- základní lineární pasivní součástky používané ve všech oborech elektroniky - rezistory, kondenzátory a cívky.



Podobné dokumenty
Digitální učební materiál

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

1. Kondenzátory s pevnou hodnotou kapacity Pevné kondenzátory se vyrábí jak pro vývodovou montáž, tak i miniatrurizované pro povrchovou montáž SMD.

Vlastnosti a provedení skutečných součástek R, L, C

Pasivní obvodové součástky R,L, C. Ing. Viera Nouzová

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. MEII Měření na pasivních součástkách

7. Kondenzátory. dielektrikum +Q U elektroda. Obr.2-11 Princip deskového kondenzátoru

Studijní opora pro předmět Technologie elektrotechnické výroby

Datum tvorby

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

1 Jednoduchý reflexní přijímač pro střední vlny

Elektronika- rozdělení, prvky. Elektronika je technický obor, který studuje a využívá přístrojů fungujících na principu řízení toku elektronů

TECHNICKÁ DOKUMENTACE

Kroužek elektroniky

Rezistor je součástka kmitočtově nezávislá, to znamená, že se chová stejně v obvodu AC i DC proudu (platí pro ideální rezistor).

Doporučená literatura

Manuální, technická a elektrozručnost

Digitální učební materiál

7.3 Výkresová dokumentace Pro technologickou přípravu i pro výrobu se zpracovávají následující základní dokumenty:

Kroužek elektroniky

Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

ÚVOD. Výhoda spínaného stabilizátoru oproti lineárnímu

Pojistky ELEKTROTECHNIKA

Převod mezi kelviny a Celsiovými stupni se počítá podle vztahu:

Základy elektrotechniky - úvod

19. Elektromagnetická indukce

2. POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU

Pasivní prvky pro výkonovou elektroniku

VY_32_INOVACE_6/15_ČLOVĚK A PŘÍRODA. Předmět: Fyzika Ročník: 6. Poznámka: Vodiče a izolanty Vypracoval: Pták

Úvod. Rozdělení podle toku energie: Rozdělení podle počtu fází: Rozdělení podle konstrukce rotoru: Rozdělení podle pohybu motoru:

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV. Černoleská 1997, Benešov. Elektrická měření. Tematický okruh. Měření elektrických veličin.

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. MEI Technologie jednoduchých montážních prací

Sada: VY_32_INOVACE_4IS

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Voltův článek, ampérmetr, voltmetr, ohmmetr

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY pro OPT

Stabilizovaný zdroj s L 200T

Základy elektrotechniky

"vinutý program" (tlumivky, odrušovací kondenzátory a filtry), ale i odporové trimry jsou

Zdroje napětí - usměrňovače

Základní pasivní a aktivní obvodové prvky

Polovodičové diody. Dělení polovodičových diod podle základního materiálu: Germaniové Křemíkové Galium-arsenid+Au

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ MEI NAVÍJENÍ CÍVEK

Stejnosměrné stroje Konstrukce

Elektrostatika _Elektrický náboj _Elektroskop _Izolovaný vodič v elektrickém poli... 3 Izolant v elektrickém poli...

Elektronika ve fyzikálním experimentu

1 ELEKTRICKÉ STROJE - ZÁKLADNÍ POJMY. 1.1 Vytvoření točivého magnetického pole

PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.

Interakce ve výuce základů elektrotechniky

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 8. TRANSFORMÁTORY

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. výstup

196 Kap. 9. Pasivní součástky. Obr Princip konstrukce vrstvových (vlevo) a drátových (vpravo) rezistorů

Stejnosměrné generátory dynama. 1. Princip činnosti

SNÍMAČE PRO MĚŘENÍ TEPLOTY

Realizace dolní propusti pro 144MHz. Ing. Tomáš Kavalír, OK1GTH

Identifikátor materiálu: VY_32_INOVACE_356

Ele 1 asynchronní stroje, rozdělení, princip činnosti, trojfázový a jednofázový asynchronní motor

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

ELEKTRONICKÉ PRVKY TECHNOLOGIE VÝROBY POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ

Zesilovače. Ing. M. Bešta

Návrh a realizace regulace otáček jednofázového motoru

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 06 ELEKTRICKÝ PROUD - část 01

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl Tematická oblast ELEKTRONIKA

TEORIE ELEKTRICKÝCH OBVODŮ

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

bifilárním vinutím malá indukčnost vinutého odporu Chaperonovo vinutí malá indukčnost a kapacita. Vyhovující jen pro kmitočty do 100Hz

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

Elektrický proud v kovech Odpor vodiče, Ohmův zákon Kirchhoffovy zákony, Spojování rezistorů Práce a výkon elektrického proudu

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Základní el. značky. Vodiče. Zdroje. Spínače, tlačítka. Rezistory. - Vodič. - Vodivé spojení dvou vodičů. - Křížení vodičů

Obvodové prvky a jejich

1. Pasivní součásti elektronických obvodů

MULTIGENERÁTOR TEORIE

Pouzdro ROCKWOOL 800. Nehořlavé potrubní pouzdro z kamenné vlny CREATE AND PROTECT. = 0,033 W.m -1.K -1 stejná lambda v celém průřezu.

Kondenzátory fóliové odrušovací - typ R46, KNB1530

SOUČÁSTKY ELEKTRONIKY

Název zpracovaného celku: Kola a pneumatiky

Mˇeˇren ı vlastn ı indukˇcnosti Ondˇrej ˇ Sika

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

1 JEDNOFÁZOVÝ INDUKČNÍ MOTOR

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

NÁVRH TRANSFORMÁTORU. Postup školního výpočtu distribučního transformátoru

Věra Keselicová. květen 2013

Nelineární obvody. V nelineárních obvodech však platí Kirchhoffovy zákony.

ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ. Elektroerozivní obrábění řezání drátovou pilou

Pracovní list žáka (ZŠ)

Pohony šicích strojů

Zobrazovací jednotky. 1 z :53. LED technologie.

Projekt: 1.5, Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Elektroinstalace. 3 Připojování vodičů

1 SENZORY SÍLY, TLAKU A HMOTNOSTI

1.1 Pokyny pro měření

SNÍMAČE. - čidla, senzory snímají měří skutečnou hodnotu regulované veličiny (dávají informace o stavu technického zařízení).

Transkript:

LINEÁRNÍ SOUČÁSTKY ELEKTRONICKÝCH OBVODŮ - základní lineární pasivní součástky používané ve všech oborech elektroniky - rezistory, kondenzátory a cívky. REZISTORY Rezistory jsou elektronické součástky, jejichž základní požadovanou vlastností je elektrický odpor žádané velikosti. Podle konstrukčního provedení je dělíme na dvě velké skupiny: 1. rezistory se dvěma vývody (pevné a nastavitelné), 2. rezistory s více než dvěma vývody (rezistory s odbočkami a potenciometry). Jako nastavitelné rezistory (reostaty) pracují v elektronických obvodech většinou potenciometry nebo potenciometrické trimry, které mají jeden vývod odporové dráhy buď nezapojený, nebo spojený se sběračem. Nezávisle na předcházejícím dělení můžeme z technologického hlediska rozdělit rezistory na: 1. vrstvové (odporový materiál ve formě vrstvy), 2. drátové (vinuté odporovým drátem). Pevné vrstvové rezistory Pevné vrstvové rezistory jsou tvořeny keramickým nosným tělískem, které má obvykle tvar válce. Na jeho povrchu je nanesena odporová vrstva. Podle materiálu odporové vrstvy lze rozlišit dva základní druhy vrstvových rezistorů: uhlíkové (odporovým materiálem je uhlík s vhodným plnidlem) a metalizované (odporová vrstva je vytvořena z kovových kysličníků nebo slitin). Rezistory s odporem větším než asi 4 kω mají délku odporové vrstvy zvětšenou probroušením drážky ve tvaru šroubovice. Její délka dovoluje při výrobě nastavit požadovaný odpor rezistoru. Vývody rezistoru jsou tvořeny pocínovanými dráty, které jsou v podélném směru přivařeny na kovové čepičky nalisované na konce keramického tělíska. Rezistory konstruované pro velké výkony mají vývody ve formě příčně uložených sponek vyrobených z kovového pocínovaného pásku. Povrch rezistorů se chrání speciálními laky nebo smalty, popřípadě zastříknutím do plastu. Pevné drátové rezistory Drátové rezistory jsou navinuty odporovým drátem na nosné tělísko tvaru válce nebo trubičky. Konce odporového drátu jsou přivařeny k vývodům, které mají podobnou konstrukci jako vývody vrstvových rezistorů. Povrch drátových rezistorů se chrání vrstvou speciálního tmelu nebo smaltu, který odolává teplotám až několik set stupňů Celsia. Některé typy drátových rezistorů pracují při teplotách svého povrchu až kolem 350 C. Chlazení sáláním je při těchto teplotách velmi účinné, takže jejich rozměry mohou být mnohem menší než rozměry vrstvových rezistorů konstruovaných pro stejná zatížení. Všechny běžné drátové rezistory mají značnou indukčnost, proto se hodí pouze pro použití v obvodech se stejnosměrným proudem, popř. proudem s velmi nízkou frekvencí (např. síťovou frekvencí 50 Hz). 1

Charakteristické vlastnosti rezistorů Jmenovitý odpor rezistoru Obr.1: Různá provedení odporů Jmenovitý odpor rezistoru je výrobcem předpokládaný odpor součástky v ohmech. Jmenovité odpory rezistorů stanoví normy v souhlase s mezinárodně normalizovanými řadami odporů součástek pro elektrotechniku. Nejpoužívanější jsou řady E6, E12 a E24. Řada E6 obsahuje v každé dekádě 6 hodnot: 1 1,5 2,2 3,3 4,7 6,8. Řada E12 má v každé dekádě 12 hodnot: 11,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3,3 3,9 4,7 5,6 6,8 8,2. Řada E24 má každou dekádu složenu z 24 hodnot: 1 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1. Jmenovitý odpor je na součástce vyznačen kódem tvořeným skupinou číslic a písmenem nebo barevnými proužky podle zákonitostí stanovených normou Běžně používané symboly: R základní jednotka ohm, K kilo (10 3 ), M mega (10 6 ), G giga (10 9 ), T tera (10 12 ). Písmeno je umístěno na místě. desetinné čárky. Jmenovité zatížení rezistorů Jmenovité zatížení je výkon, který se smí za určitých podmínek stanovených normou přeměnit v rezistoru na teplo, aniž by teplota jeho povrchu překročila přípustnou velikost. Konkrétní teploty jsou závislé na konstrukčním provedení rezistoru. Provozní zatížení rezistorů Největší přípustné provozní zatížení rezistoru je určeno největší teplotou povrchu součástky, při které ještě nenastávají trvalé změny jejího odporu ani podstatné zkracování jejího života. Závisí na teplotě okolí, ve kterém rezistor pracuje, a na způsobu odvádění tepla z tělíska. Velikost přípustného provozního zatížení při vysších teplotách se udává v katalogu grafem. 2

Obr.2: Vysvětlivky k barevnému značení rezistorů Největší dovolené napětí Výrobce udává pro jednotlivá provedení rezistorů největší dovolené napětí měřené mezi jeho vývody. Po překročení tohoto napětí může dojít k poškození součástky. Pro miniaturní vrstvové rezistory činí nejvyšší dovolené napětí 100 V, pro metalizované rezistory 0,25 W je toto napětí 250 V, pro metalizované rezistory 0,5 W je toto napětí 350 V, pro metalizované rezistory 1 W je 500 V atd. Pro drátové rezistory je dovolené napětí podle typu 500 až 1500 V. Tímto napětím je značně omezeno dovolené provozní zatížení rezistorů s velkými odpory. Například napětí 100 V se dosáhne na rezistoru s odporem 1 MO již při výkonu 0,01 W, což je desetkrát menší výkon, než je dovolené provozní zatížení uvedeného typu rezistoru. Dalšími charakteristickými vlastnostmi rezistorů jsou: Teplotní součinitel odporu Šumové napětí REZISTORY S VÍCE NEŽ DVĚMA VÝVODY Rezistory s více než dvěma vývody pracují jako napěťové děliče. Lze je rozdělit na dvě skupiny: 1. děliče s pevným, popř. nastavitelným dělicím poměrem (rezistory s odbočkou) - obr. 3a 2. děliče s plynule proměnným dělicím poměrem (potenciometry a odporové trimry) - obr. 3b, c Dělicí poměr A lze v obou případech určit ze stejného vztahu u2 r A = = u R 1 3

Obr.3: Rezistory s více vývody Některé typy drátových rezistorů se vyrábějí s odbočkami. Vývod odbočky, vytvořený z kovového pásku, obepíná tělísko rezistoru a přiléhá svým kontaktem k odporovému vinutí v místě,které není pokryto ochrannou vrstvou tmelu (úzká drážka po délce tělíska). Tyto rezistory nejsou konstruovány pro mnohonásobné přesouvání polohy odbočky. Potenciometry Potenciometry jsou tvořeny odporovou dráhou a sběračem. Sběrač, který tvoří odbočku, lze plynule přesouvat podél odporové dráhy. Přesouvání sběrače otočných potenciometrů se děje otáčením osy,se kterou je sběrač spojen. Ke změně polohy sběrače posuvných potenciometrů dochází posouváním unašeče (páčka z plastu, se kterou je sběrač spojen) podél odporové dráhy v přímém směru. Tvar odporové dráhy je těmto způsobům přesouvání sběrače přizpůsoben. Kladou se tyto požadavky: plynulost průběhu odporové dráhy, stabilnost odporu, minimální šelest při regulaci, malý šum, dlouhý život. Odporové trimry Odporové (potenciometrové) trimry se vyrábějí pouze otočné. Liší se od potenciometrů konstrukčním provedením, které není určeno k mnohonásobnému přesouvání polohy sběrače. Odporová dráha je tvořena vrstvou odporového materiálu, který má stejné složení jako odporový materiál vrstvových potenciometrů. Tato vrstva je nanesena na základní destičku z tvrzeného papíru nebo keramiky. Vývody jsou uzpůsobeny pro montáž do plošných spojů. a) b) Obr.4: a) Potenciometry, b) Trimry 4

KONDENZÁTORY Kondenzátory jsou dvojpólové součástky konstruované takovým způsobem, aby vykazovaly kapacitu definované velikosti. Jsou tvořeny dvěma vodivými elektrodami, které jsou navzájem odděleny dielektrikem. Kondenzátory můžeme rozdělit podle použitého dielektrika na tyto hlavní skupiny: vzduchové, s papírovým dielektrikem, z metalizovaného papíru, s plastovou fólií, slídové, keramické nebo skleněné, elektrolytické. Podle konstrukce rozlišujeme kondenzátory pevné (s kapacitou, kterou nelze měnit), s proměnnou kapacitou (ladicí a dolaďovací). Charakteristické vlastnosti kondenzátorů Jmenovitá kapacita kondenzátoru Jmenovitá kapacita kondenzátoru je výrobcem předpokládaná kapacita vyznačená na kondenzátoru. Většina typů pevných kondenzátorů se vyrábí s kapacitou určenou řadou E6 nebo EI2, popř. E24. Tolerance jmenovité kapacity Tolerance jmenovité kapacity kondenzátoru je největší odchylka skutečné kapacity od kapacity jmenovité. Je vyjádřená v procentech jmenovité kapacity, např. 2, 5, 10%. Provedení kondenzátorů Pevné kondenzátory Kondenzátory s papírovým dielektrikem jsou tvořeny dvěma hliníkovými fóliemi oddělenými speciálním kondenzátorovým papírem, jehožpermitivita Sr = 4 až 7. Vrstvy jsou společně svinuty do balíčku takovým způsobem, aby kondenzátor měl co nejmenší indukčnost. Celek je zastřík. ;nut do plastu nebo zasunut do kovového pouzdra. Kondenzátory z metalizovaného papíru mají elektrody zhotovené z kondenzátorového papíru, který je na obou stranách pokryt hliníkovou vrstvou. Konstrukce je podobná konstrukci kondenzátorů s papírovým dielektrikem. Výhodou jsou menší rozměry i hmotnost. Kondenzátory s plastovou fólií jsou konstrukčně analogické kondenzátorům s papírovým dielektrikem. Kondenzátory slídové vynikají malými ztrátami, velkou časovou i teplotní stabilitou a úzkými tolerancemi. Kondenzátory keramické mají dielektrikum ze speciální keramiky s velkou permitivitou a malými dielektrickými ztrátami. Provedení keramických kondenzátorů je velmi různorodé. Nejčastěji jsou terčové, diskové, destičkové, ploché (polštářkové), trubičkové a průchodkové. Terčové a diskové kondenzátory jsou tvořeny kotoučem příslušného průměru a tloušťky s napařenými stříbrnými elektrodami. Vývody jsou z měděného drátu. Destičkové kondenzátory nemají vývody a pájí se přímo do desky plošných spojů. Průchodkový kondenzátor je tvořen keramickou trubičkou, kterou prochází vodič spojený s vnitřní elektrodou. Vnější elektroda je upravena pro přišroubování nebo připájení na desku plošných spojů nebo kostru zařízení. 5

Kondenzátory elektrolytické využívají jako dielektrika tenké vrstvy kysličníku velké elektrické pevnosti, která se vytváří na povrchu hliníkové nebo tantalové elektrody působením elektrického proudu, je-li elektroda obklopena vhodným elektrolytem. Kovová elektroda musí být vždy polarizována kladně a elektrolyt musí být proti ní Polarizován záporně. Při opačné polarizaci izolační oxidová vrstva nevzniká a kondenzátor se chová jako rezistor s malým odporem. Elektrolyt může být ve stavu tekutém, polosuchém nebo pevném. Tantalové kondenzátory mají v porovnání s hliníkovými kondenzátory menší rozměry, lepší časovou i teplotní stabilnost kapacity a menší ztráty při vyšších frekvencích (akustické pásmo). Vyrábějí se však pro nižší napětí než hliníkové kondenzátory (asi do 70 V). Kondenzátory s proměnnou kapacitou Kondenzátory s proměnnou kapacitou tvoří dvě funkčně rozdílné skupiny: kondenzátory ladicí (konstruované pro časté, mnohokrát opakované změny kapacity) a kondenzátory dolaďovací (trimry) určené jen k občasnému doladění obvodů. CÍVKY Cívky jsou dvojpólové součástky konstruované takovým způsobem, aby vytvořily vlastní indukčnost L definované velikosti. Indukčnost cívek závisí na počtu závitů, jejich geometrickém uspořádání a na magnetických vlastnostech prostředí, které závity obepínají i které cívky obklopuje. Podle konstrukce je možné rozdělit cívky na dvě velké skupiny: cívky bez jádra a cívky s jádrem. Provedení cívek Cívky bez jádra Cívky bez jádra se konstruují pro indukčnosti řádově jednotek mikrohenry, výjimečně jednotek milihenry. Používají se v obvodech s frekvencí až několik set megahertzů nebo v nízkofrekvenčních obvodech v těch případech, kdy záleží na tom, aby se při změně proudu procházejícího vinutím neměnila indukčnost. Vinou se buď na izolační kostry, nebo použije-li se tlustší drát, mohou být provedeny jako samonosné (bez kostry). Vinutí je jednovrstvové nebo při větší indukčnosti několika vrstvové. Speciální skupinu cívek bez jádra tvoří tzv. plošné cívky, které jsou vytvořeny vyleptáním fólie tvořící obrazec plošných spojů do tvaru závitů. Indukčnost těchto cívek zpravidla nepřesahuje 10 uh. Používají se pro frekvence několika desítek až stovek megahertzů. Cívky s jádrem Podle druhu použitého jádra dosahuje maximální indukčnost cívek s jádrem několika desítek až stovek milihenry (cívky pro použití ve vysokofrekvenčních obvodech) nebo několika desítek henry (nízkofrekvenční tlumivky). Jádra jsou vyráběna z magneticky značně vodivých materiálů s malými hysterezními ztrátami. Elektrická vodivost jader musí naopak být co nejmenší, aby ztráty vznikající v jádře průchodem vířivých proudů byly malé. Vysokofrekvenční cívky s jádry Nízkofrekvenční tlumivky 6