Самоделки и всё что с ними связано • Просмотр темы - Пассивные электрорадиоэлементы

Пассивные электрорадиоэлементы

Лекции, теоретическая часть, расчёты

Пассивные электрорадиоэлементы

Сообщение kystari » 20 янв 2014, 22:50

Ряды номиналов. Резисторы
Электрорадиоэлемент (ЭРЭ) – устройство, прибор, выполняющее функции преобразования, распределения, переключения электрических сигналов, реализуемых электрической схемой. Технологически, электрорадиоэлементы разделяют на элементы для поверхностного монтажа (surface mounted devices) на печатные платы и элементы для объемного монтажа.

Пассивные электрорадиоэлементы - предназначены для перераспределения электрической энергии (или ее потребления) в электрической цепи.

Большинство пассивных элементов считают линейными, т.е. их вольтамперная характеристика (зависимость напряжения на элементе от тока через него) практически линейна на основном участке работы.

Номиналы для всех пассивных радиодеталей (сопротивление резисторов, ёмкость конденсаторов, индуктивность катушек индуктивности) не являются случайными и соответствуют определенному ряду номиналов. Рядом номиналов называют множество значений от 1 до 10. Номинал детали какого-либо ряда является значением из соответствующего множества, умноженным на произвольный десятичный множитель (10 в степени n, n – целое число).

Основные ряды номиналов электрорадиоэлементов.

E3 E6 E12 E24
1.0 1.0 1.0 1.0
1.1
1.2 1.2
1.3
1.5 1.5 1.5
1.6
1.8 1.8
2.0
2.2 2.2 2.2 2.2
2.4
2.7 2.7
3.0
3.3 3.3 3.3
3.6
3.9 3.9
4.3
4.7 4.7 4.7 4.7
5.1
5.6 5.6
6.2
6.8 6.8 6.8
7.5
8.2 8.2
9.1
Название ряда указывает на число элементов в нем, каждый ряд также соответствует определенному допуску на радиоэлемент. Радиоэлементы из ряда E6 имеют допустимое отклонение от номинала ±20 %, из ряда E12 — ±10 %, из ряда E24 — ±5 %. Кроме вышеназванных, существуют расширенные ряды радиодеталей Е48, Е96 и Е192.

Резисторы.

Резистор – прибор, обладающий электрическим сопротивлением. Различают постоянные, переменные и подстроечные резисторы. Сопротивление постоянного резистора определено при изготовлении и не может изменяться. Сопротивление переменного и подстроечного резисторов можно изменять вручную.

Технологически, резисторы могут быть изготовлены из объемного материала (проволоки) или из тонких пленок. Величина для объемного сопротивления зависит от свойств материала и определяется по формуле

формула сопротивления

где ρ – удельное электрическое сопротивление материала (Ом∙м), l – длина (м), S – площадь поперечного сечения (м2). В качестве материалов используют металлы с большим удельным сопротивлением – нихром (112 ∙ 10-5 Ом∙м), константан (50 ∙ 10-5 Ом∙м). Для сравнения, удельное сопротивление меди – 1.7 ∙ 10-5 Ом∙м, алюминия 2.7 ∙ 10-5 Ом∙м.

Для расчета сопротивления тонких пленок пользуются понятием удельного поверхностного сопротивления rs , под которым понимается сопротивление тонкой пленки, имеющей в плане форму квадрата. Величина rs связана с величиной r и легко может быть получена из предыдущего выражения, если принять в нем s = dw , где w - ширина резистивной пленки, d - толщина резистивной пленки.

Тогда

формула сопротивления1
где rs= ρ/δ – удельное поверхностное сопротивление, зависящее от толщины пленки. Если l = w, то R=rs, причем величина сопротивления не зависит от размеров сторон.


На рисунке показано устройство пленочного резистора. На диэлектрическое цилиндрическое основание 1 нанесена резистивная пленка 2. На торцы цилиндра надеты контактные колпачки 3 из проводящего материала с припаянными к ним выводами 4. Для защиты резистивной пленки от воздействия внешних факторов резистор покрывают защитной пленкой 5.

Постоянный проволочный резистор представляет собой изоляционный каркас, на который намотана проволока с высоким удельным электрическим сопротивлением. Снаружи резистор покрывают термостойкой эмалью, спрессовывают пластмассой либо герметизируют металлическим корпусом, закрываемым с торцов керамическими шайбами.

В настоящее время наиболее распространенными резисторами являются резисторы, выполненные по SMT технологии (для поверхностного монтажа).

В зависимости от геометрических размеров, различают несколько корпусов-типоразмеров.

Переменные резисторы устроены сложнее.

Переменный резистор состоит из подвижной и неподвижной частей. Неподвижная часть представляет собой пластмассовый корпус 2, в котором смонтирован токопроводящий элемент 3, имеющий подковообразную форму. Посредством заклепок 6 он крепится к круглому корпусу. Эти заклепки соединены с внешними выводами 4. Подвижная часть представляет собой вращающуюся ось, с торцом которой 7 посредством чеканки соединена изоляционная планка 8, на которой смонтирован подвижный контакт 1 (токосъемник), соединенный с внешним выводом. Угол поворота оси составляет 270° и ограничивается стопором 5.

Переменные резисторы могут иметь разный закон изменения сопротивления в зависимости от угла поворота оси, соответственно, различают линейные, логарифмические и обратнологарифмические резисторы.

Подстроечные резисторы – это переменные резисторы, предназначенные для настройки устройства в процессе наладки или ремонта.

Основными параметрами резисторов являются сопротивление, допуск на сопротивление, допустимая мощность рассеивания и допустимое падение напряжения. Сопротивление резистора соответствует какому-либо номинальному значению из ряда номиналов. Номинальное сопротивление выводного постоянного резистора указывается на корпусе либо в виде числа и единиц измерения (вместо кОм пишут К, вместо МОМ – «М»), либо кодов из двух или трех букв и цифр, буква ставится на место разделительной точки. Используются буквы Е (или R) – единицы ом, К – килоомы, М – мегаомы. Сопротивление 39 Ом обозначается 39R, 330 Ом – К33, 5.6 кОм – 5К6. Допуск указывается в натуральном виде 1,2,5,10 или 20%, либо буквой J(5%), K(10%) и M(20%). Распространена также маркировка цветными точками или поясками – сопротивление в омах кодируется двумя или тремя цифрами и множителем. Маркировочные значки сдвигаются к одному из концов резистора и от него начинают отсчет.

SMD-резисторы типоразмера меньше 0402 не маркируются, резисторы остальных типоразмеров маркируются различными способами, зависящими от типоразмера и допуска.

Резисторы с допуском 2%, 5% и 10% всех типоразмеров маркируются тремя цифрами, первые две из которых обозначают мантиссу, а последняя – показатель степени по основанию 10 для определения номинала резистора в Омах. При необходимости к значащим цифрам добавляется буква R для обозначения десятичной точки. Например, маркировка 513 означает, что резистор имеет номинал 51×103 Ом = 51 КОм.

Резисторы с допуском 1% типоразмеров от 0805 и выше маркируются четырмя цифрами, первые три из которых обозначают мантиссу, а последняя – показатель степени по основанию 10 для задания номинала резистора в Омах. Буква R также служит для обозначения десятичной точки. Например, маркировка 7501 означает, что резистор имеет номинал 750×101 Ом = 7.5 КОм.

Резисторы с допуском 1% типоразмера 0603 маркируются с использованием таблицы EIA-96 двумя цифрами и одной буквой. Цифры задают код, по которому из таблицы определяют мантиссу, а буква – показатель степени по основанию 10 для определения номинала резистора в Омах. Например, маркировка 10C означает, что резистор имеет номинал 124×102 Ом = 12.4 КОм.
http://kystari.ru/theory/osnovy-prakticheskojj-ehlektrotekhniki/passivnye-ehlektroradioehlementy-ryad/
kystari
Любознательный
Любознательный
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 13 янв 2014, 07:43
Возраст: 23
Баллы репутации: 0

Re: Пассивные электрорадиоэлементы

Сообщение kystari » 24 янв 2014, 19:42

Пассивные электрорадиоэлементы. Электрическая емкость. Конденсаторы
Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд. Если металлическому шарику сообщить какое-то количество электричества, заряды распределяться равномерно по его поверхности и создадут вокруг электрическое поле, шарик при этом приобретет некоторый потенциал. Если шарику большего диаметра сообщить такой же заряд, его потенциал окажется меньше потенциала первого шара. Для достижения равного потенциала шару нужно сообщить большее количество электричества. Следовательно, шарик большего размера обладает и большей емкостью.
За единицу электрической емкости принята фарада. Емкостью в 1 фараду (Ф) обладает проводник, потенциал которого увеличивается на 1 вольт при сообщении ему заряда в 1 кулон. Прибор, обладающий какой-либо емкостью, называют конденсатором. В простейшем случае, конденсатор представляет собой две металлические пластины, разделенные диэлектриком (см. рисунок).

Если зарядить эти пластины, заряды, благодаря взаимному притяжению, в основном расположатся на обращенных одна к другой сторонах пластин. Чем меньше расстояние между пластинами, тем сильнее взаимодействие между зарядами, тем теснее они располагаются и тем больше емкость такого конденсатора. Если собрать конденсатор из множества пластин, соединив их через одну, емкость существенно увеличится. Емкость его можно подсчитать по формуле:

где С – емкость конденсатора в фарадах; n – количество пластин; S – площадь поверхности одной пластины с одной стороны, см2; ε – диэлектрическая проницаемость материала, помещенного между пластинами конденсатора; d – расстояние между пластинами, см.
Между количеством электричества, которым заряжен конденсатор, его емкостью и полученным напряжением между пластинами существует зависимость:
Q=C∙U
где Q – количество электричества, Кл; C – емкость конденсатора, Ф; U – напряжение между обкладками, В. При заряде конденсатора в его электрическом поле накапливается потенциальная энергия, которую можно использовать. Значение энергии выражается формулой:
W=C∙U2/2
где W – потенциальная энергия заряженного конденсатора в джоулях, С – емкость конденсатора в фарадах, U – напряжение между обкладками (пластинами) конденсатора, вольт.
Выпускается множество различных конденсаторов, отличающихся в первую очередь видом используемого диэлектрика (бумага, слюда, керамика и т.д.). Вторым важнейшим параметром после емкости является рабочее напряжение конденсатора, которое нельзя превышать во избежание пробоя, в результате которого большинство конденсаторов необратимо теряют работоспособность.
Изготавливаются как конденсаторы с постоянной емкостью, так и переменные и подстроечные конденсаторы. Емкость регулируют, изменяя взаимное расположение пластин конденсатора.
Отдельно стоит рассмотреть электролитические конденсаторы – использующие тонкую оксидную пленку в качестве диэлектрика. Пленку наносят на поверхность одного металлического электрода (анода, т.е. положительного электрода), вторым электродом (катодом, отрицательным электродом) является электролит (электролит – проводник электрического тока, электролитами являются растворы щелочей и кислот, растворы солей). В отличие от остальных конденсаторов, электролитические конденсаторы – это, в большинстве своем, полярные приборы. Электролитические конденсаторы имеют высокую емкость при небольших габаритах. Неправильное включение полярности или превышение рабочего напряжения может привести к взрыву электролитического конденсатора. Для ослабления разрушений, на крышке делают крестообразную выштамповку, которая раскрывается при превышении определенной температуры и электролит выливается наружу без взрыва. Еще одна отличительная черта электролитических конденсаторов – ухудшение параметров при старении из-за высыхания электролита (поэтому следует эксплуатировать конденсаторы в указанном рабочем диапазоне температур).
Обозначение на схемах и маркировка
На рисунке показано обозначение различных конденсаторов на принципиальных схемах.

Емкость конденсатора указывается несколько запутанно, возможно несколько вариантов.
Вариант 1 – буквенно-цифровая маркировка. Буква ставится на место десятичной точки и означает множитель. Число означает значение емкости.
Если стоит буква p (пример 30p, 6800p) – пикофарады
Если стоит буква n (пример 3n3, 33n) – нанофарады
Если стоит буква μ (пример 3.2μ) - микрофарады
Вариант 2 – маркировка 3 цифрами. Первые две цифры определяют мантиссу, а последняя – степень десятичного множителя, для получения емкости в пикофарадах. Цифра «9» обозначает степень «-1».
Примеры:
109=10∙10-1 пикофарад=1 пкФ; 220=22∙100 пикофарад=22 пкФ; 474=47∙104 пикофарад=470 нФ.
Вариант 3 – маркировка 4 цифрами. Аналогично предыдущему варианту, мантиссу определяют первые 3 цифры. Например 1622=162∙102 пикофарад=16200 пкФ=16.2 нФ.
Конденсаторы в SMD-исполнении – либо не маркируются, либо маркируются с помощью буквы и цифры. Буква обозначает мантиссу, цифра – показатель степени по основанию 10. SMD электролитические конденсаторы маркируются либо с помощью двух цифр, обозначающих емкость в микрофарадах, либо с помощью буквы и трех цифр. Буква указывает рабочее напряжение, первые две цифры определяют мантиссу, а последняя – степень десятичного множителя, для получения емкости в пикофарадах. Полоска на таких конденсаторах обозначает положительный вывод. На выводных деталях, полоска чаще обозначает отрицательный вывод, положительный обычно маркируется отдельным знаком «+».
материал с сайта http://kystari.ru/
kystari
Любознательный
Любознательный
 
Сообщения: 9
Зарегистрирован: 13 янв 2014, 07:43
Возраст: 23
Баллы репутации: 0


Вернуться в Теория

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0



Яндекс.Метрика