Операционный усилитель

Содержание

Запрет на тушение с помощью углекислотного огнетушителя

Для некоторых категорий объектов применение двуокиси для тушения запрещено. Противопоказания:

  • возникновение огня без участия кислорода;
  • тушение объектов категории А: твердые материалы (бумажные, деревянные предметы);
  • категории D: металлы, например, Al, Mg, Ti, их сплавы;
  • для тушения Na, Ca;
  • для погашения химических соединений, обладающих способностью тлеть.

Углекислотные огнетушители, имеющие в своей конструкции металлический раструб, запрещено применять в процессе тушения объектов, находящихся под напряжением. Это обусловлено образованием угольной кислоты, которая обладает способностью проведения тока, при выходе вещества из баллона.

При ликвидации огня с помощью ОУ нельзя направлять раструб на объект с повышенной температурой, потому что из-за изменения температур возможно повреждение баллона, потеря герметичности и как следствие утечка взрывоопасных материалов.

Что такое операционный усилитель ?

Операционные усилители представляют собой микросхемы которые могут выглядеть по-разному.

Например на этой картинке изображены два операционных усилителя российского производства. Слева операционный усилитель К544УД2АР в  пластмассовом DIP корпусе а справа изображен операционник в металлическом  корпусе.

По началу, до знакомства с операционниками,     микросхемы в таких металлических корпусах я постоянно путал с транзисторами.  Думал что это такие хитромудрые  многоэмиттерные транзисторы

Условное графическое обозначение (УГО)

Условное обозначение операционного усилителя выглядит следующим образом.

Итак  операционный усилитель (ОУ) имеет два входа и один выход. Также имеются выводы для подключения питания но на условных графических обозначениях их обычно не указывают.

Для такого усилителя есть два правила которые помогут понять принцип работы:

  1. Выход операционника стремится к тому, чтобы разность напряжений на его входах была равна нулю
  2. Входы операционного усилителя ток не потребляют

Вход 1  обозначается знаком «+»  и называется неинвертирующим а вход 2 обозначается как «-» и является инвертирующим.

Входы операционника обладают высоким входным сопротивлением или иначе говорят высоким импедансом.

Это говорит о том, что  входы операционного усилителя ток почти не потребляют (буквально какие-то наноамперы). Усилитель просто оценивает величину напряжений на входах и в зависимости от этого выдает сигнал на выходе усиливая его.

Коэффициент усиления операционного усилителя имеет просто огромное значение,  может достигать миллиона, а это очень большое значение!  Значит это то, что если мы ко входу приложим небольшое напряжение, хотябы 1 мВ, то на выходе  получим сразу максимум,  напряжение почти равное напряжению источника питания ОУ. Из-за этого свойства операционники практически никогда не используют без обратной связи (ОС). Действительно какой смысл во входном сигнале если на выходе мы всегда получим максимальное напряжение, но об этом поговорим чуть позже.

Входы ОУ работают так, что если величина на неинвертирующем входе окажется больше чем на инвертирующем, то на выходе будет  максимальное положительное значение +15В. Если на инвертирующем входе величина напряжения  окажется более положительной то  на выходе будем наблюдать максимум отрицательной величины, где-то -15В.

Действительно операционный усилитель может выдавать значения напряжений как положительной так и отрицательной полярности. У новичка может возникнуть вопрос о том как же такое возможно? Но такое действительно возможно и это связано с применением источника питания с расщепленным  напряжением, так называемым двуполярным питанием. Давайте рассмотрим питание операционника чуток подробнее.

Углекислотный огнетушитель ОУ-8

В обозначении устройства заглавные буквы ОУ обозначают «огнетушитель углекислотный», а цифра через дефис – массу заряда в килограммах. Особенность именно этой модели в вариациях ее исполнения. Огнетушитель ОУ8 считается переносным, однако из-за его веса аппарат часто оснащают тележкой, как передвижной.


Огнетушитель углекислотный ОУ-8

Описание и комплектация

Внешне устройство практически не отличается от остальных огнетушителей. К немногочисленным отличиям относят:

  1. Форма. При высоте около метра и диаметре не более 15 сантиметров ОУ-8 внешне напоминает колбу.
  2. Тележка. Необязательна для эксплуатации аппарата, но крайне желательна. Обычно используется одноосная конструкция с двумя колесами.
  3. Раструб. Характерная черта всех углекислотных огнетушителей. Нужен для равномерной подачи вещества в пораженную зону.

В комплект устройства могут входить следующие элементы:

  • гибкий шланг с раструбом;
  • паспорт огнетушителя;
  • тележка для транспортировки аппарата;
  • подставка для размещения устройства.

Технические характеристики

В новой комплектации ОУ-8 огнетушитель углекислотный обладает следующими техническими характеристиками:

  1. Размеры. Высота не более 100 сантиметров, диаметр не превышает 14 сантиметров.
  2. Вес аппарата. Доходит до 24 кг.
  3. Масса заряда. Для ОУ-8 составляет 8 кг.
  4. Напор выхода вещества – 3 метра.
  5. Время непрерывной подачи состава не менее 15 секунд.
  6. Удельная вместимость корпуса около 11 литров.

В устройствах старого образца показатели будут совсем другими. Даже внешне аппараты старой модификации отличаются и напоминают, скорее, шар или приземистый прямоугольник со сточенными углами. Давление в таких аппаратах выше, а вот вес заряда и продолжительность непрерывного выхода вещества ниже.

Принцип действия

Разобраться с принципом работы ОУ-8 будет легче, если ознакомиться с устройством огнетушителя. Аппарат состоит из следующих элементов:

  1. Баллон с зарядом огнетушащего вещества (ОТВ).
  2. Сифонная трубка. Находится внутри корпуса, верхняя ее часть соединена со шлангом. Расположена так, что между нижней частью трубки и дном баллона оставлен зазор в 3–4 мм. Таким образом, забор вещества происходит из нижней части корпуса.
  3. Запорно-пусковой механизм. При его срабатывании начинается подача состава.
  4. Предохранительное кольцо. Защищает запорно-пусковую установку от преждевременного срабатывания.

В нормальном состоянии корпус устройства закрыт. Внутрь баллона закачивают углекислоту в жидком состоянии – в природе вещество встречается только в виде газа. При этом дополнительный газ в корпус не закачивают из-за свойства диоксида углерода испаряться. В итоге сжиженная углекислота находится под давлением газообразной углекислоты внутри емкости.

При срабатывании запорно-пускового механизма в плотной среде давления внутри баллона образуется «дыра» – сифонная трубка. По ней вещество под напором покидает корпус, переходя в шланг, а потом в раструб.

Когда СО2 покидает раструб, он выглядит, как снежные хлопья. Очень быстро «снег» испаряется, переходя в газообразное состояние. Диоксид углерода оказывает двойное действие:

  1. Охлаждение. Температура в зоне применения вещества падает до –70 градусов Цельсия.
  2. Разбавление газовой среды. Переходя в газообразное агрегатное состояние, углекислота вытесняет кислород и связывает продукты горения, прекращая реакцию.


Процесс тушения пламени огнетушителем углекислотным ОУ-8

Область применения

Номинально ОУ-8 подходит для тушения трех категорий возгораний:

  1. В – жидкости.
  2. С – газы.
  3. Е – оборудование под напряжением до 1 000 В.

Огнетушитель углекислотный ОУ-8 использует диоксид углерода в качестве огнегасящего средства. СО2 охлаждает горящие материалы и вытесняет кислород из пораженной зоны. Использовать вещество для тушения, к примеру, горючих жидкостей, несколько расточительно.

Отличительная черта этого соединения в том, что оно не вредит материалам, на которые попадает. Такая характеристика позволяет тушить углекислотой дорогую технику, музейные экспонаты и ценные источники информации. Именно поэтому, несмотря на свою неэффективность в отношении возгораний категории А (твердые материалы), углекислоту используют в исключительных случаях.

Наиболее часто ОУ можно встретить в следующих местах:

  • узлы управления на предприятиях;
  • объекты энергетической промышленности;
  • трансформаторные будки;
  • серверные;
  • узлы связи;
  • магазины техники;
  • библиотеки;
  • музеи;
  • архивы.


Огнетушитель ОУ-8

Описание ОУ-3(з) BCE (Огнетушитель углекислотный) ФКС

УО – это такой тип огнетушителей, которые накачивают под высоким давлением с зарядом жидкой двуокиси углерода (ГОСТ 8050-85), которая, в свою очередь, находится под значительным давлением паров. Принцип действия УО основан на выбрасывании заряда двуокиси углерода под действием избыточного давления, создающегося при накачивании огнетушителя. Двуокись углерода содержится в баллоне под давлением 5.8 меzгапаскаль (60 килограмм на квадратный сантиметр), при температуре среды +20°С. Максимально допустимое давление в баллоне при температуре +50 градусов по Цельсию не должно быть выше 14,7 мегапаскаль (150 килограмм на квадратный сантиметр).

Тушение возгорания происходит за счёт понижения температуры места горения, в следствии выбрасывания в горящую среду не возгорающегося состава, до полной остановки реакции горения.

Если каждый год проверять массу заряда углекислотного огнетушителя, то гарантированный срок его работы будет около 5 (пяти) лет. Проверять и перезаряжать огнетушитель данного типа необходимо 1 раз в 5 (пять) лет. Все поддерживаемые и профилактические работы с огнетушителем в обязательном порядке производятся только в сертифицированных центрах. Не стоит забывать и о переосвидетельствовании баллона огнетушителя, которое нужно делать один раз в десять лет.

Гарантированный срок использования огнетушителя составляет двенадцать месяцев после продажи, но не более, чем восемнадцать месяцев со дня изготовления.

Меры предосторожности, которые необходимо соблюдать, используя данный тип огнетушителей (УО):

  • Во время тушения эл/силовых установок, минимальное расстояние до раструба огнетушителя должно составлять один метр
  • Не стоит допускать прямых прикосновений незащищённых частей тела с раструбом УО
  • Места, в которых использовались углекислотные огнетушители (УО), необходимо хорошо проветрить

Гарантии производителя

Изготовитель гарантирует соответствие огнетушителя требованиям ГОСТ 51057-2001 при соблюдении потребителем правил эксплуатации и хранения.

Гарантийный срок эксплуатации огнетушителя — 12 месяцев со дня продажи, но не более 18 месяцев со дня изготовления.

Перезарядка и техническое обслуживание ОУ-3 производится не реже 1 раза в 5 лет.

Продукция сертифицирована.

С этим товаром обычно покупают:

Это интересно: Огнетушитель углекислотный ОУ-10 передвижной — описание и ТТХ

Нормы проверки и заправки

Нормативные документы, к которым относятся два действующих ГОСТа: Р 51057 и Р 51017 определяют необходимость постоянной проверки и перезарядки огнетушителей. Если модель была использована, то заряд должен быть полностью заменён. Дозаправка огнетушителя требуется лишь тогда, когда в нём теряется требуемое давление.

Полный список сроков проверки и заправки в зависимости от типа ОТВ:

  • Для моделей, заполненных водой и водой с различными добавками, а также пеной, проверка и перезарядка должна осуществляться как минимум 1 раз в год.
  • Для устройств, в которых используется порошковый наполнитель предусмотрена ежегодная проверка, а заправка осуществляется минимум 1 раз в пять лет;
  • Все огнетушители с углекислотой и хладоном 1 раз в год взвешиваются для проверки давления и 1 раз в пять лет заправляются ОТВ.

Помимо представленных рекомендаций существуют и другие правила, связанные с эксплуатацией, проверкой и заправкой огнетушителей:

  • В тех случаях, когда заряд ОТВ, состоящий из нескольких компонентов, содержит в себе углеводородную разновидность пенообразователя, огнетушители нужно перезаряжать как минимум 1 раз в 2 года;
  • Устройства, которые произведены из нержавеющих марок стали и внутри покрыты полимерами, должны проверяться с учётом рекомендаций фирмы-производителя. Это правило также относится к моделям, в которых ОВД содержит фтор. При этом, минимум 1 раз в 5 лет данные модели должны полностью проверяться и перезаряжаться.

Для того, чтобы специализированная компания могла заниматься проверкой, освидетельствованием и перезарядкой огнетушителей, она должна отвечать некоторым обязательным требованиям:

  • У компании есть своя производственно-складская база с достаточным количеством помещений, которые оборудованы вентиляцией приточно-вытяжного типа;
  • У компании имеется всё необходимое оборудование, с помощью которого осуществляются регламентные испытания;
  • У фирмы есть требуемый инструмент, с помощью которого осуществляется разборка и ремонт поступающих огнетушителей;
  • Специализированная компания задействует ёмкости, в которые собираются заряды ОТВ различных типов;
  • Наличие оборудования, с помощью которого осуществляется перезарядка или утилизация огнетушащих веществ;
  • Наличие собственных камер для покраски и сушки всех элементов корпуса огнетушителя;
  • У компании должно быть оборудование для осуществления различных испытаний, связанных с гидравликой и пневматикой;
  • Наличие штата персонала;
  • Наличие специальной лицензии, которая позволяет осуществлять работы.

Что из себя представляет и как работает огнетушитель ОУ-80

Огнетушитель ОУ-80 относится к классу передвижных углекислотных (СО2).

Он является самым большим в этом классе, который по емкости баллонов с углекислотой разделяется на четыре модификации – 10, 20, 40 и 80 литров.

Огнетушитель углекислотный ОУ-80 имеет две емкости, по 40 литров каждая, с огнетушащим веществом – двуокисью углерода.

Баллоны установлены на двухколесной тележке с пневматическими шинами и опорной стойкой.

Средства огнетушения этого класса применяются, в основном, на железнодорожном транспорте, в электрифицированных единицах подвижного состава, в электроподстанциях с напряжением более десяти киловольт, в общественных местах – кинотеатрах, музеях, библиотеках, в офисах с большим количество оргтехники.

Внешний вид углекислотного огнетушителя ОУ-80

Тушащее вещество, которым заправлен огнетушитель ОУ-80 – двуокись углерода – закачивается в емкости под давлением. Когда прибор огнетушения активируют, углекислота выбрасывается из пластикового патрубка на расстояние до четырех метров.

Выбрасываемая кислота представляет собой белую пену, температура которой достигает -70°С. Максимальная зона покрытия очага возгорания регулируется направлением патрубка. Пена, попадая на пламя, препятствует поступлению кислорода.

Двуокись углерода предотвращает расширение очага пожара, низкая температура пены охлаждает нагретые огнем поверхности, процесс горения прекращается. Огнетушитель углекислотный ОУ-80, как и все углекислотные, особенно эффективен на начальных стадиях пожара. После завершения тушения пена испаряется, не оставляя никаких следов и грязи.

Это интересно: Гибель на пожарах — статистика, анализ и основные показатели

Плюсы и минусы каждого вида

Для определения, какой огнетушитель лучше, ОП или ОУ, составим сравнительную таблицу.

Тип устройства Преимущества Недостатки
ОУ Не ухудшает видимость в помещении.

Эффективнее для возгораний классов BCE.

Опасен для человека, нельзя вдыхать.

Может вызвать ожоги при неправильном применении.

Запрещено использовать для термочувствительных объектов.

Высокая стоимость.

Большая масса, чем у ОП.

ОП Безопасен для людей.

Может применяться для тушения всех классов пожаров.

Низкая цена.

Ухудшает видимость.

ОТВ спекается на поверхностях при высокой температуре, что затрудняет очистку помещения после использования устройства.

Не охлаждает зону возгорания.

Порошок имеет склонность к комкованию, может забить сопло.

Инвертирующий усилитель с однополярным питанием

В некоторых случаях нам даже иногда нужно переместить нулевой уровень на более высокий “пьедестал”, чтобы мы могли полностью усиливать сигнал, если дело касается однополярного питания. Работать с однополярным питанием всегда проще и удобнее, чем с двухполярным. Поэтому, в этом случае надо поднять нулевой уровень на некоторый пьедестал, чтобы полностью усиливать переменный сигнал. То есть добавить постоянную составляющую в сигнал. В этом случае схема примет чуть-чуть другой вид:

Как можно увидеть, сейчас мы питаем наш ОУ однополярным питанием. Что будет, если мы НЕинвертирующий выход посадим на землю?

То есть мы получили базовую схему инвертирующего усилителя, но только с однополярным питанием. Давайте ппросимулируем такую схему. Коэффициент усиления в данном случае будет равен-10, так как мы взяли соотношение резисторов 10 килоом и 1 килоом. Загоняю на вход сигнал амплитудой в 1 В.

Что имеем в итоге на виртуальном осциллографе?

Как вы видите, в этом случае усиленная полуволна сигнала вырезается полностью. Оно и понятно, так как напряжение питания у нас однополярное и проломить “пол” нулевого потенциала невозможно. Но можно сделать одну хитрость: поднять “уровень пола” и дать сигналу место для размаха.

В этом случае нам надо добавить Uсм , для того, чтобы поднять сигнал над уровнем “пола”. Но не все так просто, дорогие друзья!

Здесь уже будет использоваться более хитрая формула, а не просто вольтдобавка. Приблизительная формула выглядит вот так:

Итак, мы хотим усилить наш сигнал полностью без среза. Какое же должно быть значение Uвых ? Оно должно иметь значение половины Uпит , чтобы сигнал ходил туда-сюда без срезов. Но также надо учитывать и коэффициент усиления, иначе получится насыщение выхода, о чем мы писали выше.

В нашем случае мы хотим увеличить сигнал амплитудой в 1 В в 10 раз. То есть Uпит должно быть как минимум 20 Вольт. Так как ОУ поддерживают однополярное питание до 32 В, то давайте для красоты выставим Uпит = 30 В. Рассчитываем Uсм :

Проверяем симуляцию, все ок!

Как здесь можно увидеть, желтый выходной сигнал поднялся над нулевым уровнем и усилился без искажений. В данном случае желтый сигнал – это сумма постоянного напряжения и переменного синусоидального сигнала.

То есть получилось что-то типа вот этого:

Хорошо это или плохо, когда в переменном сигнале есть постоянная составляющая, то есть постоянное напряжение? В некоторых случаях это плохо, потому как такой сигнал трудно использовать, и поэтому чаще всего его прогоняют через конденсатор, так как он пропускает через себя только переменный ток и блокирует прохождение постоянного тока. А еще лучше поставить фильтр из дифференцирующей цепи, с помощью которого можно отсекать лишние частоты.

ОТП

ОТП

объединение торговых предприятий

организация

—————

ОТП

Объединённая трудовая партия

Армения, полит.

—————

  1. ОТП
  2. ОТП РАН

Отдел теоретических проблем РАН

Москва, образование и наука

—————

ОТП

отдел таможенных платежей

—————

ОТП

остановочно-торговый павильон

—————

ОТП

оптово-торговое предприятие

например: ОТП «Фармация»

организация

—————

ОТП

особо тяжкое преступление

юр.

—————

ОТП

огнемётный танковый полк

воен.

—————

ОТП

обогащенная тромбоцитами плазма

мед.

—————

ОТП

отдел технической поддержки

техн.

—————

ОТП

общая точка приёма

—————

ОТП

общий технологический процесс

техн.

—————

ОТП

отдельный танковый полк

воен.

Неинвертирующий сумматор

В продолжение темы неинвертрующих усилителей расскажу о неинвертирующем сумматоре, который выполняет функцию сложения входных сигналов и находит своё применение в качестве линейных смесителей сигналов (микшеров), например, когда сигналы из нескольких источников необходимо скомбинировать и подать на вход усилителя мощности. Схема неинвертирующего сумматора представлена ниже

Данная схема представляет собой неинвертирующий усилитель с двумя входами и состоит из ОУ DA1, токоограничительных входных резисторов R1 и R2, резистора смещения R3 и резистора обратной связи R4.

Для данной схемы основные соотношения соответствуют схеме простого неинвертирующего усилителя, с учётом того что входное напряжение в схеме соответствует среднему напряжению входных выводов

А сопротивление резисторов должны соответствовать следующему условию

Коэффициенты усиления по разным каналам определяются следующим выражением

R N – сопротивление входного резистора,

K N – коэффициент усиления соответствующего канала усиления.

Основным недостатком схемы неинвертирующего сумматора является отсутствие точки нулевого потенциала, поэтому коэффициент усиления по различным входам не являются независимыми. Данный недостаток проявляет себя в тех случаях, когда внутреннее сопротивление источников входных напряжений или только одного из них известно приблизительно или изменяется в процессе работы.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.

Приветствую вас дорогие друзья! Вот наконец добрался я до своего компьютера, приготовил себе чайку с печеньками и понеслась…

Для тех кто впервые на моем блоге и не совсем понимает что здесь происходит спешу напомнить, меня зовут Владимир Васильев и на этих страницах я делюсь со своими читателями сакральными знаниями из области электроники и не только электроники. Так что может быть и вы здесь найдете для себя что-то полезное, по крайней мере я на это надеюсь. Обязательно подпишитесь , тогда вы ничего не пропустите.

А сегодня речь пойдет о таком электронном устройстве как операционный усилитель. Эти усилители применяются повсеместно, везде где требуется усилить сигнал по мощности найдется работенка для операционника.

Особенно распространено применение операционных усилителей в аудиотехнике. Каждый аудиофилл стремится усилить звучание своих музыкальных колонок и поэтому старается прикрутить усилитель по мощнее. Вот здесь мы и сталкиваемся с операционными усилителями, ведь многие аудиосистемы просто нашпигованы ими. Благодаря свойству операционного усилителя усиливать сигнал по мощности мы ощущаем более мощное давление на свои барабанные перепонки когда слушаем композиции на своих аудио колонках. Вот так вот в быту мы оцениваем качество работы операционного усилителя на слух.

В этой статье на слух мы оценивать ничего не будем но постараемся рассмотреть все детально и разложим все по полочкам чтобы стало понятно даже самому самоварному чайнику.

Классификация ОУ[править | править код]

По области примененияправить | править код

Выпускаемые промышленностью операционные усилители постоянно совершенствуются, параметры ОУ приближаются к идеальным. Однако улучшить все параметры одновременно технически невозможно или нецелесообразно из-за дороговизны полученного чипа. Для того, чтобы расширить область применения ОУ, выпускаются различные их типы, в каждом из которых один или несколько параметров являются выдающимися, а остальные на обычном уровне (или даже чуть хуже). Это оправдано, так как в зависимости от сферы применения от ОУ требуется высокое значение того или иного параметра, но не всех сразу. Отсюда вытекает классификация ОУ по областям применения.

  • Индустриальный стандарт. Так называют широко применяемые, очень дешевые ОУ общего применения со средними характеристиками. Пример: LM324.
  • Прецизионные ОУ имеют очень малые напряжения смещения, применяются в точных измерительных схемах. Обычно ОУ на биполярных транзисторах по этому показателю несколько лучше, чем на полевых. Также от прецизионных ОУ требуется долговременная стабильность параметров. Исключительно малыми смещениями обладают стабилизированные прерыванием ОУ. Пример: AD707 с напряжением смещения 15 мкВ.
  • С малым входным током (электрометрические) ОУ. Все ОУ, имеющие полевые транзисторы на входе, обладают малым входным током. Но среди них существуют специальные ОУ с исключительно малым входным током. Чтобы полностью реализовать их преимущества, при проектировании устройств с их использованием необходимо даже учитывать утечку тока по печатной плате. Пример: AD549 с входным током 6·10-14 А.
  • Микромощные и программируемые ОУ потребляют малый ток на собственное питание. Такие ОУ не могут быть быстродействующими, так как малый потребляемый ток и высокое быстродействие — взаимоисключающие требования. Программируемыми называются ОУ, для которых все внутренние токи покоя можно задать с помощью внешнего тока, подаваемого на специальный вывод ОУ.
  • Мощные (сильноточные) ОУ могут отдавать большой ток в нагрузку.
  • Высоковольтные ОУ. Все напряжения для них (питания, синфазное входное, максимальное выходное) значительно больше, чем для ОУ широкого применения.
  • Быстродействующие ОУ имеют высокую скорость нарастания и частоту единичного усиления. Такие ОУ не могут быть микромощными.

Возможны также комбинации данных категорий, например, прецизионный быстродействующий ОУ.

Устройство операционного усилителя

Итак, операционный усилитель – это усилитель электрических сигналов, чаще всего постоянного тока, с высоким коэффициентом усиления в широкой полосе частот, предназначенный для выполнения различных математических операций над аналоговыми величинами при работе в схеме с отрицательной обратной связью.

Операционные усилители в настоящее время выпускаются различного назначения и для выполнения различных функций и хотя электрическая схема усилителей даже одного класса может различаться, но структурная схема, которая лежит в основе всех операционных усилителей остается единой. Изображение структурной схемы выполнено ниже

.
Структурная схема операционного усилителя

Таким образом, операционный усилитель представляет собой схему из последовательно соединённых трёх частей: входной усилитель на основе дифференциального каскада (иногда может быть несколько дифференциальных каскадов), каскад согласования уровней и выходной каскад.

Дифференциальный входной каскад, имея большой коэффициент усиления и большое входное сопротивление, обеспечивает согласование операционного усилителя с источником сигнала. Довольно часто усиления одного входного каскада недостаточно, поэтому используется несколько дифференциальных усилителей на входе соединённых последовательно с симметричными входами и несимметричным выходом.

Каскад согласования уровней предназначен для согласования уровней напряжения между входным и выходным каскадами операционного усилителя. Кроме того данный каскад выполняет функцию усиления напряжения переменного тока и меет небольшое выходное сопротивление.

Выходной каскад операционного усилителя, обычно, не усиливает напряжение, но позволяет отдавать в нагрузку усилителя максимальное напряжение и ток, имеет небольшое выходное сопротивление, а мощность выделяемая на нём в случае отсутствия сигнала минимальна.

На изображении ниже показана принципиальная электрическая схема одного из первых операционных усилителей, выполненных по интегральной технологии, который разработал в 1963г. Роберт Видлар, инженер Fairchild Semiconductor


Электрическая принципиальная схема операционного усилителя μА702 (отечественный аналог К140УД1).

Данная схема содержит 9 транзисторов, 12 резисторов и 1 интегральный диод, в схеме отсутствуют конденсаторы, что даёт достаточно широкую полосу пропускания. В качестве входного усилителя используется дифференциальный каскад на транзисторах VT1VT2 с генератором стабильного тока на транзисторах VT3VT6. Дифференциальный каскад на транзисторах VT4VT5 совместно с транзисторами VT7VT8 выполняют роль каскада согласования уровней, а транзистор VT9 используется в качестве выходного каскада с небольшим выходным сопротивлением.

На принципиальных электрических схемах операционные усилители в интегральном исполнении обозначаются следующим образом


Обозначение операционных усилителей на принципиальных электрических схемах (слева иностранное, а справа отечественное изображение).

Компоненты огнетушителя и способ его работы

Данный вид огнетушителей применяют для того чтобы погасить пламя, возникновение и распространение которого происходит при достаточном доступе кислорода. Для ликвидации возгорания предметов, способных гореть без наличия кислорода, такой вид средства погашения огня не подойдет.

Углекислотный огнетушитель имеет следующие составляющие:

  • нажимно-пусковой механизм, состоящий:
    • из ручки, с помощью которой возможно перенести огнетушитель, рукояти нажимного (пистолетного) или вентильного типа с маховиком, оснащенной пломбой и чекой;
    • названная выше деталь огнетушителя присоединена к запорному крану, который вкручивается в горловину баллона;
  • раструб в виде конуса с укороченной трубкой из металла, которая подсоединена с помощью гайки для фиксации к пусковому узлу (относится к переносному типу ОУ). Передвижные огнетушители, такие как ОУ-10 – 55, содержат сопло со шлангом из резины, а также рукоять, позволяющую направлять смесь в определенное место без передвижения самого аппарата.
  • некоторые образцы имеют манометр, который позволяет контролировать давление внутри баллона. Он располагается на пусковой части огнетушителя. Но чаще всего в ОУ отсутствует этот прибор.
  • баллон – существует множество различных моделей.
  • внутренние составные части: сифонная трубка (расстояние до дна 2 – 3 мм) и заряд двуокиси.

Принцип работы ОУ для погашения возгорания состоит в создании охлажденным углекислым паром, не способным гореть, условий без доступа кислорода. Для большего эффекта предмет горения также охлаждается до температур, при которых горение невозможно. Основой действия является преобразование в газ и выталкивание CO2 из огнетушителя:

Алгоритм применения

Происходящие процессы в ОУ

Активизация процесса внутри ОУ

Вещества в огнетушителе находится в жидком состоянии. Нажатие пускового механизма запускает процесс превращения имеющейся смеси в газ, включающий мельчайшие «снежные» кристаллы. На раструбе огнетушителя можно заметить появление инея.

Подача вещества для тушения огня

Двуокись углерода выталкивается под воздействием напора, возникшего за счет возрастания давления. Происходит расширение объема двуокиси в 400-500 раз.

Распределение вещества по месту возгорания через раструб

  • охлажденный газ простирается по всей территории пламени через раструб;
  • температура диоксида понижается до 70°C, ОТВ понижает температуру обрабатываемой территории, делая процесс тушения возгорания более эффективным;
  • появляется благородный газ, который, за счет вытеснения кислорода, подавляет процесс возгорания.

Подразделение углекислотных огнетушителей на разные виды зависит от:

  • способа создания давления. По данному критерию выделяют такие виды ОУ:
    • закачные ( газом заправляется емкость);
    • с отдельным прибором снаружи или внутри;
    • с газогенерированием за счет смешения 2 реагентов;
  • специфики строения:
    • передвижные (ОУ-10 и выше);
    • переносные (ОУ-1 – 7);
    • автоматические (самосрабатывающие);
  • метода приведения в действие:
    • вентильные;
    • запорно-пусковые;
  • марки огнетушащего вещества. С отдельными видами возгорания наиболее удачно справляются конкретные вещества.

Особенности выбора и использования ОП и ОУ

Решая, какой огнетушитель купить, необходимо учитывать пожарную нагрузку помещения.

Если в комнате находятся преимущественно твердые материалы, работают люди, то безопаснее и продуктивнее будет действовать порошковый огнетушитель.

В серверных, лабораториях и цехах, где используются приборы, эффективнее тушить огонь углекислотным устройством.

Для транспортных средств предпочтительнее ОП, т. к. он одинаково эффективен как для тушения салона, так и при воздействии на ГСМ.

Порошковый огнетушитель универсальнее углекислотного. Поэтому в большинстве случаев ОП предпочтительнее. ОУ лучше выбирать, если есть опасность повреждения обстановки, экспонатов, архивов, книг, потому что газ через некоторое время испаряется, не оставляя следов, а порошок надо будет убирать самостоятельно.

Для смешенных производств, где используются и твердые материалы, и электроустановки, желательно приобретать оба типа устройств.