1 Elementy bierne Model rezystora (opornika) kTRB U RMS 4 2 = I U Istotne parametry: •Rezystancja (0.1Ω – 10MΩ szeregi E12(10%)? i E24(5%)?) •Moc (0,125 – 5) W •Maksymalne napięcie (100V – 1000V) •Stabilność termiczna (10ppm/deg – 500ppm/deg) termistory ? •Stabilność czasowa (np.. 1%/1000h) •Indukcyjność pasożytnicza (indukcyjność doprowadzeń 6-8nH) •Pojemność (0.1pF – 5pF) •Nieliniowość (R=R(U) rzędu 0.01%/V) •Szumy (inny wyklad) RI U = Rezystory - oznaczenia Oznaczenia rezystorów: a) bezpośrednie zapisanie wartości na obudowie rezystora, wystepuje w przypadku rezystorów przewlekanych, - np. wartość 0.47Ω zapisujemy 0.47 lub R47 lub 0E47 - np. wartość 4.7Ω zapisujemy 4R7 - np. wartość 470Ω zapisujemy 470 lub 470R lub k47 - np. wartość 4.7 kΩ zapisuje się 4.7k lub 4k7 - np. wartość 4.7MΩ zapisujemy 4M7 lub 4.7M
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Elementy bierne
Model rezystora (opornika)
kTRBU RMS 42 =
I
U
Istotne parametry:
•Rezystancja (0.1Ω – 10MΩ szeregi E12(10%)? i E24(5%)?)
a) bezpośrednie zapisanie wartości na obudowie rezystora, wystepuje w przypadku rezystorów przewlekanych,
- np. wartość 0.47Ω zapisujemy 0.47 lub R47 lub 0E47
- np. wartość 4.7Ω zapisujemy 4R7
- np. wartość 470Ω zapisujemy 470 lub 470R lub k47
- np. wartość 4.7 kΩ zapisuje się 4.7k lub 4k7
- np. wartość 4.7MΩ zapisujemy 4M7 lub 4.7M
2
Rezystory - oznaczenia
Oznaczenia rezystorów:
b) zakodowanie wartości poprzez podanie dwóch pierwszych cyfr i potęgi liczby dziesięć
- np. wartość 47Ω zapisujemy 470 co oznacza
- np. wartość 470Ω zapisujemy 471 co oznacza
- np. wartość 4.7 kΩ zapisujemy 472 co oznacza
- np. wartość 4.7MΩ zapisujemy 475 co oznacza
01047 ⋅11047 ⋅
21047 ⋅51047 ⋅
Rezystory - oznaczenia
Rezystory - oznaczenia
3
Rezystory - tolerancja
Wartości rezystorów są rozłożone w szeregi, mówiące o tolerancji czyli granicy przedziału w jakiej znajduje się rzeczywista wartość rezystancji.Tolerancja:
MikowyMikowyMikowyMikowy 1 pF1 pF1 pF1 pF----0,01uF0,01uF0,01uF0,01uF 100100100100----600600600600 dobradobradobradobra małamałamałamała doskonały; dobry w doskonały; dobry w doskonały; dobry w doskonały; dobry w układach w.cz.układach w.cz.układach w.cz.układach w.cz.
CeramicznyCeramicznyCeramicznyCeramiczny 10pF10pF10pF10pF----luFluFluFluF 50505050----30k30k30k30k kiepskakiepskakiepskakiepskaZależy od Zależy od Zależy od Zależy od rodzaju rodzaju rodzaju rodzaju ceramikiceramikiceramikiceramiki
średniaśredniaśredniaśrednia mały, niedrogi, bardzo mały, niedrogi, bardzo mały, niedrogi, bardzo mały, niedrogi, bardzo popularnypopularnypopularnypopularny
PoliestrowyPoliestrowyPoliestrowyPoliestrowy 0,001uF0,001uF0,001uF0,001uF----50jiF50jiF50jiF50jiF 50505050----600600600600 dobradobradobradobra kiepskakiepskakiepskakiepska małamałamałamała tani, dobry, bardzo potani, dobry, bardzo potani, dobry, bardzo potani, dobry, bardzo po----
pularnypularnypularnypularny
PolistyrenowyPolistyrenowyPolistyrenowyPolistyrenowy(styrofleksowy)(styrofleksowy)(styrofleksowy)(styrofleksowy) 10pF10pF10pF10pF----2,7uF2,7uF2,7uF2,7uF 100100100100----600600600600 b. dobrab. dobrab. dobrab. dobra dobradobradobradobra b.małab.małab.małab.mała
wysokiej jakości, o wysokiej jakości, o wysokiej jakości, o wysokiej jakości, o dużych wymiarach, dużych wymiarach, dużych wymiarach, dużych wymiarach,
dobry do filtracji dobry do filtracji dobry do filtracji dobry do filtracji sygnałówsygnałówsygnałówsygnałów
PoliwęglanowyPoliwęglanowyPoliwęglanowyPoliwęglanowy 100pF100pF100pF100pF----30uF30uF30uF30uF 50505050----800800800800 b. dobrab. dobrab. dobrab. dobra znakomitaznakomitaznakomitaznakomita małamałamałamała wysokiej jakości, o mawysokiej jakości, o mawysokiej jakości, o mawysokiej jakości, o ma----łych wymiarachłych wymiarachłych wymiarachłych wymiarach
PolipropylenowyPolipropylenowyPolipropylenowyPolipropylenowy 100pF100pF100pF100pF----50uF50uF50uF50uF 100100100100----800800800800 b. dobrab. dobrab. dobrab. dobra dobradobradobradobra b.małab.małab.małab.mała wysokiej jakości, mała wysokiej jakości, mała wysokiej jakości, mała wysokiej jakości, mała absorpcja dielektrycznaabsorpcja dielektrycznaabsorpcja dielektrycznaabsorpcja dielektryczna
TeflonowyTeflonowyTeflonowyTeflonowy 1 nF1 nF1 nF1 nF----2uF2uF2uF2uF 50505050----200200200200 b. dobrab. dobrab. dobrab. dobra najlepszanajlepszanajlepszanajlepsza b.b.małab.b.małab.b.małab.b.maławysokiej jakości, wysokiej jakości, wysokiej jakości, wysokiej jakości,
SzklanySzklanySzklanySzklany 10pF10pF10pF10pF----l000pFl000pFl000pFl000pF 100100100100----600600600600 dobradobradobradobra b.małab.małab.małab.mała duża stałość długoczasowa duża stałość długoczasowa duża stałość długoczasowa duża stałość długoczasowa pojemnościpojemnościpojemnościpojemności
PorcelanowyPorcelanowyPorcelanowyPorcelanowy 100 pF100 pF100 pF100 pF----0,1uF0,1uF0,1uF0,1uF 50505050----400400400400 dobradobradobradobra dobradobradobradobra małamałamałamała dobry, duża stałość dobry, duża stałość dobry, duża stałość dobry, duża stałość długoczasowa pojemnościdługoczasowa pojemnościdługoczasowa pojemnościdługoczasowa pojemności
filtry w zasilaczach; filtry w zasilaczach; filtry w zasilaczach; filtry w zasilaczach; polaryzowany, krótki czas polaryzowany, krótki czas polaryzowany, krótki czas polaryzowany, krótki czas
OlejowyOlejowyOlejowyOlejowy 0,1 uF0,1 uF0,1 uF0,1 uF----20uF20uF20uF20uF 200200200200----10k10k10k10k małamałamałamałafiltry wysokonapięciofiltry wysokonapięciofiltry wysokonapięciofiltry wysokonapięciowe; we; we; we; duże wymiary; długi czas duże wymiary; długi czas duże wymiary; długi czas duże wymiary; długi czas
- cewki indukcyjne – wykorzystywane w obwodach rezonansowych filtrów i generatorów
- transformatory – służące do przekazywania energii elektrycznej, zmieniając wartości napięć lub prądów (podwyższając je lub obniżając), lub służą do separacji galwanicznej obwodów
10
Model indukcyjności (cewki)
dt
diLtuidttu
Lti
t
=+= ∫ )(;)0()(1
)(0 i(t)
u(t)
Istotne parametry:
•Indukcyjność (szereg E12 tylko dla dławików małej dobroci)
•AL [nH/zw2] - stała rdzenia (L = AL• z2 )
•Rezystancja szeregowa - dobroć
•Naskórkowość
•Nieliniowość i histereza rdzenia, straty w rdzeniu
•Maksymalny prąd (nasycenie materiału rdzenia – Bmax=0,2 - 1.6T)
•Maksymalne napięcie pracy (przebicie międzyuzwojeniowe)
sRLQ /ω=
Model cewki
RS
C
C~0.5pF C~0.5pF
L
Elementy indukcyjne – parametry
11
Różne rodzaje cewek i transformatorów
Elementy indukcyjne - budowa
Typowy element indukcyjny składa się z nastepujących elementów:
- uzwojenia
- magnetowodu (rdzenia)
- karkasu (korpusu uzwojenia)
- korpusu obudowy
- końcówek, podkładek, obejmy
- ekranu
Najważniejsze dla parametrów cewki są dwa pierwsze elementy.
Elementy indukcyjne - uzwojenia
Uzwojenia są wykonywane z materiałów o dobrej przewodności elektrycznej np..: miedzi, srebra.
W uzwojeniu występują straty dla prądu stałego i zmiennego.
Straty dla prądu stałego – rezystancja drutu nawojowego.
Straty dla prądu zmiennego – rezystancja drutu nawojowego + efekt naskórkowości (ang. skin effect).
12
Elementy indukcyjne - uzwojenia
Efekt naskórkowy związany jest z nierównomiernym rozkładem prądu płynącego przez przewodnik. Ze wzrostem częstotliwości największa gęstość (czasami całość) prądu występuje przy powierzchni zewnętrznej przewodu. Wtedy wzrastają straty w przewodniku. Parametrem opisującym efekt naskórkowy jest głęboko ść wnikania:
Rozkład prądu w. cz. w przewodniu w zależności od odległości od jego powierzchni
Przykładowo dla miedzi: f =10kHz δ = 1mm, f =1MHz δ = 0.1mm, f =100MHz δ = 0.01mm
Elementy indukcyjne - uzwojenia
Dla częstotliwości powyżej 1MHz stosuje się licę.
Dla częstotliwości od kilkudziesięciu MHz stosuje się drut miedziany, srebrzony (srebrzankę). Dla b.w.cz., zwłaszcza przy dużych mocach stosuje się falowody – różnego kształtu rury miedziane.
13
Elementy indukcyjne - magnetowody
Rdzeń, umieszczony wewnątrz cewki, skupia strumień magnetyczny, zwiększając jednocześnie jej indukcyjność.
Zależność indukcji od natężenia pola w magnetowodzie (krzywa magnesowania)
Elementy indukcyjne - magnetowody
Natężenie pola:
l
IzH =
gdzie: z - liczba zwojów, I – natężenie prądu, l – średnia dł. zwoju
naskórkowość, straty na prądy wirowe i histerezę),Cr – pojemność pomiedzy
warstwami uzwojenia i między zwojami)
ss
L
R
L
R
XQ
ω==
Elementy indukcyjne – parametry
Typowe wartości dobroci to zakres 50 –200 dla częstotliwości 100kHz – 30MHz.
Przy f=100kHz, dla cewek nawiniętych licą z zamkniętym rdzeniem Q=1000.
W zakresie mikrofalowym, gdy cewką jest odcinek linii długiej lub rezonator wnękowy Q może przekraczać kilka tysięcy.
15
Elementy indukcyjne – parametry
Dopuszczalna warto ść prądu – drut musi mieć odpowiednią średnicę ze względu na gęstość prądu J (stosunek natężenia prądu do powierzchni przekroju poprzecznego drutu). Drut się nagrzewa i w ekstr. sytuacji może się przepalić. Dlatego ważne są warunki chłodzenia. Średnica drutu dla zakresu m. cz.:
J
Id 13.1=
Dla miedzi J=2.5A/mm2 i zależnośc przybiera postać:Id 8.0=
Bezpieczniki
• Napięcie znamionoweto największe trwałe napięcie, oraz jego charakter (zmienne lub stałe), przy którym można stosować dany bezpiecznik.
Prąd znamionowyto wartość prądu roboczego, która może płynąć przez bezpiecznik (????-istnieją różnice w różnych normach CSA, IEC, Miti, UL)
Charakterystyka wyłączania- czas zadziałania bezpiecznika
16
Bezpieczniki w aparaturze elektronicznej - parametry
Prąd zadziałania IN – minimalna wartość prądu powodująca zadziałanie bezpiecznika (przerwanie obwodu)
Charakterystyka zadziałania – opisuje zależność pomiędzy szybkością zadziałania bezpiecznika a wartością prądu:
- bezpieczniki szybkie – krótkim czasie zadziałania, stosowane w układach gdzie przekroczenie prądu maksymalnego może uszkodzić układ
- bezpieczniki zwłoczne – zadziałanie bezpiecznika nastepuje po przepływie prądu większego/równego prądowi zadziałania przez określony czas; stosowane w układach gdzie występuje tzw. prądy rozruchowe, dużo większe od prądu pobieranego przez układy podczas pracy normalnej
Charakterystyka wyłączania- czas zadziałania bezpiecznika
Prąd zadziałania (temperatura)
czynnikWspółI
I zNamionowyniazadziała =
17
Bezpieczniki – praca impulsowa
• Parametr I2t
Zdolność do pracy z prądem impulsowym
np.:
IN = 1A I2t = 1,4 (bez. zwłoczny)
IN = 1A I2t = 0,32 (bez. szybki)
Bezpieczniki – zdolność łączeniowa
• Zdolność łączeniowato najwyższy prąd, jaki dany bezpiecznik może przerwać przy danym napięciu, bez ryzyka wystąpienia przebicia lub stopienia obudowy. Specyfikacja zdolności łączeniowej może obejmować np. wartość prądu przerwania, wartość napięcia roboczego i jego rodzaj (zmienne lub stałe). Zdolność łączeniowa musi być dobrana biorąc pod uwagę warunki ekstremalne. Np. przy zwarciach należy się liczyć z całym prądem jaki może dać źródło.
Bezpieczniki – zdolność łączeniowa
Zdolność łączeniowa:
np. dla wkładek 5x20mm
(szklanych, ceramicznych):
IN = 1A Izł = 35A (typowa)
IN = 1A Izł = 1500A (podwyższona)
IN = 1A Izł = 150kA (bardzo wysoka)
18
Bezpiecznikirezystancja, spadek napięcia
• Rezystancja bezpieczników – 10 -0.01Ω
(mały prąd znamionowy – duża oporność)
• Spadek napięcia dla prądu znamionowego 10V(IN=30mA) – 0,1V(IN=10A)
Obudowy różne
Obudowy SMD
Długość rzędu 6mm
19
Obudowy - najpopularniejsze
Wymiary:
5x20mm4,5x14,5
6,3x32
6,3x25,4
8,5x31,5
10,3x34,9
10,3x38,
Bezpieczniki szybkie i zwłoczne
Bezpieczniki polimerowe
20
Bezpieczniki w aparaturze elektronicznej
Bezpiecznik – element zabezpieczający układ elektroniczny (elektryczny) przed uszkodzeniem spowodowanym przepływem długotrwałego prądu o określonej wartości.
Bezpieczniki samochodowe
Bezpieczniki topikowe stosowane w aparaturze
elektronicznej
Bezpieczniki pólprzewodnikowe
stosowane w aparaturze elektronicznej
Bezpieczniki w aparaturze elektronicznej - parametry
Napięcie znamionowe – największe napięcie (stałe lub zmienne) dla którego można stosować dany bezpiecznik
Prąd znamionowy – prąd (roboczy), dla którego przystosowany jest bezpiecznik. Jest mniejszy od maksymalnego prądu, który nie powoduje zadziałania bezpiecznika.
Zdolno ść łączenia – najwyższa wartość prądu, który może być przerwany przez bezpiecznik, przy danym napięciu, bez ryzyka wystąpienia przebicia lub stopienia obudowy