zařízení 2. přednáška Fakulta elektrotechniky a informatiky prof.ing. Petr Chlebiš, CSc.

Transkript

1 Konstrukce elektronických zařízení 2. přednáška prof.ing. Petr Chlebiš, CSc.

2 Pasivní a konstrukční prvky - Rezistory - Kondenzátory - Vinuté díly, cívky, transformátory - Konektory - Kontaktní prvky, spínače, přepínače - Plošné spoje - Montážní prvky a přístrojové skříně

3 Třídění rezistorů pro elektroniku - Rezistory jsou nejvíce rozšířenou součástkou pro elektrotechniku. - Zastávají důležitou, i když pasivní úlohu v elektronických obvodech. - Funkční část rezistorů tvoří vrstva s potřebnou ohmickou hodnotou, která je vytvořena na nosných podložkách zvláštními odporovými materiály a technologiemi. - Třídění podle funkčních vlastností určuje: - ohmická hodnota, její dovolené odchylky, - teplotní závislost,napěťová závislost, - výkonové zatížení rezistoru, - proudový šum rezistorů, - odolnost proti vnějším vlivům (klimatickým a mechanickým), - časová stabilita, - provozní spolehlivost.

4 Třídění rezistorů pro elektroniku Třídění podle funkčních použitých funkčních materiálů a technologie výroby rozlišuje: - vrstvové rezistory uhlíkové - s pyroliticky nanesenou vrstvou, - vrstvové rezistory s vrstvou polovodivého laku, - vrstvové rezistory kovové - s vakuově napařenou nebo katodově naprášenou vrstvou, - vrstvové rezistory kysličníkové - s chemicky vytvořenou vrstvou, - drátové rezistory - s vinutým rezistorovým vodičem. - Třídění podle konstrukce a provedení rezistorů: Existuje velmi široký sortiment materiálových, tvarových i konstrukčních variant, pokrývajících velmi různorodé potřeby uživatelů.

5 Třídění rezistorů pro elektroniku - Potenciometry jsou rezistory s proměnnou ohmickou hodnotou. - Jejich hlavní částí jsou rezistorová dráha a sběrací ústrojí. Třídění potenciometrů: - K základním funkčním vlastnostem, obdobným jako u neproměnných rezistorů přistupují další: - průběh rezistorové dráhy v závislosti na úhlu natočení hřídele, - přechodový odpor sběrače a šelest při pohybu po rezistorové dráze, - moment otáčení hřídele, - jmenovité napětí a proud spínače (pokud mají spínač).

6 Třídění potenciometrů pro elektroniku - Z hlediska použitých funkčních materiálů technologie pro výrobu rezistorové dráhy rozlišuje: - vrstvy laku plněného rezistorovým materiálem, - vrstvy cermetu tj. rezistorové směsi keramiky a kovu, - napařené kovové vrstvy, - rezistorového drátu. - Podle průběhu rezistorové dráhy v závislosti na úhlu natočení hřídele existují: - lineární (označení N), - lineární speciální (označení NS), - lineární se třemi odbočkami (označení H), - logaritmické (označení G), - logaritmické s jednou odbočkou (označení L, V), - exponenciální (označení E).

7 Třídění potenciometrů pro elektroniku - Podle konstrukce a provedení se rozlišují potenciometry na: - otočné: - jednoduché, - tandemové, - dvojité, - potenciometrové trimry, - zvláštní, - posuvné: - jednoduché, - tandemové - dvojité, - podle spínače: - bez spínače, - se spínačem nízkého napětí (do 250 V střídavého napětí), - se spínačem malého napětí (do 24 V stejnosměrného napětí).

8 Třídění potenciometrů pro elektroniku - Podle materiálového, tvarového a konstrukčního provedení se rozlišují potenciometry na: - vrstvové potenciometry průměr mm v několika konstrukčních variantách - vrstvové potenciometry průměr 16 a 19,5 mm, cermetové těsné, - posuvné potenciometry s délkou posuvu 23, mm, v několika provedeních, - regulační rezistory 0,75 W cermetové, - drátové potenciometry 0, W, - regulační rezistory 6-15 W drátové, - rezistorové trimry 0,05-0,2-0,3-0,5 W vrstvové, - rezistorové trimry 0,5-1 W cermetové.

9 Třídění rezistorů pro elektroniku Rezistory jsou vyráběny v řadách jmenovitých hodnot E3, E6, E12, E24, E48, E96, E Číslo udává počet hodnot na dekádu. - Ukázka tvorby řady

10 Třídění rezistorů pro elektroniku Rezistory jsou v řadách jmenovitých hodnot označovány: - Číslicovým kódem př. 1R5, 270R, 4K7, 10K, 8M2 - Barevným kódem - 4-místný E12, E24-5-místný E48, E96, E192

11 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Elektrolytické kondenzátory: - pro svoji velkou kapacitu na jednotku objemu jsou dosud nenahraditelné! Od klasického kondenzátoru se např. hliníkový elektrolytický kondenzátor liší tím, že jednu elektrodu tvoří vodivý elektrolyt, zatímco protielektrodou - anodou je hliníková fólie o čistotě 99,99 %, na níž je elektrolytickým způsobem vytvořena vrstva AI 2 O 3 jako vlastní dielektrikum. Katodová fólie slouží jen jako velkoplošný přívod proudu pro elektrolyt. - Elektrolytické kondenzátory lze provozovat jen při stejnosměrném napětí se správnou polaritou tj. kladný pól na kladnou elektrodu, záporný pól na zápornou elektrodu. - Přepólování má za následek velký vývin plynu uvnitř kondenzátoru, dochází k explozi.

12 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Elektrolytické kondenzátory: - Základní funkční vlastnosti elektrolytických kondenzátorů určuje: - jmenovitá kapacita, - jmenovité, provozní a zkušební napětí, - superponované střídavé napětí a proud, - teplotní a kmitočtová závislost kapacity, - ztrátový činitel a jeho kmitočtová závislost, - impedance a její kmitočtová závislost, - zbytkový proud a jeho časová a napěťová závislost, - elektrická trvanlivost a provozní použitelnost.

13 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Elektrolytické kondenzátory dělíme: - podle použitých funkčních materiálů a technologie výroby na: - hliníkové s tekutým elektrolytem, - hliníkové s tuhým elektrolytem, - tantalové kondenzátory s tekutým elektrolytem, - tantalové kondenzátory s tuhým elektrolytem. - podle provozní aplikace na: - kondenzátory typu 1 - pro zvýšené požadavky, - kondenzátory typu 2 - pro normální použití. Z hlediska konstrukce, rozměrů a vývodů existuje široký výrobní sortiment hliníkových elektrolytických kondenzátorů.

14 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Kondenzátory s papírovým dielektrikem: - Dielektrikum tvoří papír ze sulfátové celulózy odlišný od běžného papíru malou tloušťkou, velkou hustotou a velkou elektrickou pevností. - Elektrody jsou z hliníkové fólie. - Papírové kondenzátory se vyrábějí ve tvaru svitků vkládaných do těsných kovových pouzder se skleněnými nebo keramickými průchodkami. - Používají se v elektro(tech)nice tam, kde se nevyžaduje velká stabilita, přesnost a malý ztrátový činitel. Podle konstrukce dělíme tyto kondenzátory na: - vysokonapěťové v izolovaných pouzdrech, - vysokonapěťové krabicové, - kondenzátory pro zapalování, těsné.

15 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Kondenzátory s metalizovaným papírovým dielektrikem (MP): - Dielektrikum je papír, jehož elektrody jsou vytvořeny vrstvou kovu (Zn, Al) napařenou ve vakuu na jednu předem nalakovanou stranu kondenzátorového papíru. Pokovené papíry se svinují. - Při průrazu dielektrika se kovová vrstva v okolí průrazu odpaří, tím se místo odizoluje od ostatního kovu => nemůže dojít ke zkratu! Tyto kondenzátory mají regenerační schopnost. -MP Kondenzátory mají: - menší objem než papírové, - větší provozní spolehlivost, - používají se v mnoha oblastech elektro(tech)niky, proto mají poměrně široký konstrukční sortiment:

16 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Kondenzátory s dielektrikem z plastů: - Dielektrikum tvoří fólie některých termoplastů, nejčastěji polystyrenu, polyetylenterftalátu (polyesteru), polykarbonátu, polypropylenu a teflonu. - Elektrody jsou ve tvaru: - kovové fólie - provedení fóliové, - vrstvy kovu, napařené přímo na dielektrikum - provedení metalizované. Kondenzátory slídové: - Dielektrikum tvoří kalibrované lístky slídy (20 až 150 µm). - Elektrody - kovová fólie nebo vrstva kovu nanesená přímo na dielektrikum. - Předností je zejména malý ztrátový činitel. - Užívají se v měřící a sdělovací technice; rozsah použití se zmenšuje.

17 Třídění kondenzátorů pro elektroniku Kondenzátory keramické: - Keramické vysokofrekvenční materiály pro výrobu dielektrik se dělí podle elektrických vlastností do tří skupin: - Dielektrikem kondenzátorů typu 1 jsou keramické látky s lineárním průběhem teplotní závislosti permitivity. Používají k teplotní kompenzaci rezonančních obvodů. (malé ztráty a velká stabilita kapacity). - Dielektrikem kondenzátorů typu 2 jsou keramické látky s nelineárním průběhem teplotní závislosti permitivity. Jsou vhodné pro vazební a blokovací účely. Projevuje se u nich projevuje velká závislost kapacity na teplotě a na přiloženém napětí. - Dielektrikem kondenzátorů typu 3 (Supermit) je polovodičová keramická látka s izolačním povrchem, vyráběná zvláštní technologií. Vlastnostmi (ztrátovým činitelem, izolačním odporem) se podobá dielektrikům kondenzátorů typu 2. Jsou vhodné pro blokovací, vazební a filtrační účely.

18 Děkuji za pozornost