Узлы функциональной электроники

- Высокоомные;

б). Переменные (сопротивление меняется при эксплуатации);

- Подстроечные;

- Регулировочные;

- Линейные;

- Нелинейные;

в). Специальные резисторы;

- Варисторы;

- Терморезисторы;

- Фоторезисторы;

- Магниторезисторы;

2. По принципу создания резистивного элемента.

а). Проволочные;

б). Непроволочные;

- Пленочные;

- Объемного типа;

Система обозначения резисторов.

Различают две системы обозначения до и после 80-го года.

1. Система до 80-го года.

А) Буква С – сопротивление;

СП – переменный резистор;

СТ – терморезистор;

СН – варистор;

СР – фоторезистор;

Б) Материал резистивного элемента.

1- углеродистый (пиролитический углерод);

2- металлоокисные или металлопленочные;

3- пленочные композиционные;

4- объемные композиционные;

5- проволочные резисторы;

В) Номер разработки.

Пример обозначения: С2-1.

2. Система после 80-го года.

А) Буква Р – резистор постоянный;

РП – переменный;

ТР – терморезистор;

ТРП – позистор;

ВР – варистор;

Б) Цифра 1- непроволочный;

2- проволочный;

(эти цифры указываются для Р и РП.)

В) Порядковый номер разработки.

Пример обозначения: Р1-26

ТР- 7

Условно графические обозначения.

R- позиционное обозначение резисторов.

1.Резистор постоянный.

В схеме можно указывать номинальную мощность.

2.Резистор с отводом.

3. Реостат (резистор переменный)

а) регулировочный б) подстроечный

4.Потенциометр

5.Специальные резисторы (в место буквы t указывается параметр который

влияет на сопротивление).

Основные параметры резисторов.

1. Номинальное сопротивление Rном .

Различают шесть рядов сопротивлений:

Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192.Число указывает на число номиналов в ряде.

2. Допуск на номинальное сопротивление - это разница между номинальным и

действительным значением. Выражается в процентах. Всего существует 11

допусков:

±0,01 % ............. ±5%, ±10%, ±30%.

3. Номинальная мощность рассеяния- это мощность которую может рассеивать

резистор в течении длительного времени.

4. Уровень собственных шумов.

Различают собственные шумы и шумы скольжения (Характерны для переменных

резисторов (при регулировке). Уровень этого шума существенно выше токовых

шумов.). Собственные делятся на тепловые(обусловленные хаотичным движением

электронов. Имеют непрерывный широкий спектр , их уровень практически не

зависит от материала , но зависит от температуры. Существуют, не зависимо

есть или нет ток.) и токовые (обусловленные дискретной (зернистой)

структурой резистора. При прохождении тока возникает пробой он и есть

источник шума. Зависят от материала резистора. Уровень токовых шумов

существенно больше тепловых.).

Собственные шумы измеряются в мкВ/В.

= Е/U [мкВ]/[В].

5. Температурный коэффициент сопротивления – показатель температурной

стабильности. Показывает относительное изменение сопротивления при

изменении температуры на один градус.

(R= (R/ (t *1/R0

6. Функциональная характеристика (кривая регулирования) – зависимость

сопротивления от угла поворота.

А – линейная зависимость;

Б – логарифмическая;

В – показательная;

Схема замещения резистора.

RR - сопротивление резистивного элемента;

RК - сопротивление металлических контактов;

LR - паразитная индуктивность (зависит от конструкции резистора);

CR - паразитная емкость;

RИЗ – сопротивление изоляции (оно обычно учитывается у высокоомных

резисторов);

Особенности резисторов.

1. Непроволочные резисторы.

- широкая номенклатура R и P;

- малая величина L и C;

- малые габариты и стоимость;

Разновидности:

- углеродистые (пленочного типа).

Пленка пиролитического углерода (толщина сотые, десятые доли мкм).

Дешевые и высокостабильные, обладают низким уровнем шумов.

Недостаток это низкая стабильность высокоомных резисторов.

Пример резисторов – ВС, С1- 8.

- металлоокисные, металлопленочные (пленка сплава металла, либо окисла

металла).

Достоинством таких резисторов является повышенная термостойкость и низкий

уровень шумов. Недостаток это малая устойчивость к импульсным перегрузкам.

Пример резисторов – МЛТ, МТ.

- композиционные резисторы (смесь проводящего материала – углерода и

диэлектрической связки).

Такие резисторы могут быть объемного типа и пленочного типа.

Достоинство – малая стоимость. Недостаток – зависимость сопротивления от

напряжения и тока, высокий уровень шумов, низкая стабильность.

Пример резисторов –ТВО, С3- 2.

2. Проволочные резисторы.

(проволока из нихрома, константана или манганина).

Достоинство:

- высокая стабильность;

- высокая термостойкость;

- малый уровень шумов;

- высокая перегрузочная способность;

Пример резисторов – ПЭВ, С5- 35.

3.Специальные резисторы.

- Варистор (сопротивление зависит от напряжения и тока);

Используется для стабилизации и ограничения напряжения (для стабилизации

напряжения).

Основные параметры:

- классификационное напряжение UКЛ;

- классификационный ток IКЛ;

- коэффициент нелинейности;

(= RСТ / rДИН

4.Терморезисторы.

Как правило имеют отрицательный ТКС, хотя есть и позисторы с

положительным ТКС. Терморезисторы характеризуются:

V номинальным сопротивлением при 20(С;

V ТКС;

V номинальная мощность рассеяния;

V постоянная времени ( - характеризует тепловую инерционность: это

время, в течении которого температура терморезистора изменяется

на 63% при переносе его из воздушной среды при 0(С в воздушную

среду с температурой 100(С.

5.Магниторезисторы.

Работают на основе магниторезистивного эффекта, это свойство

полупроводникового устройства. Характеризуется зависимостью сопротивления

от индукции магнитного поля ( В ). Строят график их зависимости, и

рассматривают работу магниторезистора.

Конденсаторы.

Это элемент радиоэлектронной аппаратуры, обладающий сосредоточенной

электрической емкостью, то есть способностью накапливать электрические

заряды.

Классификация конденсаторов:

V по характеру изменения емкости:

постоянные;

переменные;

подстроечные;

специальные ( вариконды ) – нелинейные конденсаторы, емкость зависит от

приложенного напряжения;

V по виду диэлектрика:

с органическими диэлектриками;

с неорганическими диэлектриками;

с газообразными диэлектриками;

с оксидными диэлектриками.

Система обозначений.

1. К – постоянный конденсатор;

КТ – подстроечный конденсатор;

КП – переменный конденсатор;

КН – вариконд.

2. число – обозначает тип диэлектрика:

10 керамический, с рабочим напряжением менее 1600В;

15 керамический, с рабочим напряжением более 1600В;

22 стекляннокерамический;

21 стеклянный;

31 слюдяной, малой мощности;

32 слюдяной, большой мощности;

40 бумажные, с рабочим напряжением менее 2 кВ;

41 бумажные, с рабочим напряжением более 2 кВ;

42 металлобумажные;

50 оксидные, электролитические алюминиевые;

51 оксидные, электролитические танталовые;

52 оксидные, объемно-пористые;

53 оксидные, полупроводниковые;

60 воздушные;

61 вакуумные;

71 полистирольные;

72 фторопластовые;

73. лавсановые.

Эти обозначения применимы для конденсаторов типа К, а для КП и КТ

могут быть следующие обозначения:

1. вакуумные;

2 воздушные;

3 газообразные;

4. твердые.

3. номер разработки.

Например:

К50-6

КТ4-1.

Условные графические обозначения.

Позиционное обозначение: С.

Основные параметры.

1.) Номинальная емкость.

[pic], где:

( - диэлектрическая проницаемость;

S – площадь обкладок;

d – расстояние между обкладками.

У воздуха (=1, поэтому воздушные конденсаторы очень большие, для

уменьшения их габаритов на обкладки добавляют какой-либо диэлектрик.

Все емкости стандартизованы по рядам номинальных ёмкостей:

Е3; Е6; Е12; Е24.

Е3 1; 2.2; 4.7

2.) Допуск на ёмкость.

Разность между номинальным и фактическим значением. Существует 14

допусков:

(0.1% - прецизионные;

-20% до +80% - последний класс точности.

3.) Номинальное рабочее напряжение.

Напряжение, при котором конденсатор работает в течение всего срока

эксплуатации.

4.) Тангенс угла потерь.

tg(() – тангенс угла диэлектрических потерь, из-за переполяризации

диэлектрика, так как энергия рассеивается в виде тепла. Из-за наличия

потерь угол между U и I становиться меньше 90(.

Для оценки tg(() можно:

[pic], где Rп. – сопротивление потерь.

Тангенс угла потерь это величина обратная добротности, поэтому:

[pic].

5.) Сопротивление изоляции и ток утечки.

Ток утечки – это ток, который существует постоянно в диэлектрике

конденсатора.

[pic], где

Rиз. – сопротивление изоляции;

Iут. – ток утечки.

6.) Температурный коэффициент емкости.

Характеризует температурную стабильность емкости, это:

[pic], где

С0 – ёмкость при температуре 20(С.

ТКЕ нормируется, например для керамических конденсаторов по ТКЕ

существует 16 групп:

-2200*10-6 1/(С М2200

+100**10-6 1/(С П100.

Эти обозначения производятся на корпусе или обозначаются цветом.

Слюдяные конденсаторы делятся на 4 группы:

А не нормированное значение ТКЕ;

Б (200**10-6 1/(С

В (100**10-6 1/(С

Г (50**10-6 1/(С

7.) Закон изменения емкости.

Используется для характеристики переменных конденсаторов:

V прямоемкостные ( прямая зависимость между емкостью и углом

поворота ротора);

V прямоволновые (прямая зависимость между длиной волны и углом

поворота ротора);

V прямочастотные (прямая зависимость между частотой колебательного

контура и углом поворота ротора);

V логарифмические ( логарифмическая зависимость емкости от угла

поворота ротора ).

Схема замещения конденсатора.

С – номинальная емкость;

Сз – емкость относительно корпуса;

Rиз – сопротивление изоляции;

Rп – сопротивление потерь;

Lc – емкостная индуктивность ( проявляется на больших частотах ).

Особенности конденсаторов.

Бумажные.

Выполняются в виде бумаги пропитанной маслом, и фольговых обкладок,

которые затем сворачиваются в рулон. Достоинства:

широкие интервалы номиналов мощностей ( от 0.01 мкФ до 10мкФ ).;

широкие интервалы рабочих напряжений.

Недостатки:

малая температурная и временная стабильность;

большие потери.

Например: БМ ( бумажный малогабаритный );

КБГ ( бумажный герметизированный );

К40-1.

Металлобумажные.

Они выполнены из диэлектрической бумаги, а на неё с двух сторон

напыляются обкладки, у них емкость больше и меньшие габариты. Достоинства:

способность самовосстанавливаться после пробоя ( так как из-за малой

толщины обкладок, металл в месте пробоя испаряется).

Например: МБМ;

К42-2.

Слюдяные.

Берется пакет из слюдяных пластинок и обкладки ( алюминий или оловянно-

свинцовый сплав ), а затем всё это герметизируется. У таких конденсаторов

малые потери ( работают до 100МГц ), хорошая стабильность, но имеют большие

габариты.

Например: КСО

К31-3.

Керамические.

Диэлектрик выполнен из ВЧ керамики, обкладки наносятся методом

вжигания серебра. Конструкции: дисковые, трубчатые, пластинчатые,

бочоночные, проходные, опорные и литые щелевидные. Эти конденсаторы

высокостабильные, с малыми потерями и дешевые.

Например: КТ ( трубчатый );

КД ( дисковый );

КМ-6 ( малогабаритный ).

Стеклянные.

В качестве диэлектрика используется стекло, удельная емкость выше чем

у слюдяных. Они дёшевы, малогабаритны и стабильны, с высокой электрической

прочностью.

Например: КС

К21-5.

Стеклянно керамические.

Диэлектрик – это стекло смешанное с керамикой, для увеличения (.

Например: СКМ;

К22-5.

Пленочные.

Диэлектрик – это синтетическая пленка с фольговым или

металлизированными обкладками. В качестве диэлектрика используются

органические полярные ( большие потери ) и неполярные ( малые потери )

диэлектрики.

Например: ПСО ( полистирольные ) – полистирол плавится при

низкой температуре;

К70-6;

ФТ ( фторопластовые );

К72-2;

К73-3 ( лавсановые – полярный диэлектрик ).

Оксидные.

В качестве диэлектрика применяется пленка окисла металла. В качестве

пленок используются окислы тантала, ниобия или алюминия. Все эти

конденсаторы полярные.

Разновидности: оксидные электролитические алюминиевые;

оксидные электролитические танталовые ( ниобиевые );

объемно-пористые;

оксидные полупроводниковые.

Для увеличения площади обкладок используется травление фольги.

Например: К50-3 ( К50-6 ).

( у танталового окисла в 2.5 раза больше, чем у окисла алюминия,

следовательно, меньшие габариты, дорогие, стабильные, но с малым рабочим

напряжением. У ниобия ( больше в 5 раз, чем у алюминия, но он дороже

тантала.

Например: К51-3 ( танталовый ).

Объемно-пористые конденсаторы чаше всего танталовые, представляют

собой пористое тело с танталом, залитое электролитом, следовательно,

большая емкость.

У оксидных полупроводниковых диэлектриков электролит заменен

полупроводником, здесь нет проблем с испарением электролита, что

увеличивает стабильность. Они выпускаются алюминиевые, танталовые и

ниобиевые.

Например: К53-8;

К53-4;

К53-1.

Катушки индуктивности.

1.Катушки индуктивности – это элемент электронной аппаратуры,

функционирование которого определяется эффектом взаимодействия

электрических и магнитных полей.

Такой эффект позволяет создать элемент имеющий реактивное сопротивление

переменному току и не оказывающий сопротивление постоянному току.

Классификация катушек индуктивности.

1.По постоянству значения индуктивности.

- перестраиваемые (вариометр);

- подстраиваемые;

- не перестраиваемые;

2.По конструкции.

- каркасные;

- бескаркасные;

- однослойные;

- многослойные;

- экранированные;

- неэкранированные;

- с сердечником;

- без сердечника;

- цилиндрические;

- кольцевые;

- броневые;

- спиральные;

Условно графические обозначения.

Катушка индуктивности имеет следующее позиционное обозначение – L.

1. Катушка индуктивности - 2. Если катушка с отводами –

3.Катушка с сердечником:

- - магнитодиэлектрический сердечник; ферритовый;

4.Немагнитный материал;

- Сердечник с зазором;

Вариометр;

- Подстраиваемая катушка;

4. Индуктивная связь:(Точка показывает начало обмотки).

- катушки с общим сердечником;

- катушка с отдельными подстроенными сердечниками;

Основные параметры катушек индуктивности.

Рассмотрим принцип действия катушек индуктивности. Если через катушку

индуктивности пропустить ток, то возникнет переменное магнитное поле, оно

хар – ся магнитным потоком Ф , при изменении потока в проводнике возникает

ЭДС – самоиндукции, и она направлена противоположно основной ЭДС, именно

поэтому катушка и оказывает сопротивление переменному току – называемое

реактивным сопротивлением.

Коэффициент пропорциональности между величиной этого реактивного

сопротивления и частотой ( переменного тока и называется индуктивностью L.

Страницы: 1, 2, 3