Материалы, составляющие компьютер
Компьютер состоит из четырёх основных компонентов:
Системный блок.
Клавиатура.
Монитор.
Системный блок обычно собирают из пластмассы, реже из металлов. Платы находящиеся внутри блока крепятся к металлическим направляющим.
В системном блоке расположены такие важные детали, как материнская плата, блок питания, электронные схемы (процессор, контролёры устройств и т.д.), дисководы (накопители). Все эти элементы собранны из разных материалов.
Блок питания обеспечивает работу всех элементов, составляющих компьютер. Электропитание всех элементов компьютера осуществляется по проводам, сплетённым в жгуты, основу которых составляет металлический провод способный проводить электрический ток, обычно из меди или алюминия.
На материнской плате, так же, как и на других платах, которые находятся в других элементах компьютера, расположено множество деталей припаянных на токоведущие дорожки из меди, нанесённых на текстолит. Это микросхемы, транзисторы, диоды, сопротивления, конденсаторы. Микросхемы, транзисторы и диоды сделаны из кремния или германия. Сопротивления из угля. Конденсаторы из слюды. Так же на материнской плате расположены разъёмы, в которые подключаются процессор, контролёры устройств, видеокарта и другие элементы, входящие в компьютер. Металлические контакты разъёмов позолочены, для улучшения токопроводности в контактной зоне.
Центральный процессор - это «мозг» компьютера. Он определяет основные характеристики компьютера. Микропроцессор- это большая интегральная схема, сформированная на кристалле кремния. Кремний обладает полупроводниковыми свойствами, его проводимостью можно управлять путём введения примесей. Микропроцессор содержит миллионы транзисторов соединённых между собой тонкими проводниками из алюминия или меди.
Изготовление микропроцессора сложный технический процесс. Он включает в себя много этапов. Отметим одно: микропроцессоры формируются на поверхности тонких пластин кремния, которые нарезают из длинных цилиндрических кристаллов кремния, выращенных из расплава кремниевого песка. Далее на эти пластины наносятся тончайшие слои различных материалов. На них фотолитографическим способом слой за слоем формируют «рисунок» будущей микросхемы.
Так как в процессе работы отдельные элементы электронных схем нагреваются, от них надо отводить излишнее тепло. Для этой цели служат радиаторы, которые прикрепляются к этим деталям.
Радиаторы - это металлические пластины с ребристой поверхностью, за счёт этого улучшается теплообмен между деталью и окружающей средой. Радиаторы обычно изготавливают из алюминия или меди.
Компьютер комплектуется приводом для гибких дисков, CD или DVD приводом для CD или DVD дисков, винчестером (жёсткий диск). Они служат для хранения информации.
Винчестер - это коробка, сделанная из металла и пластмассы, которая защищает находящиеся внутри неё плату с деталями, управляющие работой жёсткого диска и сам жёсткий диск, на котором записана информация. Жёсткий диск представляет собой пластмассовые, керамические, алюминиевые или стеклянные круглые пластины, на которые нанесено специальное магнитное покрытие. При воспроизведении диск вращается и с него с помощью лазерного луча снимается информация, которая храниться на диске.
Гибкие магнитные диски состоят из пластмассового корпуса, в котором заключён сам диск, сделанный из пластмассы или керамики.
В настоящее время гибкие магнитные диски вытесняют компакт-диски CD или DVD. Сделаны они из тех же материалов, что и жёсткий диск.
Клавиатура - это пластмассовый корпус, на лицевой стороне которой расположены клавиши с изображением букв и цифр. Внутри неё расположена плата, которая преобразует сигнал и выводит его в системный блок.
Мышь тоже имеет пластмассовый корпус, на лицевой стороне которой находятся две кнопки. Существует несколько конструкций мыши. Наиболее распространена оптико-механическая мышь. Основным элементом её является тяжёлый обрезиненный шарик. К шарику внутри корпуса прижаты два ролика с вертикальной и горизонтальной осями вращения. При движении мыши ролики приводят во вращение диски с прорезями, по обеим сторонам которых находятся пары светодиод - фотодиод. Существуют так же оптические мыши. В них свет испускаемый светодиодом отражается от коврика и попадает на фотодетектор. Эта мышь не имеет механических частей и служит намного дольше оптико-механической мыши.
Основным устройством для вывода информации из компьютера является монитор. Основная функция монитора - предоставление зрительной информации.
Существует три типа мониторов:
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ).
Жидкокристаллические (ЖК)
Плазменные (TFT)
ЭЛТ - мониторы или кинескопы состоят из герметической стеклянной колбы, электронной пушки и отклоняющей системы. Внутренняя поверхность экрана покрыта люминофором, который испускает свет при бомбардировке его электронами, которые вылетают из электронной пушки. В качестве люминофора используют химические соединения на основе редкоземельных металлов - европия, иттрия, эрбия и др. В цветных ЭЛТ - мониторах люминофор состоит из дискретных элементов, которые воспроизводят основные цвета - красный, зелёный, синий, при попадании на них электронов. Для воспроизведения этих цветов используются три электронных пушки, по одной на каждый цвет.
Жидкокристаллические мониторы состоят из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Жидкие кристаллы обладают анизотропией оптических свойств, связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Жидкокристаллические вещества были открыты ещё в 1888 г. Однако впервые они были использованы для создания калькуляторов и цифровых часов во второй половине 20 века.
Работа ЖК-панелей основана на явлении поляризации светового потока. Известно, что некоторые жидкие вещества, как и кристаллы, способны пропускать только ту составляющею света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для оставшейся части светового потока поляроид будет непрозрачным. Эти вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам назвали жидкими кристаллами. Экран ЖК-монитора имеет несколько слоёв, ключевую роль играют две стеклянные панели и тонкий слой жидких кристаллов между ними.
Плазменные (TFT) мониторы состоят из тонкоплёночных транзисторов и обладают рядом преимуществ перед ЖК-мониторами. У них пониженное потребление энергии и теплоотдачей. Панель на основе TFT устроена таким образом: в стеклянной пластине один за другим интегрированы три цветных фильтра (красный, зелёный, синий). Каждый пиксель представляет собой комбинацию трёх ячеек или субпиксельных элементов. Принцип работы плазменной панели состоит в управляемом холодном разряде разреженного газа (ксенона или неона), находящегося в ионизированном состоянии (холодная плазма). Рабочим элементом (пикселем) формирующим точку в изображении, является группа из трёх субпикселей, ответственных за три основных цвета соответственно. Необходимо отметить стойкость плазменных мониторов к электромагнитным полям, что позволяет их использовать в промышленных условиях.
НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ.
Тема: АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ, ЕГО ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ.
АТМОСФЕРНЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ; ИХ ВЛИЯНИЕ
Газовая оболочка земли называется атмосферой. Общий вес земной атмосферы составляет 5,13 × 10 15 тонн.
Воздух, образующий атмосферу, представляет собой смесь различных газов. Основными из них являются:
Кислород 20,95
Углекислый газ 0,03
Инертные газы около 1 %
Озон 0,000001
Радон 6,10 -18
Остановимся на характеристике отдельных составных частей воздуха.
Главной составной частью атмосферы является азот. Азот является инертным газом. Он не поддерживает дыхания и горения. В атмосфере азота жизнь невозможна.
Азот играет важную биологическую роль. Азот воздуха усваивается некоторыми видами бактерий и водорослями, которые образуют из него органические соединения.
Под влиянием атмосферного электричества образуется небольшое количество ионов азота, которые вымываются из атмосферы осадками и обогащают почву солями азотистой и азотной кислоты. Соли азотистой кислоты под влиянием почвенных бактерий превращаются в нитриты. Нитриты и соли аммиака усваиваются растениями и служат для синтеза белков.
Таким образом, осуществляется превращение инертного азота атмосферы в живую материю органического мира.
Биологическое значение азота не ограничивается его участием в круговороте азотистых веществ. Он играет важную роль как разбавитель кислорода атмосферы, так как в чистом кислороде жизнь невозможна.
Увеличение содержания азота в воздухе вызывает гипоксию и асфиксию вследствие снижения парциального давления кислорода.
При повышении парциального давления азот проявляет наркотические свойства (например, водолазные, кессонные работы).
Наиболее важным из компонентов атмосферы является газообразный кислород (О 2) .
Биологическая роль кислорода чрезвычайно велика. Без кислорода невозможна жизнь. Земная атмосфера содержит 1,18 × 10 15 тонн кислорода.
В природе непрерывно идут процессы потребления кислорода: дыхание человека и животных, процессы горения, окисления. В то же время непрерывно идут процессы восстановления содержания кислорода в воздухе (фотосинтез). Растения поглощают углекислый газ, расщепляют его, усваивают углерод, а кислород выделяют в атмосферу. Растения выбрасывают в атмосферу 0,5 × 10 5 миллионов тонн кислорода. Этого достаточно чтобы покрыть естественную убыль кислорода. Поэтому содержание его в воздухе постоянно и составляет 20, 95%.
Непрерывное течение воздушных масс перемешивают тропосферу, вот почему не наблюдается разницы в содержании кислорода в городах и сельской местности. Концентрация кислорода колеблется в пределах нескольких десятых процентов.
При падении парциального давления кислорода у человека и животных наблюдаются явления кислородного голодания. Значительные изменения парциального давления кислорода наступают при подъеме вверх над уровнем моря. Явления кислородной недостаточности могут наблюдаться при подъемах в горы (альпинизм, туризм), при авиаперелетах. Подъем на высоту 3000м может вызвать высотную или горную болезнь.
При длительном проживании в высокогорной местности у людей развивается привыкание к недостатку кислорода и наступает акклиматизация.
Высокое парциальное давление кислорода неблагоприятно для человека. При парциальном давлении более 600 мм уменьшается жизненная емкость легких. Вдыхание чистого кислорода (парциальное давление 760 мм) вызывает отек легких, пневмонию, судороги.
Озон является составной частью атмосферы. Масса его составляет 3,5 миллиарда тонн. Содержание озона в атмосфере меняется по сезонам года: весной оно высокое, осенью низкое. Содержание озона зависит от широты местности: чем ближе к экватору, тем оно ниже.
Концентрация озона неравномерно распределяется по высоте. Наиболее высокое его содержание наблюдается на высоте 20-30 км.
Озон непрерывно образуется в стратосфере. Под влиянием ультрафиолетовой радиации солнца, молекулы кислорода диссоциируют (распадаются) с образованием атомарного кислорода. Атомы кислорода рекомбинируются (соединяются) с молекулами кислорода и образуют озон (О 3). На высоте выше и ниже 20-30 км процессы фотосинтеза (образования) озона замедляются.
Наличие слоя озона в атмосфере имеет большое значение для существования жизни на Земле.
Озон задерживает коротковолновую часть спектра солнечной радиации, не пропускает волны короче 290 нм (нанометров). При отсутствии озона жизнь на земле была бы невозможна, вследствие губительного действия короткой ультрафиолетовой радиации на все живое.
Увеличение озона в воздухе наблюдается при грозе в результате разрядов атмосферного электричества.
Озон относится к числу токсических веществ. Значительное повышение его концентрации в воздухе приводит к фотохимическому окислению органических веществ, которые поступают в атмосферу с выхлопными газами автомобилей и выбросами промышленности. Озон оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки глаз, носа, горла в концентрации 0,2-1 мг/м 3 .
Углекислый газ (СО 2) находится в атмосфере в концентрации 0,03%. Общее количество его равно 2330 миллиардов тонн. Большое количество углекислого газа содержится в растворенном виде в воде морей и океанов. В связанном виде он входит в состав доломитов и известняков. Атмосфера постоянно пополняется углекислым газом в результате процессов жизнедеятельности живых организмов, процессов горения, гниения, брожения. Человек выделяет в день 580 л углекислого газа. Большое количество углекислого газа выделяется при разложении известняков.
Несмотря на наличие многочисленных источников образования, существенного накопления углекислого газа в воздухе не происходит. Углекислый газ постоянно ассимилируется (усваивается) растениями в процессе фотосинтеза.
Кроме растений регулятором содержания углекислого газа в атмосфере являются моря и океаны. При повышении парциального давления углекислого газа в воздухе, он растворяется в воде, а при снижении выделяется в атмосферу.
В приземной атмосфере наблюдаются небольшие колебания концентрации углекислого газа: над океаном она ниже, чем над сушей; в лесу выше, чем в поле; в городах выше, чем за городом.
Углекислый газ играет большую роль в жизнедеятельности животных и человека. Он является побудителем дыхательного центра.
Повышение содержания углекислого газа в воздухе оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека, вызывает учащение дыхания, раздражение слизистых оболочек. В воздухе жилых и общественных зданий содержание углекислого газа нормируется. Предельно допустимая концентрация (ПДК) составляет 0,1%. В атмосферном воздухе присутствует некоторое количество инертных газов : аргона, неона, гелия, криптона и ксенона. Эти газы относятся к нулевой группе таблицы Менделеева, не вступают в реакции с другими элементами, являются инертными в химическом смысле.
Кроме составных частей атмосферы, в ней содержатся различные примеси природного происхождения и загрязнения, вносимые в результате деятельности человека. Этоатмосферные загрязнения.
Искусственные источники атмосферных загрязнений делят на 4 группы:
1. транспорт;
2. промышленность;
3. теплоэнергетика;
4. сжигание мусора.
Остановимся на их краткой характеристике.
Современная ситуация характеризуется тем, что объем выбросов автомобильного транспорта превышает объем выбросов промышленных предприятий.
Один автомобиль выбрасывает в воздушный бассейн более 200 химических соединений. Каждый автомобиль потребляет в год в среднем 2 тонны топлива и 30 тонн воздуха, а выбрасывает в атмосферу 700 кг оксида углерода (СО), 230 кг несгоревших углеводородов, 40 кг окислов азота (NО 2) и 2-5 кг твердых веществ.
Промышленные предприятия по степени наносимого вреда окружающей среде занимают второе место после транспорта.
Наиболее интенсивно загрязняют атмосферный воздух предприятия черной и цветной металлургии, нефтехимической и коксохимической промышленности, а также предприятия по производству строительных материалов. Они выбрасывают в атмосферу десятки тонн сажи, пыли, металлов и их соединений (меди, цинка, свинца, никеля, олова и др.).
Поступая в атмосферу, металлы загрязняют почву, накапливаются в ней, проникают в воду водоемов.
В районах расположения промышленных предприятий, население подвергается риску неблагоприятного воздействия атмосферных загрязнений.
Помимо твердых частиц промышленность выбрасывает в воздух различные газы: серный ангидрид, окись углерода, окислы азота, сероводород, углеводороды, радиоактивные газы.
Загрязняющие вещества могут длительно находиться в окружающей среде и оказывать вредное влияние на организм человека.
Массивное загрязнение атмосферы наблюдается при сжигании твердого и жидкого топлива на теплоэлектростанциях. Они являются основными источниками загрязнения атмосферы окислами серы и азота, окисью углерода, сажей и пылью. Для этих источников характерна массивность загрязнения атмосферного воздуха.
В настоящее время известно много фактов неблагоприятного влияния атмосферных загрязнений на здоровье людей. Атмосферные загрязнения оказывают на организм человека как острое, так и хроническое воздействие.
Примерами острого влияния атмосферных загрязнений на здоровье населения являются токсические туманы. Концентрации токсических веществ в воздухе возрастали при неблагоприятных метеорологических условиях.
Хроническое действие проявляется в повышении общей заболеваемости населения по причине загрязнения атмосферы.В результате воздействия атмосферных загрязнений в промышленных центрах наблюдается повышение:
Общего уровня смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и болезней органов дыхания;
Острой неспецифической заболеваемости верхних дыхательных путей;
Хронических бронхитов;
Бронхиальной астмы;
Эмфиземы легких;
Рака легких;
Снижение продолжительности жизни и творческой активности.
Органы дыхания, пищеварительная система и кожа являются «входными воротами» для токсических веществ и служат мишенями их прямого и опосредованного действия.
Влияние атмосферных загрязнений на условия жизни расценивается как непрямое (косвенное) воздействие атмосферных загрязнений на здоровье населения.
Оно включает:
Снижение общей освещенности;
Снижение ультрафиолетовой радиации солнца;
Изменение климатических условий;
Ухудшение жилищно-бытовых условий;
Отрицательное воздействие на зеленые насаждения;
Отрицательное воздействие на животных.
Вещества, загрязняющие атмосферу, также наносят большой ущерб зданиям, сооружениям, строительным материалам.
Все вышесказанное свидетельствует о том, что охрана атмосферного воздуха от загрязнения является проблемой чрезвычайной важности и объектом пристального внимания специалистов во всех странах мира.
Все мероприятия по охране атмосферного воздуха должны осуществляться комплексно по нескольким направлениям:
1. Законодательные меры. Это принятые правительством страны законы, направленные на охрану воздушной среды;
2. Рациональное размещение промышленных и жилых зон;
3. Технологические мероприятия, направленные на снижение выбросов в атмосферу;
4. Санитарно-технические мероприятия;
5. Разработка гигиенических нормативов для атмосферного воздуха;
6. Контроль за чистотой атмосферного воздуха;
7. Контроль за работой промышленных предприятий;
8. Благоустройство населенных мест, озеленение, обводнение, создание защитных разрывов между промышленными предприятиями и жилыми комплексами.
Железо - пластичный металл серебристо-белого цвета с невысокой твердостью (НВ 80). Температура плавления - 1539°С, плотность 7,83 г/см 3 . Имеет полиморфные модификации. С углеродом железо образует химическое соединение и твердые растворы.
Ферритом называется твердый раствор углерода в а- железе. Содержание углерода в феррите очень невелико - максимальное 0,02% при температуре 727°С. Благодаря столь малому содержанию углерода свойства феррита совпадают со свойствами железа (низкая твердость и высокая пластичность). Твердый раствор углерода в высокотемпературной модификации Feα (т.е. в Feδ) часто называют δ- ферритом или высокотемпературным ферритом.
Рис. 8.1. Феррит
Аустенит - это твердый раствор углерода в γ- железе. Максимальное содержание углерода в аустените составляет 2,14% (при температуре 1147°С). Имеет твердость НВ 220.Рис. 8.2. Аустенит
Рис. 8.2. Аустенит
Цементит - это химическое соединение железа с углеродом (карбид железа) Fe 3 C. В нем содержится 6,67 % углерода (по массе). Имеет сложную ромбическую кристаллическую решетку. Характеризуется очень высокой твердостью (НВ 800), крайне низкой пластичностью и хрупкостью.
Рис. 8.3. Пластинчатый перлит
Рис. 8.4. Зернистый перлит
Перлит - это механическая смесь феррита с цементитом. Содержит 0,8% углерода, образуется из аустенита при температуре 727°С. Имеет пластинчатое строение, т.е. его зерна состоят из чередующихся пластинок феррита и цементита. Перлит является эвтектоидом.
Эвтектоид - это механическая смесь двух фаз, образующаяся из твердого раствора (а не из жидкого сплава, как эвтектика).
Ледебурит представляет собой эвтектическую смесь аустенита с цементитом. Содержит 4,3% углерода, образуется из жидкого сплава при температуре 1147°С. При температуре 727°С аустенит, входящий в состав ледебурита превращается в перлит и ниже этой температуры ледебурит представляет собой механическую смесь перлита с цементитом.
Фаза цементита имеет пять структурных форм: цементит первичный, образующийся из жидкого сплава; цементит вторичный, образующийся из аустенита; цементит третичный, образующийся из феррита; цементит ледебурита; цементит перлита.
Диаграмма Fe-Fe 3 C. На рис. 8.5 приведена диаграмма состояния сплавов железа с цементитом. На горизонтальной оси концентраций отложено содержание углерода от 0 до 6,67%. Левая вертикальная ось соответствует 100% содержанию железа. На ней отложены температура плавления железа и температуры его полиморфных превращений. Правая вертикальная ось (6,67% углерода) соответствует 100% содержанию цементита. Буквенное обозначение точек диаграммы принято согласно международному стандарту и изменению не подлежит.
| Точка | Температура при нагреве, °С | Предельная концентрация углерода, % | Характеристика точки |
| А | Температура плавления железа | ||
| В | 0,51 | Состав жидкой фазы при перитектической реакции | |
| С | 4,3 | Состав эвтектики - ледебурита | |
| D | 6,67 | Температура плавления цементита | |
| Е | 2,14 | Предельная растворимость углерода в γ- железе | |
| J | 0,16 | Состав аустенита при перитектической реакции | |
| H | 0,1 | Состав феррита при перитектической реакции | |
| N | Превращение δ - железа в γ - железо | ||
| G | Превращение α - железа в γ - железо | ||
| S | 0,8 | Состав эвтектоида - перлит | |
| P | 0,025 | Предельная растворимость углерода в α - железе | |
| Q | 0,01 | Минимальная растворимость углерода в α - железе |
Рис. 8.5. Диаграмма состояния железо-углерод.
Железоуглеродистые сплавы в зависимости от содержания углерода делятся на техническое железо (до 0,02% С), сталь (от 0,02 до 2,14 % С) и чугун (от 2,14 до 6,67% С). Сталь, содержащая до 0,8% С называется доэвтектоидной, 0,8% С - эвтектоидной и свыше 0,8% С - заэвтектоидной. Чугун, содержащий от 2,14 до 4,3% С называется доэвтектическим, ровно 4,3% - эвтектическим и от 4,3 до 6,67% С - заэвтектическим.
Структура техническою железа представляет собой зерна феррита или феррит с небольшим количеством третичного цементита. Обязательной структурной составляющей стали является перлит. Структура доэвтектоидной стали, состоит из равномерно распределенных зерен феррита и перлита. Эвтектоидная сталь состоит только из перлита. Структура заэвтектоидной стали представляет собой зерна перлита, окруженные сплошной или прерывистой сеткой вторичного цементита. Для чугуна характерно наличие ледебурита в структуре. Структура доэвтектического чугуна состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита, эвтектическою - из ледебурита и заэвтектического - из ледебурита и первичного цементита.
Значение диаграммы железо - цементит состоит в том, что она позволяет объяснить зависимость структуры и, соответственно, свойств сталей и чугунов от содержания углерода и определить режимы термической обработки для изменения свойств сталей.
Вопросы для самоконтроля.
1. Назовите компоненты, фазы и структурные составляющие диаграммы.
2. Что такое феррит, аустенит, перлит, ледебурит и цементит?
3.Расскажите свойства микроструктуру фаз и структурных составляющих диаграммы.
4. Напишите реакции превращений на диаграмме.
5. Что такое линии ликвидус и солидус диаграммы?
6. Расскажите процесс кристаллизации сплавов с различным содержанием углерода (<0,025; 0,16;0,51; 0,8; 1,5; 2,5 и 4,3%).
Занятие 9. Практическая работа № 1 «Изучение диаграммы состояния «Железо-цементит».
Цель работы:
Изучение фаз и структурных составляющих, а также фазовых превращений диаграммы.
Материальное оснащение:
Для проведения работы необходимо иметь: плакат диаграммы состояния Fe-Fe 3 C, альбом микроструктур фаз и структурных составляющих диаграммы.
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Институт гражданской защиты и пожарной безопасности Удмуртской Республики»
по электротехнике
«Принцип действия бытовой электроники»
Работу выполнил
Студент группы ЗЧС
Проверил:
__________________
Ижевск – 2010 г.
Системный блок – самый главный блок компьютера. К нему подключаются все остальные блоки, называемые внешними или периферийными устройствами. В системном блоке находятся основные электронные компоненты компьютера. ПК построен на основе СБИС (сверхбольших интегральных схем), и почти все они находятся внутри системного блока, на специальных платах (плата - пластмассовая пластина, на которой закреплены и соединены между собой электронные компоненты - СБИСы, микросхемы и др.). Самой важной платой компьютера является системная плата. На ней находятся центральный процессор, сопроцессор, оперативное запоминающее устройство – ОЗУ и разъемы для подключения плат-контроллеров внешних устройств.
Компьютерный блок питания - вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока. В его задачу входит преобразование сетевого напряжения до заданных значений, их стабилизация и защита от незначительных помех питающего напряжения. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.
Основным параметром компьютерного блока питания является максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку. В настоящее время существуют блоки питания с заявленной производителем мощностью от 50 (встраиваемые платформы малых форм-факторов) до 1600 Вт.
Компьютерный блок питания для сегодняшней платформы PC обеспечивает выходные напряжения ±5 ±12 +3,3 Вольт. В большинстве случаев используется импульсный блок питания. Большинство микросхем компьютера имеют напряжение питания 5 Вольт (и ниже), 12 Вольт используется для питания более мощных потребителей - (процессора, видеокарты, жёстких дисков, оптических приводов, вентиляторов) с целью достижения меньшего падения напряжения на подводящих проводах, а также звуковых карт. -12 Вольт необходимы для полной реализации стандарта последовательного интерфейса RS-232.
Всё вышесказанное относится к наиболее распространённым ныне блокам питания стандарта ATX, который начал использоваться во времена процессоров IntelPentium. Ранее (начиная с компьютеров IBMPC/AT до платформ на базе процессоров до Socket 370/SECC-2 включительно) на PC-платформе использовались блоки питания стандарта AT. Существовали материнские платы с процессорными разъёмами Socket 7 и Socket 370, которые поддерживали блоки питания и AT, и ATX (так называемые двухстандартные платы).
Широко распространённая схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:
Входного фильтра, призванного предотвращать распространение импульсных помех в питающей сети
Входного выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в пульсирующее
Фильтра, сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения
Прерывателя (обычно мощного транзистора, работающего в ключевом режиме)
Цепей управления прерывателем (генератора импульсов, широтно-импульсного модулятора)
Импульсного трансформатора, который служит накопителем энергии импульсного преобразователя, формирования нескольких номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей (входных от выходных, а также, при необходимости, выходных друг от друга)
Выходного выпрямителя
Выходных фильтров, сглаживающих высокочастотные пульсации и импульсные помехи.
Достоинства такого блока питания:
Можно достичь высокого коэффициента стабилизации
Высокий КПД. Основные потери приходятся на переходные процессы, которые длятся значительно меньшее время, чем устойчивое состояние.
Малые габариты и масса, обусловленные как меньшим выделением тепла на регулирующем элементе, так и меньшими габаритами трансформатора, благодаря тому, что последний работает на более высокой частоте.
Меньшая металлоёмкость, благодаря чему мощные импульсные источники питания стоят дешевле трансформаторных, несмотря на большую сложность
Возможность включения в сети широкого диапазона напряжений и частот, или даже постоянного тока. Благодаря этому возможна унификация техники, производимой для различных стран мира, а значит и её удешевление при массовом производстве.
Виды разъёмов потребителей питания:
Основной разъём для питания материнской платы - старый, из двух частей, для формата АТ, новый 20 (24)-контактный для формата ATX,
ATX12V (именуемый также P4 power connector) - вспомогательный разъём для питания процессора,
EPS12V - 8-ми контактный вспомогательный разъём для питания материнской платы и процессора,
4х-контактные разъемы Molex для питания различных устройств с устаревшим интерфейсом установленных внутри системного блока: жёстких дисков, оптических приводов, некоторых видеокарт),
15-ти контактные разъёмы питания SATA-устройств,
6-ти контактные разъёмы для питания PCI Express x16 видеокарт,
8-ми контактные разъёмы для питания PCI Express x16 видеокарт.
Стандарт ATX
20-ти контактный разъём использовался с первыми материнскими платами форм-фактора ATX и, примерно, до появления материнских плат с шиной PCI-Express.
Стандарт версии 2.0 (24-контактный) создан для поддержки материнских плат с шиной PCI Express[источник не указан 34 дня]. Большинство материнских плат, работающих на ATX12V 2.0, поддерживают также блоки питания ATX v1.x (4 контакта остаются незадействованными).
Также повышены требования к +5VSB - теперь БП должен отдавать ток не менее 2 А, перекосом выходной мощности: раньше основным был канал +5 В, теперь были продиктованы требования по минимальному току +12 В. Требования были обусловлены дальнейшим ростом мощности комплектующих (в основном, видеокарты), чьи требования не могли быть удовлетворены линиями +5 В из-за очень больших токов в этой линии[
Материнская плата - основной частью любой компьютерной системы является материнская плата с главным процессором и поддерживающими его микросхемами. Функционально материнскую плату можно описать различным образом. Иногда такая плата содержит всю схему компьютера (одноплатные). В противоположность одноплатным, в шиноориентированых компьютерах системная плата реализует схему минимальной конфигурации, остальные функции реализуются с помощью многочисленных дополнительных плат. Все компоненты соединяются шиной. В системной плате нет видеоадаптера, некоторых видов памяти и средств связи с дополнительными устройствами. Эти устройства (платы расширения) добавляются к системной плате путем присоединения к шине расширения, которая является частью системной платы.
Первая материнская плата была разработана фирмой IBM, и показана в августе 1981 года (PC-1). В 1983 году появился компьютер с увеличенной системной платой (PC-2). Максимум, что могла поддерживать PC-1 без использования плат расширения - 64К памяти. PC-2 имела уже 256К, но наиболее важное различие заключалось в программировании двух плат. Системная плата PC-1 не могла без корректировки поддерживать наиболее мощные устройства расширения, таких, как жесткий диск и улучшенные видеоадаптеры.
Материнская плата - это комплекс различных устройств поддерживающий работу системы в целом. Обязательными атрибутами материнской платы являются базовый процессор, оперативная память, системный BIOS, контролер клавиатуры, разъемы расширения.
Материнская плата внутри компьютера - главная монтажная деталь, к которой крепятся остальные компоненты.
При нормальной работе материнской платы о ней не вспоминают, пока не понадобится усовершенствовать компьютер. Обычно хотят поставить более быстрый процессор, что и ведет к замене материнской платы. Нельзя, например, заменить старый PentiumMMX на PentiumIII без новой материнской платы.
По внешнему виду материнской платы можно определить, какие нужны процессор, память и дополнительные устройства, вставляемые во внешние порты и гнезда компьютера.
По размерам материнские платы в общем случае можно разделить на три группы. Раньше все материнские платы имели размеры 8,5/11 дюймов. В XT размеры увеличились на 1 дюйм в AT размеры возросли еще больше. Часто речь может идти о “зеленых” платах (greenmothеrboard). Сейчас выпускаются только такие платы. Данные системные платы позволяют реализовать несколько экономичных режимов энергопотребления (в том числе, так называемый “sleep”, при котором отключается питание от компонентов компьютера, которые в данный момент не работают).
Американское агентство защиты окружающей среды (EPA) сосредоточила свое внимание на уменьшении потребления энергии компьютерными системами. Оборудование, удовлетворяющее ее (EPA) требованиям должно в среднем (в режиме холостого хода) потреблять не более 30Вт, не использовать токсичные материалы и допускать 100% утилизацию. Поскольку современные микропроцессоры используют напряжение питания 3,3-4В, а на плату подается 5В, на системных платах монтируют преобразователи напряжение.
Частота процессора, системной шины и шин периферийных устройств.