие тока, при необходимости оказать первую помощь и вызвать медиков.

В природе образуется статическое напряжение, но оно чаще всего не представляет опасности для человека, за исключением молнии. Зато оно может быть опасно для электронных схем или деталей. Поэтому при работе с микросхемами и полевыми транзисторами пользуются заземленными браслетами.

Буря в чайнике Cuisinart

Я шел по кухне, когда мой чайник Cuisinart (рис. 1) начал шипеть. Из базы начал валить дым. Я подбежал, выключил его, заметил, что он кипит, и наполнил его холодной водой. Оглядываясь назад, я хотел бы просто дать ему сгореть, чтобы посмотреть, не предотвратят ли его функции безопасности пожар в доме. Полегче со мной, когда инженер-электрик видит дым, у него просто есть , чтобы что-то сделать.

1. Беспроводной электрический чайник Cuisinart CPK-17 PerfecTemp объемом 1,7 л из нержавеющей стали продается по цене 75 долларов.

Чайник был пуст. Я не использовал его в течение дня. Я не использовал льдогенератор или любой другой электроприбор, когда он курил. Во Флориде бывают сильные грозы, но за последние несколько недель их не было. Пришло время разборки (рис. 2) .

2. Чайник Cuisinart состоит из нескольких электромеханических и электронных подсистем. Шайбы из красного волокна свидетельствуют о высоком качестве и хорошем дизайне продукта.

Сгорело главное реле, подающее питание на ТЭН (рис. 3) . Нетехнический тип может сказать: «Cuisinart — хлам» или «реле Song Chuan — хлам». Инженерам виднее. Это может не иметь никакого отношения к реле; насколько я знаю, программное обеспечение вышло из строя и включило кастрюлю, когда она была пустой. У меня есть реальная проблема, говоря, что у Cuisinart есть проблема, поскольку дизайн и сборка этого продукта казались образцовыми. Это то, что не дает инженерам спать по ночам. Возможно, это было проблемное реле, поэтому вам нужно спроектировать эту потенциальную проблему. Или, может быть, это какой-то неясный режим отказа, который я не могу понять.

3. Реле на электрической плате загорелось, когда чайник стоял неиспользованный на столешнице.

Хотя я не могу винить Cuisinart в дизайне и производстве, у меня есть проблема с их обслуживанием клиентов. Чайнику меньше года. Ладно, думаю, позвоню в Cuisinart, скажу, что он загорелся, и буду ждать новый по почте. Неа. Они хотели, чтобы я заплатил, чтобы отправить его обратно — либо все это, а затем бесплатную доставку обратно, либо отправить отрезанный шнур, и я думаю, что доставка все равно стоила 8 баксов. Поэтому я сказал им, что меня действительно возмущает необходимость платить за дефектный продукт, и вместо того, чтобы отправлять его обратно, я просто напишу об этом в уважаемом международном инженерном журнале.

Если бы вежливый, приятный и понимающий представитель службы поддержки клиентов Cuisinart сказал: «Хорошо, сегодня мы вышлем вам новый, можете ли вы отправить этот сломанный FedEx на следующее утро в наш инженерный центр?», я бы согласился. с удовольствием потратил 150 баксов в надежде, что смогу помочь своим коллегам-инженерам разобраться в проблеме. Но я не плачу и одного доллара за то, чтобы ко мне относились неуважительно.

Amazon только что прислал мне неправильные защитные очки, и когда я отправил их на возврат, они сказали сохранить солнцезащитные очки, которые они отправили по ошибке, а затем через два дня пришли нужные очки. Это устанавливает планку ожиданий потребителей. Я купил чайник Cuisinart на Amazon, но срок его бесплатного возврата истек. Эпизод Cuisinart изменил весь мой образ жизни. Теперь я плачу только за готовый чай со льдом.

Начните с основания

Электрический чайник Cuisinart имеет основание, которое вставляется в стену (рис. 4) . В инженерном отделе Cuisinart есть как минимум один социопат, который решил использовать в основании винты с треугольной головкой. К счастью, Кайл из iFixit дал мне набор инструментов с трехгранной отверткой. Я думал, что дым идет от базового блока, но база пассивная — это просто разъем, который пропускает напряжение стены в сам котел. Обратите внимание, что он также проходит через землю в центральном контакте; металлическая конструкция означает, что этот чайник не может быть продуктом с двойной изоляцией.

4. Базовый блок является пассивным — он просто пропускает питание через стену и заземление в чайник. Основание скрепляется винтами с треугольной головкой. К счастью, некоторые из них включены в набор инструментов iFixit.

Основание чайника крепится винтами с крестообразным шлицем (рис. 5) . Вы можете наблюдать контакт заземления в центре. Сгоревшее реле находится в положении 12 часов. Текстолит (печатная плата) оказывается дешевле бумажно-фенольный, а не ФР-4. Гибкий язычок удерживает высоковольтную проводку в положении «1 час». Ручка содержит микропроцессор. Он подключается к печатной плате ленточным кабелем. Также есть короткие кабели для датчика термостата в положении 7:30 и для светодиода, который освещает смотровое стекло уровня на боковой стороне чайника. Центральный блок имеет неиспользуемую заземляющую вкладку в положении 10:00. Выводы нагревательного элемента приварены; припой бы расплавился. Сопротивление нагревательного элемента 90,5 Ом.

5. Дно чайника крепится тремя винтами с крестообразным шлицем. Центральный блок имеет защиту от перегрева на обеих ветвях сети переменного тока. Плата питания сохранена в пластиковом корпусе. На рукоятке находится микропроцессор, который соединяется ленточным кабелем с платой питания.

Центральный блок имеет две термостатические пружины Belleville, которые отключают питание переменного тока, если кастрюля перегреется (рис. 6) , что является избыточным: инженеры Cuisinart установили выключатели на обеих ножках, что является еще одним свидетельством тщательной и безопасной разработки которые вошли в этот продукт. Я сломал металлические выступы, которые отделяют основание из листового металла от пластиковой части. Я должен был открутить три стойки, чтобы центральный блок вышел с прикрепленным листовым металлом.

6. Удаление стоек освободит базовый центральный блок. Вместо этого я отогнул три металлических выступа, соединяющих листовой металл с пластиком. Листовой металл удерживает центральный заземляющий контакт.

Центральный блок довольно сложный (рис. 7) . В дополнение к подключению питания переменного тока и заземления к базе, он имеет эти термостатические отсечки. Он также имеет пружинный рычаг, который способствует выталкиванию разъема из основания, для чего предназначены эти шпильки. Я предполагаю, что базовый блок был достаточно легким, чтобы он не отделялся, когда вы брали кастрюлю без этой сложной функции. Это еще одно свидетельство хорошей надежной разработки и тестирования. Дизайн и качество устройства имеют тот замечательный аспект крупносерийного проектирования, когда вы можете позволить себе много платить за хорошую разработку и тестирование. Обратите внимание на белую термопасту на термошайбах Belleville. Стиральные машины имеют маркировку 475 Вт, не уверен, что это температура, при которой они срабатывают, но это должно быть по Фаренгейту.

7. Белая силиконовая смазка обеспечивает хороший тепловой контакт с дисками термовыключателя в центральном блоке.

Сняв биметаллические термошайбы, вы обнаружите выключатели на обеих ветвях линии электропитания переменного тока (рис. 8) . Глядя на все особенности пластика, сделать такую ​​форму было недешево. Удерживающая проволока, термоусадочная пленка и белая силиконовая высокотемпературная оплетка — все это свидетельствует о тщательном и грамотном дизайне.

8. Контактный узел термовыключателя хорошо спроектирован и собран.

Датчик температуры воды находится рядом с местом соединения ручки с чайником (рис. 9) . Есть силиконовая прокладка молочного цвета, а датчик находится в прямом контакте с водой. Зажим с гайкой и стопорной шайбой удерживает датчик. Кабельная стяжка на двухпроводной ленте соединяет синий светодиод, подсвечивающий смотровое стекло уровня. Небольшой язычок, встроенный в ручку, позволяет сборщикам удерживать этот кабель. Я предполагаю, что у ранних прототипов были проблемы со скольжением светодиода.

9. Датчик температуры воды выступает внутрь чайника и имеет непосредственный контакт с водой.

Единственным недостатком конструкции, который я обнаружил, был зажим датчика воды (рис. 10) . Фланец, который должен был охватывать выступ в чайнике, загнулся вниз, когда сборщик затянул гайку на шпильке. Этот зажим никоим образом не может соответствовать выступу и датчику. Меня особенно впечатляет использование стопорных шайб. Я работал на военных подрядчиках, у которых были данные о том, какую виброустойчивость обеспечивают стопорные шайбы при предварительном натягивании крепежа. Интересен тот факт, что стопорные шайбы изнашиваются. Если их снять и затянуть пять раз, они перестанут обеспечивать виброустойчивость. Вот почему у меня есть коробки с новыми стопорными шайбами, которые я использую, когда работаю над мотоциклами.

10. Зажим датчика температуры воды не подходит к чайнику и погнутой сборке. Инженеры Cuisinart предусмотрели стопорную шайбу для надежной фиксации.

Зажим датчика соединяется со шпилькой на L-образном кронштейне (рис. 11) . Датчик прилегает к силиконовой прокладке, которая входит в отверстие на дне чайника. Другой L-образный кронштейн — это то место, где вкручивается корпус печатной платы. Очень впечатляет, что Cuisinart может точечно приварить эти выступы и не повредить поверхность чайника. Везде, куда бы вы ни посмотрели, в этом продукте есть хорошая солидная впечатляющая инженерия.

11. Датчик уплотнен силиконовой прокладкой, которая входит в отверстие в основании котла.

Ручное обращение с ручкой

Я изо всех сил пытался открыть ручку, пока не понял: «Ты просто грубишь с этим», как говорил один приятель-байкер. Хромированная пластиковая накладка просто отщелкивается, когда ее поддеваешь (рис. 12) . В отличие от полупроводниковой машины, на которой я работал, кабели не привязывают электронику ручки к кастрюле. Отверстие в черном пластиковом основании рукоятки проходит через разъем ленточного кабеля. Браво Кузинарт.

12. Внешняя хромированная пластиковая ручка отделяется от пластикового основания.

Проблема конструкции обнаружилась, когда сборщикам Cuisinart пришлось использовать силиконовый герметик в верхней части блока электроники рукоятки (рис. 13) . Это явно что-то добавленное после тестирования или релиза. Проблема такого исправления в том, что оно дорогое и неконтролируемое. Вы можете видеть, что человеку пришлось заклеить герметик между корпусом микроконтроллера и корпусом кнопки открытия крышки. Это невозможно повторить, и это всегда плохо в производстве. Поскольку это ручная работа, это также дорого. Тем не менее, это должно быть дешевле, чем переделывать пластиковые штампы, чтобы решить любую проблему проникновения воды, которая у них была без силиконового герметика.

13. Капля силиконового герметика указывает на проблему проникновения воды, которая проявилась после введения продукта.

Ручка в сборе — еще одно впечатляющее инженерное достижение (рис. 14) . Это прекрасный пример хорошо разделенного модульного дизайна. Плата микроконтроллера имеет тактовые переключатели на задней панели, которые активируются кнопками. Электроника работает без сборки с корпусом, клавиатурой или ручкой. Это облегчает тестирование в крупносерийном производстве.

14. Ручка имеет хорошую модульную конструкцию. Кнопки клавиатуры приводят в действие тактовые переключатели, припаянные к обратной стороне платы микроконтроллера. Жгут имеет ленточный кабель к плате питания, а также двухжильный кабель для подсветки смотрового стекла и двухжильный кабель для датчика температуры воды.

Кнопка «Открыть» является чисто механической и является частью узла крышки ручки. Он проходит поршень в петлю крышки, чтобы освободить подпружиненную крышку. С обратной стороны печатной платы, где расположены тактовые переключатели, имеется силиконовая прокладка для защиты от влаги. И обратите внимание, что Cuisinart не пытался разработать сами переключатели, как некоторые продукты. Они припаяли тактовые переключатели на плату. В переключателе столько же инженерии, как и в любом другом электромеханическом устройстве, и лучше придерживаться покупных деталей, а не экономить на самодельных контактных пружинах для печатных плат.

Крышка завершает работу

Три винта, удерживающие верхнюю часть ручки, ввинчиваются в узел петли крышки (рис. 15) . Вы можете увидеть блестящие вещи внутри двух карманов. Я думал, что это пружинные защелки для ручки, но это всего лишь нижняя часть винтов. Я понял, что нужно просто оторвать ручку, чтобы добраться до винтов.

15. Подпружиненная крышка открывается при нажатии кнопки на ручке. Три винта, которые крепят верхнюю часть основания ручки, ввинчиваются в узел шарнира крышки.

После удаления трех винтов крышка снимается (Рис. 16) . Есть прокладка для защиты ручки от влаги. Это еще один впечатляющий дизайн, поскольку прокладка должна соответствовать плунжеру открытия крышки, который вы видите между двумя выступами винтов. Подпружиненная крышка работала плавно и без нареканий — более хорошая, надежная конструкция.

16. Крышка в сборе имеет силиконовую прокладку для предотвращения попадания воды в ручку.

Смотровое стекло для воды

Умное смотровое стекло уровня жидкости (рис. 17) . В нижней части пластикового смотрового стекла имеется выступающий выступ. Он проходит через силиконовую втулку в нижней части углубления. Верхняя часть смотрового стекла открыта, поэтому его можно формовать. Этот открытый верх закрыт черной резиновой заглушкой в ​​верхней части смотрового стекла. Пробка имеет отверстие, переходящее из смотровой камеры в выступ, проходящий через верхнее отверстие в выемке. Это позволяет воздуху поступать обратно в котел, так что уровень жидкости в смотровом стекле показывает уровень жидкости в котле. Я хотел бы использовать эти детали, чтобы сделать газовый датчик для моих старых мотоциклов. Нет ничего надежнее, чем увидеть реальный уровень жидкости в бачке.

17. Смотровое стекло вставляется в выемку сбоку котла. Он имеет силиконовую прокладку на дне и черное резиновое верхнее уплотнение и вентиляционное отверстие наверху.

В котле имеется пять прокладок (рис. 18) . Внизу слева находится нижняя прокладка для смотрового стекла. Над ним находится черная резиновая прокладка для верхней части смотрового стекла. Справа прокладка датчика температуры воды. Посередине прокладка для платы микроконтроллера; он закрывает тактовые переключатели. В крайнем правом углу находится прокладка для узла шарнирной крышки.

18. Чайник имеет пять прокладок, которые удерживают воду внутри чайника.

Конструкция чайника очень сложна и изощренна, поскольку она охватывает множество дисциплин. Есть высоковольтная электрика, электроника, механика, тепловая техника и гидротехника. Это чертовски хорошая команда, которая проделала всю эту работу. Вы можете увидеть отличную инженерию в потребительских товарах, поскольку большие объемы окупаются за хорошую разработку и тестирование.

Чайник оснащен небольшим экраном, который помещается прямо в носик (рис. 19) . Я думал, что это глупо, пока не увидел, что вода кипит достаточно бурно, чтобы разбить чайные пакетики. Этот экран улавливает весь рассыпной чай — вам не нужно его отфильтровывать самостоятельно. Он скользит вверх и из носика, так что вы можете очистить его.

19. Эта сетка вставляется в носик, чтобы чайные листья оставались внутри чайника.

Пиропечатная плата

Плата питания в основании имеет тепловой экран (рис. 20) . Это еще один пример кропотливой инженерной мысли, вложенной в этот продукт. Плата питания, которая защелкивается в несущем корпусе (рис. 21) , имеет паз, куда подключаются контакты реле. Это необходимо для выполнения требований по утечке и зазору для UL и других списков безопасности.

20. Волокнистая высокотемпературная изоляционная панель защищает силовую плату от тепла.

21. Плата питания защелкивается в черном пластиковом корпусе.

Расстояние между контактами на реле меньше, чем допускает UL, для приемлемого пути утечки материала печатной платы. Итак, вы прорезали прорезь в печатной плате, и теперь у вас есть воздух, разделяющий контакты, и расстояние достаточно для требований к зазору. То, что было расстоянием утечки, теперь является расстоянием зазора. Это обычная практика, ничего предосудительного в этом нет. Тем не менее, мне интересно, почему релейные компании не размещают свои контакты в соответствии с номинальным напряжением контактов. Некоторые реле делают; Бьюсь об заклад, Cuisinart хотел бы использовать эти реле. Для меня это выглядит как отказ утечки, но я ни в чем не уверен. Было ли реле включено, а затем вышло из строя, или возгорание утечки привело к замыканию контактов? Трудно сказать какой. Посмотрите на следующие фотографии — контакты вроде не приварены.

Плата микроконтроллера в ручке имеет конформное покрытие на верхней стороне (рис. 22) . Хотя у вас может возникнуть соблазн нанести защитное покрытие на силовую печатную плату, чтобы увеличить путь утечки, не все стандарты признают защитное покрытие в качестве утвержденной системы изоляции. Таким образом, несмотря на то, что конформное покрытие на самом деле улучшит путь утечки, это не будет законным способом сделать это, поэтому, пожалуйста, не используйте его. Слоты лучше и легальнее.

22. Плата микроконтроллера защищена от влаги конформным покрытием.

Снял корпус вышедшего из строя реле (рис. 23) . Оба контактных листа были отпаяны от платы. На первый взгляд, я бы подумал, что неисправность заключалась в том, что контакты оплавились, и он просто продолжал нагревать пустой чайник, пока вся база не нагрелась настолько, что выпаяла реле, которое также самонагревалось от тока, в котором оно было. несущий. Без припоя он начал гореть.

23. У реле, которое загорелось, оба контактных листа отпаяны от нагрева.

Тем не менее, неконтролируемый нагрев является ожидаемым видом отказа, поэтому тепловые выключатели в базовом блоке должны были сработать до того, как реле расплавится. Если бы программное обеспечение сошло с ума, оно могло бы просто подать команду на включение реле, даже если датчик не был в воде. Это еще одна ожидаемая проблема: люди включают чайник без воды. Таким образом, даже если датчик не находится в какой-либо жидкости, воздух в горшке может стать достаточно горячим, чтобы дать датчику сигнал, или вырезы должны открыться. Нет, здесь происходит нечто гораздо более хитрое и коварное.

Лист неподвижного контакта просто выпал из платы (рис. 24) . Если бы контакты были спаяны между собой, вы бы не ожидали, что это произойдет. Десятилетия работы со старыми «Харлеями» научили меня, что причина не в поломке, а в следствии. Я думал, что у меня плохие регуляторы и генераторы, пока не понял, что широкая задняя шина закорачивает провода заднего фонаря. Итак, если я натыкался на достаточное количество неровностей с включенным тормозом или задним фонарем — хлоп — это выводило из строя генератор или регулятор. Возможно, вы слышали анекдот о том, как транзисторы за 20 долларов перегорают, чтобы защитить предохранитель за 15 центов. Это может быть похожей ситуацией, когда что-то еще идет не так, и это реле принимает на себя наказание.

24. После вскрытия корпуса реле контактные листы просто выпадают.

Контакты реле выглядят бывшими в употреблении, но не оплавлены (рис. 25) . Вещи так нагрелись, что одна из булавок оплавилась. Признаюсь, я просто не знаю. Я видел приваренные контакты, и они действительно склеены с небольшим воронением по краям. Эти контакты так не выглядят. Возможно, это было простое нарушение пути утечки, и огонь расплавил припой, но в это трудно поверить. И никогда не сомневайтесь, что виновато программное обеспечение. Спросите любого программиста, и он расскажет вам, насколько сложным и хитрым является программное обеспечение.

25. Хотя контакты выглядят использованными, они не выглядят приваренными друг к другу. У меня нет объяснений, что послужило причиной сбоя.

Специалисты по электронике часто думают, что их дисциплина сложна, а электрическое и механическое проектирование — легко. Нет ничего более далекого от истины. Это все тяжело. В каждой инженерной специальности есть свои сложности. Когда я работал на производителя грузовиков, мы использовали термовыключатели в кабине для защиты цепей освещения. Они отлично работали для мертвых шорт. Но если бы короткое замыкание было прерывистым или частичным, то оно просто уменьшило бы давление на контакты в прерывателе, пока они не перегрелись, не загорелись и не убили дальнобойщика в спальном месте. Причиной возгорания стала вещь, которая должна была защищать от пожаров. Магнитные выключатели намного дороже, но сколько людей вы хотите убить, прежде чем потратить немного денег на решение проблемы?

Комби-чайник Metos Viking Combi 60E SGL

Товар поставки

Описание

Чайник-смеситель Metos Viking Combi полностью производится в Финляндии.
Надежная автоматизация заботится о рутинном производстве продуктов питания без постоянного ухода и контроля

.
Устройство, в котором пользователь может выбрать смешивание, температуру установить в соответствии с потребностями пользователя
.
Высота наклона от разливочного патрубка до пола 400 мм.
Благодаря оптимизированной эргономике он прост в использовании, легко моется и
гигиенический. Энергоэффективность делает чайник Metos Viking Combi
удобным, безопасным и экономически выгодным профессиональным кухонным оборудованием.
Устройство надежно крепится к полу и соответствует всем национальным стандартам и стандартам безопасности ЕС
.
Элементы управления Metos Viking Combi расположены под углом вверх по отношению к пользователю
, а панель управления с четким дисплеем защищена по стандарту IPX4. Все детали
, которые загрязняются при повседневном использовании
, легко снимаются без специальных инструментов и чистятся с помощью
посудомоечная машина. Съемный смесительный инструмент имеет большую площадь поверхности и
съемных, легко чистящихся тефлоновых скребков. Крышка из нержавеющей стали имеет съемную защитную решетку
, облегчающую добавление жидкостей и сырых ингредиентов
.
Для модели
Metos Viking Combi доступен широкий спектр дополнительных функций и аксессуаров.
– Электрический опрокидыватель
– Большая и наглядная панель управления
– Переменное смешивание в двух направлениях 15-110 об/мин
– 2 предварительно запрограммированные программы смешивания
– Можно комбинировать с другими котлами Viking и Metos без промежуточной опорной стойки
(экономия места)
Общий объем,68,Полезный объем,60
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ:
Комбинированный котел Viking с 2 программами смешивания,
электрический наклон, эргономично поднятая панель управления, аварийный выключатель
, крючки для принадлежностей
– Инструмент для смешивания
– Подъемная защитная решетка
– Отдельный мерный стержень
– Опорная стойка
– Кран-смеситель для пищевых продуктов
Нержавеющая сталь (EN 1. 4404). Сам чайник основательно оскорблён
со светоотражающей пеной для обеспечения энергоэффективности до 90%.
ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ
Большая панель управления эргономично приподнята к пользователю.
Электромеханический пульт управления имеет органы управления температурой и смесителем
, а также кнопку аварийной остановки. Простая логика «повернуть и выбрать
».
ФУНКЦИЯ НАГРЕВАНИЯ
Диапазон настройки температуры 0°C… 120°C, точность настройки 1°C в пределах
паровой рубашки.
Максимальное рабочее давление 1,0 бар, что соответствует +120°C во внутреннем
куртка чайника. ХАРАКТЕРИСТИКИ СМЕСИТЕЛЯ

Смеситель для двух направлений монтируется снизу, с функцией автоматического реверса
тщательно перемешивает, не разрушая продукт, даже
на низких скоростях. Уплотнения оси смесительного инструмента остаются выше высоты пищевого продукта
, что гарантирует отсутствие утечек в двигатель или дорогостоящих замен.
Насадка для смешивания является съемной и оснащена скребками, которые легко чистить. Диапазон регулировки ступенчатой ​​скорости перемешивания
составляет 15-120 об/мин.
Миксер фиксируется на месте при наклоне, что позволяет смешивать в наклонном положении
в то время как
переливает продукты в GN или другие контейнеры. Миксер останавливается менее чем за 90 245 секунд, если крышка открыта.
Смешивание значительно сокращает время, затрачиваемое на нагрев и охлаждение
, что позволяет экономить энергию. В чайнике предусмотрено 2 предварительно заданные программы смешивания
, разработанные и протестированные профессионалами в сфере общественного питания.
1. Супы, щадящее перемешивание в режиме перемешивания и отдыха
2. Обжаривание мяса или овощей, картофельное пюре, мощная смесь в обратном направлении
и вперед
ФУНКЦИИ НАКЛОНА
Мощный и прочный электропривод наклона срабатывает нажатием кнопки.
Высота наклона разливочного патрубка к полу составляет 400 мм, что идеально подходит для использования
с тележкой для декантации MPT 450.