Velkommen til min blogg som fungerer som et oppbevaringssted og oversikt over gamle, nåværende og fremtidige prosjekter i forbindelse med skole og utdanning.

Den er i første omgang ment som et samlingsted for alle mine logger, rapporter og journaler; og serverer dem i lettlest kronologisk rekkefølge.

Lett krydret med personlige innlegg om meg og min vandring gjennom en nokså merkverdig verden.

Legal disclaimer: Several images and other resources within this site have been shamelessly scavenged from the internet without permission. Their use is solely for personal education and no infringement on anyone's copyrights or the like is intended.

If you feel your material has been used wrongly on this site, please send an email to me and the offending material will be removed. See "contact" for contact info.

October 21, 2016

En uvanlig uke

October 21, 2016/ Jørgen Jansen

Denne uken har gått både fort og tregt. Den har vært svært uvanlig med mange forskjellige ting som har skjedd.

På tirsdag og onsdag hadde vi besøk av aspirerende fremtidige TIP elever fra tiende klassinger fra diverse skoler. Vi hadde flere forskjellige stasjoner med ulikt innhold som de kunne bryne seg på. Aktivitetene bestod av 3D-printing, lodding, Arduino prosjekter, boring, dreiing m.m.

Jeg hadde ansvaret for å vise de besøkende litt om dreiing og overse når de forsøkte å lage en ring. Dette gikk stor sett greit, de fleste fikk det til og ble fornøyd med arbeidet sitt, selv om det var vanskelig å få diameteren korrekt, så det var ikke alltid fingeren fikk plass eller satt godt nok. Gullsmed skal jeg ihvertfall ikke bli.

Når jeg ikke hadde noen å undervise utførte jeg diverse vedlikeholdsoppgaver. Jeg lagde blant annet en foring til en del på søylebormaskinen, noe som gjorde at jeg fikk prøve å dreie nylon! Dette var meget interessant og resultatet ble ypperlig.

Utover det monterte jeg en ny skrustikke på den ene fresen, så nå begynner de å bli klare til å brukes.

Jeg gleder meg som en liten unge til å begynne å bruke fresemaskinene!

Mandag og torsdag gikk med på teori om gjenger og gjengerelaterte ting, samt litt generell opprydding og sortering av bolter og ting og tang.

På fredag var vi på Oslo Skaperfestival på hovedbiblioteket til Deichmanske! Der var det samlet folk og utstyr fra alle Oslo's hjørner fra HIOA og UIO til camp arrangører, kunstnere, leverandører og produsenter. Mye moro der og fikk prtatet med mange som holder på med mye av det vi for øyeblikket lærer og skal lære.

Absolutt en spesiell uke.

October 15, 2016

Dreieøvelse 1 - Produksjon 2

October 15, 2016/ Jørgen Jansen

Nå har vi begynt å lære å dreie, noe som jeg har gledet med veldig til. Dreiing er den mest tradisjonelle og grunnleggende delen av maskinering og er en sponskjærende materialfjernende bearbeidingsmetode for å lage runde objekter, slik som aksler og bolter.

Det er sagt om dreiebenken at den er det eneste verktøyet som kan lage seg selv.

Som første oppgave skulle vi lage en eller annen form for aksling. Sluttresultatets bruk var ikke spesifisert, men det er bare for å lære seg hvordan maskinen funker og hvordan men dreier.

Som man kan se på bildet til høyre skal den være 140mm lang med en senterseksjon på 60mm som skal være 30mm tykk. Det skal være en 24mm tykk seksjon, 40mm lang på hver side. Overgangen mellom den midterste seksjonen og endestykkene skal ha en radius på 2mm.

Som jeg forklarte om tidligere er det viktig å ha korrekt skjærehastighet og matehastighet når man dreier. Jeg startet med å bruke et wolfram kobolt karbid verktøy.

Dersom man ser på anbefalte skjærehastigheter på hardmetall bits kan man se at de krever en mye høyere skjærehastighet enn vanlig hurtigstål. Dette er fordi hardmetall bits er ekstremt harde men også veldig skjøre, så de foretrekker å "rive" vekk materiale fortere, i steden for å "dra" det av saktere, som skaper mer trykk på verktøyet og det kan knekke.

Denne skjærehastigheten kombinert med at jeg starter med 30mm stål gir meg et omdreiningstall på ganske nøyaktig 2500 RPM.

Dreiebenken jeg bruker går ikke høyere enn det så da er det bare å sette den så fort den kan gå og håpe på det beste.

Over ser man et diagram over hvordan spakene på dreiebenken må stå for å få spesifikke turtall.

Som man kan se her er det fire spaker som må flyttes. Hver spak har 2 mulige posisjoner. For å få 2500 RPM må de to øverste stå til høyre og de to nederste stå rett opp og ned.

Da setter vi i gang!

Jeg begynte med å gjøre lengden på arbeidstykket korrekt, ved å først skjære endene fine og flate og så måle med skyvelære og ta av det som trengtes på en ende. Deretter begynte jeg å lage den ene seksjonen på 40mm ved å føre skjæret innover arbeidsstykket i flere passeringer. Jeg gikk 0,5 til 1 mm innover i arbeidsstykket for hver passering. 1mm fungerte greit, men 0,5mm skapte en finere overflate.

Helt til slutt lot jeg det være igjen 0,5 millimeter og tok arbeidsstykket ut av kjoksen, verifiserte med skyvelæret hvor mye som måtte fjernes, satte stykket tilbake i kjoksen og rekalibrerte verktøyet.

Dreiebenken har også en fin digital avleser som gjorde arbeidet meget eksakt.

Det første resultatet ble veldig eksakt med tanke på målene, men overflaten ble jeg ikke fornøyd med. Vi ble også fortalt å ignorere radiusen i overgangen ettersom vi ikke hadde noen verktøy som kunne produsere den, men da satte jeg ut for å slipe mitt eget.

Man kan i tillegg til hardmetall bits bruke hurtigstål, som er svært hendig ettersom man kan slipe og forme det nøyaktig til den jobben man skal utføre.

Jeg trengte et skjær med en radius på 2mm. Jeg tok et stykke dreiestål og slipte det ned til jeg fikk den formen jeg trengte.

Når man sliper et skjær er det viktig at det er spisst, slik at man ikke skaper for mye kontantflate mot det som skal dreies. Dette skaper unødvendig motstand og kan skade skjæret eller påvirke overlfate-finheten.

Det er også viktig at det har en nedadgående vinkel på to akser fra kuttestedet for å ha et effektivt skjær og slik at sponet her en rask og enkel måte å evakuere på slik at det ikke blir sittende i skjæret og påvirker kuttingen. Det er viktig å passe på at den skjærende delen av skjærehodet er det eneste som er i kontakt med arbeidssykket og at de andre flatene har god klaring.

Verktøyholderen som holder hurtigstålet har en litt annen utforming enn det som holder hardmetallet, så holderen må sentreres på nytt for å sikre god skjæring, det vil si midt på arbeidsstykket slik at det går en vannrett linje fra senter av det som dreies og ut til skjæret.

Jeg brukte radiuslære for å finne korrekt form på skjæret.

Ved å benytte hurtigstål måtte jeg senke skjærehastigheten, som gav meg et nytt omdreiningstall på mye lavere 350 RPM. Det nærmeste dreiebenken hadde var 315 RPM. Denne hastigheten fungerte fint.

Hele denne delen ble dreiet med det egenslipte hurtigstålet.

Denne ble bedre, med litt grovere overflate, men jevnere og uten synlige skader. Målene ble eksakte og radiusen ble nokså korrekt.

Dette var en nokså enkel oppgave, men den har vært en god introdusksjon til dreiing og jeg har lært mye om hva man skal og ikke skal gjøre. Jeg er ikke helt fornøyd med sluttresultatet, hovedsaklig så ble radiusen på den ene siden litt feil, men det var på grunn av at skjæret ble litt skadet. Jeg har mye igjen å lære og til det gleder jeg meg veldig.

September 29, 2016

Ventilblokk - Produksjon 1 - Del 2

September 29, 2016/ Jørgen Jansen

I del 2 av produksjonen av ventilblokken skulle vi lære å bruke søylebormaskin og gjengetapp. Det skulle bores en del diverse hull i blokken slik som på tegningen under. Noen hull skulle ha gjenger og noen skulle forsenkes.

Klikk på bildene for å se en større versjon

Jeg begynte med å markere opp på arbeidstykket hvor hullene skulle være. Alle hullene på baksiden har en avstand fra hverandre på 14mm.

Jeg benyttet rissepenn, kjørner, målestokk, vinkel og skyvelære.

Rissepenn, markerer linjer og streker i metall.

Kjørner, lager små merker i metall for å indikere hvor linjer krysser, viktige punkter eller hvor det skal bores. Hjelper til å sentrere mindre bor.

Som nevnt i Del 1 så er ikke dimensjonene på blokken helt eksakte, den er ikke nøyaktig 60mm bred siden den ble pusset ned gankse mye, så dersom jeg hadde målt 30mm inn fra en side, som man på tegningen kan se er der senterlinjen skal være, ville den ikke blitt sentrert korrekt. Derfor målte jeg bredden på begge sidene og delte denne i to for å få senter. Det viste seg at senter var ca 29,7mm inn, som er halvparten av 59,4, så blokken er litt over en halv millimeter for tynn. Jeg tenkte det var viktigere at alle hullene var sentrert korrekt, i steden for at avstanden til veggene var korrekt, det vil si at jeg så målte 14mm ut fra senter i steden for å måle 16mm inn fra hver side.

Dette er presisjonsarbied, men det er vanskelig å gjøre det presist. Hvor man legger målestokken eller vinkelen inntil merkene man har laget for å trekke en linje, kombinert med hvordan men holder rissepennen og hvordan den hviler mot det man bruker til å føre den med kan gjøre store endringer i hvor linjen ender opp med å være. Det kan være fiklete å trekke en korrekt strek, men det kommer vel med trening.

Jeg ble stort sett fornøyd med oppmerkingen. Jeg er ikke helt sikker på hvordan det kunne gjøres bedre med det verktøyet jeg hadde til rådighet, men jeg endte opp med å ikke følge oppmerkingen så veldig uansett. Mer om det senere.

Diameter, skjærehastighet, matehastighet og omdreiningstall

Når man borer, dreier, freser eller utfører annen sponskjærende bearbeiding er det viktig at det som roterer, enten det er verktøyet eller arbeidsstykket, gjør det med optimal hastighet.

Jeg er personlig mer vant til å bruke engelske begreper som "revolutions per minute", "cutting speed" og "feed rate".

Jeg skal forsøke å forklare på norsk, men det er en veldig god forklaring om konseptet på engelsk på Wikipedia her.

Skjærehastighet (cutting speed)

Skjærehastighet (Vc), som måles i meter per minutt (m/min), er hvor fort arbeidsstykket "løper" over skjæret eller skjæret "løper" over arbeidsstykket. Det er altså overflatehastighet.

Skjærehastighet er ikke noe vi "vet". Det må regnes ut. Eller rettere sagt, det brukes til å regne ut omdreiningstallet. Alt vi vet er diameteren på boret og hastighetene vi kan bruke. Selve skjærehastigheten er funnet ut av produsentene av materialet og verktøy og lignende. Etter mye eksperimentering har de funnet ut hvilken hastighet som er best å bruke på hvilket materiale.

Skjærehastighet er et direkte produkt av diameter og omdreiningstall (RPM). Når noe spinner så er det sagt at antallet rotasjoner i minuttet er konstant uansett hvor bredt det som spinner er. Altså har det ingen betydning hvor langt fra senter noe er, det bruker like lang tid på å gå en runde rundt senterpunktet.

Grunnen til at vi deler på 1000 er fordi diameteren oppgis i millimeter og for å konvertere millimeter til meter så deler vi på 1000. Så millimeter per minutt (mm/min) blir til meter per minutt (m/min).

Vi kan, mye på samme måte som Ohms lov, benytte en formeltrekant for å se sammenhengen mellom diameter og omdreiningstall.

Tiden det tar for boret å rotere en gang er konstant, men hastigheten boret møter materialet på er større jo tykkere boret er. Jo lenger ut fra senter man kommer jo fortere går det. Hastighet er avstand delt på tid, så skjærehastigheten kan endres ved å endre på de variablene.

Bruker du tynnere bor går avstanden (diameteren) ned, altså må tiden boret bruker på å gå rundt en gang også ned for å opprettholde samme skjærehastighet, derfor må vi øke omdreiningstallet (turtallet).

Bruker du tykkere bor går avstanden (diameteren) opp og for å opprettholde samme skjærehastighet må tiden boret bruker på en revolusjon også opp, altså må omdreiningstallet (turtallet) ned.

Her kommer nomogrammet inn. I stedenfor å regne ut omdreiningstallet manuelt med formelen

kan vi istedenfor se på nomogramet til høyre og fylle inn de variablene vi vet for å finne ut hvor fort vi skal stille verktøyet til å gå. Når vi vet skjærehastigheten som er optimalt for det materialet vi jobber med, som vi får opplyst fra godt etablerte kilder som for eksempel Verkstedhåndboka, og vi vet diameteren kan vi følge de to linjene på monogramet til de krysser og se hvilken katergori det faller i.

I eksempelet til høyre skal vi bruke en skjærehastighet på 26 m/min og diameteren på boret er 22mm. Hvor fort må boret gå rundt for å oppnå en hastighet, der det er tykkest, på 26 m/min? Vi ser at de to linjene møtes såvidt over 350 RPM . Hvis vi regner det ut med formelen får vi 376 RPM, så dette stemmer godt.

Dersom vi vet omdreiningstallet og diameter, og vil finne skjærehastigheten, kan vi benytte en snudd versjon av formelen slik:

Matehastighet

Matehastighet er hvor fort verktøyet beveger seg inn i arbeidsstykket, eller arbeidsstykket beveger seg inn i verktøyet.

På bildet til venstre representerer pilene følgende:

Skjærehastighet og matehastighet er essensielle verdier når det kommer til optimal sponskjæring.

Matehastighet måles i millimeter per revolusjon (mm/r), det vil si hvor mange millimeter innover i arbeidsstykket verktøyet trygt kan bevege seg per omdreining. Dette er et veldig lite tall, for eksempel 0,15, som betyr at verktøyet bør kutte vekk 0,15 mm med materiale på en omdreining. Dette kan ganges med omdreiningstallet for å finne hastigheten, det vil si millimeter per minutt (mm/min).

Så ved å se på tabellen under, dersom vi borer med hurtigstål i NS-EN 10025 FE430C konstruksjonsstål med et bor på 15mm og bruker en matehastighet på 0,15 mm/r får vi en skjærehastighet på 40 m/min. Dette gir oss et omdreiningstall på ca. 840 r/min.

Hvis vi ganger matehastigheten med omdreiningstallet får vi en matehastighet på 126 mm/min. Dersom man freser må man også gange med antallet tenner på verktøyet for å fordele arbeidet optimalt mellom tennene, men dette kan sløyfes om man dreier siden man kun bruker én "tann".

FR = Feed rate (matehastighet oppgitt i mm/min)

RPM = Revolutions per minute (omdreiningstall)

T = Number of teeth (antall tenner på verktøyet)

CL = Chip load (matehastighet oppgitt i mm/r)

For å sikre optimal sponkjæring og maksimal vertøylevetid er det viktig å vite disse to hastighetene.

Diagram over effekten av skjærehastighet og matehastighet

Senterbor

Senterbor brukes for å enklere og mer presist lage hull i materialer, og for å skåne større bor. Det har en liten tynn tapp på bare noen få millimeter, som gradvis blir større, opp til 5mm på bildet over. Den har en liten spiss for å gjøre det enkelt å posisjonere det nøyaktig og sentrere hullet korrekt som gradvis sklir over til en større diameter for å klargjøre hullet for større bor som ikke kutter like godt nær senter, samt at den tykkere kroppen bidrar til økt stabilitet og presisjon. Hullet senterboret lager er også kjent som "pilot hole" på engelsk, hvilket forklarer at hullet leder og fører etterfølgende bor på rett vei. Uten det kunne bor som ikke kutter så godt i senter begynt å "vandre" og hullet ville endt opp på feil sted og boret ville boret skjevt og potensielt knukket.

Gradvis forstørring

Etter at senterboret hadde plassert hullet økte jeg gradvis størrelsen på hullet, først helt gjennom med 5mm, deretter fullførte med 8mm bor som var det hullet skulle være. Dette er for å skåne 8mm boret som slipper å gjøre like mye arbeid i midten, samt at det ikke trenger å produsere like mye spon og sponet som blir produsert har en enkel vei å evakuere, ned.

Da jeg boret hullene på sidene brukte jeg en trekloss til å holde arbeidsstykket på plass vannrett og for å ikke bore ned i tvingen på grunn av overhenget.

Etterhvert som jeg ble mer kjent med maskinen oppdaget jeg den digitale avleseren. Den var innstilt på tommer av en eller annen grunn, men etter at vi fant ut hvordan man endret enhetene til metrisk viste denne seg å være ekstremt mye mer nøyaktig enn mitt øyemål og gjorde hele operasjonen mye mer nøyaktig og enklere.

Med en oppløsning helt ned til 5 mikrometer og et godt utgangspunkt gjorde jeg mesteparten av den gjenstående boringen med hjelp av denne. Resultatet ble veldig bra.

Morsekonhylse / konisk tange

Det er koniske hylser som man trer inni hverandre til man når diameteren på boret man skal bruke. De holdes kun på plass av friksjon, men de låser seg fast inni hverandre og selve dreiemomentet blir overlevert via toppen som går inn i et lite hakk.

14mm hullene måtte bores på en litt annerledes måte enn de mindre hullene. De fleste kjokser aksepterer ikke bor større enn 10-15mm så dersom man skal ha slike tykkelser må man gruke noe som heter morsekonhylser.

For å få dem fra hverandre må man benytte en konisk tange-nøkkel for å brekke dem fra hverandre.

Forsenker

Fire av hullene skulle forsenkes. Det vil si at det bores en kon eller forstørret hull et lite stykke ned i det hullet skruen eller bolten skal gjennom slik at når den er skrudd inn ligger den flatt med overflaten og stikker ikke ut.

Forsenkningene skulle være 10mm i diameter ved overflaten. Forsenkeren er 90 grader, det vil si at forsenkningen er 5mm dyp.

Dette gikk relativt greit. Dybdemåleren på søylebormaskinen var i ustand så jeg endte opp med å forsenke litt og sjekke med skyvelæret. Dette gjentok jeg til forsenkingen ble korrekt. Det finnes mer nøyaktige og bedre måter å gjøre det på, men det funket greit slik jeg løste det.

Gjenging

Helt til slutt skulle fire av hullene gjenges med M8 gjenger. M står for "metrisk" og 8 er diameter på bolten. Når det kommer til innvendige gjenger så er 8 mm diameteren mellom dalene i gjengene. For å lage gjenger borer man med et bor som er litt mindre enn gjengene man skal bruke. Dette kalles et gjengebor og er spesiallaget for dette formålet.

Etter at hullet er boret bruker man en gjengetapp for å skjære ut korrekte gjenger i hullet. Grunnen til vi bruker 6,8mm bor er for å ha nok materiale til overs når vi gjenger til å lage gjengene.

8 - 6,8 = 1,2 Gjengene blir altså da 0,6mm dype.

Det er viktig å være varsom og gå rolig til verks. Selv om gjengetappen er selv-sentrerende, er det viktig når man starter å sørge for at den står rett. Tar man for hardt i kan man strippe gjengene. Det er også lurt å stoppe og vri litt tilbake med jevne mellomrom for å løsne på og få ut sponet, slik at det ikke bygger seg opp og skader eller misformer gjengene.

Bolter er ofte beskrevet med mange forskjellige tall:

M8 x 1,25 x 40 betyr for eksempel Metrisk 8mm bolt med gjengestigning 1,25mm som er 40mm lang.

Gjengestigning er hvor langt oppover bolten gjengene har beveget seg på en runde rundt bolten.

Oppsummering

Dette har vært en interessant og utfordrende oppgave som jeg har lært mye av. Noe har blitt gjort riktig og noe har blitt gjort mindre riktig, men det er feilene man lærer av. Presisjon er ikke gjort på 1-2-3!

September 21, 2016

Lodding

September 21, 2016/ Jørgen Jansen

Vi lærer om elektrisitet og teori rundt det, men vi må også kunne litt om praktisk elektronikk.

Lodding er en grunnleggende ferdighet når det kommer til å lage elektriske kretser. Ikke like viktig hvis man skal bli bilmekaniker riktignok ettersom det meste i biler er koblet sammen med kabelsko, men allikevel viktig å kunne, spesielt siden biler blir mer og mer avanserte og inneholder stadig mer finelektronikk.

Typer lodding

Det finnes et par ulike typer lodding, men de dreier seg stort sett om det samme; smelte tinn for å skape en solid binding mellom to ledere.

Innenfor finelektronikk og kretskort finnes det hull-montert og overflate-montert lodding. Hull-montert vil si at det er et hull tvers gjennom kretskortet der komponentene sitter på den ene siden og terminalene (komponentbeinene) stikker gjennom kretskortet og er loddet fast på den andre siden, der det vanligvis er små eksponerte kobberflater som loddetinnet kan feste seg til.

Overflate-montert vil si at komponentene er loddet rett på en side. Dette har flere fordeler som at begge sidene av kretskortet kan ha komponenter, begge sidene kan ha ledere eller at kretskortet har flere lag med ledere som brukes i veldig kompakte og avanserte kretser. Monteringsmåtene kan også kombineres.

Til dette brukes ofte varmluftslodding, i motsetning til loddebolt. Dette er nyttig når man skal plassere eller fjerne IC-komponenter (integrerte kretser) med mange ben.

Lodding kan selvsagt brukes til grovere arbeid også som å skjøte eller koble sammen ledninger direkte.

Det blir også mye brukt i rørleggerbransjen til å koble og forsegle kobberrør.

For å fjerne loddetinn kan man bruke kobbernetting som absorberer loddetinnet eller en "lodde-suger" som suger opp det oppvarmede loddetinnet som en liten støvsuger.

Hvordan det gjøres

Å lodde er ingen heksekunst, det er lett å lære, men vanskelig å mestre. En god lodding skal være skinnende og blank og ha en lett konkav kurve.

Som man ser på bildet over føres tinnet på på motsatt side av loddebolten. Det er jo tross alt ikke loddebolten man skal lodde fast. Dette gjøres for at tinnet skal lettere få tilgang til alle kriker og kroker det skal flyte inn i. Når det blir varmt nok vil det oppføre seg litt som vann og snike seg inn der det skal, men det har en meget høy overflatespenning som kontaktflatene som skal loddes må bryte, derfor må de være varme nok. Det er allikevel lov og ofte brukt å putte litt tinn på loddebolten eller flussmiddel på flatene i forkant av loddingen for å bidra til raskere oppvarming og bedre flyt.

Det er viktig å ha nok varme og å varme opp basen og terminalen tilstrekkelig for at tinnet skal flyte godt og binde seg skikkelig til begge delene av det som skal loddes. Dersom loddetinnet blir smeltet utover noe som ikke er tilstrekkelig oppvarmet vil det ikke binde seg til kontaktflatene, men binde seg til seg selv og ikke skape ordentlig kontakt mellom lederene. Dette kalles kaldlodding og ser ofte ut som perler eller klumper.

Det er også viktig å ikke bevege komponenten mes loddetinnet stivner. Dette kan skape ujevnheter i loddingen og gjøre at den kan sprekke opp eller brekke.

Man må også passe på å ikke bruke for høy varme. Dette kan smelte eventuell isolasjon eller kretskort og/eller skade komponenten man skal lodde fast i tillegg til å gjøre det vanskelig å lodde ordentlig.

Pass også på å bruke riktig mengde loddetinn. For mye loddetinn kan lage broer eller kortsluttninger mellom komponenter og kretsen vil ikke fungere som planlagt. For lite loddetinn kan skape en dårlig forbindelse eller komponenten kan løsne.

Flussmiddel er ofte brukt i lodding og bidrar til å skape en ren, pen og godt distribuert lodding. Det fungerer mye på samme måte som skjoldgass i sveising som hindrer oksygen å binde seg til det varme metallet og gjøre det porøst o.s.v.

Det reagerer med loddetinnet og skaper en hinne rundt tinnet og loddepunktet, samt å kjemisk hjelpe tinnet å binde seg til kontaktflatene.

Det kommer ofte i form av noe som kan minne om honning, men det er kanskje enda vanligere i dag å benytte loddetinn med flussmiddel-kjerne som tilfører flussmiddel automatisk når man lodder. Flussmiddel på boks blir hovedsaklig brukt i overflate-montert lodding i dag.

Oppgaver

Vi fikk utdelt hvert vårt sett med Velleman loddeøvelser som inneholdt en loddebolt, loddetinn, avbitertang og kretskort med komponenter.

Oppgave 1

Begynn med å avisolere to ledningsender og lodd disse sammen til en sterk sammenføyning. Øv deg på å lodde sammen mange ledninger.

Avisolerte to ledninger og loddet dem sammen som vist til venstre.

Jeg dyttet lederene inn i hverandre for å sikre en god og sikker sammenbinding.

Oppgave 2

Hva menes med kaldlodding?

Kaldlodding forekommer når loddepunktene ikke er tilstrekkelig oppvarmet og får tilført loddetinn uten at det binder seg ordentlig til overflaten. Kaldloddinger har en tendens til å se klumpete ut ettersom loddet ikke vil spre seg ut på de overflatene som ikke var varme nok og binder seg til seg selv istedenfor å binde seg til kontaktflatene.

Vi ble utdelt 4mm² ledning som den loddebolten vi brukte ikke var kraftig nok til å varme opp tilstrekkelig. Til venstre ser du et typisk eksempel på kaldlodding. Man kan se at lodetinnet ikke sprer seg jevnt utover kobbertrådene i lederen, men klumper seg opp og fester seg kun til den delen av kobberet som ble tilstrekkelig oppvarmet.

Oppgave 3

Hele klassen jobber sammen om å få lys i en 12V lykt. Lag en pluss- og minusledning ved at alle elevene lodder sammen sin lendningsstump. Koble på lykta og til et 12V batteri og se om lampa lyser.

Suksess!

Oppgave 4

Begynn å lodde kretskortet som ligger i settet. Begynn på oppgave 1 også til oppgave 2. Se etter at det virker før du går på neste oppgave.

Oppgave 5

Lag en liste over alle elektriske komponentene som er i loddesettet og forklar hva det er og hva de brukes til.

Motstand / resistor (statisk / potensiometer)

Motsander er passive komponeneter og brukes til å begrense strøm og senke spenninger i kretser. En motstands evne til å hindre flyt av strøm kalles resistanse og måles i Ohm.

De har ulike verdier avhenging av fargekoden sin.

Det finnes også variable motstander, potensiometere, som endrer motstand når man vrir på dem.

Den kan kobles på mange måter. Kobler du til V+ og V- til A og B kan du få ut et signal på W. Kobler du V+ og V- på A og W eller W og B kan den brukes som en direkte motsand som endre trimmer opp eller ned motstanden.

Kondensator (keramisk / elektrolytisk)

Kondensatorer er passive komponenter som fungerer som små midlertidige batterier og lagrer strøm i korte perioder for så å frigi den når energien blir stor nok.

Tenk på dem som små demninger som samler vann helt til det blir fullt og demningen brister slike at alt vannet strømmer ut. Så blir demningen bygget opp igjen og alt gjentar seg. Dette skjer veldig fort. Det er ikke helt korrekt ettersom ingen elektroner faktisk flyter gjennom kondensatoren, men heller får elektroner på den andre siden til å flytte seg, som om de tar over stafettpinnen.

De fungerer ved at to elektroder som er koblet til hver sin terminal har et dielektrisk materiale i mellom seg som forhindrer strøm å flyte fritt, men blir samlet opp på en side. Den ene siden blit positivt ladet og den andre blir negativt ladet.

En kondensators evne til å lagre energi kalles kapasitans og måles i Farad.

Oversikt over oppbyggningen av en kondensator

Transistor

Veldig simpelt forklart så fungerer de som brytere som blir aktivert av strøm / mangel på strøm. I denne illustrasjonen ville NC vært en PNP transistor og NO ville vært en NPN transistor.

Transistorer er halvledere or er i bunn og grunn elektriske brytere. Må ikke forveksles med reléer som bruker elektromagnetisme.

De er etterkommeren av vakuumtuben og vi kan takke dem for stort sett all moderne teknologi.

De kommer i mange varianter og utgaver, men deles hovedaklig inn i to kategorier; PNP og NPN.

NPN står for NEGATIVE-POSITIVE-NEGATIVE og lar strøm flyte fra Collector til Emitter når Base får en positiv spenning.

PNP står for POSITIVE-NEGATIVE-POSITIVE og lar strøm flyte fra Collector til Emitter når Base får en negativ spenning (ingen strøm).

Transistorer brukes hovedaklig til å generere signaler eller kontrollere høyere spenninger.

LED (lysdiode)

Den består av en anode (+) og en katode (-) der den lange terminalen er anoden. Den har også vanligvis en flat side for å indikere katode-siden.

De er veldig energieffektive og har lang levetid.

LED (Light-Emitting Diode) er en diode som gir fra seg lys når den får en spenning.

En diode er en halvleder-komponent som kun leder strøm en vei.

Mikrofon

Mikrofoner er på sett og vis omvendte høyttalere. De inneholder en membran som blir påvirket av lydbølger og beveger en magnet frem og tilbake i en spole som genererer et signal.

Oppgave 6

Hvilke oppgaver har flussmiddelet som er i loddetinnet?

Det reagerer med loddetinnet og skaper en hinne rundt tinnet og loddepunktet, samt å kjemisk hjelpe tinnet å binde seg til kontaktflatene.

September 15, 2016

Strøm, spenning og Ohms lov

September 15, 2016/ Jørgen Jansen

Vi har i det siste lært om strøm og spenning, mye på grunn av mine medelevers fremtidige utdanning innen bilmekanikk. Elektrisitet er ikke ukjent for meg, ettersom jeg allerede har fullført 2 år med elektroutdanning på den samme skolen jeg nå omutdanner meg på. Men det skader ikke med litt repetisjon.

De fleste har vel en viss anelse om hva elektrisitet er og hvordan det fungerer. Det er allikevel enkelt å ta det for gitt at det kommer energi ut av veggen din hjemme, men for den som hvis kunnskap stopper der kan man like gjerne kalle det magi. Men mye er jo akkurat det i dagens samfunn.

Det er mye jeg ikke kan noe om, men jeg kan prøve å forklare hvordan elektrisitet fungerer.

Elektrisitet er i bunn og grunn elektroner som flytter seg, det vil si hopper, med forskjellig "hastighet" og "styrke", fra atom til atom gjennom forskjellige materialer i en kjedereaksjon.

Gode ledere av elektrisitet er for eksempel kobber, aluminium, gull og sølv. De fleste metaller leder strøm siden de ligger ganske midt i det periodiske system, som betyr at de har et antall elektroner som gjør at det ikke skal så mye til at de gir fra seg eller mottar elektroner. Men atomene vil selvfølgelig opprettholde sitt korrekte antall elektroner så når de mottar ett ekstra elektron på den ene siden, spytter de ut et på den andre siden til neste atom.

Metaller er snille grunnstoffer når det kommer til å lede strøm, i motsetning til alkaliske stoffer helt til venstre som har få elektroner og er veldig gjerrige, og edle stoffer helt til høyre som har akkurat riktig mengde elektroner og vil ikke motta noen fler.

Det finnes unntak selvsagt, som Neon som blir brukt mye i lys, og Lithium som blir mye brukt i batterier. Ikke nødvendigvis fordi de er gode ledere, men de har sin plass i elektrisitetens verden de også.

Strøm

Elektrisitet er et produkt av to essensielle faktorer; strøm og spenning. Strøm er bokstavelig talt flyten av elektroner i en leder målt i Ampere.
Flere elektroner = mer strøm. Ampere (A), oppkalt etter André-Marie Ampère og defineres matematisk med bokstaven "I", er hvor mange elektroner som passerer et punkt på ett sekund. Må ikke forveksles med Coloumb, som er mengden ladning(et antall elektroner) som befinner seg på et punkt på hvilket som helst tidspunkt .

Den offisielle definisjonen er: «To parallelle og uendelig lange, rette, tynne ledere er plassert i vakuum med innbyrdes avstand én meter. Det går samme strøm i begge lederne. Dersom de påvirker hverandre med en lineær kraft på 2 × 10−7 newton per meter leder, er strømmen én ampere».

Siden elektroner er negativt ladede partikler går de fra minus til pluss, men strømmen beveger seg fra pluss til minus.

Det har vært mye frem og tilbake opp gjennom historien om hvilken vei strømmen egentlig går, men det har praktisk talt svært lite å si. Det er absolutt betydelig, men for dagligdags bruk er det helt irrelevant.

Spenning

Spenning er på sett og vis hvor "kraftig" strømmen flyter. Det er feil å si "fort" ettersom elektrisitet beveger seg med tilnærmet lik lysets hastighet, men for å forklare det enkelt er det "trykket". Spenning måles i Volt (V), oppkalt etter Alessandro Volta og defineres matematisk med bokstaven "U", og den offisielle definisjonen av en volt er: «Det elektriske potensialet (spenningen) over en leder når denne avgir 1 watt (W) effekt og fører en strøm på 1 ampere (A)».

I motsetning til strøm er spenning noe vi kan generere og kontrollere. Det vil si, når man genererer "strøm" så genererer man egentlig spenning, evnen til å flytte strøm. Ved å øke forskjellen på den positive og negative ladningen i kretsen kan man øke strømmens "vilje" til å flyte gjennom materialer.

Strømmen i seg selv beveger seg kun når kretsen sluttes og kan kun kontrolleres med motstander og forbruk.

Derav lynnedslag. Luft leder ikke strøm veldig godt. Tordenvær oppstår når spenningen i skyene blir så stor og elektronene vil ned til bakken så kraftig at de overkommer motstanden i luften og lager en lysbue for å frigjøre ladningen sin. Her snakker vi om flere hundre millioner volt og titusener av ampere.

Det er en vanlig misoppfatning at høy spenning dreper deg, eller at mye strøm dreper deg, men det er kombinasjonen av de to som dreper. Høyspenningssjokk opplever man på en daglig basis, når man får støt av statisk elektrisitet og lignende. Høy spenning, nok til å lage små lysbuer, men svært få elektroner som blir flyttet. Man kan også ta på en strømkilde som kan levere store mengder strøm, nok til å forkulle en på kort tid, men hvis kretsen man lager ikke har nok spenning (stort sett under 50 volt) til å overkomme motsanden i kroppen blir ikke kretsen sluttet og ingen strøm vil gå gjennom deg. Det er derfor lynnedslag er så farlig, for de har mer enn nok av begge.

Som bringer oss til motstand.

Motstand

Motstand er det som hindrer flyten av strøm og man trenger høyere spenning for å flytte mer strøm gjennom materialer med høy motstand. Motstand måles i Ohm (Ω), oppkalt etter Georg Ohm og defineres matematisk med bokstaven "R", og brukes får å definere resistansen i en leder.

Det er vanlig å trekke paraleller til vann når man skal forklare elektrisitet. Voltage er spenning og mer vann i magasinet gir mer trykk. Amperage er strøm og større rør (mindre motstand) gir muligheten for større flyt under samme trykk. Resistance er motstand og tynnere rør har mer motstand enn tykkere rør under samme trykk.

Effekt

Effekt er produktet av spenning og strøm når det utfører arbeid i en forbruker, for eksempel en støvsuger. Effekt måles i Watt (W), oppkalt etter James Watt og defineres matematisk med bokstaven "P". Offisielt er enheten definert som 1 joule per sekund (1 J/s), og er altså et mål på hastigheten energi omformes med fra en form til en annen.

Ofte ser man watt oppført på elektriske artikler og generelt sett så er mer watt = mer bra, men det sier egentlig kun noe om hvor mange ampere apparatet trekker fra kursen den kobles til.

Du har sikkert lagt merke til at du har et sikringsskap hjemme. Det er der for å hindre brann og kun derfor. Vel, for å måle strømforbruk også, men først og fremst for å hindre brann. Som nevnt tidligere så er strøm ikke noe vi produserer, vi bare fasiliterer mulighten for strøm å flyte i en leder ved å tilføre spenning. I husene våre har vi 230V og det er nok spenning til å drive en god del strøm. Mer enn det du trenger og mer enn det som er bra for ledningene i veggene dine.

Hvis du tenker på at strøm er som vann i en ledning som på tengningen under så kan man forstå at hvis man prøver å bruke mer vann enn det er plass til så må vannet gå fortere for å levere samme mengden vann som om det hadde gått gjennom et større rør. Strøm slutter ikke, strøm gir seg ikke. Det fortsetter å presse seg på hvis du lar det, og farten og friksjonen vil bli så stor at røret vil bli veldig varmt. Akkurat som ledningene i huset ditt. Og de vil bli så varme at de smelter og starter brann. Derfor har vi sikringer som beskytter mot at det går for mye strøm i en kurs. Irriterende når sikringen går, men mye bedre enn at huset brenner ned.

Ohms lov

Ohm var en glup kar. Han fant ut hvordan alle disse enhetene hører sammen og fant opp en lov som gjør det svært enkelt å finne ut av hvordan de relaterer til hverandre.

Her kan vi se hvordan det alt henger sammen.

Vet du hvor mange ampere du har i et punkt og motstanden så kan du finne ut hvor mange volt som trengs for å drive så og så mye strøm gjennom så og så mye motstand.

Vet du hvor mange volt du har og strømmen som går gjennom et punkt kan du finne ut hvor mange ohm som skal til for å hindre så og så mye strøm i å flyte med så og så mye spenning.

Vet du hvor mange ohm du har og hvor mange volt som er i kretsen kan du finne ut hvor mange ampere som klarer å flyte gjennom så og så mye motsand med så og så mye spenning.

Måling av spenning gjøres i parallell, siden det er forskjellen i ladning man måler.Måling av motstand gjøres også i parallell, men det er viktig at det ikke går noe strøm i kretsen når målingen blir utført, ellers vil du få feil mål. — Måling av spenning gjøres i parallell, siden det er forskjellen i ladning man måler.
Måling av motstand gjøres også i parallell, men det er viktig at det ikke går noe strøm i kretsen når målingen blir utført, ellers vil du få feil mål.

Måling av strøm gjøres i serie, siden det er flyten av elektroner man måler, altså må de flyte gjennom måleinstrumentet.

Ohms lov, her med effekt også, og alle de forskjellige formlene man kan bruke, siden alt relaterer til hverandre.

Vekselstrøm og likestrøm

Likestrøm, som ble oppfunnet av Thomas Edison, også kjent for oppfinnelsen av lyspæren, er strøm som bare beveger seg en retning og er vanligvis brukt i lavspenningsapplikasjoner som finelektronikk og datasystemer. Det egner seg ikke til å føre strøm over lange distanser, i motsetning til vekselstrøm som førte til den store "strømkrigen" på slutten av 1800-tallet.

Vekselstrøm, oppfunnet av Nikola Tesla, Edisons største rival og som vi kan takke for mye av dagens teknologi, er strøm som endrer retning. Nærmere sagt endrer strømmen retning 50 ganger i sekundet, også kalt 50 Hertz (Hz).

Rettere kalt likespenning og vekselspenning, ettersom det er spenningens adferd som beskrives, men i dagligtale kalt likestrøm og vekselstrøm.

Tenk deg at du skal sage over en bit med treverk. Hvis du har en sag som bare kan sage en vei må du ha en veldig lang sag og løpe mot treverket mens du sager for å sage det over i en omgang. Dette er likespenning.

Hvis du har en sag som kan sage begge veier, da kan du stå på stedet hvil og sage frem og tilbake med en kort sag. Dette er vekselspenning.

Det er mye mer arbeid og ha en lang sag og løpe mot treverket enn å stå stille og sage. Man kan til å med stå stille og sage langt unna hvis man har langt nok håndtak (høy spenning).

Man kan selvsagt også bruke en motorsag (likespenning) og det har sine fordeler i og med at strømmen alltid beveger seg samme vei, noe som gjør det mulig med f.eks. transistorer, batterier, eller LEDer, ting som ikke ville fungert på vekselspenning.

AttractiveBeauty-62cc-Petrol-font-b-Chainsaw-b-font-20-Bar-3-6HP-6200-Saw-Chain-Cutting.jpg

Vekselstrøm er enkelt å produsere og enkelt å transformere opp og ned (mer og mindre spenning). Likestrøm lar seg ikke transformere så enkelt og må omformes til vekselstrøm før det kan transformeres. Dette gjør at, som hovedregel, vekselstrøm blir brukt til å frakte strøm over lange distanser og å drive større maskiner og bygninger, mens likestrøm blir brukt til finelektronikk og lavspenningsapplikasjoner som krever batterier slik som fjernkontrollere, mobiltelefoner og biler.

Over ser vi en graf som viser hvordan vekselstrøm ser ut i et oscilloskop. Som man ser er den effektive spenningen i en fase (en parabola (kurve) opp eller ned) ca. 115 volt oppe og nede, som til sammen blir en total spenningsforskjell på 230 volt!

Det er derfor det går ca 110V mellom en fase og jord.

Det er mer eller mindre det jeg har å si om strøm så langt. Det er et veldig stort tema og alt for bredt til å forklare alt her, men jeg håper dette var en grei oppsummering.

EVENTYR I MEKANIKKENS VERDEN