Масса плюс или минус: Масса на автомобиле это плюс или минус – АвтоТоп

Масса на автомобиле это плюс или минус – АвтоТоп

Написать эту статейку меня побудил очередной случай, когда потребовалось воспользоваться «прикуриванием» — запустить двигатель от аккумулятора другого автомобиля. Каждый раз при этой этом сталкиваюсь с неграмотностью других водителей. А в этот раз, когда я аргументировано объяснил почему и как нужно делать, водитель заявил, что он электрик. Не стал спорить, пусть будет электриком…

Итак, два основных заблуждения при прикуривании:
1. Обязательно нужно первым подключить минус(массу), затем плюс.
2. Подгазовывать(держать обороты повыше ХХ) при пуске другой машины.

Разберемся с первым. Всегда интересовался, почему так настойчиво хотят соединить первым массу. Все что слышу в ответ – «ну это же масса». В последний раз еще получил ответ «я электрик») По факту же для низковольтных сетей автомобилей нет никакой разницы, что соединить первым – плюс или минус. Тем более, что автомобили надежно изолированы друг от друга толщиной резиновых покрышек. Можно смело соединять первым плюсовые клеммы аккумулятора. Преимущество последовательности подключения сначала плюс, затем минус – в безопасности.
Если сначала соединить минус(массу), то все верно «говорят», масса у автомобилей становится общей, все железо обоих автомобилей становится подключено к минусам обоих аккумуляторов. Поэтому, соединять потом плюсы, нужно очень аккуратно, нечаянное задевание свободным зажимом плюсового провода, за любое железо обоих машин, даст короткое замыкание и приличный фейерверк. С последствиями или без – как повезет.
Если же соединять плюс до объединения масс, то все намного проще. Один конец провода(плюсового) заранее выводится за пределы автомобиля к которому первым будет подключен провод. Затем он свободно подключается к плюсу второго автомобиля не опасаясь задеть его железо(массу).Массы автомобилей еще не соединены, короткого замыкания не будет. Потом подключается минусовой(соединяем массу) провод без всяких опасений. Устроить короткое замыкание при такой последовательности, нужно специально постараться.

Второе заблуждение. Считается, что если погазовать(держать повышенные обороты) во время попыток пуска, то второй автомобиль заведется лучше. В принципе это верно, генератор добавит несколько сотен ватт. Возможно, в крайнем случае, такой вариант будет единственным. Но если случай не крайний, зачем подвергать генератор нагрузке, на которую он не рассчитан? При холодном пуске стартер может потреблять сотни ампер. Генераторы и проводка легковых авто не рассчитаны на такие токи. И чем больше добавлять оборотов при попытках пуска, тем больше будет нагружаться генератор. Сгоревшие диоды в генераторе можно получить легко. Поэтому лучше пытаться заводить вторую машину вообще заглушив двигатель. Перед пуском конечно можно дать поработать генератору на зарядку аккумулятора запускаемой машины. Потом заглушить и сделать попытку пуска.

Итог. «Прикуриваем» правильно:
1. Аккумуляторы автомобилей соединяем сначала плюсовым проводом, затем соединяем массу.
2. Без особой необходимости не держим заведенным автомобиль во время пуска второго автомобиля, а тем более не подгазовываем.

При снятии АКБ с автомобиля, какова очередность снятия клемм?

Какую клемму первой одевать на аккумулятор при его установке?

Провод плюс или минус одевать и снимать первым с аккумулятора?

Причина возникновения этого устойчивого мнения автолюбителей – какую из клемм надо снимать/ставить первой, исключительно в предотвращении вредных последствий небрежного монтажа/демонтажа.

Для начала ликбез по теме «что есть что» для того что бы следуя нашим советам вы могли отличить одно от другого. Любая аккумуляторная батарея имеет последовательно соединенные банки, которые выведены на два наружных контакта – клемма «+» обычно обозначающаяся красным или оранжевым цветом и имеющая более толстый усеченный конус, и клемма «-» обозначаемая синим или черным цветом и конус у нее несколько тоньше. Минус это есть «масса» – контакт постоянно замкнутый на кузов автомобиля. Плюс всегда рвется ключами электрической схемы.

Монтаж АКБ (установка)

При установки аккумулятора, первой одевается клемма «+» последней одеваем клемму «-» И дело здесь даже не в рекомендациях производителей, а в исключении возможных случайных замыканий металлическим предметом клеммы «+» и частей кузова автомобиля. Если это произойдет при пока еще не одетой клемме «-» замыкания не будет. Но когда вы установили первой клемму минус и взялись устанавливать плюс, при затягивании последней не мудрено коротнуть ключом о кузов.

Демонтаж АКБ (снятие)

Если вы снимаете аккумулятор, правильно будет первым делом ослабить и снять провод с минусовой клеммы. Потому как «минус» уже выведен на кузов авто и является «массой» Если вы коротнули ключом минус на кузов, ни чего не произойдет (замыкания между одним и тем же потенциалом не бывает) После того как вы сняли первый минус, вы сняли минус и с кузова авто, теперь можно откручивать и плюсовую клемму, и даже если вы коснетесь плюса и частей кузова замыкания тоже не будет, ведь второго контакта кузов уже не имеет.

Как бы вы ни были аккуратны, я бы советовал запомнить это правило, потому как бывают ситуации, когда аккумулятор приходится ставить и в очень стесненных условиях, и при плохом освещении и даже в темноте на ощупь. Вот здесь это вам очень пригодится. Крайний всегда «минус» хоть при снятии, хоть при установки – соответственно начал снятие с минуса и минусом же закончил установку.

В разделе Прочие Авто-темы на вопрос Вопрос на засыпку)) Почему в автомобилях отключают «массу»,т. е минус, а не плюс? заданный автором Вася лучший ответ это У меня ваще плохо с математикой)) ) Минусы, плюсы – нихрена не понимаю))
Источник: Приветосик, дорогой))

Почему минус на массе: один секрет электрика

В 1950-годы в мировом автопроме начался массовый переход на однопроводную схему электрооборудования автомобилей с минусом на массе – т. е. на металлических частях кузова. До того автопроизводители использовали массу как с плюсом, так и с минусом. Какая же собственно разница, какую клемму аккумулятора и генератора соединять с массой?

Основная причина – в явлении электрохимической коррозии, которая провоцирует более активное ржавление кузова. Не вдаваясь в подробности электротехники и химии, скажем, что направление движения электронов в проводниках (коим в однопроводной системе является кузов) влияет на интенсивность коррозии металла-проводника. А именно полярностью подсоединения источника тока и определяется вышеуказанное направление движения электронов. (Принято считать, что электроны в цепи движутся от плюса к минусу).

Между тем, к 1950-м годам учеными было замечено, что кузова, к которым подведен плюс, при прочих равных условиях ржавеют интенсивнее, чем кузова с минусом. Теоретические расчеты подтвердили проявившуюся на практике особенность. Но не только это послужило причиной всеобщего перехода на систему с минусом на массе. К середине прошлого века автомобили массово стали получать различное дополнительное электро- и радиооборудование. Приемники, различные аудиопроигрыватели, кондиционеры, сервоприводы и прочее оборудование производились сторонними поставщиками, которым для удешевления продукции требовалась единая схема подключения – с определенным полюсом на массе. Кроме того, все больше грузовых автомобилей становились носителями профессионального оборудования – радио- и телевизионных станций, радиолокационных станций, холодильников, буровых, армейского оборудования и т.п. Им также требовалась стандартизированная схема питания. И поскольку химики уже сказали свое слово касательно отрицательного и положительного полюса на кузове, схема с минусом на массе была принята всеми производителями.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

На сварке масса это плюс или минус

Всем здравствуйте.
У нас на работе сварочный аппарат, видно собран там же каким нибудь электриком из того что под рукой. Стоял он, долго не пользовались, тут возникла необходимость. Единственное что о нём мне сказали это то что он на 220 и им работали. Сзади на выходе видно – 2 вторичные катушки, один конец одной соеденён с концом другой, и к нему прикручен и болтается небольшой кусок медого многожильного провода. Сюда я так понимаю подключали массу.

Сразу вопрос номер 1: Есть ли разница в сварочном аппарате, какой конец на массу пойдёт, а какой на держак? По моей логике никакой. Сварочный аппарат в моём представлении это трансформатор, на выходе переменный ток. По мойму разници никакой. Однако доводилось наблюдать работу 2х рабочих которые варили каким то небольшим сварочным аппаратом заводского производства. Там на выходе большими значками обозначено: ПЛЮС – сюда они подключали держак, МИНУС – это кидали на массу, и конотролировали что бы не перепутать. Значить важно какой конец куда?

Обьясните пожалуйста.

Дальше по моей ситуации, значить концы которые были скручены вместе пустил на массу, а другой конец одной из катушки пустил на держак, конец другой просто висел в воздухе, почему так сделано, незнаю, думаю лепили из того что под рукой, просто на другом конце тоже висел огрызок провода и видно к ниму подключались.
Подаю 220 на ввод!! (Там сбоку на корпусе прилеплено АП, в него и завёл фазу с нулём)
Сварщик берёт держак, пробует варить. Искра есть, но говорит слабо, работать невозможно. Начинаем крутить, увеличивать подачу. Крутит он значить по часовой говорит по часовой всегда увеличиваешь ток. Но я заглянул во внутрь, сердечник при врашении по часовой выходил из обмоток катушек. По моим соображениям, если сердечник вынимать из трансформатора, значить уменьшится магнитный поток, значить уменьшится коэфицент трансформации, ток должен наоборот падать.

Вот хочу уточнить у вас, правельно я рассуждаю?
Если сердечник выходит, ток уменьшается?

А по часовой-против. на это не стоит особо орентироваться.. может просто шпилька с обратной резьбой была.
Хотя, ни в одном из положений ток достаточный для сварочных работ не поднялся.

Теперь этот сварочный стоит в цехе, я хожу вокруг него и пытаюсь его реаниморовать. Начать думаю надо с того, что разобраться, на сколько он точно, на 220 или 380? Току варить нехватало ни в каком из положений сердечника, возможно он на 380, но мужики говорят что им когда то варили и что он на 220. Что то сомнительно.

Можно ли каким то образом проверить, на 220 или на 380 первичная катушка сварочного аппарата?

Буду очень вам благодарен если поможете разобраться мне со сварочным аппаратом.

Время чтения: 2 минуты

Магнитная клемма, зажим-магнит, магнитный контакт сварочного кабеля… У этого приспособления много названий. Но суть всегда одна: магнит позволяет быстро и надежно прикрепить его к массе и приступить к сварке.

Но что это такое? Какие есть плюсы и минусы у магнитной клеммы заземления? Как ею пользоваться и стоит ли вообще покупать? На эти, и некоторые другие вопросы вы найдете ответ в нашей статье.

Что это такое?

Магнитный контакт сварочного кабеля — это приспособление, которое монтируется на свариваемую поверхность (массу) с помощью активного магнитного поля. Приспособление необходимо для образования замкнутой электрической цепи. Без этого ручная дуговая сварка невозможна.

Магнитный зажим на массу очень популярен как среди начинающих, так и среди профессиональных сварщиков. Так же часто применяется магнитная масса для сварки своими руками в домашних условиях. Она быстро и надежно крепится на любую поверхность, даже изогнутую.

Достоинства и недостатки

Выше мы уже упомянули несколько достоинств магнитной клеммы. Но на них список не заканчивается. Магнитная клемма имеет простую конструкцию, поэтому она крайне долговечна и служит долгие годы. Проще говоря, это обычный магнит с отключаемым или постоянным магнитным полем. Нет ни пружин, ни других механических элементов, которые могут выйти из строя.

Магнитная клемма хорошо переносит перепады температур и напряжения. Она редко перегорает и позволяет работать с большинством типов металлов. Также, такой зажим на массу незаменим при сварке в труднодоступном месте. Даже если деталь будет изогнута, магнит все равно обеспечит надежное крепление за счет своей большой площади контакта.

Но, не обошлось и без недостатков. Так магнитная клемма не способна обеспечить надежное крепление на деталях небольшого размера. Например, на арматуре. Для сохранения активного магнитного поля приспособление нужно постоянно чистить. На его работу очень плохо влияет металлическая стружка.

Также для применения магнита необходима предварительная зачистка металла. Если прикрепить магнит на неочищенный металл, приспособление перестанет работать.

Не забывайте, что есть металлы, которые не магнитятся. Это большинство цветных металлов. С ними не получится использовать магнитную клемму.

Как пользоваться?

В применении магнитной клеммы нет ничего сложного. В большинстве моделей есть специальная ручка, провернув которую вы включите магнитное поле. По умолчанию магнит не будет крепиться к металлу.

Приспособление нужно приложить к детали, держа одной рукой. Второй рукой прокрутите ручку, активировав магнитное поле. Все готово! Магнит надежно держится на металле. Для снятия приспособления просто проверните ручку в обратную сторону. Не нужно прилагать усилий и отрывать магнит от металла.

Стоит ли покупать?

Ответ на этот вопрос зависит от специфики ваших сварочных работ. Вы должны сами оценить, какие металлы варите чаще всего и в каких условиях. Если вы новичок и не варите цветные металлы, то магнитная клемма упростит ваш труд. То же касается и профессиональных мастеров. Но у них, скорее всего, есть целый набор из различных клемм для сварки любых металлов.

Стоит магнитная клемма недешево (по сравнению с другими типами зажимов), но она стоит того. Если вы хотите сэкономить, можете сделать такую клемму сами. Ниже видео, в котором показано, как сделать магнитную массу для сварки своими силами.

Электродуговой способ сварки, в отличие от традиционной газовой, отличается некоторыми особенностями. Одной из самых главных является температура нагрева дуги, которая может достигать 5000С, что значительно превышает температуру плавления какого-либо из существующих металлов. Отчасти этим объясняется большое разнообразие технологий и способов этого вида сварки, позволяющих решить при ее помощи самые различные задачи.

Виды сварки

Сварочные аппараты имеют блок выпрямительных диодов. Что создает постоянный ток, это обязательное условие для сварочных полуавтоматических аппаратов, для которых материалом является проволока. Если для аппарата требуются электроды, то это обозначает возможность использования во время работы всех их моделей. А полярность во время сварки – это залог ее качества.

Используя полуавтомат, надо соблюдать полярность подсоединения. Сварка под газовой защитой омедненной проволокой происходит с помощью полярности прямого тока. Фактически это значит:

• на деталь идет плюс;
• на держак идет минус.

Сила тока подается на деталь от проволоки, и она нагревается, в отличие от сварочной проволоки, сильнее. В итоге повышается площадь свариваемого участка. Ему необходим значительный нагрев для образования варочной ванны. Проволока, имеющая меньшее сечение, быстрей плавится и попадает на необходимый участок уже жидкой каплей. Током, который проходит от разных полярностей, увлекается расплавленный материал, получается подходящая ванна для сварки.

Используя полуавтомат без защитной газовой среды, нужно использовать специальную порошковую или флюсовую проволоку. В этом случае изменяется полярность соединения держака и «массы». На «массе» находится минус, а на держаке находится плюс. Температура плавления флюсовой проволоки имеет примерно такое же значение, как и температура плавления металла. Чтобы достичь качественного шва, необходимо, чтобы сгорел флюс. Затем ожидают два таких процесса:

• Появление газообразного облака;
• В среде этого облака и происходит сварка.

Сила тока переходит от минуса к плюсу, и падение жидкой капли металла становится более низким. Именно это обуславливает меньший нагрев металла для сварки. Так как его охлаждение не происходит под защитной газа. Поэтому образование ванны для сварки практически не отличается от сварки в газовой среде. Работа переменным током имеет определенные преимущества. Она не расходится с дугой относительно изначальной оси. А на качество соединения воздействует именно отклонение дуги.

Делая сварку генератором с переменным током, легко заметить: его полярность изменяется циклически. Циклы имеют частоту 50 Герц. Она, повысившись до плюсового напряжения, может снизиться до нуля или упасть до отрицательного уровня. Напряжение меняется с плюса на минус и, наоборот.

Сварка нержавейки и цветных металлов

Во время сварки цветных металлов, в том числе и алюминий, используют специальный вольфрамовый электрод. Причем используют во время инверторной сварки прямую полярность, на электроде находится минус. Этот вид подключения позволяет иметь необходимую температуру в участке нагрева. Это немаловажно для алюминия, потому как сперва нужно преодолеть оксидную пленку, у которой температура плавления значительно больше, в отличие от самого металла.

Полярность при сварке напрямую способствует образованию:

• более качественного шва;
• более лучшего проплавления металла, в том числе и из нержавеющей стали;
• более концентрированной узкой электрической дуги.

У процесса также существует и немаловажная экономическая часть. Используя дорогой вольфрамовый электрод меньшего диаметра, попутно добиваются уменьшения газовых затрат. Если же подключить вольфрамовый электрод при сварке в другой полярности, а именно, на держателе – с плюсом, то шов будет не таким глубоким. У данного способа есть свои преимущества. Работая с тонкими пластинами, можно не переживать, что вы прожжете насквозь изделие из нержавейки и цветного металла.

Значительным недостатком является эффект электромагнитного дутья. Образующаяся дуга выходит блуждающей, а шов – не сильно привлекательным и герметичным. Используя переменный ток, необходимо использовать электроды для переменки. Опытные сварщики обычно выбирают постоянный ток. Благодаря ему сварка создает однонаправленный проход электронов. Полярность влияет на качество сварочных работ, в том числе материала из нержавеющей стали.

Сварка прямой полярности

Сварка прямой полярности инвертором получается, если с деталью подключается «плюс» источника тока. Когда подсоединяют электрод, то в этом случае получается обратная полярность. Используя сварочный инвертор, можно самостоятельно установить на нем полярность. Полярность определяет направление передвижения потока электронов. То есть, определяется подсоединением проводов к положительной и отрицательной клеммам. При работе со сваркой обратная полярность обозначает:

• на электроде – плюс;
• на «земле» – минус.

Ток переходит от отрицательного контакта к положительному. Именно поэтому электроны переходят на электрод от металла. В результате сильно нагревается окончание электрода. Для классической сварки эффективно используют плюс – на электроде, а минус – на клемме. При прямой полярности сварки предполагается минус – на электроде, плюс – на «земле». Ток перемещается от электрода к изделию. Электрод – холодный, а изделие – горячее. Эта особенность широко используется в особых электродах, которые предназначены для быстрой сварки листов нержавеющей стали.

Важность полярности при сварочных работах

Естественно, что инверторная сварка на переменном токе не зависит, какой установлен зажим трансформатора для соединения изделия и электрода. Но вот постоянным током по сложившейся традиции сваривают несколькими способами. Электрод, подсоединенный к отрицательному полюсу, с прямой полярностью является катодом.

В анод, подсоединенное к положительному полюсу, преобразуется изделие. Обратная полярность обозначает, что электрод после подсоединения к положительному полюсу становится анодом. Катод в этом положении – это изделие, подсоединенное к отрицательному полюсу.

Материал изготовления электрода задает параметр дуги между неплавящимися электродами из вольфрама и плавящимися металлическими электродами. Сварочная дуга имеет ряд физических и технологических свойств. От этого практически полностью будет зависеть результат работы дуги. К физическим свойствам относятся:

• кинетические;
• электромагнитные и температурные;
• электрические и световые.

Основные технологические свойства имеют три вида:

• мощность дуги;
• пространственную стойкость;
• саморегулирование.

Для поддержания горения дуги требуется создать обратные электрически заряженные части в пространстве между находящимися электродами. Данные частицы – это электроны, а также положительные и отрицательные ионы. Их преобразование называется ионизацией. Газ, имеющий электроны и ионы, называется ионизированным.

Промежуток дуги ионизируется во время зажигания дуги, и все время поддерживается при ее горении. В промежутке дуги, как правило, выделяют следующие области:

В области анодов происходит значительное снижение напряжения, вызванное скоплением около электродов заряженных частиц. На поверхности анода и катода начинается появление электродных пятен, которые представляют некий фундамент дугового столба. Через них и прокладывается маршрут тока к сварке.

У сварки есть общий размер дуги, он состоит из суммарных длин 3-х областей. Общее напряжение дуги – это сумма снижений напряжения в каждой части дуги. Зависимость напряжения от размера дуги – это сумма снижения напряжения в прикатодном и прианодном участках. Удельное снижение в дуге напряжения имеет один миллиметр от столба дуги. А основной характеристикой дуги является тепловая мощность нагревательного источника.

Ее эффективность рассчитывается с учетом количества теплоты, вводимой в металл за единицу времен. Тепловая мощность – это часть общей дуговой тепловой мощности, из которой определенная доля тепла уходит непроизводительно:

• на теплоотвод в изделии;
• излучение;
• на прогрев разбрызгивающихся капель.

Технология сварочных работ дугой

Преимущество сварочных работ дугой явны. Сварка отличается по признакам:

• по среде, где находится дуговой разряд;
• по типу тока;
• по типу электродов.

Для ремонта кузовов автомобилей широко используется дуговая сварка полуавтоматом в защитной среде газа. Для частного пользования наиболее доступной является дуговая ручная сварка. Она делается плавящимися электродами на переменном или постоянном токах. Это хороший шанс сварить в не заводской обстановке большую часть видов металлов.

Размер между поверхностью основного изделия и дном кратера является глубиной провара или проплавления. Глубина зависит:

• величины сварочного тока;
• от скорости передвижения дуги.

Если размер дуги сварки не больше, чем размер стержня электрода, то эта дуга называется нормальной или короткой. Она гарантирует великолепное качество шва. Дугу, которая имеет большую длину, считают длинной. Очень большое наращивание размера дуги приводит к ухудшению качества сварки. Влияние магнитного поля создает отклонение дуги от заданного направления. Это называется электромагнитным дутьем.

Электрод во время процесса передвигается вдоль и поперек сварочного шва в направлении оси, дабы сохранить заданный размер дуги. Ускоренное перемещение электрода приводит к образованию узкого, неровного и неплотного шва. При медленном передвижении есть опасность пережога материала.

Сварочные швы по форме бывают:

По длине швы разделяются на сплошные и прерывистые. По пространственному расположению имеют такие разновидности:

Источники питания: трансформатор для сварки, выпрямитель, генератор – при внешнем показателе имеют связь величины нагрузочного тока с напряжением на зажимах выхода. Вольтамперный показатель дуги – это соотношение между напряжением в статическом режиме и током дуги. Внешние показатели сварочных генераторов считаются падающими.

На размеры и форму шва также влияют вид электротока и его полярность. То есть, постоянный ток обратной полярности обеспечивает гораздо большую глубину плавления, чем постоянный ток с прямой полярностью, это объясняется разными количествами тепла, появляющимися на аноде с катодом. От повышения скорости процесса сварки глубина и ширина шва провара снижаются.

Прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Сварку металлов постоянным током можно проводить двумя режимами: с прямой полярностью и обратной. Прямая полярность при сварке – это когда к электроду подключается минус, к металлической заготовке плюс. При сварке током обратной полярности все наоборот, то есть, к стержню подключается плюс, к изделию минус.

Зачем все это нужно

При сварке постоянным током на кончике электрода образуется термическое пятно, которое обладает высокой температурой. В зависимости от того, какой полюс подключен к электроду, будет зависеть и температура на его кончике, а соответственно будет зависеть режим сварочного процесса. К примеру, если подключен к расходнику плюс, то на его конце образуется анодное пятно, температура которого равна 3900С. Если минус, то получается катодное пятно с температурой 3200С. Разница существенная.

Что это дает.

• При сварке током прямой полярности основная температурная нагрузка ложится на металлическую заготовку. То есть, она разогревается сильнее, что позволяет углубить корень сварочного шва.
• При сварке током обратной полярности концентрация температуры происходит на кончике электрода. То есть, основной металл при этом нагревается меньше. Поэтому этот режим в основном используют при соединении заготовок с небольшой толщиной.

Необходимо добавить, что режим обратной полярности применяют также при стыковке высокоуглеродистых и легированных сталей, нержавейки. То есть, тех видов металлов, которые чувствительны к перегреву.

Внимание! Так как на анодном и катодном пятне температура разная, то от правильного подключения сварочного аппарата будет зависеть расход самого электрода. То есть, обратная полярность при сварке инвертором – это перерасход электродов.

В процессе сварки постоянным током необходимо добиться того, чтобы металл заготовок прогрелся хорошо, практически до состояния расплавленного. То есть, должна образоваться сварочная ванна. Именно прямая и обратная полярность режима сваривания влияет на качественное состояние ванны.

• Если сила тока будут большой, а значит, и температура нагрева также будет высокой, то металл разогреется до такого состояния, что электрическая дуга будут просто его отталкивать. Ни о каком соединении здесь уже говорить не придется.
• Если ток будут, наоборот, слишком мал, то металл не разогреется до необходимого состояния. И это тоже минус.

При прямой полярности внутри ванны будет создана среда, которой легко руководить электродом. Она растекается, поэтому одно движение стержня создает направленность сварного шва. При этом легко контролируется глубина сваривания.

Кстати, скорость движения электрода напрямую влияет на качество конечного результата. Чем скорость выше, тем меньше тепла поступает в зону сварки, тем меньше прогревается основной металл заготовок. Уменьшая скорость, увеличивается температура внутри сварочной ванны. То есть, металл хорошо прогревается. Поэтому опытные сварщики выставляют на инверторе ток больше необходимого. А вот качество сварного шва контролируют именно скоростью перемещения электрода.

Что касается самих электродов, то выбор полярности обусловлен материалом, из которого он изготовлен, или видом обмазки. К примеру, использование обратной полярности при сварке постоянным током, в которой применяется угольный электрод, приводит к быстрому расходу сварных стержней. Потому что при высоких температурах угольный электрод начинает разрушаться. Поэтому этот вид используется только при режиме прямой полярности. Чистый металлический стержень без покрытия, наоборот, хорошо заполняет сварочный шов при обратной полярности.

Глубина и ширина сварочного шва также зависит от используемого режима. Чем выше ток, тем происходит увеличение провара. То есть, увеличивается глубина сварного шва. Все дело в погонной энергии на дуге. По сути, это количество тепловой энергии, проходящей через единицу длины сварочного шва. Но увеличивать ток до бесконечности нельзя, даже в независимости от толщины свариваемых металлических заготовок. Потому что тепловая энергия создает давление на расплавленный металл, что вызывает его вытеснение. Конечный результат такой электросварки при повышенном токе – прожог сварочной ванны. Если говорить о влиянии прямой и обратной полярности при сварке инвертором, то большую глубину проплавки может обеспечить режим обратной полярности.

Некоторые особенности сваривания при прямой полярности

Что такое прямая полярность определено. Указаны некоторые качества сварных швов при проведении процесса соединения в режиме прямой полярности. Но остались некоторые тонкие моменты.

• В сварочную ванну металл от электродов или присадочных материалов переносится большими каплями. Это, во-первых, большой разбрызг металла. Во-вторых, увеличение коэффициента проплавления.
• При таком режиме электрическая дуга нестабильна.
• С одной стороны снижение глубины провара, с противоположной снижение внедрения углерода в массу металла заготовки.
• Правильный нагрев металла.
• Меньший нагрев стержня электрода или присадочной проволоки, что позволяет сварщику использовать токи с более высоким значением.
• При некоторых сварочных материалах наблюдается увеличение коэффициента наплавки. К примеру, при использовании плавящихся электродов в инертных и некоторых активных газах. Или при применении присадочных материалов, которые наносятся под флюсами некоторых типов, например, марки ОСЦ-45.
• Кстати, прямая полярность влияет и на состав материала, оказавшегося в шве между двумя металлическими заготовками. Обычно в металле практически отсутствует углерод, но зато в большом количестве присутствует кремний и марганец.

Особенности сварки током обратной полярности

Сваривание тонких заготовок – процесс с повышенной трудностью, потому что постоянно присутствует опасность появления прожогов. Поэтому их соединяют режимом обратной полярности. Но есть и другие методы, чтобы снизить опасность.

• Снизить потенциал тока, чтобы уменьшить температуру на заготовке.
• Сварку лучше проводить прерывистым швом. К примеру, сделать небольшой участок в начале, затем переместиться в центр, после начать стыковку с противоположной стороны, далее начать варить промежуточные участки. В общем, схему можно менять. Таким способом можно избежать коробления металла, особенно если длина стыка больше 20 см. Чем больше сваренных отрезков, чем короче каждый участок, тем меньше процент коробления металла.
• Очень тонкие металлические заготовки сваривают с периодическим прерыванием электрической дуги. То есть, электрод выдергивается из зоны сварки, затем тут же быстро снова поджигается, и процесс продолжается.
• Если проводится сварка внахлест, то две заготовки должны быть герметично прижиматься друг к другу. Небольшой воздушный зазор приводит к прожогу верхней детали. Для создания плотного прилегания нужно использовать струбцины или любой груз.
• При стыковочном соединении заготовок лучше минимизировать зазор межу деталями, а идеально, чтобы зазора не было бы вообще.
• Для сварки очень тонких заготовок с неровными кромками под стык необходимо уложить материал, который бы хорошо забирал на себя тепло процесса. Обычно для этого используют медную пластину. Можно и стальную. В данном случае, чем больше толщина вспомогательного слоя, тем лучше.
• Можно провести отбортовку кромок свариваемых изделий. Угол отбортовки — 180°.

Специалисты же рекомендуют, перед тем как начать сварку тонких заготовок обратной полярностью, лучше немного потренироваться на дефектном листе металла. Лучше потратите время на тренировку, чем латать дыры от прожога.

Поделись с друзьями

2

0

1

0

Зачем менять Полярность при сварке Электродами

Чтобы ответить на вопрос зачем менять полярность при сварке электродами, для начала нужно разобраться какие виды полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.

Сварка электрической дугой может осуществляться на оборудовании которое вырабатывает или постоянный, или переменный ток.

При работе на переменном токе не имеет значения куда подключать «плюс», «минус», так как при сварке на постоянном токе подключение имеет большое значение. Можно сказать, что полярность при сварке – это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварки материала. При сварке постоянным током, сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.

При прямой полярности «плюс» подключается к соединяемым заготовкам (массе), соответственно «минус» подключается на держатель электрода; при обратной полярности «плюс» подключается на электрод, «минус» подключается на деталь. Менять полярность нужно в зависимости от того какую задачу сварки нужно выполнить. На «плюсе» тепла выделяется больше, чем на «минусе».

Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь, латунь, алюминий), так как они имеют большую теплопроводность, в итоге получаем большую температуру в месте нагрева, что позволяет превысить температуру плавления цветного метала, особенно это важно для алюминия, так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.

На прямой полярности так же лучше работать с большими, массивными деталями. При прямой полярности получается более сконцентрированная и узкая электрическая дуга, следовательно металл проплавляется глубже, шов получается более качественный, что происходит благодаря тому, что направление движение электронов постоянное и при сварке не происходит большого разбрызгивания расплавленного металла. Также при использовании прямой полярности можно производить резку металла независимо какой тип электрода используется.

Обратная полярность используется при сварке высоколегированых сталей, тонколистовых металлов, нержавейки, так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности есть то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении почти полностью исключается возможность прожечь свариваемый материал.

Следовательно менять полярность нужно в зависимости от того, какую задачу сварки необходимо выполнить и верно выбранный вид полярности подключения электродов способствует тому, что качество шва будет выше, а процесс сварки станет намного проще.

Минус («масса») электрооборудования автомобилей ВАЗ 2109

Как известно, на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099 электрооборудование выполнено по однопроводной схеме. Функцию минусового («массового») провода выполняют кузов и двигатель автомобиля. Поэтому отрицательные выводы всех электроприборов (источников и потребителей электроэнергии) соединены с кузовом или двигателем.

Особенности крепления «массы» электрооборудования автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Соединение «минусовая клемма аккумулятора – двигатель и кузов автомобиля»

Минусовой толстый провод (обычно черный) идет от минусовой клеммы АКБ к корпусу коробки передач (см. фото выше). Другой толстый провод (чаще всего т.н. «плетенка») от этой же минусовой клеммы идет к кузову и крепится на шпильку рядом с аккумулятором. Такое соединение обеспечивает наличие «минуса» от клеммы АКБ на всех электроприборах после поворота ключа в замке зажигания и обеспечивает нормальную работу стартера (стабильный пуск двигателя).

— Соединение «генератор – двигатель»

Обеспечивается конструктивным для ВАЗ 2108, 2109, 21099 расположением генератора непосредственно на двигателе. После пуска двигателя и включения в работу генератора, «минус» и «плюс» электрооборудования автомобиля будет завязан теперь на него, а не на АКБ.

Неисправности «массы» электрооборудования автомобилей

Неисправностей «массы» обычно всего две.

— Плохой (окислившийся) контакт в местах соединения

— «Обрыв» в проводах

При наличии плохого контакта с «массой» возможны проблемы с запуском двигателя (втягивающее реле щелкает, стартер не крутит). В такой ситуации многие начинают ремонтировать или менять стартер, хотя необходимо всего лишь зачистить места контакта массового провода к двигателю (коробке) и кузову или минусовую клемму с выводом на АКБ.

Помимо этого надежный контакт «массы» важен для нормальной работы потребителей электроэнергии на автомобиле (свет фар, печка, дворники и т.п). Например, часто возникают так называемые «блуждающие» неисправности или «глюки», когда прибор то работает, то нет, а потом опять работает. В такой ситуации необходимо в первую очередь привести в порядок основные «массовые» провода, идущие от клеммы АКБ, а во вторую проверить надежность соединения «минусового» провода идущего от каждого прибора к минусу (обычно черный провод).

Крепление к кузову — «масса» передней фары автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 и их модификаций

«Обрыв» в проводах может возникнуть при переломе «массового» провода или сильного окисления его в месте крепления к «минусовой» клемме аккумулятора.

«Масса» заднего фонаря автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Примечания и дополнения

— Помимо проверки «минусовых» соединений электрооборудования автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099, в случае возникновения проблем с запуском двигателя или работой электроприборов, необходимо так же измерить напряжение на выводах аккумуляторной батареи, чтобы оценить степень ее работоспособности. Её неисправность или низкий уровень заряда может служить причиной описанных выше неисправностей связанных с «массой».

Еще статьи по электрооборудованию автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Особенности снятия – установки аккумуляторной батареи на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Короткое замыкание в электропроводке автомобиля, как искать

— Проверка генератора автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 (без снятия с двигателя)

— Тускло горят фары, причины неисправности

Плюс и минус на сварке. Прямая и обратная полярность. Сварка током обратной полярности.

Чтобы ответить на вопрос зачем менять полярность при сварке электродами , для начала нужно разобраться какие виды полярности бывают, как и в каких случаях их использовать.

Сварка электрической дугой может осуществляться на оборудовании которое вырабатывает или постоянный , или переменный ток .

Электрическая дуга зажигается искровым генератором между электродом и деталью. Электрод представляет собой только клемму одного из полюсов и не добавляется в плавильный пул. Следовательно, используются электроды с высокой температурой плавления и высокой эмиссией. Для пайки стали, меди, никеля, титана и т.д. постоянный ток с прямой полярностью используется при нагреве электрода за вычетом обратной полярности. Алюминий и его сплавы обычно свариваются с переменным током. Переменный ток дает дугу, которая очищает пластину в положительном цикле, что позволяет легко течь.

При работе на переменном токе не имеет значения куда подключать «плюс», «минус», так как при сварке на постоянном токе подключение имеет большое значение . Можно сказать, что полярность при сварке – это основа качества сварки. Полярность обеспечивает качество сварки материала. При сварке постоянным током, сварочная дуга бывает прямой или обратной полярности.

При всем этом управлении вы можете добиться чрезвычайно стойких сварных швов с наивысшим качеством отделки. Преимущества Отличная сварочная сварочная обработка Обработка сварных швов с меньшим количеством сварных швов Низкая чувствительность к межкристаллитной коррозии Без всплесков Может быть автоматизирована Стоимость оборудования очень разумная Расходные материалы и аксессуары, легко доступные на рынке.

Ограничения Трудность использования при наличии воздушного потока Недостаточная для сварки пластин более 6 мм, для которых мы имеем другие более эффективные процессы. Низкая производительность из-за низкой скорости осаждения материала Процесс зависит от способности сварщика, когда он не автоматизирован.

При прямой полярности «плюс» подключается к соединяемым заготовкам (массе), соответственно «минус» подключается на держатель электрода ; при обратной полярности «плюс» подключается на электрод, «минус» подключается на деталь. Менять полярность нужно в зависимости от того какую задачу сварки нужно выполнить. На «плюсе» тепла выделяется больше, чем на «минусе».

Если вы смотрите прямо на сварочную дугу, даже на короткое время, это может привести к ожогам вашей роговицы, которая чрезвычайно чувствительна к ярким светорам, например, непосредственно глядя на солнечный свет, снег, яркие отражения и т.д. технически излучение дуги вызывает воспаление в роговице, вызванное.

Избыток ультрафиолетовых лучей, генерируемых сваркой, который, как известно офтальмологам, называется «Излучение дуги». Один из наиболее распространенных симптомов, указывающих на то, что вы «сожгли» свою роговицу, — это ощущение, что кто-то «тыкает» ваши глаза ночью. Использование «сварочной маски» является обязательным и необязательным. Во время сварки с прохожими рекомендуется использовать занавеску и не забывайте предупреждать окружающих, особенно детей и даже мелких животных, таких как кошки и собаки, поскольку они также могут пострадать.

Прямая полярность используется при сварке цветных металлов (медь , латунь, алюминий), так как они имеют большую теплопроводность, в итоге получаем большую температуру в месте нагрева, что позволяет превысить температуру плавления цветного метала, особенно это важно для алюминия , так как сначала надо одолеть оксидную пленку. У нее температура плавления существенно выше в сравнении с самим металлом.

Пример защиты шторного типа в секции сварки. Выделенные пары связаны с типом свариваемого материала, силой тока, способностью сварщика, очисткой листа, сваркой, вентиляцией участка и т.д. существуют типы материалов, которые могут генерировать чрезвычайно ядовитые газы, например, при цинковой сварке, и очень важно, чтобы сварщик знал переменные объекта и предотвращал загрязнение. Все это кумулятивно, и сварочные отделы должны иметь хорошую вентиляцию или даже выхлопные газы. Никогда не сваривайте в помещении, как внутри гаража.

Сварочный свет производит большое количество ультрафиолетовых лучей и может вызвать ожоги, как если бы вы были подвержены воздействию солнца. Также важно защищать лицо, руки, руки, ноги. Поскольку сварка часто «размахивает» небольшими кусками раскаленного металла, наиболее заметными являются «царапины».

На прямой полярности так же лучше работать с большими, массивными деталями. При прямой полярности получается более сконцентрированная и узкая электрическая дуга, следовательно металл проплавляется глубже, шов получается более качественный, что происходит благодаря тому, что направление движение электронов постоянное и при сварке не происходит большого разбрызгивания расплавленного металла. Также при использовании прямой полярности можно производить резку металла независимо какой тип электрода используется.

Обычно встречаются в мастерских и отраслях. Не говоря уже о легковоспламеняющихся растворителях и красках. Поэтому перед началом сварки. Помните, что пенные или водные огнетушители не рекомендуются по понятным причинам: электричество сварочных машин и их установок. Это факт, что многое уже сожжено, пытаясь освободить тюлени огнетушителей.

Офисы и отрасли промышленности часто являются шумными местами, и использование демпферов в соответствии с состоянием местоположения имеет важное значение. Но если у вас более одного. Он используется для сварки стали. Только паяльная машина не может быть шумной. нержавеющая сталь.

Обратная полярность используется при сварке высоколегированых сталей , тонколистовых металлов, нержавейки , так как температура для их сварки нужна небольшая. Недостатком подключения обратной полярности есть то, что электрическая дуга «гуляет», соответственно шов получается менее герметичным и красивым, но при таком подключении почти полностью исключается возможность прожечь свариваемый материал.

Этот вариант идеально подходит для сварки цветных материалов. При таком типе сварки электрод будет чередоваться между положительным и отрицательным. углеродистой стали. Элемент панели управления слева направо: разъем факела Газовый разъем Гнездовой разъем горелки Отрицательный зажимной разъем.

Это разъемы, которые соединяют факел с оборудованием. Один для газа и один для запуска триггера. На передней части устройства. Разъем триггера газового разъема. Где все соединения будут подключены. Мы имеем слева направо. Время для сборки электрода. Электрод. Мы первоначально разместим диффузор на факеле диффузора.

Следовательно менять полярность нужно в зависимости от того , какую задачу сварки необходимо выполнить и верно выбранный вид полярности подключения электродов способствует тому, что качество шва будет выше, а процесс сварки станет намного проще.

Качественное сварное соединение, при работе с аппаратами постоянного тока, во многом зависит от их настроек. Даже самый простой инвертор имеет не только настройки силы тока, но и полярности. Чаще всего, по умолчанию установлена прямая полярность при сварке и вы можете годами работать со своим инвертором, не зная всех его возможностей. Если у вас возникла необходимость сварить высоколегированную сталь или не получается добиться качественного шва, то знание всех тонкостей настроек вам просто необходимы. О том, какая бывает полярность и как она влияет на сварочные работы мы и поговорим.

Он будет заправлен в факел. на дне его. Затяните плотно. Соблюдайте небольшой крутящий момент с помощью двух плоскогубцев. Но чтобы сломать меня, чтобы подтянуть, давайте поместим верх факела. Пропустите сопло сопла. Это должно быть хорошо утечка. Что может привести к загрязнению во время сварки. Который должен быть в хорошем состоянии. Чтобы предотвратить утечку в факеле.

Теперь пришло время установить вилку, чтобы наблюдать, что рядом с винтовой резьбой вилки. Таким образом, именно в этот момент мы регулируем «сколько» вольфрамового электрода. Теперь мы с факелом, смонтированным и готовым к использованию. Подсоединение отрицательного когтя теперь позволяет установить отрицательный коготь.

Сварка постоянным током подразумевает наличие гнезда, для подключения к «+» и «–» сварочного аппарата. В зависимости от того, куда подключена масса, а куда электрод и различают полярность.

• Прямая полярность – схема подключения, при которой к плюсовому гнезду присоединяется масса, а к минусу – электрод. При этом род и полярность тока обуславливает существование анодного и катодного пятен. При таком подключении анодное(более горячее) образуется на стороне заготовки.
• Обратная полярность – масса присоединена к минусу, а электрод к плюсу. На обратной полярности при сварке постоянным током анодное пятно с более высокой температурой, образуется на противоположной стороне, то есть — электроде.

Обратите внимание! Сварка переменным током подразумевает самостоятельное изменение полярности до сотни раз в секунду, поэтому в таких случаях соблюдать схему подключения не имеет смысла.

Разъем прост и функциональен, он остается подключенным к «положительному» выходу оборудования. Вставлен в разъем. Поверните по часовой стрелке, чтобы заблокировать его. Но он очень прост. Он имеет определенную позицию для соответствия. Установка аргонового регулятора на цилиндр.

И затяните зажим. Используется при этой сварке. Конечный результат близок к окончательному результату. Из 5 мм каждый на отопление. То есть: мы сделаем металлы собраны вместе без добавления материала, в котором мы используем 85 ампер мощности в этом сварном шве. Мы должны сварить две части стали.

Чем обусловлен выбор полярности

Изменяя тип подключения, можно сконцентрировать нагрев или на свариваемой детали или на электроде (перемещая анодное пятно). За нагрев отвечает плюсовое гнездо, поэтому при прямом подключении, когда плюс присоединен к металлу наблюдается больший нагрев сварного соединения, а при обратной полярности больше греется электрод.

Уже появляется нагретый сварной шов, завершающий результат. Давайте намотаем две части трубки из нержавеющей стали. Из 3 мм начальной стены. Завершая окончательный результат, мы сварим две части трубки из нержавеющей стали. стены 3 мм. Они защищены от атмосферного загрязнения инертным газом. Этот процесс в основном относится к производству ультрачистых металлов. С минимальным плавлением и электроэрозией. Обычно при сварке алюминия. Увеличьте срок службы электрода. Иридий и церий. Вольфрамовый электрод.

Лантан. сварочная дуга. торий. Добавление этих компонентов вольфрамовый электрод обычно осуществляется в пропорциях от 1% до 4%. Является стержнем из вольфрамового металла. Электрода и сварочной ванны. Обычно используются оксиды металлов: цирконий. И быть отличным проводником электронов. повышенная стабильность дуги. Они производятся металлургическим процессом самого высокого уровня. Называется «спекание». И признается за его эффективные преимущества. Его температура плавления. Обычно аргон. Все эти оксиды увеличивают простоту открытия дуги.

Благодаря этой особенности мы можем выбирать схему подключения исходя из:

• Толщины металла. Если мы свариваем толстые детали или средней толщины, то подойдет прямое подключение, при котором тепло, сконцентрированное на изделии поможет получить более глубокий шов и качественный провар. Также этот вид подключения подходит для отрезания металлов различной толщины. Тонкие металлы лучше всего сваривать при обратной полярности, концентрируя большую часть тепла на электроде. Таким образом деталь не будет поддаваться перегреву, а сам электрод будет плавиться быстрей.
• Типа металла. Возможность изменять локализацию теплового пятна помогает подобрать наиболее эффективные схемы работы для различных металлов. К примеру, если мы варим нержавеющие стали или чугун, то необходимо обратное подключение, помогающее избежать перегрева сплава и формирования тугоплавких соединений. Для алюминия необходимо прямое подключение иначе пробиться через окислы будет очень сложно. Перед началом работ внимательно изучите рекомендации по настройки аппарата к конкретному сплаву.
• Типа электрода или проволоки. Как и металлы, электроды имеют свои особенности температурных режимов, в большей степени связанных с типом флюса. К примеру, для работы с угольными электродами нельзя использовать обратную полярность иначе флюс перегреется и электрод придет в негодность. Чтобы подобрать настройку, подходящую для вашего электрода смотрите на тип проволоки и флюса или воспользуйтесь рекомендациями производителя. Говоря о проволоках для полуавтоматов, то они тоже имеют рекомендации, относительно подключения минуса и плюса аппарата.

Теперь вы знаете, что может повлиять на настройки подключения. Бывают случаи, когда металл требует одних, а электрод совсем других настроек. В таких случаях следует искать компромиссы, подстраивая силу тока и рабочие циклы.

Ториум используется в течение многих лет. Цирконий используется с переменным током. Обычно содержит небольшое количество других оксидов металлов. Газ «Гелий» также является вариантом. а также возможность разумно обрабатывать подавляющее большинство сварочных работ. и для стоимости.

В Бразилии. Тем самым позволяя вам рассчитать, сколько газа вы потратили или все еще имеете внутри цилиндра. Частичное или полное воспроизведение запрещено, за пределами Системы, без прямого разрешения вашего регионального отдела. Электрод и бассейн расплава защищены газообразной атмосферой, состоящей из инертного газа, то есть газа, который не реагирует с другими материалами, или смеси инертных газов, обычно аргона или гелия. В зависимости от применения припоя можно добавлять материал в расплав; В этом случае материал должен быть совместим с основным металлом. Это процесс, подходящий практически для всех металлов, в частности титановых, циркониевых, алюминиевых и магниевых сплавов, легированных сталей, нержавеющих сталей, никелевых сплавов и специальных сплавов. Это широко используемый процесс сварки труб в аэрокосмической и атомной промышленности и ремонтных работах из-за простоты в управлении процессом и возможности использования дополнительного материала. Преимущества Этот процесс имеет преимущество высококачественных сварных швов, отсутствие шлака и брызг и может использоваться во всех положениях и типах соединений. Кроме того, вольфрам называется термоэлектронным, поскольку легко излучать электроны, что значительно облегчает стабильность дуги; вольфрам может быть чистым или с циркониевыми или ториевыми сплавами. Чистые вольфрамовые электроды имеют преимущество в снижении стоимости и меньшем измельчении при использовании переменного тока. С другой стороны, недостатки — это трудность открытия арки и более низкая долговечность. Химический состав электрода. Химические элементы, добавленные к электроду, важны для обеспечения лучшей производительности процесса сварки. Электроды с добавлением диоксида циркония или титана обладают такими преимуществами, как повышенная долговечность, более высокая прочность с более высокими потенциями и лучшими свойствами воспламенения. С другой стороны, недостатками при использовании переменного тока являются более высокая стоимость, более высокий эффект шлифования и более низкая стабильность дуги. Электрод с диоксидом циркония имеет хорошие характеристики при использовании с переменным током и обладает высокой устойчивостью к загрязнению. Этот препарат выполняется путем шлифования наконечника, всегда в продольном направлении, для облегчения направления электронов. В особых случаях шлифовальные метки удаляются полировкой. При сварке постоянным током кончик электрода должен быть заострен. Правильный наконечник конуса можно получить по практическому правилу: высота конуса должна быть в два раза больше диаметра электрода. В случае сварки переменного тока наконечник электрода должен быть слегка закруглен. Выбор электрода. Выбор типа и диаметра электрода должен учитывать толщину и тип материала, тип соединения, количество проходов и параметры сварки, такие как сила тока и напряжение, а также химический состав электрода, Диаграмма помогает выбрать электрод. Рассматриваются следующие параметры: длина дуги, скорость сварки, расход газа и сварочный ток. Длина дуги Длина дуги — это расстояние между наконечником электрода и основным металлом; Увеличение длины также увеличивает напряжение дуги под заданным сварочным током и данным защитным газом. Длина дуги влияет на сварной шов, который будет тем больше, чем больше дуга. Очень короткая или очень длинная дуга становится неустойчивой, что способствует образованию пористости, укусов и отсутствия слияния. Скорость сварки Скорость сварки влияет на проникновение и ширину сварного шва; Таким образом, если скорость увеличивается, то проникновение и шнур уменьшаются, а также усиливается при сварке с добавлением металла. Повышенная скорость улучшает эффективность и производительность сварки, снижая издержки производства; Однако слишком высокие скорости могут вызывать разрывы, такие как отсутствие проникновения и укусов. Поток газа Для эффективной защиты от газа необходимо учитывать поток газа. Поток должен быть достаточно прочным, чтобы вывести воздух из зоны сварки и таким образом защитить бассейн расплава; Однако высокая скорость потока может вызвать турбулентность в потоке газа, что приводит к разрыву или дефектам шнура и нестабильности дуги, не говоря уже о более высокой стоимости сварки. На рынке доступны 10 адаптивных устройств с факелом, которые обеспечивают более плавный и эффективный поток газа. Правило для определения идеальной скорости потока состоит в том, чтобы провести испытание, начиная с высокого потока и постепенно уменьшаться до тех пор, пока не начнется поверхностное окисление шнура; идеальный расход будет самым близким и самым высоким. Низкий расход не обеспечивает адекватной защиты плавильной лужи, что также приводит к разрыву. 11 В случае механизированной сварки используются катушки проката. Диаметры нитей и нитей различны. Материалы и сплавы, используемые при изготовлении палочек, различны; Классифицируются по их химическому составу и по свойствам осажденного металла. Важно, чтобы аддитивный металл не содержал влаги, жира и окисления. Выбор добавочного металла. Выбор металла с добавлением учитывает такие факторы, как схожесть основного металла, химический состав, механические свойства и разумные затраты. Диаметр провода или измерительного щупа должен соответствовать толщине свариваемых деталей или количеству материала, подлежащего осаждению. Эта информация доступна в каталогах производителей. Содержание влаги также является важным фактором, который необходимо контролировать. Выбор газа зависит от таких факторов, как тип свариваемого металла, толщина деталей и положение сварки. 70% и 30% и 30% и 70% смеси аргона и гелия представляют лучшие результаты при сварке цветных металлов, таких как алюминий, магний и сплавы. Выбор газа важен, поскольку он влияет на скорость сварки. Гелий требует высоких сварочных напряжений, что требует более высокой энергии при одинаковой длине тока и дуги; Обеспечивает большое проникновение сварного шва; Представляет высокую стоимость, но, в свою очередь, обеспечивает более высокую скорость в случае автоматической сварки алюминия и его сплавов. При автоматической сварке алюминия и его сплавов можно использовать чистый гелиевый газ с постоянным током и отрицательной полярностью. Состоит из источника электрической энергии, который может быть в то же время трансформатором, в случае переменного тока или выпрямителя или генератора, в случае постоянного тока; Факел с опорой для электрода; Проводящий кабель для защитного газа; Один кабель для системы охлаждения и один для питания; источник газа, который может быть цилиндром и регулятором давления, или набор цилиндров с каналами для подачи распределительной сети в случае сварки несколькими рабочими станциями; И регулятор потока газа. 15 Факел служит опорой для вольфрамового электрода, а также обеспечивает защитный газ. Внутри факела есть зажим, который удерживает электрод, и его следует выбирать в соответствии с диаметром электрода. Широкий выбор факелов, доступных на рынке, позволяет адаптировать его к труднодоступным сварным швам. Сопло горелки, которое может быть керамическим или металлическим, имеет функцию направления защитного газа; Его также следует выбирать в зависимости от толщины и формы сварочного шва или используемого электрического тока. Диаметр газового сопла должен быть достаточно большим, чтобы адекватно защитить расплавленную лужу и нагретую зону. Практическое правило говорит, что внутренний диаметр сопла должен быть в четыре раза больше диаметра электрода. Система охлаждения факела Сильное дуговое дутье и большие токи требуют охлаждения факела и сварочного кабеля. Таким образом обеспечивается адекватная защита, и оборудование становится гибким и простым в обращении. Охлаждение факела может осуществляться водой или воздухом. Водяное охлаждение. Вода, используемая для охлаждения, должна быть очищена, чтобы не ограничивать или забивать проходы, из-за чего оборудование перегревается и не работает. В тех случаях, когда доступная вода не очищается, рекомендуется использовать фильтры. В большинстве мастерских есть питьевое водоснабжение; Однако иногда работа выполняется на больших мастерских или в полевых условиях, 17 Воздушное охлаждение Факел также может быть оснащен воздушным охлаждением; Эта система ограничена током около 200 А, согласно изготовителю, и используется при сварке тонких пластин с очень низким рабочим циклом. Горелка с воздушным охлаждением легче и имеет более низкую стоимость, чем система водоснабжения. Апертура выполнена с помощью устройств, которые образуют тип пилотной дуги. Наиболее часто используется высокочастотный воспламенитель, который обеспечивает высоковольтный и высокочастотный сигнал 5 кВ и 5 кГц и позволяет ионизировать газовый столбец между электродом и частью, вызывая открытие. За несколько секунд до открытия дуги рекомендуется запустить поток инертного газа; Этот временной интервал известен как предварительная утечка газа. Затем дуга освещается с помощью высокочастотного воспламенителя, а факел направляется в конкретное место, чтобы обеспечить формирование плавильного пула; Когда лужа достигает требуемого размера, может начаться сварка. Высокочастотный сигнал имеет очень низкую мощность и не влияет на безопасность оператора. Газовый баллон. Защитный газ поставляется в стальных цилиндрах под давлением. Обычно устройства имеют устройство, которое препятствует воспламенению искр при открытии дуги. Этот тип цепи применяется при сварке стальных, медных, хромоникелевых аустенитных сталей и жаропрочных сплавов. 19 Концентрация тепла составляет около 30% в части и 70% в электроде. Полученный сварной шов широкий, с небольшим проникновением. Чистящий эффект возникает при воздействии электрической дуги: электроны, покидающие основной металл или ионы газа, бомбардируют оксидную пленку, вызывая ее разрушение. Однако, поскольку положительная полярность мало используется, обычно используется переменный ток, чтобы вызвать этот эффект, поскольку пробой оксида происходит в положительной половине цикла. Электроны и ионы идут от части к электроду и наоборот, вызывая сбалансированную концентрацию тепла 50% для каждого и средний проникающий шарик. Из-за эффекта выпрямления наблюдается дисбаланс в этом движении, что приводит к тому, что излучение электронов из пула слияния меньше, чем излучение электронов от электрода; это вызывает появление двух синусоид различной интенсивности. Выпрямляющий эффект является более разрушительным в случае сварки алюминия и магния, которые представляют собой тугоплавкий оксид, поскольку поток электронов, испускаемых лужей, недостаточен Чтобы полностью разрушить слой оксида, который существует во время сварки. Для ослабления эффекта выпрямления используется трансформатор конденсаторного фильтра, который уравновешивает синусоидальные волны, представляющие поток электронов. 21 Четыре основные цифры, идентификаторы электродов имеют следующее значение: сопротивление соответствует пределу прочности при сварке в килограммах на квадратный миллиметр. Третья цифра изменяется от 1 до 4 и указывает положение, в котором электрод может сваривать, где: 1 — все позиции; 2 — все, кроме нисходящих вертикальных положений; 3-квартирный и горизонтальный макет; 4-плоское положение. Когда расчет не требует точности, мы можем просто умножать константу 0. Существуют три основных типа машин для сварки с электродом с покрытием: трансформатор для сварки; Генератор для сварки; выпрямитель для сварки. Модели варьируются от производителя к производителю, но принцип работы каждого типа машины одинаковый. Трансформатор для сварки Это статическая электрическая машина, предназначенная для подачи электрической дуги переменного тока. Он может быть небольшим, средним и большим в зависимости от выполняемой работы. Трансформаторы, являющиеся станками для сварки переменным током, позволяют использовать только электроды, подходящие для этого типа тока. Примечание. Для долговременной работы и электродов с большим диаметром необходимо соблюдать осторожность, чтобы выбрать машину с достаточной мощностью. У машины обычно есть два контакта для подключения кабелей. Трансформатор, в большинстве случаев, имеет рулевое кривошипное устройство, в котором регулируется интенсивность тока. В небольших машинах регулировка интенсивности производится с помощью штырькового разъема, а заземляющий кабель — внутри. 29 Он может быть небольшим, средним и большим, в зависимости от требований выполняемой работы. Для регулирования интенсивности тока используется рычаг, который смещается между двумя шкалами, градуированными в усилителях. Примечание: генератор содержит вращающиеся детали, подлежащие износу; По этой причине должен быть установлен план обслуживания и смазки в соответствии с инструкциями производителя. Сварочный выпрямитель Это статическая электрическая машина, предназначенная для питания электрической дуги с постоянным током. Выпрямитель поддерживает долговременную работу благодаря охлаждающему устройству, соединенному с его собственным корпусом. 31 Выпрямитель имеет два или три контакта для подключения кабелей, где указана полярность. Выпрямитель имеет устройство маховика или реостата, в котором регулируется интенсивность тока. 32 Регулировка тока Ток, подаваемый машиной, должен меняться в зависимости от диаметра электрода. Когда диаметр электрода указывается в дробном дюйме, для регулировки тока может быть установлено общее правило. Это правило: текущая интенсивность работы с электродом с покрытием должна примерно соответствовать диаметру сердечника электрода в миллисекундах. Пример. Решение. Если на каждые 1 мм мы используем 40 А, умножая 3, 2 мм на 40 А, мы найдем приблизительную силу тока для сварки с электродом диаметром 3, 2 мм. Длина дуги Чтобы определить это, применяется следующее правило: Длина дуги в сварных швах с покрытыми электродами должна быть равна или немного меньше диаметра используемого сердечника электрода. В следующей таблице мы можем наблюдать некоторые различия в сварке при работе с короткой или длинной дугой. Короткая дуга Длинная дуга Высокое проникновение Меньше сварного зеркала менее разбрызгивание Меньше проникновения Распылительная сварка Чрезмерное разбрызгивание Скорость продвижения Оно изменяется в зависимости от интенсивности тока с размером детали и желаемым типом шнура. 34 Вычислите и запишите интенсивность тока для работы с электродом диаметром 4 мм. 35 Типы электродов Электрод может быть двух типов: голый или с покрытием. Покрыто Оно состоит из металлического сердечника, покрытого органическими и минеральными соединениями, сплавом железа и т.д. с определенными процентами. Электрод может быть покрыт экструзией или просто покрыт оболочкой и может быть тонким, средним или толстым. Материал сердечника может быть черным или цветным, и его выбор производится в соответствии с материалом детали, подлежащей сварке. Компоненты покрытия поставляются в виде порошка, соединенного «связующим» клеем, обычно с силикатом калия или натрия. Он используется с преимуществами на рабочих местах: мелким и средним покрытием. Который требует хорошего мастерства. Заказ отделки с металлическими рамами. Целлюлоза Содержит горючие органические материалы в покрытии. Он широко используется для сварки, где: проникновение очень важно; Шлаковые включения нежелательны. Два типа электродов, которые мы будем приводить ниже, менее используются, чем три упомянутых выше. Кислота Его покрытие состоит из оксида железа, оксида марганца и других раскислителей. Наиболее рекомендуемое рабочее положение для этого электрода является плоским. Его проникновение невелико, а его механические свойства очень плохие. Он используется на рабочих местах, где внешний вид шнура более важен, чем его сопротивление. Примечание: В некоторых типах покрытия добавляются металлические частицы, которые придают электроду другие характеристики, такие как: более высокая эффективность работы; определенные свойства. Функции покрытия Функции покрытия много. Затем мы разделим наиболее важные и разделим их на три группы. Электрическая функция Сделайте воздух между электродом и деталью более проводящим, облегчая прохождение электрического тока, что позволяет устанавливать и поддерживать стабильную дугу. Металлургические функции. Создавайте газовую завесу, которая окружает дугу и расплавленный металл, предотвращая вредное воздействие воздуха, а также добавляя легирующие элементы и дезоксиданты для уменьшения примесей. Физическая функция Направляйте металлические капельки к плавильному бассейну, облегчая сварку в различных положениях и задерживая охлаждение шарика через образование шлака, обеспечивая лучшие механические свойства сварного шва. Толстый, содержащий карбонат кальция, другие основные карбонаты и фтор. Он должен быть сухим, чтобы избежать пористости в сварном шве. Тонкие, содержащие горючие органические материалы, которые при сжигании дают толстый слой защитного газа. Средние или толстые, содержащие оксид железа и марганец и другие дезоксиданты. Толстый, содержащий оксид железа без оксида магния. Скорость плавления Обычный Регулярный Высокий Высокий Высокий Проникновение Небольшой Средний Большой Средний Маленький шлак Плотный и вязкий, обычно самонарезающий. Компактный и толстый, легко снимаемый. Кислота, легко отделяемая; Пористой и рыхлой. Тяжелый, компактный и самозарядный. Тенденция к трещине Обычный Низкий Регулярный Высокий Обычный 41 Может быть в сварочных кабинах или в других местах, где необходимо выполнить сварку. Приведем меры предосторожности, которые необходимо соблюдать в некоторых из этих мест. Кабина должна быть окрашена в темное и матовое, чтобы избежать отражения света. Он должен быть достаточно вентилируемым, чтобы газы, выделяемые электродом во время сварки, не всасывались сварщиком; Хотя эти газы обычно не токсичны, они могут влиять на дыхательные пути. Полевая сварка В этой ситуации, помимо обычных мер предосторожности, сварщик должен знать о повреждениях, вызванных электрическим током, избегать работы во влажных местах, под дождем, босиком или с обувью в плохих условиях. Техническое обслуживание при сварке Особое внимание следует уделять сварке вблизи легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов. 43 Из лучей, излучаемых наиболее вредными, являются ультрафиолетовые и инфракрасные. Ультрафиолетовые лучи Причины: сильные ожоги, разрушение клеток и при этом преждевременное разрушение кожи; Тяжелая атака на глазное яблоко и может привести к катаральному конъюнктивиту, язве роговицы и т.д. инфракрасный луч Он несет ответственность за повреждения, такие как: ожоги 1 и 2 степени; катаракта; частые головные боли; Взгляд устал. Инфракрасные и ультрафиолетовые лучи невидимы. Брызги Это небольшие капли расплавленного металла, которые прыгают в процессе сварки во всех направлениях. Они отвечают за ожоги на сварщике, а также за пожары, если они попадают на горючий материал. 44 Маски для индивидуального защитного оборудования Они изготовлены из негорючего материала, тепловой и электрической изоляции, легкие и устойчивые. Они служат для защиты сварщика от молнии, разбрызгивания и высокой температуры, возникающих во время сварки. Существует несколько моделей, и ваш выбор должен быть выполнен в соответствии с типом выполняемой работы. Световые фильтры Это защитные очки, которые должны поглощать не менее 99, 5% излучения, испускаемого при сварке. Сборка очков Сборка очков в маске должна выполняться, как показано на рисунке ниже. Фартук Защищает переднюю часть тела. Поножи или поножи Защитите ноги и ноги сварщика. Понятие электричества, применяемого для сварки. Безопасность и средства индивидуальной защиты. Переменные, которые влияют на сварку. Электроды для ручной дуговой сварки. Классификация и хранение электродов. Технология сварки — процесс тигров и электрод с покрытием. . Это процесс сварки, который использует электрическую дугу в качестве источника тепла между деталью и расходным материалом в виде проволоки, обеспечиваемой непрерывным питателем, что делает соединение металлических материалов сплавлением.

Запомните! Тип подключения не зависит от пространственного положения.

Особенности сварки током прямой полярности

Прямая полярность при работе с постоянным током имеет ряд особенностей. Некоторые из них, мы уже перечислили, на остальные стоит обратить особое внимание:

• сварной шов получается глубоким, но достаточно узким.
• подходит для большинства сталей, толщиной от 3-х мм.
• цветные металлы с применением вольфрамового стержня варятся только прямой полярностью.
• характеризуется стабильной дугой и как следствие — более качественным швом.
• запрещено использовать электроды для сварочных аппаратов переменного тока.
• лучше подходит для резки металла.

Особенности сварки током обратной полярности

Как и прямая, обратная полярность при сварке инвертором имеет ряд особенностей, зная которые вы сможете избежать ряда ошибок, свойственных новичкам. Стоит выделить такие особенности:

• при сварке постоянным током на обратной полярности шов получается менее глубоким, но более широким
• отлично подходит для сваривания тонких металлов и средней толщины. При работе с толстыми заготовками качество шва резко снижается.
• запрещено работать обратной полярностью с электродами, чувствительными к перегреву.
• при низких токах наблюдается значительное снижение качества сварного шва из-за скачущей дуги.
• помимо обратного подключения, для работы с высоколегированными сталями следует строго придерживаться рекомендаций о рабочем цикле и остывании заготовки.

Заключение

Сварочные аппараты постоянного тока, такие как инверторы или полуавтоматы – достаточно просты, чтобы использовать в быту. Именно поэтому спрос и предложение этих устройств на рынке постоянно растет. Этому способствует их доступность, дешевизна и постоянным током варить проще, чем переменным. Однако чтобы получить качественное, красивое и долговечное сварное соединение нужно знать ряд технологических особенностей, в том числе предназначение и виды полярности. Благодаря знаниям из этой статьи и источнику постоянного тока своими руками вы сможете выполнить любые сварочные работы. Главное — тщательный подход к работе и соблюдение всех защитных мер.

Атомный номер и массовое число

Цель обучения

• Определите соотношение между массовым числом атома, его атомным номером, его атомной массой и количеством субатомных частиц

---

Ключевые моменты

• Нейтральные атомы каждого элемента содержат равное количество протонов и электронов.
• Число протонов определяет атомный номер элемента и используется, чтобы отличить один элемент от другого.
• Число нейтронов варьируется, в результате чего образуются изотопы, которые представляют собой разные формы одного и того же атома, которые различаются только количеством нейтронов, которыми они обладают.
• Вместе количество протонов и количество нейтронов определяют массовое число элемента.
• Поскольку изотопы элемента имеют несколько разные массовые числа, атомная масса рассчитывается путем получения среднего массовых чисел для его изотопов.

---

Условия

• атомная масса Средняя масса атома с учетом всех его встречающихся в природе изотопов.
Массовое число
• Сумма количества протонов и нейтронов в атоме.
• атомный номер Число протонов в атоме.

---

Атомный номер

Нейтральные атомы элемента содержат равное количество протонов и электронов. Число протонов определяет атомный номер элемента (Z) и отличает один элемент от другого. Например, атомный номер углерода (Z) равен 6, потому что у него 6 протонов. Количество нейтронов может изменяться для получения изотопов, которые представляют собой атомы одного и того же элемента, имеющие разное количество нейтронов.Число электронов также может быть различным в атомах одного и того же элемента, в результате чего образуются ионы (заряженные атомы). Например, железо Fe может существовать в нейтральном состоянии или в ионных состояниях +2 и +3.

Массовое число

Массовое число элемента (A) — это сумма количества протонов и количества нейтронов. Небольшой вклад массы электронов не учитывается при вычислении массового числа. Это приближение массы можно использовать, чтобы легко вычислить, сколько нейтронов имеет элемент, просто вычтя количество протонов из массового числа.Протоны и нейтроны весят около одной атомной единицы массы или а.е.м. Изотопы одного и того же элемента будут иметь одинаковый атомный номер, но разные массовые числа.

Атомный номер, химический символ и массовое число. Углерод имеет атомный номер шесть и два стабильных изотопа с массовыми числами двенадцать и тринадцать соответственно. Его средняя атомная масса 12,11.

Ученые определяют атомную массу, вычисляя среднее значение массовых чисел естественных изотопов.Часто полученное число содержит десятичную дробь. Например, атомная масса хлора (Cl) составляет 35,45 а.е.м., потому что хлор состоит из нескольких изотопов, некоторые (большинство) с атомной массой 35 а.е.м. (17 протонов и 18 нейтронов), а некоторые с атомной массой 37 а.е.м. (17 протонов и 20 нейтронов).

Зная атомный номер (Z) и массовое число (A), вы можете найти количество протонов, нейтронов и электронов в нейтральном атоме. Например, атом лития (Z = 3, A = 7 а.е.м.) содержит три протона (находится из Z), три электрона (поскольку количество протонов равно количеству электронов в атоме) и четыре нейтрона (7 — 3 = 4).

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Массовое число | Химия для неосновных

Цели обучения

• Определите массовое число.
• Вычислите массовое число по количеству протонов и нейтронов.
• Вычислить количество нейтронов при заданном атомном номере.

Как определить массу химического вещества?

Часто студенту необходимо взвесить химическое вещество для эксперимента.Если он или она использует часовое стекло (маленький круглый предмет, который будет удерживать твердый химикат), сначала необходимо определить вес часового стекла. Затем в стекло добавляют твердое вещество и измеряют вес стекла и твердого вещества. Показание весов — это сумма стакана плюс химикат.

История определения атомного веса

В рамках своих исследований атомов Джон Дальтон определил ряд атомных масс элементов в начале 1800-х годов. Атомный вес был основой периодической таблицы, которую разработал Менделеев.Первоначально все атомные веса были основаны на сравнении с водородом, атомный вес которого равен единице. После открытия протона ученые предположили, что вес атома по существу равен весу протонов — электроны, как известно, почти ничего не вносят в атомный вес элемента.

Этот подход работал до тех пор, пока мы не научились определять количество протонов в элементе. Затем мы увидели, что атомный вес элемента часто вдвое превышает количество протонов (или больше).Открытие нейтрона дало недостающую часть картины. Атомная масса, как теперь известно, складывается из протонов и нейтронов в ядре.

Массовое число

Резерфорд показал, что большая часть массы атома сосредоточена в его ядре, которое состоит из протонов и нейтронов. Массовое число определяется как общее количество протонов и нейтронов в атоме. Рассмотрим Таблицу ниже, которая показывает данные из первых шести элементов периодической таблицы.

Атомы первых шести элементов

Имя	Символ	Атомный номер	Протоны	Нейтроны	Электроны	Массовое число
Водород	H	1	1	0	1	1
Гелий	He	2	2	2	2	4
Литий	Li	3	3	4	3	7
Бериллий	Be	4	4	5	4	9
Бор	B	5	5	6	5	11
Углерод	С	6	6	6	6	12

Рассмотрим элемент гелий.Его атомный номер 2, поэтому в его ядре есть два протона. Его ядро ​​также содержит два нейтрона. Поскольку 2 + 2 = 4, мы знаем, что массовое число атома гелия равно 4. Наконец, атом гелия также содержит два электрона, поскольку количество электронов должно равняться количеству протонов. Этот пример может заставить вас поверить, что атомы имеют одинаковое количество протонов и нейтронов, но дальнейшее изучение таблицы , приведенной выше, покажет, что это не так. Литий, например, имеет три протона и четыре нейтрона, поэтому его массовое число составляет 7.

Зная массовое число и атомный номер атома, вы можете определить количество нейтронов, присутствующих в этом атоме, путем вычитания.

Количество нейтронов = массовое число — атомный номер

Атомы элемента хрома (Cr) имеют атомный номер 24 и массовое число 52. Сколько нейтронов находится в ядре атома хрома? Чтобы определить это, вы должны вычесть, как показано:

52-24 = 28 нейтронов в атоме хрома

Состав любого атома можно проиллюстрировать сокращенными обозначениями с использованием атомного номера и массового числа.{52} _ {24} \ text {Cr} [/ latex].

Другой способ обозначить конкретный атом — написать массовое число атома после имени, разделенное дефисом. Вышеупомянутый атом можно было бы записать как хром-52.

Сводка

• Массовое число определяется как общее количество протонов и нейтронов в атоме.
• Количество нейтронов = массовое число — атомный номер.

Практика

Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы ответить на следующие вопросы:

http: // education.jlab.org/qa/pen_number.html

1. Какие данные в периодической таблице показывают количество протонов в атоме?
2. Как определить количество нейтронов в атоме?
3. Какое массовое число у атома?

Обзор

1. Кто первым определил атомный вес элементов?
2. На чем основывались первоначальные атомные веса?
3. Почему расчеты, основанные на числе протонов, не годились для определения атомного веса?
4. Атом олова имеет атомный номер 50 и массовое число 118.Сколько нейтронов присутствует в этом атоме?
5. Каково массовое число атома кобальта, содержащего 27 протонов и 30 нейтронов?

Глоссарий

• массовое число: Общее количество протонов и нейтронов в атоме.

Учебное пособие по масс-спектрометрии

(д-р Камель Харрата) | Завод химического приборостроения

В этом руководстве обсуждаются основные аспекты масс-спектрометрии, которые помогут вам выбрать правильные методы и измерения для ваших исследовательских образцов.

---

Что такое масс-спектрометрия?

Масс-спектрометрия — это аналитический метод, который включает исследование в газовой фазе ионизированных молекул с целью одного или нескольких из следующего:

• Определение молекулярной массы
• Структурная характеристика
• Исследование реактивности газовой фазы
• Качественный и количественный анализ компонентов в смеси.

Масс-спектрометрия состоит в основном из взвешивания ионов в газовой фазе.Используемый прибор можно рассматривать как сложные весы, которые с высокой точностью определяют массы отдельных атомов и молекул. В зависимости от химических и физических свойств образцов могут использоваться различные методы ионизации. Одним из основных факторов при выборе метода ионизации является термолабильность. Для нелабильных и относительно летучих образцов можно эффективно использовать ионизацию, такую ​​как электронный удар и / или химическая ионизация. Для термолабильных образцов, таких как пептиды, белки и другие образцы, представляющие биологический интерес, следует рассмотреть методы мягкой ионизации.Среди наиболее часто используемых методов мягкой ионизации — электроспрей (ESI) и матричная лазерная десорбция (MALDI). Название, данное конкретному методу масс-спектрометрии, обычно указывает на используемый метод ионизации.

Атомные и молекулярные массы присваиваются относительно массы изотопа углерода, ¹² C, атомный вес которого определен как ровно 12. Фактическая масса ¹² C составляет 12 дальтон, причем один дальтон равен 1,661 · 10 ^-24 г. Масса молекулы или иона может быть представлена ​​в дальтонах (Да) или килодальтонах (кДа).

---

Масс-спектрометр

В масс-спектрометрии используется инструмент, называемый масс-спектрометром. Основные компоненты масс-спектрометра:

• Система впуска (ЖХ, ГХ, прямой зонд и т. Д.)
• Источник ионов (EI, CI, ESI, APCI, MALDI и т. Д.)
• Масс-анализатор (квадрупольный, TOF, ионная ловушка, магнитный сектор)
• Детектор (электронный умножитель, микроканальные пластины MCPs)

Образцы могут быть введены в масс-спектрометр непосредственно через зонд твердых частиц или, в случае смесей, через хроматографическое устройство (например.грамм. Газовая хроматография, Жидкостная хроматография, Капиллярный электрофорез и т. Д.). Попадая в источник, молекулы образца подвергаются ионизации. Ионы, образующиеся в источнике (молекулярные и фрагментарные), приобретают кинетическую энергию и покидают источник. Затем откалиброванный анализатор анализирует проходящие ионы в зависимости от отношения их массы к заряду. Могут использоваться различные типы анализаторов: магнитный, четырехлепольный, ионная ловушка, преобразование Фурье, время пролета и т. Д. Затем обнаруживается ионный пучок, выходящий из анализатора, и регистрируется сигнал.Общие сокращения метода ионизации включают:

• EI = электронный удар;
• CI = химическая ионизация;
• SIMS = масс-спектрометрия вторичных ионов;
• FAB = Бомбардировка быстрым атомом;
• LDMS = масс-спектрометрия с лазерной десорбцией;
• PDMS = масс-спектр плазменной десорбции;
• TS = Термораспыление;
• AS = аэрозольный баллончик;
• ESMS = масс-спектрометрия электрораспыления.

Общие сокращения масс-анализаторов включают:

• EB = электростатически-магнитный;
• IT = ионная ловушка;
• Q = квадруполь;
• TOF = время полета.

---

Методы ионизации

Выбор правильного метода ионизации для анализа вашей пробы чрезвычайно важен. Хотя мы можем предложить свои предложения, вы обязаны понять и выбрать метод (ы), подходящий для ваших исследуемых соединений.

Ионизация электронным ударом

M + e ^— (70 эВ) ——> M + ^. + 2e ^—

Метод ионизации

EI подходит для нетермолабильных соединений.Требуется летучесть образца. Молекулы образца в парообразном состоянии бомбардируются быстро движущимися электронами, обычно с энергией 70 эВ. Это приводит к образованию ионов. Один электрон с наибольшей орбитальной энергией вытесняется, и, как следствие, образуются молекулярные ионы. Некоторые из этих молекулярных ионов разлагаются и образуются фрагментные ионы. Фрагментация данного иона происходит из-за избытка энергии, необходимой ему при ионизации. Ионы-фрагменты могут быть нечетным электроном или даже электроном.Молекулярные ионы, образующиеся при ионизации электронным ударом, являются ионами нечетных электронов. Ионы нечетных электронных фрагментов образуются прямым разрывом (например, прямым разрывом связи C-C). Даже ионы электронного фрагмента часто образуются в результате перегруппировки (например, переноса протона). Образец может быть введен в источник ЭУ через устройство газовой хроматографии, например, в случае смесей, или непосредственно через устройство зонда твердых частиц. Количество, необходимое для эксперимента, обычно меньше микрограмма материала.

Масс-спектры

EI в большинстве случаев содержат интенсивные пики фрагментных ионов и гораздо менее интенсивные пики молекулярных ионов.Когда пик молекулярного иона не наблюдается в масс-спектре, для получения информации о молекулярном ионе можно использовать химическую ионизацию. Одним из полезных правил для определения того, является ли ион молекулярным ионом, является правило азота.

Азот Правило: Как указано выше, молекулярные ионы, образующиеся при ионизации ЭУ, являются ионами нечетных электронов. Если их наблюдаемое отношение массы к заряду нечетное, исследуемая молекула содержит нечетное количество атомов азота. Если это отношение массы к заряду является четным числом, эта молекула не содержит атомов азота или даже не содержит их.

Химическая ионизация

Для химиков-органиков химическая ионизация (ХИ) является особенно полезным методом, когда молекулярный ион не наблюдается в масс-спектре ЭУ, а также в случае подтверждения отношения массы к заряду молекулярного иона. В методе химической ионизации используется практически тот же источник ионов, что и при электронном ударе, за исключением того, что в ХИ используется плотный источник ионов и газ-реагент. Газ-реагент (например, аммиак) сначала подвергается электронному удару. Ионы пробы образуются в результате взаимодействия ионов газа-реагента и молекул пробы.Это явление называется ионно-молекулярными реакциями. Молекулы газа-реагента присутствуют в соотношении примерно 100: 1 по отношению к молекулам пробы. Положительные ионы и отрицательные ионы образуются в процессе ХИ. В зависимости от настройки прибора (напряжение источника, детектор и т. Д.) Регистрируются только положительные ионы или только отрицательные ионы.

В CI, ионные молекулярные реакции происходят между ионизированными молекулами газа-реагента (G) и летучими нейтральными молекулами аналита (M) с образованием ионов анализируемого вещества. Часто наблюдаются псевдомолекулярные ионы MH + (режим положительных ионов) или [M-H] — (режим отрицательных ионов).В отличие от молекулярных ионов, полученных методом ЭУ, обнаружение MH + и [M-H] — происходит с высоким выходом и наблюдается меньше ионов-фрагментов.

Режим положительных ионов:

GH + + M ——> MH + + G

Режим отрицательных ионов:

[G-H] — + M ——> [M-H] — + G

Эти простые реакции переноса протона являются истинно газофазными кислотно-щелочными процессами в смысле Бренстеда-Лоури. «Герметичный» ионный источник (давление = 0,1–2 торр) используется для максимизации столкновений, что приводит к увеличению чувствительности.Чтобы иметь место эти ионно-молекулярные реакции должны быть экзотермическими. Перенос протона — один из простых процессов, наблюдаемых в положительном CI:

.

RH + + M ——> MH + + R

Одним из решающих параметров в этой реакции является сродство к протону. Чтобы реакция произошла, сродство молекулы M к протону должно быть выше, чем сродство молекулы газа. Основными газами-реагентами, используемыми при ХИ, являются: аммиак, метан и изобутан. Преобладающие образующиеся ионы-реагенты представлены в механизмах, показанных ниже.Выбор газа-реагента влияет на степень фрагментации квазимолекулярного иона.

Метан (химическая ионизация положительными ионами):

• Ch5 + e ——> Ch5 +. + 2e ——> Ch4 + + H.
• Ch5 +. + Канал 5 ——> Канал 5 + + Канал 4.
• Ch5 +. + Ch5 ——> C2H5 + + h3 + H.

Изобутан (химическая ионизация положительными ионами):

• i-C4h20 + e ——> i-C4h20 +. + 2e
• i-C4h20 +. + i-C4h20 ——> i-C4H9 + + C4H9 + h3

Аммиак (химическая ионизация положительными ионами):

• Кh4 + e ——> Кh4 +.+ 2e
• Кh4 +. + Nh4 ——> Nh5 + + Nh3.
• Nh5 + + Nh4 ———> N2H7 +

В режиме химической ионизации метана с положительными ионами наблюдаются соответствующие пики образца: MH +, [M + CH5] + и [M + C2H5] +; но в основном MH +. Это соответствует массам M + 1, M + 29 и M + 41.

В режиме химической ионизации изобутана с положительными ионами основной наблюдаемый пик — это MH +.

В режиме химической ионизации положительных ионов аммиака основными наблюдаемыми пиками являются MH + и [M + Nh5] +.Если присутствует более одного сайта протонирования, можно увидеть дополнительные аддукты Nh4, соответствующие [M + Nh4 + Nh5] +. Это соответствует массам M + 1, M + 18 и M + 35.

В некоторых случаях можно увидеть протонированные димеры или другие аддукты; потеря h3O с последующим протонированием или образованием иона аддукта наблюдается для некоторых классов соединений. Если наблюдаемый вами спектр не показывает правильные ионы аддукта или показывает значительную фрагментацию, будьте осторожны, пытаясь интерпретировать результаты.В литературе имеется множество данных, в которых обсуждаются механизмы химической ионизации, применимые к определенным классам соединений.

Два фактора определяют выбор используемого газа-реагента:

1. Протонное сродство PA
2. Передача энергии

Nh4 (аммиак) является наиболее часто используемым газом-реагентом в ХИ из-за низкой передачи энергии Nh5 + по сравнению, например, с CH5 +. При использовании Nh4 в качестве газа-реагента обычно наблюдаются MH + и MNh5 + (разница в 17 единиц массы).

Химическая ионизация отрицательных ионов

Можно выделить три механизма:

1. Реакция захвата электронов из-за получения медленно движущихся «термализованных» электронов с низкой энергией, которые могут более эффективно передаваться молекулам образца.
2. Перенос электрона от ионизированного газа-реагента (например, Nh3- может передавать электрон молекуле, имеющей большее сродство к электрону, чем Nh3).
3. Ионы газа-реагента участвуют в истинных реакциях ХИ (например,грамм. отрыв протонов по относительной кислотности).

Молекулярные ионы, наблюдаемые в масс-спектрах с химической ионизацией отрицательных ионов, обычно являются M- или [M-H] -.

Метод ионизации электрораспылением

Среди наиболее часто используемых методов ионизации распылением — ионизация распылением (ESI). Этот метод по-прежнему является предпочтительным методом анализа термолабильных химических веществ. Его возможности хорошо документированы. Он использует электрическое напряжение между выходами зонда ESI (например,грамм. капилляр) и противоэлектрод, расположенный в нескольких миллиметрах от зонда. Процесс приводит к образованию сильно заряженных капель непосредственно из раствора для заваривания. Множественные и / или однозарядные молекулы аналита десорбируются из распыленных капель и отбираются через остальную часть масс-спектрометра. ESI был известен своей способностью производить многозарядные молекулярные ионы из большого количества полимеров, таких как белки и фрагменты ДНК; это позволяет также чувствительное обнаружение однозарядных низкомолекулярных полярных частиц, таких как лекарства и их метаболиты.Образование положительных или отрицательных ионов (в зависимости от знака приложенного электрического поля) происходит с высоким выходом. В режиме положительных ионов протонированные и / или щелочные молекулы аддукта аналита обычно наблюдаются в масс-спектрах. В режиме отрицательных ионов наблюдаются пики, соответствующие депротонированным молекулам аналита. ESI описывается как очень «мягкий» метод ионизации, при котором окружающий газ в ванне оказывает сдерживающее влияние на внутреннюю и поступательную энергии десорбированных ионов.

Преимущества ESI :

• Процесс мягкой ионизации, при котором наблюдаются неповрежденные молекулярные ионы
• ESI позволяет производить многозарядные ионы. Это дает возможность анализировать частицы с очень высокой молекулярной массой с использованием наиболее доступных масс-анализаторов (например, квадрупольных).
• ESI — это процесс при атмосферном давлении. Это упрощает использование и взаимодействие с методами разделения HPLC и CE.

Матричная лазерная десорбция (MALDI)

Метод масс-спектрометрии

с матричной лазерной десорбцией (MALDI) был предложен Карасом и Хиллкампом в 1988 году для ионизации пептидов и белков.Вскоре после этого этот метод смог проанализировать другие типы биомолекул, такие как олигосахариды, гликолипиды, нуклеотиды и синтетические полимеры. В этом методе образцы совместно кристаллизуются с веществом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, называемым матрицей. Например, для белков предпочтительной матрицей часто является синапиновая кислота. Чаще всего используется излучение азотного лазера с длиной волны 337 нм. Лазер помогает вводить энергию в молекулярную систему, предотвращая термическое разложение.

MALDI часто используется с времяпролетными масс-спектрометрами (TOF) из-за импульсного характера метода и возможности диапазона масс.Могут быть измерены молекулярные массы до нескольких сотен дальтон. Сравнение методов ионизации MALDI и ESI было предпринято в последние несколько лет. На мой взгляд, эти две техники не конкурируют друг с другом, а дополняют друг друга. И лишь некоторые из них: для высокомолекулярных частиц MALDI приводит к образованию однозарядных молекулярных ионов, в то время как ESI позволяет образование многозарядных молекулярных ионов.

Практические соображения :

• Конечное молярное соотношение образец / матрица составляет примерно 1/5000 или около того.
• Конечная концентрация образца от 1 до 10 пмоль / мкл
• Наш опыт с MALDI указывает на динамический диапазон от 100 фмоль / мкл до нескольких сотен пмоль / мкл
.
• MALDI — это относительно надежный метод ионизации, допускающий использование солей, поверхностно-активных веществ и буферов. Хотя лучше их убрать для лучшей работы.

Стандарты пептидов и белков для MALDI :

• MW ангиотензина II (человека): 1046.2
• Вещество P (человек) MW: 1347,7
• МВт инсулина (крупного рогатого скота): 5733,6
• Цитохром c (лошадиный) MW: 12,360,1
• РНКаза A (бычья) MW: 13 682,2
• Апо-миоглобин (лошадиный) ММ: 16,951,5
• Молекулярная масса трипсиногена (крупного рогатого скота): 23 980,9

Химическая ионизация при атмосферном давлении

APCI — это метод создания ионов при атмосферном давлении.Раствор пробы протекает через нагретую трубку, где он улетучивается в виде тумана и распыляется в коронный разряд с помощью распыления азота. Молекулярные образцы ионизируются ионно-молекулярными реакциями с ионами окружающего коронного разряда. Ионы образуются в разряде и выводятся в масс-спектрометр. APCI лучше всего подходит для относительно полярных, полулетучих образцов. Масс-спектр APCI обычно содержал квазимолекулярный ион, [M-H] — или [M + H] +.

---

Анализ ионов

Для разделения масс можно использовать несколько различных физических параметров.Ниже описаны распространенные типы масс-анализаторов. У каждого есть свои преимущества и недостатки. В настоящее время на нашем предприятии имеются квадрупольные масс-спектрометры, масс-спектрометры с ионной ловушкой и времяпролетные (TOF).

Масс-спектрометр с магнитным сектором

Секторный масс-спектрометр был одним из самых распространенных типов масс-анализаторов и, вероятно, наиболее знакомым рядовому ученому. В 1950-х годах первые коммерческие масс-спектрометры были секторными приборами.Они состоят из некоторой комбинации большого электромагнитного и какого-то электростатического фокусирующего устройства. Различные производители используют разную геометрию. На рис. 1 показана схема инструмента двойной фокусировки со стандартной геометрией «BE». Конфигурация BE также называется секторным масс-спектрометром с обратной геометрией, то есть двухсекторным прибором, состоящим из магнитного сектора, за которым следует электростатический сектор.

Ионы попадают в прибор из источника (внизу слева), где они изначально фокусируются.Они попадают в магнитный сектор через щель источника, где отклоняются по правилу левой руки. Ионы с большей массой отклоняются меньше, чем ионы с меньшей массой. Сканирование магнита позволяет фокусировать ионы разных масс на щели монитора. На этом этапе ионы разделены только массами. Чтобы получить спектр хорошего разрешения, в котором все ионы с одинаковыми m / z кажутся совпадающими в виде одного пика в спектре, ионы должны быть отфильтрованы по их кинетической энергии. После следующего этапа фокусировки ионы попадают в электростатический сектор, где ионы с одинаковым m / z имеют скорректированное распределение энергии и фокусируются в точке двойной фокусировки на щели детектора.

Секторные инструменты имели огромный коммерческий успех в 1950-х и 1960-х годах, поскольку они были единственным практическим способом получения данных с высоким разрешением. В последние 20 лет или около того, с падением цен на FTMS и развитием альтернатив с высоким разрешением (например, Q-Tof), секторные инструменты находятся в упадке.

Времяпролетная масс-спектрометрия (TOF-MS)

Времяпролетный масс-спектрометр использует разницу во времени прохождения через область дрейфа для разделения ионов разных масс.Он работает в импульсном режиме, поэтому ионы должны генерироваться или извлекаться импульсами. Электрическое поле ускоряет все ионы в бесполевую дрейфовую область с кинетической энергией qV, где q — заряд иона, а V — приложенное напряжение. Поскольку кинетическая энергия иона составляет 0,5 мв2, более легкие ионы имеют более высокую скорость, чем более тяжелые ионы, и быстрее достигают детектора в конце области дрейфа.

Теория :

• К.Э. = qV
• 1/2 мв2 = кв
• v = (2кв / м) 1/2

Время прохождения (t) через дрейфовую трубку равно L / v, где L — длина дрейфовой трубки

Схема линейного TOF-MS

На этой схеме показана абляция ионов твердым образцом с помощью импульсного лазера.Рефлектрон — это серия колец или сеток, которые действуют как ионное зеркало. Это зеркало компенсирует разброс кинетических энергий ионов при входе в область дрейфа и улучшает разрешающую способность прибора. Выходной сигнал ионного детектора отображается на осциллографе как функция времени для получения масс-спектра.

Ионная ловушка

Ионы, созданные электронным ударом (EI), электрораспылением (ESI) или ионизацией с помощью матричной лазерной десорбции (MALDI), фокусируются с помощью системы электростатического линзирования в ионную ловушку.Электростатический ионный затвор открывает (-V) и закрывает (+ V) импульсы, чтобы ввести ионы в ионную ловушку. Пульсация ионного затвора отличает ионные ловушки от «лучевых» инструментов, таких как квадруполи, где ионы постоянно попадают в масс-анализатор. Время, в течение которого ионы попадают в ловушку, называемое «продолжительностью ионизации», устанавливается так, чтобы максимизировать сигнал при минимизации эффектов пространственного заряда . Объемный заряд возникает из-за слишком большого количества ионов в ловушке, что вызывает искажение электрических полей, приводящее к общему снижению производительности.Ионная ловушка обычно заполняется гелием до давления около 1 мторр. Столкновения с гелием ослабляют кинетическую энергию ионов и служат для быстрого сокращения траекторий к центру ионной ловушки, что позволяет захватывать инжектированные ионы. Захваченные ионы дополнительно фокусируются к центру ловушки за счет использования осциллирующего потенциала, называемого основной радиочастотой, приложенного к кольцевому электроду. Ион будет устойчиво захвачен в зависимости от значений массы и заряда иона, размера ионной ловушки (r), частоты колебаний основной частоты rf (w) и амплитуды напряжения на кольцевом электроде. ( В ).Зависимость движения ионов от этих параметров описывается безразмерным параметром qz , q z = 4эВ / mr2w2

Квадруполь

Квадрупольный фильтр масс состоит из четырех параллельных металлических стержней, расположенных, как показано на рисунке ниже. Два противоположных стержня имеют приложенный потенциал (U + Vcos (wt)), а два других стержня имеют потенциал — (U + Vcos (wt)), где U — постоянное напряжение, а Vcos (wt) — переменное напряжение. .Приложенные напряжения влияют на траекторию движения ионов по траектории полета с центром между четырьмя стержнями. Для заданного постоянного и переменного напряжения только ионы с определенным отношением массы к заряду проходят через квадрупольный фильтр, а все остальные ионы выбрасываются с их первоначального пути. Масс-спектр получают путем отслеживания ионов, проходящих через квадрупольный фильтр, при изменении напряжения на стержнях. Существует два метода: изменение w и поддержание постоянных U и V или изменение U и V (U / V) фиксированными для постоянного w.

Квадрупольный фильтр масс состоит из четырех параллельных металлических стержней, расположенных, как показано на рисунке ниже. Две противоположные штанги га

Тандемная масс-спектрометрия:

Тандемная масс-спектрометрия, обычно называемая МС / МС, предполагает использование 2 или более масс-анализаторов. Его часто используют для анализа отдельных компонентов смеси. Этот метод добавляет специфичности данному анализу.Хотя тандемную масс-спектрометрию можно отнести к МС / МС, МС / МС / МС и т. Д., В этой презентации я собираюсь описать только МС / МС.

Основная идея МС / МС — это выбор m / z данного иона, образованного в ионном источнике, и фрагментация этого иона, обычно путем столкновения с инертным газом (например, аргоном). Затем обнаруживаются ионы продукта. Это мощный способ подтверждения идентичности определенных соединений и определения структуры неизвестных видов. Итак, МС / МС — это процесс, который включает 3 этапа: ионизация, массовый отбор, масс-анализ.

МС / МС может выполняться на таких приборах, как тройной квадруполь (QQQ), ионная ловушка, время пролета, преобразование Фурье и т. Д. Тройной квадруполь является наиболее часто используемым масс-спектрометром для МС / МС, возможно, из-за стоимость и простота использования среди других факторов.

Методы разделения для соединения с масс-спектрометрией

• ГХ-МС: Смеси образцов сразу испаряются и поступают в колонки из плавленого кварца. Компоненты смеси разделяются на основе разницы их сродства со связанной фазой.Разделенные соединения выходят из колонки и попадают в вакуумную систему масс-спектрометра. Молекулы образца ионизируются (EI или CI) и ускоряются в предварительно откалиброванном масс-анализаторе (например, Q, ионная ловушка, TOF, FTMS и т. Д.). Регистрируют время удерживания, молекулярные массы и характер фрагментации. Одним из наиболее важных аспектов ГХ / МС является то, что образец (-ы) не должны быть термолабильными, то есть термически стабильными.
• LC-MS: Для соединений, которые являются термически нестабильными, рассматривается метод LC / MS.Разделение основано на различии сродства образцов к неподвижной и подвижной фазам. например гидрофобность в случае RP-хроматографии.
• CZE-MS: Этот метод основан на различиях электрофоретической подвижности образцов, когда колонка из плавленого кварца находится под разностью потенциалов между стороной ввода и стороной детектора.
• CIEF-MS: Это вариант CZE. Он основан на различиях в изоэлектрических точках аналитов.

Как рассчитать плотность — рабочий пример задачи

Плотность — это измерение количества массы на единицу объема. Чтобы рассчитать плотность, вам необходимо знать массу и объем предмета. Формула плотности:

плотность = масса / объем

Масса — обычно самая легкая часть, в то время как найти объем бывает непросто. Предметы простой формы обычно задаются в домашних задачах, таких как куб, кирпич или сфера. Для простой формы используйте формулу, чтобы найти объем.Для нестандартных форм самым простым решением является измерение перемещенного объема путем помещения объекта в жидкость.

В этом примере задачи показаны шаги, необходимые для расчета плотности объекта и жидкости с учетом массы и объема.

Основные выводы: как рассчитать плотность

• Плотность — это количество вещества, содержащегося в объеме. Плотный объект весит больше, чем менее плотный объект того же размера. На нем будет плавать предмет менее плотный, чем вода; один с большей плотностью утонет.
• Уравнение плотности: плотность равна массе на единицу объема или D = M / V.
• Ключ к решению для плотности — указать правильные единицы массы и объема. Если вас попросят указать плотность в единицах, отличных от массы и объема, вам нужно будет преобразовать их.

Вопрос 1: Какова плотность кубика сахара весом 11,2 грамма с размером стороны 2 см?

Шаг 1: Найдите массу и объем кубика сахара.

Масса = 11,2 грамма
Объем = куб со сторонами 2 см.

Объем куба = (длина стороны) ³
Объем = (2 см) ³
Объем = 8 см ³

Шаг 2: Подставьте переменные в формулу плотности.

плотность = масса / объем
плотность = 11,2 грамма / 8 см ³
плотность = 1,4 грамма / см ³

Ответ 1: Плотность сахарного кубика равна 1.4 г / см ³ .

Вопрос 2: Водно-солевой раствор содержит 25 граммов соли в 250 мл воды. Какова плотность соленой воды? (Используйте плотность воды = 1 г / мл)

Шаг 1: Найдите массу и объем соленой воды.

На этот раз есть две массы. Масса соли и масса воды необходимы для определения массы соленой воды. Приведена масса соли, но дан только объем воды.Нам также дана плотность воды, поэтому мы можем рассчитать массу воды.

плотность _вода = масса _вода / объем _вода

решить для массы _воды ,

масса _вода = плотность _вода · объем _вода
масса _вода = 1 г / мл · 250 мл
масса _вода = 250 граммов

Теперь у нас достаточно, чтобы найти массу соленой воды.

масса _всего = масса _соль + масса _вода
масса _всего = 25 г + 250 г
масса _всего = 275 г

Объем соленой воды 250 мл.

Шаг 2: Подставьте свои значения в формулу плотности.

плотность = масса / объем
плотность = 275 г / 250 мл
плотность = 1,1 г / мл

Ответ 2: Плотность соленой воды 1,1 грамм / мл.

Определение объема по смещению

Если вам дан обычный твердый объект, вы можете измерить его размеры и вычислить объем. К сожалению, объем нескольких объектов в реальном мире можно легко измерить! Иногда нужно рассчитать объем по смещению.

Как вы измеряете смещение? Допустим, у вас есть металлический игрушечный солдатик. Вы можете сказать, что он достаточно тяжелый, чтобы утонуть в воде, но вы не можете использовать линейку, чтобы измерить его размеры. Чтобы измерить объем игрушки, наполните мерный цилиндр примерно наполовину водой. Запишите громкость. Добавьте игрушку. Обязательно вытесните все пузырьки воздуха, которые могут прилипнуть к нему. Запишите новое измерение объема. Объем игрушечного солдатика — это конечный объем за вычетом начального объема. Вы можете измерить массу (сухой) игрушки, а затем рассчитать плотность.

Советы по расчету плотности

В некоторых случаях масса будет отдана вам. В противном случае вам нужно будет получить его самостоятельно, взвесив предмет. При определении массы помните, насколько точным и точным будет измерение. То же самое и с измерением объема. Очевидно, что вы получите более точное измерение с помощью градуированного цилиндра, чем с помощью химического стакана, однако вам может не понадобиться такое точное измерение. Значимые цифры, указанные при расчете плотности, соответствуют вашему наименее точному измерению .Итак, если ваша масса составляет 22 кг, сообщать об измерении объема с точностью до микролитра нет необходимости.

Еще одна важная концепция, о которой следует помнить, — имеет ли ваш ответ смысл. Если объект кажется тяжелым для своего размера, он должен иметь высокое значение плотности. Как высоко? Учтите, что плотность воды составляет около 1 г / см³. Объекты с меньшей плотностью плавают в воде, а более плотные тонут в воде. Если объект тонет в воде, ваше значение плотности лучше 1!

Дополнительная помощь по домашнему заданию

Нужны дополнительные примеры помощи по связанным проблемам?

Fiehn Lab — Калькулятор аддукта MS

Этот калькулятор позволяет идентифицировать некоторые ионы аддукта с помощью масс-спектрометрических измерений ESI-MS (электроспрей) или других методов мягкой ионизации, таких как CI-MS, FI-MS, FD-MS, APCI-MS или MALDI-TOF.Фактически, эта задача должна выполняться каждым хорошим программным обеспечением ЖХ-МС автоматически, напрямую интегрироваться, без каких-либо вопросов. Вы можете проверить IntelliXtract или esi — пакет R для аннотации массовых сигналов LC / ESI-MS с помощью xcms. Успешное обнаружение ионов аддукта требует либо чистых масс-спектров, либо деконволюции и обнаружения пиков, либо стадии выбора пика перед назначением аддукта.

Этот шаблон основан на таблице от: Huang N .; Siegel M.M.1; Kruppa G.H .; Laukien F.H .; J Am Soc Mass Spectrom 1999, 10, 1166–1173; Автоматизация масс-спектрометра с ионным циклотронным резонансом с преобразованием Фурье для сбора, анализа и отправки по электронной почте масс-спектральных данных с точной массой и ионизацией электрораспылением с высоким разрешением. [DOI].Другой важный источник, также включающий загрязнения (растворители, пластификаторы, повторяющиеся звенья, кластеры растворителей), скрыт в разделе дополнений . Помехи и загрязнения, встречающиеся в современной масс-спектрометрии (Бернд О. Келлер, Джи Суи, Алекс Б. Янг и Рэнди М. . Whittal, ANALYTICA CHIMICA ACTA, 627 (1): 71-81) [DOI]

Загрузите таблицу EXCEL в формате [XLS]. Пожалуйста, проверьте значения внимательно, некоторые имена ионов в таблице были потеряны во время перевода, для высокой точности массы необходимо включить массу электрона (спасибо Джейсону и Мэтту) [DOI].

Если вас интересует определение молекулярной формулы или определение элементного состава и последующая аннотация структуры изомера, вам могут быть полезны Семь золотых правил. После удаления аддуктов вы можете ввести свои результаты в программу «Семь золотых правил» и найти наиболее вероятные элементные составы. Эти элементные составы могут быть сопоставлены с базами данных молекулярных соединений, чтобы получить первое представление о возможной структуре изомера.Семь золотых правил можно использовать для масс-спектральных данных с низким и высоким разрешением.

Для быстрого расчета формулы масс используйте калькулятор молекулярной массы.
http://www.alchemistmatt.com/mwtwin.html
http://ncrr.pnl.gov/software/

Пример: 1) Найдите аддукт: Taxol, C47H51NO14, M = 853,33089
Введите 853,33089 в зеленом поле и прочтите M + 22,9, m / z = 876,320108

2) Обратное: возьмите результат 12 Tesla-FT-MS из МС m / z = 876,330
подозревая аддукт M + Na, считайте M = 853.340782, введите это значение в средство поиска формул с точностью измерения массы 2 ppm (включен CHNSOP), получите несколько тысяч результатов, сравните изотопную структуру, получите удовольствие.

Таблица 1. Моноизотопные точные массы аддуктов молекулярных ионов, часто наблюдаемые в масс-спектрах ESI (скачайте 2020 XLS для поправок)
					Ваш M здесь:	Ваш M + X или M-X
					853.33089	876,32
Название иона	Масса иона	Заряд	Мульт	Масса	Результат:	Реверс:
1. Режим положительных ионов
M + 3H	м / 3 + 1.007276	3+	0,33	1,007276	285.450906	291.099391
M + 2H + Na	М / 3 + 8.334590	3+	0,33	8.334590	292,778220	283,772077
M + H + 2Na	М / 3 + 15.7661904	3+	0.33	15.766190	300.209820	276.340476
М + 3На	М / 3 + 22.989218	3+	0,33	22.989218	307.432848	269.117449
M + 2H	М / 2 + 1.007276	2+	0,50	1,007276	427.672721	437.152724
M + H + Nh5	М / 2 + 9.520550	2+	0,50	9,520550	436.185995	428.639450
M + H + Na	М / 2 + 11.998247	2+	0,50	11.998247	438.663692	426.161753
M + H + K	М / 2 + 19.985217	2+	0,50	19.985217	446.650662	418.174783
M + ACN + 2H	М / 2 + 21.520550	2+	0,50	21,520550	448.185995	416.639450
М + 2На	М / 2 + 22.989218	2+	0.50	22.989218	449.654663	415.170782
M + 2ACN + 2H	М / 2 + 42.033823	2+	0,50	42.033823	468,699268	396.126177
M + 3ACN + 2H	М / 2 + 62.547097	2+	0,50	62,547097	489.212542	375.612903
М + В	М + 1.007276	1+	1,00	1,007276	854.338166	875.312724
M + Nh5	М + 18.033823	1+	1,00	18.033823	871.364713	858.286177
M + Na	М + 22.989218	1+	1,00	22.989218	876.320108	853,330782
M + Ch4OH + H	М + 33.033489	1+	1,00	33.033489	886.364379	843.286511
млн + К	М + 38.963158	1+	1.00	38.963158	892.294048	837.356842
M + ACN + H	М + 42.033823	1+	1,00	42.033823	895.364713	834.286177
M + 2Na-H	М + 44.971160	1+	1,00	44,97 1160	898.302050	831.348840
M + IsoProp + H	М + 61.06534	1+	1,00	61.065340	914.396230	815.254660
M + ACN + Na	М + 64.015765	1+	1,00	64.015765	917.346655	812.304235
M + 2K-H	М + 76.919040	1+	1,00	76.919040	930,249930	799.400960
M + ДМСО + H	М + 79.02122	1+	1,00	79.021220	932,352110	797.298780
M + 2ACN + H	М + 83.060370	1+	1.00	83.060370	936.3	793.259630
M + IsoProp + Na + H	М + 84.05511	1+	1,00	84.055110	937.386000	792,264890
2 мес. + Ч.	2 млн + 1,007276	1+	2,00	1,007276	1707.669056	1751.632724
2M + Nh5	2M + 18.033823	1+	2,00	18.033823	1724.695603	1734.606177
2M + Na	2M + 22.989218	1+	2,00	22.989218	1729.650998	1729.650782
2 мес. + К	2М + 38.963158	1+	2,00	38.963158	1745.624938	1713.676842
2M + ACN + H	2M + 42.033823	1+	2,00	42.033823	1748.695603	1710.606177
2M + ACN + Na	2M + 64.015765	1+	2.00	64.015765	1770.677545	1688.624235
2 .Режим отрицательных ионов
М-3Н	М / 3 — 1.007276	3-	0,33	-1,007276	283,436354	293.113943
М-2Н	М / 2 — 1.007276	2-	0,50	-1.007276	425.658169	439.167276
M-h3O-H	М- 19.01839	1-	1,00	-19.01839	834.312500	895.338390
М-В	М — 1.007276	1-	1,00	-1,007276	852.323614	877.327276
M + Na-2H	млн + 20.974666	1-	1,00	20.974666	874.305556	855.345334
M + Класс	М + 34.969402	1-	1,00	34.969402	888.300292	841.350598
М + К-2Н	М + 36.948606	1-	1,00	36.948606	890.279496	839.371394
M + FA-H	М + 44.998201	1-	1,00	44.998201	898.329091	831.321799
M + Hac-H	М + 59.013851	1-	1.00	59.013851	912.344741	817.306149
млн + Br	М + 78.918885	1-	1,00	78.918885	932.249775	797.401115
M + TFA-H	М + 112.985586	1-	1,00	112.985586	966.316476	763.334414
2M-H	2M — 1.007276	1-	2,00	-1,007276	1705.654504	1753.647276
2M + FA-H	2M + 44.998201	1-	2,00	44.998201	1751.659981	1707.641799
2M + Hac-H	2М + 59.013851	1-	2,00	59.013851	1765.675631	1693.626149
3M-H	3M — 1.007276	1-	3,00	1,007276	2560.999946	2627.952724

Скорректированные значения (К. Амслер и др. , «Обзор физики элементарных частиц» Physics Letters B667 , 1 (2008))
м (1Н) = 1.00727646677 u = масса протона; заряд +1
m (1H + e-) = 1,00782504 u = масса протона + масса электрона
m (e-) = 0,00054858026 u = масса электрона; заряд -1
m (e-) = 0,000548579 u = новое определение массы электронов

Основными источниками точных значений масс и изотопов являются IUPAC и CAWIA (Комиссия по атомным весам и изотопному содержанию), список последних исправленных значений см. В Pure Appl. Chem., Vol. 75, № 6, с. 683–800, 2003 г.

рекомендуемые значения A (r) должны быть включены в точные вычислители массы, включая поправки на положительные и отрицательные заряды в зависимости от типа ионизации (нечетный или четный электрон).

[PDF] — АТОМНАЯ МАССА ЭЛЕМЕНТОВ: ОБЗОР 2000 (Технический отчет IUPAC)

гравитация — когда знак потенциального минуса, а когда плюс?

Значение потенциальной энергии является абсолютно произвольным, пока вы не определите положение, в котором потенциальная энергия равна нулю, когда, по сути, вы имеете дело с различиями в потенциальной энергии.

$$ V_g = -mgz $$ где $ m $ — масса, $ g $ — сила тяжести, а $ z $ — положительная (?) высота от нулевой потенциальной энергии.

Ваше замешательство связано с этим заявлением, поскольку в нем отсутствуют детали.

На диаграмме ниже я определил положительное направление $ z $.

Если направление увеличения $ z $ определено, если вы перемещаете массу $ m $ вверх на расстояние $ z $, тогда изменение потенциальной энергии будет $ (- mg) (- z) = mgz $.

Это происходит из-за того, что направленная вверх внешняя сила (-mg) переместила массу вверх на расстояние (-z).

Как и ожидалось, это увеличение потенциальной энергии, но обратите внимание, что рост означает, что z становится более отрицательным, и поэтому при оценке изменения потенциальной энергии оно составляет минус $ z $.

Если вы хотите получить фактическое значение потенциальной энергии, вы должны определить ноль потенциальной энергии.

Если вы выбрали позицию $ C $ в качестве нуля потенциальной энергии, то после подъема массы в позицию $ A $ из позиции $ C $ потенциальная энергия массы равна $ (- mg) (- L) = mgL $ .

С другой стороны, если вы выбрали ноль потенциальной энергии в позиции $ A $, потенциальную энергию массы в позиции $ C $, отметив, что для перехода из позиции $ A $ в позицию $ C $ масса движется в положительное направление z равно $ (- mg) (+ L) = -mgL $.

Изменение потенциальной энергии при переходе из положения $ C $ в положение $ A $ одинаково независимо от того, где был определен ноль потенциальной энергии.

конечная потенциальная энергия при $ A $ — начальная потенциальная энергия при $ C $ равна

$ мг / л — 0 = 0 — (- мг / л) = мг / л $

---

Вы могли бы выбрать положительное направление z как восходящее и использовать как изменение потенциальной энергии $ mgz $, отметив, что для подъема массы вверх внешняя сила действует в положительном направлении z.

Если вы выбрали позицию $ C $ в качестве нуля потенциальной энергии, то после подъема массы в позицию $ A $ из позиции $ C $ потенциальная энергия массы будет $ (+ mg) (+ L) = mgL $, как и раньше.

С другой стороны, если вы выбрали ноль потенциальной энергии в позиции $ A $, потенциальная энергия массы в позиции $ C $ равна $ (+ mg) (- L) = -mgL $, опять же, как и раньше. .

---

Итак, совет: определите положительное направление, и если вы хотите найти потенциальную энергию, определите положение, в котором потенциальная энергия равна нулю.

Формула массы: определение и примеры — видео и стенограмма урока

Расчет и измерение массы

Есть два способа определить массу объекта. Первый метод включает в себя немного математики. Масса введена в физику во втором законе движения Ньютона . В этом законе Ньютон утверждает, что когда вы складываете все силы, действующие на объект, называемые суммой сил или чистой силой, и эта сумма не равна нулю, тогда этот объект ускоряется.Этот закон гласит, что сила, действующая на объект, пропорциональна ускорению, которое испытывает объект. Это означает, что если сила увеличивается, ускорение увеличивается, и наоборот, если сила уменьшается, то ускорение уменьшается. Константа пропорциональности силы и ускорения называется массой. Более конкретно, это называется инертной массой.

Инерционная масса определяется как сопротивление объекта ускорению. Это означает, что чем больше инерционная масса, тем труднее ускорить этот объект.Давайте снова посмотрим на наши шары для боулинга и пинг-понга. Если я приложу одинаковую силу к обоим шарикам, какой объект будет иметь большее ускорение? Ответ — шар для пинг-понга, потому что он имеет меньшую инерционную массу и, следовательно, будет легче ускорить шар для пинг-понга, чем шар для боулинга. Эта система уравнений дает нам формулу для расчета массы объекта, если мы знаем силу, действующую на него, и ускорение объекта:

Чистая сила объекта равна массе, умноженной на ускорение.Массу можно рассчитать, разделив чистую силу, действующую на объект, на его ускорение. Говоря о чистой силе, мы используем единицы килограмм-метр на секунду в квадрате. Это также известно как Ньютон. Единицы измерения ускорения — квадратные метры в секунду, а единицы массы — килограммы.

Давайте сделаем пример. Вы толкаете тележку на 8,0 Ньютон, заставляя ее ускоряться со скоростью 0,50 м / с / с.Какая масса у корзины покупок?

Мы знаем, что масса равна чистой силе, деленной на ускорение. Мы знаем, что чистая сила равна 8 Ньютонам, или 8 килограммам на секунду в квадрате. Ускорение составляет 0,5 метра в секунду в квадрате. Метры в секунду в квадрате компенсируют друг друга, и затем мы делим 8 на 0,5, что означает, что мы получаем массу в 16 килограммов. Как видите, если вы знаете силу, действующую на объект, и ускорение, возникающее в результате этой силы, вы сможете рассчитать массу объекта.

Для большинства объектов вам не нужно знать силу или ускорение, если у вас есть масштаб. Второй метод, используемый для определения массы объекта, — это просто поставить объект на весы. Если на весах указаны граммы или килограммы, это измерение массы. Любая шкала с фунтами измеряет вес, который, как мы теперь знаем, представляет собой совершенно другое измерение. Конечно, для некоторых объектов, таких как корабль или автомобиль, очень сложно найти масштаб для таких массивных объектов.Затем в этих случаях вы можете разрабатывать эксперименты, в которых вы прикладываете к объекту известную силу, а затем измеряете результирующее ускорение. Затем вы можете определить массу большого объекта.

Резюме урока

Масса — это мера того, сколько материала находится в объекте. Более формально масса или инерционная масса — это мера сопротивления ускорению. Чем больше инерционная масса, тем труднее разогнать объект. Мы можем либо измерить массу с помощью шкалы, либо вычислить массу объекта.