Электронная схема элементов: Электронные формулы и графические схемы атомов химических элементов

Содержание

Электронные формулы и графические схемы атомов химических элементов

Здесь Вы можете познакомится с подробной информацией по электронной конфигурации атома любого элемента из периодической системы Менделеева.
Эта информация включает в себя электронные формулы (в порядке возрастания энергий орбиталей и в порядке следования уровней), графические схемы
распределения электронов по энергетическим уровням, а также таблицы квантовых чисел (главное, орбитальное, магнитное, спин) валентных электронов.

Список всех химических элементов

[1] H (водород)

[2] He (гелий)

[3] Li (литий)

[4] Be (бериллий)

[5] B (бор)

[6] C (углерод)

[7] N (азот)

[8] O (кислород)

[9] F (фтор)

[10] Ne (неон)

[11] Na (натрий)

[12] Mg (магний)

[13] Al (алюминий)

[14] Si (кремний)

[15] P (фосфор)

[16] S (сера)

[17] Cl (хлор)

[18] Ar (аргон)

[19] K (калий)

[20] Ca (кальций)

[21] Sc (скандий)

[22] Ti (титан)

[23] V (ванадий)

[24] Cr (хром)

[25] Mn (марганец)

[26] Fe (железо)

[27] Co (кобальт)

[28] Ni (никель)

[29] Cu (медь)

[30] Zn (цинк)

[31] Ga (галлий)

[32] Ge (германий)

[33] As (мышьяк)

[34] Se (селен)

[35] Br (бром)

[36] Kr (криптон)

[37] Rb (рубидий)

[38] Sr (стронций)

[39] Y (иттрий)

[40] Zr (цирконий)

[41] Nb (ниобий)

[42] Mo (молибден)

[43] Tc (технеций)

[44] Ru (рутений)

[45] Rh (родий)

[46] Pd (палладий)

[47] Ag (серебро)

[48] Cd (кадмий)

[49] In (индий)

[50] Sn (олово)

[51] Sb (сурьма)

[52] Te (теллур)

[53] I (йод)

[54] Xe (ксенон)

[55] Cs (цезий)

[56] Ba (барий)

[57] La (лантан)

[58] Ce (церий)

[59] Pr (празеодим)

[60] Nd (неодим)

[61] Pm (прометий)

[62] Sm (самарий)

[63] Eu (европий)

[64] Gd (гадолиний)

[65] Tb (тербий)

[66] Dy (диспрозий)

[67] Ho (гольмий)

[68] Er (эрбий)

[69] Tm (тулий)

[70] Yb (иттербий)

[71] Lu (лютеций)

[72] Hf (гафний)

[73] Ta (тантал)

[74] W (вольфрам)

[75] Re (рений)

[76] Os (осмий)

[77] Ir (иридий)

[78] Pt (платина)

[79] Au (золото)

[80] Hg (ртуть)

[81] Tl (таллий)

[82] Pb (свинец)

[83] Bi (висмут)

[84] Po (полоний)

[85] At (астат)

[86] Rn (родон)

[87] Fr (франций)

[88] Ra (радий)

[89] Ac (актиний)

[90] Th (торий)

[91] Pa (протактиний)

[92] U (уран)

[93] Np (нептуний)

[94] Pu (плутоний)

[95] Am (амерций)

[96] Cm (кюрий)

[97] Bk (берклий)

[98] Cf (калифорний)

[99] Es (эйнштейний)

[100] Fm (фермий)

[101] Md (менделевий)

[102] No (нобелий)

[103] Lr (лоуренсий)

[104] Rf (резерфордий)

[105] Db (дубний)

[106] Sg (сиборгий)

[107] Bh (борий)

[108] Hs (хассий)

[109] Mt (мейтнерий)

[110] Ds (дармштадтий)

[111] Rg (рентгений)

[112] Cn (коперниций)

[113] Nh (нихоний)

[114] Fl (флеровий)

[115] Mc (московий)

[116] Lv (ливерморий)

[117] Ts (теннесcин)

[118] Og (оганесон)

Все калькуляторы

‘;
arr_reclama[1] = »;
arr_reclama[2] = »;

Электронные формулы химических элементов – конфигурации атомов, заряды, формулы

4. 6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 568.

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 568.

Расположение электронов на энергетических оболочках или уровнях записывают с помощью электронных формул химических элементов. Электронные формулы или конфигурации помогают представить структуру атома элемента.

Строение атома

Чтобы читать электронные формулы, необходимо понять строение атома.

Атомы всех элементов состоят из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, которые располагаются вокруг ядра.

Электроны находятся на разных энергетических уровнях. Чем дальше электрон находится от ядра, тем большей энергией он обладает. Размер энергетического уровня определяется размером атомной орбитали или орбитального облака. Это пространство, в котором движется электрон.

Рис. 1. Общее строение атома.

Орбитали могут иметь разную геометрическую конфигурацию:

s-орбитали – сферические;
р-, d и f-орбитали – гантелеобразные, лежащие в разных плоскостях.

На первом энергетическом уровне любого атома всегда располагается s-орбиталь с двумя электронами (исключение – водород). Начиная со второго уровня, на одном уровне находятся s- и р-орбитали.

Рис. 2. s-, р-, d и f-орбитали.

Орбитали существуют вне зависимости от нахождения на них электронов и могут быть заполненными или вакантными.

Запись формулы

Электронные конфигурации атомов химических элементов записываются по следующим принципам:

каждому энергетическому уровню соответствует порядковый номер, обозначаемый арабской цифрой;
за номером следует буква, означающая орбиталь;
над буквой пишется верхний индекс, соответствующий количеству электронов на орбитали.

Примеры записи:

Записать электронную формулу помогает таблица Менделеева. Количеству энергетических уровней соответствует номер периода. На заряд атома и количество электронов указывает порядковый номер элемента. Номер группы показывает, сколько валентных электронов находится на внешнем уровне.

Для примера возьмём Na. Натрий находится в первой группе, в третьем периоде, под 11 номером. Это значит, что атом натрия имеет положительно заряженное ядро (содержит 11 протонов), вокруг которого на трёх энергетических уровнях располагается 11 электронов. На внешнем уровне находится один электрон.

Вспомним, что первый энергетический уровень содержит s-орбиталь с двумя электронами, а второй – s- и р-орбитали. Остаётся заполнить уровни и получить полную запись:

+11 Na )₂)₈)₁ или 1s²2s²2p⁶3s¹.

Для удобства созданы специальные таблицы электронных формул элемента. В длинной периодической таблице формулы также указываются в каждой клетке элемента.

Рис. 3. Таблица электронных формул.

Для краткости в квадратных скобках записаны элементы, электронная формула которых совпадает с началом формулы элемента. Например, электронная формула магния – [Ne]3s², неона – 1s²2s²2p⁶. Следовательно, полная формула магния – 1s²2s²2p⁶3s².

Что мы узнали?

Электронные формулы элементов отражают расположение электронов в атоме на разных орбиталях. Количество электронов равно порядковому номеру элемента, количество уровней – номеру периода. На последнем уровне находятся валентные электроны, соответствующие номеру группы элемента. Цифры в электронной формуле показывают уровень, буквы – орбиталь, индексы – количество электронов на уровне.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Александр Котков
5/5
Александр Котков
5/5
Александр Котков
5/5

Оценка доклада

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 568.

А какая ваша оценка?

Как собрать модуль понижающего преобразователя постоянного тока XL4015

В этой статье мы узнаем о функциях и работе модуля XL4015 , который представляет собой понижающий преобразователь постоянного тока , 5 А, 180 кГц, 36 В, . Здесь мы выпаиваем все компоненты из модуля, полностью перепроектируем схему и изготавливаем из нее плату, чтобы можно было заказать компоненты и изготовить плату самостоятельно. Кроме того, мы протестируем модуль и сравним все параметры таблицы данных, чтобы увидеть, верны ли они или нет. Итак, без дальнейших церемоний, давайте приступим к делу.

XL4015 Модуль понижающего преобразователя постоянного тока Особенности

Преобразователь постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV) может оказаться очень удобным в различных условиях, например, если вы хотите зарядить литиевую батарею с помощью постоянного тока, вы можете сделать это очень легко с этим модулем. Кроме того, если вы тестируете схему и впервые включаете ее, всегда рекомендуется использовать постоянный ток, который ограничит повреждение вашей схемы, если вы допустили какие-либо ошибки в процессе сборки.

На изображении выше вы можете видеть, что сначала у нас есть входной разъем постоянного тока, который предназначен для подключения к нерегулируемому источнику питания. Далее у нас есть два потенциометра 10K, которые используются для установки постоянного тока и уровня напряжения. Кроме того, на плате есть три светодиодных индикатора; первый рядом с входным разъемом показывает, когда модуль находится в режиме постоянного тока, а два других рядом с выходом в основном предназначены для приложений зарядки аккумулятора (зарядка аккумулятора и индикаторы полного заряда аккумулятора). Помимо этого, эта ИС имеет диапазон входного напряжения от 8 до 36 В, а выходное напряжение устройства составляет от 1,25 до 32 В. При максимальной нагрузке ШИМ устройства может достигать 100% рабочего цикла, и оно может работать на рабочей частоте 180 кГц. Постоянный выходной ток модуля составляет 5А и может достигать до 9А.6% КПД во время работы. Если мы говорим о функциях защиты, то это тепловое отключение, защита от короткого замыкания и функция ограничения тока.

Компоненты, используемые в понижающем преобразователе постоянного тока

Прежде чем мы рассмотрим схему, вот список компонентов, необходимых для сборки схемы понижающего преобразователя XL4015 . Основным компонентом этой платы является микросхема понижающего преобразователя XL4015, представляющая собой 5-контактную микросхему, разработанную и разработанную XLSEMI, которая является известным производителем в Китае и очень известна производством компактных микросхем понижающего и повышающего преобразователя. Список компонентов, необходимых для создания схемы понижающего преобразователя на 5 А, показан ниже.0007

XL4015 ИС понижающего преобразователя — 1
78L05 Регулятор напряжения — 1
Операционный усилитель LM358 — 1
SS54 Диод Шоттки- 1
Программируемый эталон TL431 — 1
470 мкФ, 35 В Конденсатор — 2
10 мкФ 0805 Конденсатор -2
Регулировочный потенциометр 10K с десятью оборотами — 2
Конденсатор 0,1 мкФ — 3
270R Резистор — 1
1K Резистор — 2
Резистор 2.2K — 1
Резистор 10 кОм — 1
71.5K Резистор — 1
90.9K Резистор — 1
Светодиод 0805 — 3
Винтовой зажим — 2

Схема понижающего преобразователя XL4015 5A

Схема понижающего преобразователя показана ниже. Как видите, это не так уж сложно понять, и общий дизайн модуля действительно представляет собой довольно аккуратную и умную работу. Принципиальная схема модуля показана ниже.

Работа схемы проста и сложна одновременно. Если мы проверим техническое описание модуля понижающего преобразователя XL4015 5A, мы увидим типичную схему применения, приведенную ниже.

Теперь сравните приведенную выше схему с нашей схемой, вы можете увидеть, что она очень похожа, потому что схема части понижающего регулятора остается той же, единственное дополнительное отличие состоит в том, что она имеет дополнительную функцию ограничения тока.

Теперь давайте разберемся, как работает текущий функционал ограничения. На схеме вы можете видеть, что у нас есть регулятор напряжения 78L05, который представляет собой регулятор сверхмалого энергопотребления, который используется для преобразования входного напряжения в постоянное 5 В для микросхемы TL431. TL431 — эталон, который устанавливается в режим регулятора постоянного тока с помощью резистора 71,5K и потенциометра. Эта опорная величина сравнивается с измеряемым напряжением на выходе резистора для ограничения тока. Схема, показанная ниже, представляет собой схему TL431, которая обеспечивает источник постоянного тока для операционных усилителей.

Далее у нас есть первая часть операционного усилителя; эта часть схемы фактически используется для ограничения тока. Что происходит в этой части, так это то, что выходное измерительное напряжение сравнивается с опорным напряжением от микросхемы TL431. Далее происходит следующее: если выходное измерительное напряжение больше опорного напряжения, выход операционного усилителя становится высоким, а с функцией выключения схемы выход ИС выключается.

На изображении выше я показал вам прикладную схему из таблицы данных с практической схемой рядом. Так что в практической схеме производитель использует светодиод вместо диода, этот светодиод не только действует как блокировка обратного тока, но и загорается, когда активна функция ограничения тока.

Далее у нас есть заключительная часть схемы, эта часть схемы используется для индикации заряда аккумулятора и состояния полного заряда. В этой схеме, когда батарея полностью заряжена, выход становится низким, поэтому включается светодиод завершения зарядки, теперь, если батарея заряжается, загорается другой светодиод, указывая на то, что батарея заряжается.

Воссоздание печатной платы для понижающего преобразователя XL4015

Поскольку мы уже сделали схему, мы решили воссоздать PCB для модулей понижающего преобразователя , и мы так и сделали. Размер печатной платы составляет 25 мм / 50 мм. Вы можете увидеть это на изображении ниже.

Затем мы воспользовались производственной функциональностью программы Eagle, чтобы определить верхнюю и нижнюю части печатной платы, и это выглядит примерно так, как показано ниже.

На изображении выше показана ВЕРХНЯЯ сторона печатной платы, а нижняя сторона печатной платы показана ниже-

Это все, что касается части печатной платы, и вы можете загрузить файл Gerber для проекта, нажав на указанную ссылку для скачивания.

Тестирование модуля понижающего преобразователя постоянного тока XL4015

Чтобы начать тест, мы сначала подключаем модуль понижающего преобразователя к источнику питания и подключаем выход к нагрузке постоянного тока, и мы установили постоянную нагрузку 1 А для протестировать цепь.

Теперь, когда это заработало, мы установили постоянный ток на 5 А, как было указано в техническом описании.

Если принять во внимание размер модуля, я был очень впечатлен тем, что он может выдавать постоянный ток 5А. Я тестировал эту схему в течение 5 минут, и она работала абсолютно нормально.

Затем мы протестировали эту схему на предмет короткого замыкания. Как указано в техническом описании, он имеет встроенную защиту от короткого замыкания, поэтому мы также протестировали ее. И это работало абсолютно нормально.

Проблемы, возникшие при тестировании схемы понижающего преобразователя

При тестировании схемы мы столкнулись с серьезной проблемой в некоторых из этих модулей. На момент написания статьи у нас в лаборатории было 10 модулей, но некоторые из них работали, а некоторые нет. Это нас очень смутило.

Но решить эту проблему было очень просто: мы подключили к плате конденсатор емкостью 1 мкФ, и модуль заработал абсолютно без проблем. Кроме этого, мы не обнаружили никаких проблем с платой модуля.

Заключение

Я протестировал модуль при различных входных/выходных напряжениях и условиях нагрузки и оценил его эффективность, и все тесты прошли гладко, без каких-либо проблем. Так что можно сказать, что XL4051 — очень экономичный и высокоэффективный модуль для демонстрационных проектов и зарядки аккумуляторов.

Как построить высокоэффективную схему аудиоусилителя класса D с использованием полевых МОП-транзисторов

За последние десятилетия аудиоконтент прошел долгий путь от классического лампового усилителя до современных медиаплееров. Технологические достижения изменили подход к цифровым медиа потребляется. Среди всех этих инноваций портативные медиаплееры стали одним из первых вариантов выбора среди потребителей из-за их яркого качества звука и длительного времени автономной работы. Итак, как это работает, и как это звучит так хорошо. Мне, как любителю электроники, постоянно приходит в голову этот вопрос. Несмотря на достижения в технологии громкоговорителей, большую роль сыграли усовершенствования в методологии усилителей, и очевидный ответ на этот вопрос — 9 баллов.0003 Усилитель класса D. Итак, в этом проекте мы воспользуемся возможностью обсудить усилитель класса D и узнать его плюсы и минусы. Наконец, мы создадим аппаратный прототип усилителя и проверим его работу. Звучит интересно, верно! Итак, давайте приступим к делу.

Если вас интересуют схемы аудиоусилителей, вы можете ознакомиться с нашими статьями на эту тему, в которых мы создали схемы с использованием операционных усилителей, полевых МОП-транзисторов и интегральных схем, таких как TDA2030, TDA2040 и TDA2050.

Основы усилителя класса D

Что такое аудиоусилитель класса D? Самый простой ответ будет, это коммутирующий усилитель . Но чтобы понять его работу, нам нужно узнать, как он работает и как создается сигнал переключения, для этого вы можете следовать блок-схеме, приведенной ниже.

Так почему же импульсный усилитель? Очевидный ответ на этот вопрос — эффективность. По сравнению с усилителями класса A, класса B и класса AB, усилитель звука класса D может достигать эффективности до 90-95%. Там, где максимальный КПД усилителя класса AB составляет 60-65%, потому что они работают в активной области и демонстрируют низкие потери мощности, если вы умножите напряжение коллектор-эмиттер на ток, вы можете это узнать. Чтобы узнать больше по этой теме, ознакомьтесь с нашей статьей о классах усилителей мощности, где мы обсудили все связанные с ними коэффициенты потерь.

Теперь вернемся к нашей упрощенной блок-схеме аудиоусилителя класса D . Как вы можете видеть, на неинвертирующем терминале у нас есть аудиовход, а на инвертирующем терминале у нас есть высокочастотный треугольный сигнал. . В этот момент, когда напряжение входного аудиосигнала больше, чем напряжение треугольной волны, выход компаратора становится высоким, а когда сигнал низкий, выход низкий. В этой настройке мы просто модулировали входной аудиосигнал с помощью высокочастотного несущего сигнала, который затем подключался к микросхеме управления затвором полевого МОП-транзистора, и, как следует из названия, драйвер используется для управления затвором двух полевых МОП-транзисторов для обоих высокочастотных сторона и низкая сторона один раз. На выходе мы получаем мощную высокочастотную прямоугольную волну, которую мы пропускаем через каскад фильтра нижних частот, чтобы получить наш окончательный звуковой сигнал.

Компоненты, необходимые для сборки схемы аудиоусилителя класса D

Теперь мы поняли основы аудиоусилителя класса D и можем перейти к поиску компонентов для сборки DIY усилителя класса D r. Поскольку это простой тестовый проект, требования к компонентам очень общие, и вы можете найти большинство из них в местном магазине товаров для хобби. Список компонентов с изображением приведен ниже.

Список деталей для сборки усилителя мощности класса D:

IR2110 IC — 1
Операционный усилитель Lm358 — 1
ИС таймера NE555 — 1
LM7812 ИС — 1
LM7805 ИС — 1
Конденсатор 102 пФ — 1
Конденсатор 103 пФ — 1
Конденсатор 104 пФ — 2
Конденсатор 105 пФ — 1
Конденсатор 224 пФ — 1
Конденсатор 22 мкФ — 1
Конденсатор 470 мкФ — 1
Конденсатор 220 мкФ — 1
Конденсатор 100 мкФ — 2
Резистор 2.2K — 1
Резистор 10 кОм — 2
10R Резистор — 2
Аудиоразъем 3,5 мм — 1
Винтовая клемма 5,08 мм — 2
UF4007 Диод — 3
МОП-транзисторы IRF640 — 2
10K Trim POT — 1
Катушка индуктивности 26 мкГн — 1
Разъем для наушников 3,5 мм — 1

Аудиоусилитель класса D — принципиальная схема

Принципиальная схема усилителя класса D показана ниже:

Сборка схемы на перфорированной доске

Как видно из основного изображения, мы сделали схему на куске перфокарты. Потому что, во-первых, схема очень простая, а во-вторых, если что-то пойдет не так, мы можем быстро и легко ее модифицировать. Мы сделали большую часть соединений с помощью медного провода, но на некоторых заключительных этапах нам пришлось использовать соединительные провода для завершения сборки. Завершенная схема перфорированной платы показана ниже.

Работа усилителя звука класса D

В этом разделе мы рассмотрим каждый основной блок схемы и объясним каждый блок. Этот аудиоусилитель класса D на базе операционного усилителя состоит из очень универсальных компонентов, которые вы можете найти в местном магазине товаров для хобби.

Регуляторы входного напряжения:

Начнем с регулирования входного напряжения с помощью регулятора напряжения LM7805, 5 В, и регулятора напряжения LM7812, 12 В. Это важно, потому что мы собираемся питать схему с помощью адаптера постоянного тока 13,5 В, а для питания микросхем NE555 и IR2110 требуется источник питания 5 В и 12 В.

Генератор треугольных волн с нестабильным мультивибратором 555:

Как видно из изображения выше, мы использовали таймер 555 с резистором 2,2 кОм для генерации треугольного сигнала 260 кГц, если хотите знать Подробнее о нестабильных мультивибраторах вы можете прочитать в нашем предыдущем посте о схеме нестабильных мультивибраторов на основе таймеров 555, где мы описали все необходимые расчеты.

Цепь модуляции:

Как видно из изображения выше, мы использовали простой операционный усилитель LM358 для модуляции входного аудиосигнала. Говоря о входящих аудиосигналах, мы использовали два входных резистора 10K для получения аудиосигнала, и, поскольку мы используем один источник питания, мы подключили потенциометр для смещения нулевого сигнала, присутствующего во входном аудио. Выход этого компаратора будет высоким, когда значение входного аудиосигнала больше, чем входная треугольная волна, а на выходе мы получим модулированный прямоугольный сигнал, который мы затем подаем на ИС драйвера затвора MOSFET.

ИС драйвера затвора MOSFET IR2110:

Поскольку мы работаем с некоторыми умеренно высокими частотами, мы использовали ИС драйвера затвора MOSFET для правильного управления MOSFET. Вся необходимая схемотехника размещена в соответствии с рекомендациями даташита на микросхему IR2110. Для правильной работы этой ИС требуется инвертированный сигнал входного сигнала, поэтому мы использовали высокочастотный транзистор BF200 для генерации инвертированного прямоугольного сигнала входного сигнала.

Выходной каскад MOSFET:

всегда задействованы переходные процессы, поэтому мы использовали несколько диодов UF4007 в качестве обратноходовых диодов, которые предотвращают повреждение полевых МОП-транзисторов.

Фильтр нижних частот LC:

Выходной сигнал драйвера MOSFET представляет собой высокочастотную прямоугольную волну, этот сигнал абсолютно не подходит для управления такими нагрузками, как громкоговоритель. Чтобы предотвратить это, мы использовали катушку индуктивности 26 мкГн с неполяризованным конденсатором 1 мкФ, чтобы получить фильтр нижних частот , который обозначается как C11. Вот как работает простая схема.

Тестирование схемы усилителя класса D

Как видно из изображения выше, я использовал адаптер питания 12 В для питания схемы. Так как я использую недорогой китайский, то он выдает чуть больше 12В, а точнее 13,5В, что идеально подходит для нашего бортового стабилизатора напряжения LM7812. В качестве нагрузки использую динамик 4 Ом, 5 Вт. Для аудиовхода я использую свой ноутбук с длинным аудиоразъемом 3,5 мм.

Когда схема включена, нет заметного гудящего звука, который вы можете получить от других типов усилителей, но, как вы можете видеть на видео, эта схема не идеальна и имеет проблему ограничения на более высоких входных уровнях, так что эта схема имеет много возможностей для улучшения. Поскольку я работал с умеренно низкими нагрузками, полевые МОП-транзисторы вообще не нагревались, поэтому для этих тестов радиатор не требуется.