Транзисторы диоды резисторы конденсаторы – Особенности замены радиодеталей в схемах (как правильно подобрать для замены резисторы, конденсаторы, диоды и др.) реферат 2011 по новому или неперечисленному предмету

Содержание

что такое конденсаторы, резисторы и транзисторы?

Компоненты радиоэлектронных устройств.
Конденсатор — это две проводящих плоскости, разделенный тонким слоем изолятора. Имеет свойство накапливать элетричество и сохранять в себе неопределенно долго. Практически не изнашивается, не имеет ограничений на количество зарядов-разрядов, может заряжаться или разряжаться очень сильными но короткими импульсами — например, через искровой разряд. Обладает свойством легко проводит электрические колоебания или переменный ток, но постоянного тока не проводит совершенно.

Используется в качестве
— своеобразного амортизатора, сглаживающего колебания напряжений в цепи
— устройства, запоминающего напряжение
— времязадающего элемента (по времени, затраченному на процесс зарядки, схема может организовывать свою работу с заданными задержками, например, при закрывании дверей лифта)
— элемента развязки (передать импульс напряжения из одной части схемы в другую, несмотря на совершенно разлиынй уровень напряжения в этих частях схемы) .

Резистор — элемент с заданным сопротивлением току. Бывает от долей Ома до десятков мегаом. Используется
— качестве ограничителя времени заряда конденсаторов
— в качестве делителя напряжения (если два резистора последовательно поставить между проводами с напряжением, то точка стыка между резисторами получит напряжение, «поделенное» пропорционально номиналам этих резисторов)
— в качестве ограничителя тока, чтобы уберечь от сгорания чувствительные, «нежные» детали схемы.

Транзистор — активный элемент. Выполняет роль своеобразного управляемого клапана, который может пропускать или не пропускать ток (или пропускать частично) по электрической команде. Таким образом, транзистор управляет течением тока, но и сам управляется другим током, поэтому транзисторы могут составлять обширные схемы, в которых влияют друг на друга самым замысловатым образом, порождая сложное поведение схемы. Основное полезное свойство транзистора в том, что для управления ему достаточно в десятки, если не сотни раз меньшего тока, чем тот, который управляется по выходу. Поэтому основное назначение транзистора — усиление сигналов. Слабый сигнал подается на управляющий вход транзистора, а на выходе появляется аналогичный по форме, но намного более мощный сигнал. Соединив два, три и более транзисторов цепочкой, сигнал можно усилить хоть в миллионы раз, не теряя его истинной, «аналогичной» формы. поэтому транзисторую радио-аудио- и. т. п технику называют «аналоговой».
Другое достоинство транзистора — огромное быстродействие. Он может реагировать на команды со скоростью в миллионы и даже миллиарды раз в секунду, и при этом не изнашиваться. Поэтому и в цифровой технике, где не столь важно сохранение формы сигнала, сколь важна быстрота реакции, транзисторы тоже незаменимы.
Есть разновидности транзисторов, которые меняют свои свойства при разной температуре или при освещении светом; есть приборы, родственные транзисторам, но имеющие совершенно непохожие (и часто незаменимые) свойства: тринисторы, симисторы, многовходовые трензисторы; есть транзисторы, специализированные для работы с очень большими токами, либо очень высокими частотами.

otvet.mail.ru

Как проверить транзистор,диод,конденсатор,резистор и др

Как проверить работоспособность радиодеталей

Сбои в работе многих схем иногда случаются не только из-за ошибок в самой схеме,но так же в том что где-то сгоревшая или просто бракованная радиодеталь.

На вопрос как проверить работоспособность радиодетали, во многом нам поможет прибор который есть наверно у каждого радиолюбителя- мультиметр.

Мультиметр позволяет определять напряжение, силу тока, емкость, сопротивление,и многое другое.

 

 

 

Как проверить резистор

Постоянный резистор проверяется мультиметром, включенным в режим омметра. Полученный результат надо сравнить с номинальным значением сопротивления, указанным на корпусе резистора и на принципиальной схеме.

При проверке подстроечных и переменных резисторов сначала надо проверить величину сопротивления, замерив его между крайними (по схеме) выводами, а затем убедиться в надежности контакта между токопроводящим слоем и ползунком. Для этого надо подключить омметр к среднему выводу и поочередно к каждому из крайних выводов. При вращении оси резистора в крайние положения, изменение сопротивления переменного резистора группы «А» (линейная зависимость от угла поворота оси или положения движка) будет плавным, а резистора группы «Б» или «В» (логарифмическая зависимость) имеет нелинейный характер. Для переменных (подстроечных) резисторов характерны три неисправности: нарушения контакта движка с проводящим слоем; механический износ проводящего слоя с частичным нарушением контакта и изменением величины сопротивления резистора в большую сторону; выгорание проводящего слоя, как правило, у одного из крайних выводов. Некоторые переменные резисторы имеют сдвоенную конструкцию. В этом случае каждый резистор проверяется отдельно. Переменные резисторы, применяемые в регуляторах громкости, иногда имеют отводы от проводящего слоя, предназначенные для подключения цепей тонконпенсации. Для проверки наличия контакта отвода с проводящим слоем омметр подключают к отводу и любому из крайних выводов. Если прибор покажет какую-то часть от общего сопротивления, значит имеется контакт отвода с проводящим слоем.
Фоторезисторы проверяются аналогично обычным резисторам, но для них будет два значения сопротивления. Одно до засветки — темновое сопротивление (указывается в справочниках), второе — при засветке любой лампой (оно будет в 10… 150 раз меньше темнового сопротивления).

Как проверить конденсаторы

Простейший способ проверки исправности конденсатора — внешний осмотр, при котором обнаруживаются механические повреждения, например деформация корпуса при перегреве вызванного большим током утечки. Если при внешнем осмотре дефекты не замечены, проводят электрическую проверку.
Омметром легко определить один вид неисправности – внутреннее короткое замыкание (пробой). Сложнее дело обстоит с другими видами неисправности конденсаторов: внутренним обрывом, большим током утечки  и частичной потерей емкости. Причиной последнего вида неисправности у электролитических конденсаторов бывает высыхание электролита. Многие цифровые тестеры обеспечивают возможность измерения емкости конденсаторов в диапазоне от 2000 пФ до 2000 мкФ. В большинстве случаев этого достаточно. Надо отметить, что электролитические конденсаторы имеют довольно большой разброс допустимого отклонения от номинальной величины емкости. У конденсаторов некоторых типов он достигает- 20%,+80%, то есть, если номинал конденсатора 10мкФ, то фактическая величина его емкости может быть от 8 до 18мкФ.

При отсутствии измерителя емкости конденсатор можно проверить другими способами.
Конденсаторы большой емкости (1 мкФ и выше) проверяют омметром. При этом от конденсатора отпаивают детали, если он в схеме и разряжают его. Прибор устанавливают для измерения больших сопротивлений. Электролитические конденсаторы подключают к щупам с соблюдением полярности.
Если емкость конденсатора больше 1 мкФ и он исправен, то после присоединения омметра конденсатор заряжается, и стрелка прибора быстро отклоняется в сторону нуля (причем отклонение зависит от емкости конденсатора, типа прибора и напряжения источника питания), потом стрелка медленно возвращается в положение «бесконечность».

 

При наличии утечки омметр показывает малое сопротивление — сотни и тысячи ом, — величина которого зависит от емкости и типа конденсатора. При пробое конденсатора его сопротивление будет около нуля. При проверке исправных конденсаторов емкостью меньше 1 мкФ стрелка прибора не отклоняется, потому что ток и время заряда конденсатора незначительны.
При проверке омметром нельзя установить пробой конденсатора, если он происходит при рабочем напряжении. В таком случае можно проверить конденсатор мегаомметром при напряжении прибора, не превышающем рабочее напряжение конденсатора.
Конденсаторы средней емкости (от 500 пФ до 1 мкФ)  можно проверить с помощью последовательно подключенных к выводам конденсатора наушников и источника тока. Если конденсатор исправен, в момент замыкания цепи в головных телефонах слышен щелчок.
Конденсаторы малой емкости (до 500 пФ) проверяют в цепи тока высокой частоты. Конденсатор включают между антенной и приемником. Если громкость не уменьшится, значит, обрывов выводов нет.

Как проверить трансформатор, дроссель, катушку индуктивности

Проверка начинается с внешнего осмотра, в ходе которого необходимо убедиться в исправности каркаса, экрана, выводов; в правильности и надежности соединений всех деталей катушки; в отсутствии видимых обрывов проводов, замыканий, повреждения изоляции и покрытий. Особое внимание следует обращать на места обугливания изоляции, каркаса, почернение или оплавление заливки.
Наиболее частая причина выхода из строя трансформаторов (и дросселей) — их пробой или короткое замыкание витков в обмотке или обрыв выводов. Обрыв цепи катушки или наличие замыканий между изолированными по схеме обмотками можно обнаружить при помощи любого тестера. Но если катушка имеет большую индуктивность (т. е. состоит из большого числа витков), то цифровой мультиметр в режиме омметра вас может обмануть (показать бесконечно большое сопротивление, когда цепь все же есть) — для таких измерений «цифровик» не предназначен. В этом случае надежнее аналоговый стрелочный омметр.
Если проверяемая цепь есть, это еще не значит, что все в норме. Убедиться в том, что внутри обмотки нет коротких замыканий между слоями, приводящих к перегреву трансформатора, можно по значению индуктивности, сравнив ее с аналогичным изделием.
Когда такой возможности нет, можно воспользоваться другим методом, основанном на резонансных свойствах цепи. От перестраиваемого генератора подаем синусоидальный сигнал поочередно на обмотки через разделительный конденсатор и контролируем форму сигнала во вторичной обмотке.

Если внутри нет межвитковых замыканий, то форма сигнала не должна отличаться от синусоидальной во всем диапазоне частот. Находим резонансную частоту по максимуму напряжения во вторичной цепи. Короткозамкнутые витки в катушке приводят к срыву колебаний в LC-контуре на резонансной частоте. У трансформаторов разного назначения рабочий частотный диапазон отличается — это надо учитывать при проверке:
— сетевые питающие    40…60 Гц;
— звуковые разделительные     10…20000Гц;
— для импульсного блока питания и разделительные .. 13… 100 кГц.
Импульсные трансформаторы обычно содержат малое число витков. При самостоятельном изготовлении убедиться в их работоспособности можно путем контроля коэффициента трансформации обмоток. Для этого подключаем обмотку трансформатора с наибольшим числом витков к генератору синусоидального сигнала на частоте 1 кГц. Эта частота не очень высокая и на ней работают все измерительные вольтметры (цифровые и аналоговые), в то же время она позволяет с достаточной точностью определить коэффициент трансформации (такими же они будут и на более высоких рабочих частотах). Измерив напряжение на входе и выходе всех других обмоток трансформатора, легко посчитать соответствующие коэффициенты трансформации.

Как проверить диод,фотодиод

Любой стрелочный (аналоговый) омметр позволяет проверить прохождение тока через диод (или фотодиод) в прямом направлении — когда «+» тестера приложен к аноду диода. Обратное включение исправного диода эквивалентно разрыву цепи.
Цифровым прибором в режиме омметра проверить переход не удастся. Поэтому у большинства современных цифровых мультиметров есть специальный режим проверки p-n-переходов (на переключателе режимов он отмечен знаком диода). Такие переходы есть не только у диодов, но и фотодиодов, светодиодов, а также транзисторов. В этом режиме «цифровик» работает как источник стабильного тока величиной 1 мА (такой ток проходит через контролируемую цепь) —- что совершенно безопасно. При подключенном контролируемом элементе прибор показывает напряжение на открытом p-n-переходе в милливольтах: для германиевых 200…300 мВ, а для кремниевых 550…700 мВ. Измеренное значение может быть не более 2000 мВ.
Однако, если напряжение на щупах мультиметра ниже отпирания диода, диодного или селенового столба, то прямое сопротивление измерить невозможно.

Проверка биполярного транзистора

Некоторые тестеры имеют встроенные измерители коэффициента усиления маломощных транзисторов. Если у вас такого прибора нет, то при помощи обычного тестера в режиме омметра или же цифровым, в режиме проверки диодов, можно проверить исправность транзисторов.
Проверка биполярных транзисторов основана на том, что они  имеют два n-p перехода, поэтому транзистор можно представить как два диода, общий вывод которых – база. Для n-p-n транзистора эти два эквивалентных диода соединены с базой анодами, а для транзистора p-n-p катодами. Транзистор исправен, если исправны оба перехода.

Для проверки один щуп мультиметра присоединяют к базе транзистора, а вторым щупом поочередно прикасаются к эмиттеру и коллектору. Затем меняют щупы местами и повторяют измерение.

 

 

 

 

При прозвонке электродов некоторых цифровых или мощных транзисторов следует учитывать, что у них могут внутри быть установлены защитные диоды между эмиттером и коллектором, а также встроенные резисторы в цепи базы или между базой и эмиттером. Не зная этого, элемент по ошибке можно принять за неисправный.

 

radiostroi.ru

Конденсаторы

Изучить
информацию из учебников: 
Принцип
работы: [Советы начинающему радиолюбителю,
Радиоприемники и их
ремонт

Резистор 
Конденсатор 
Диод 
Транзистор 
РЕЗИСТОРЫ

Согласно ГОСТу
резисторы, сопротивление которых нельзя
изменять в процессе эксплуатации,
называют постоянными резисторами.
Резисторы, с помощью которых осуществляются
различные регулировки в аппаратуре
изменением их сопротивления, называют
.переменными резисторами (среди,
радиолюбителей нередко до сих пор
используется их старое, неправиль­ное,
название — потенциометры). Резисторы,
сопротивле­ние которых изменяют
только в процессе налаживания (настройки)
аппаратуры с помощью инструмента,
напри­мер отвертки, называют
подстроечными.

Кроме того, в
радиоэлектронной аппаратуре находят
применение разнообразные непроволочные
нелинейные резисторы:

варисторы,
сопротивление которых сильно изменяется
в зависимости от приложенного к ним
напряжения;

термисторы,
или терморезисторы, сопротивление
ко­торых изменяется в значительных
пределах при измене­нии температуры
и напряжения;

фоторезисторы
(фотоэлементы с внутренним фото­эффектом)
— приборы, сопротивление которых
умень­шается под воздействием световых
или иных излучений (это сопротивление
зависит также от приложенного на­пряжения).

Постоянные резисторы
широкого применения изго­тавливают
с отклонением от номинала (допуском) в
±5, ±10, ±20%. Отклонения ±5 и ±10% входят в
Map-

кировку резистора
и обозначаются рядом с номиналом. На
малогабаритных резисторах вместо
обозначения ±5% указывается цифра I
(что обозначает первый класс точности),
а вместо ±10% — цифра II
(второй класс точности). У резисторов,
не имеющих таких обозначе­ний,
отклонение от . номинала может составлять
до ±20%.

Класс точности
характеризует лишь определенное свойство
резистора. Но отнюдь не следует делать
вывод, что аппарат, в котором используются
резисторы только первого класса точности,
будет работать лучше, чем аппарат, в
котором этого принципа не Придерживаются.
К этому даже не следует стремиться.
Класс точности указывает только на
возможность использования резис­тора
в тех или иных цепях или устройствах.

Так, постоянные
резисторы, используемые в измери­тельной
аппаратуре, должны иметь малое отклонение
со­противления от номинального
значения. Резисторы ти­пов УЛИ, БПЛ,
МГП, используемые в такой аппарату­ре,
изготавливают с отклонением от номинала
в ±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1 и ±2%. Допуски эти
указываются обыч­но в маркировке
резистора.

Как увеличить или
уменьшить сопротивление рези­стора.
Резисторы с
постоянным сопротивлением большой
величины (3…20 МОм) в случае необходимости
можно изготовить самому из резисторов
типа ВС с номиналом 0,5 — 2 МОм. Для этого
тряпочкой, смоченной в спирте или
ацетоне, нужно аккуратно смыть краску
с поверхно­сти, а затем после просушки
подключить резистор к мегаомметру и,
стирая проводящий слой мягкой резинкой
для чернил, подогнать величину
сопротивления до необ­ходимого
значения. Эту операцию нужно производить
очень аккуратно, стирая проводящий слой
равномерно со всей поверхности.

Обработанный таким
образом резистор покрывают затем
изолирующим лаком. Если для этой цели
приме-нять-спиртовые лаки, то после
покрытия величина сопро­тивления
несколько уменьшится, но. по мере
высыхания лака величина его вновь
восстановится. Для изготовле­ния
резистора исходный резистор с целью
повышения надежности необходимо брать
большой номинальной мощности (1 — 2 Вт).

Несложным способом
можно увеличивать в два — четы­ре
раза и сопротивление переменного
резистора. Для этого тонкой шкуркой, a
затем острым ножом, или брит­вой
соскабливают по краям подковки часть
графитового токопроцодящего слоя (по
всей ее длине). Чем больше должно быть
сопротивление подковки, тем уже
оставля­ется этот слой.

Если требуется,
наоборот, уменьшить сопротивление
переменного резистора, то токопроводящий
слой по кра­ям подковки можно зачернить
мягким карандашом. Под­ковку после
этого нужно аккуратно протереть ваткой,
смоченной в спирте, чтобы удалить крошки
графита, ина­че при попадании крошек
под подвижный контакт рези­стора
возникнут трески в громкоговорителе.

Принцип
работы резисторов

Резисторы
используются для того, чтобы контролировать
и при надобности ограничивать ток. Цена
резистора напрямую зависит от его
параметров. Главным параметром устройства
является его сопротивление, оно измеряется
в омах. Однако не следует также забывать
и о его мощности, которое измеряется в
ваттах. Мощность показывает, сколько
электрической энергии устройство
способно рассеять без выгорания и
перегрева.

Конденсаторы (постоянной и переменной
емкости) имеются практически в любом
электронном приборе. Основные величины,
характеризующие конденсатор, — это его
емкость и рабочее напряжение. Третьей
важной характеристикой, определяющей
область применения конденсаторов,
является способность их работать в
це­пях с токами высокой частоты.
Конструкция конденсато­ров в зависимости
от назначения и величины емкости может
быть самой разнообразной.

Общепринятой международной единицей
измерения емкости является фарада (Ф).
Однако фарада как.еди-ница емкости очень
велика и для практических целей ма­ло
пригодна. Поэтому емкость конденсаторов
обычно из­меряется в производных
величинах — в микрофарадах (мкФ) при
относительно большом значении емкости
(1 Ф = 106мкФ) и в пикофарадах (пФ) —
при малом (1 мкФ=106пФ).

Допускаемое отклонение емкости от
номинала обыч­но указывают -в процентах,
но на конденсаторах очень малых емкостей
допускаемое отклонение от номинала
обозначают в пикофарадах. Если на
конденсаторе ука­зано «100± 10%», это
означает, что емкость его не может быть
меньше 90,и больше НО пФ. Если в маркировке
допуск не указан, то у такого конденсатора
допускаемое отклонение от номинала
±:20%. На конденсаторах, из­готовляемых
только с одним, определенным допускае­мым
отклонением от номинала, например,
оксидных (ста­рое название —
электролитические) конденсаторов серии
КЭ, сегне-токерамических КДС, допуск
также не указы­вается.

Проверка исправности конденсаторов.
Неисправности конденсаторов, особенно
большой емкости, такие, как по­теря
емкости, короткое замыкание и большой
ток утеч­ки, могут быть легко обнаружены
с помощью мегаоммет­ра, а также омметра
или даже простейшего пробника.

Если конденсатор большой емкости
исправен, то при подключении к нему
пробника стрелка прибора сначала резко
отклонится вправо, причем отклонение
это будет тем больше, чем больше емкость
конденсатора, а затем относительно
медленно начнет возвращаться влево и
установится над одним из делений в
начале шкалы. Если же конденсатор
неисправен, то есть потерял емкость или
имеет утечку, то в первом случае стрелка
прибора вооб­ще не отклонится вправо,
а во втором — отклонится почти на всю
шкалу, а затем установится на одном из
делений в конце ее в зависимости от
величины сопротивления утечки. Проверяя
конденсатор этим способом, следует
всегда обращать внимание на то, не
превышает ли на-пряжение питания прибора
допустимого напряжения конденсатора,
иначе в конденсаторе может произойти
пробой изоляции уже при проверке.

Состояние изоляции у конденсаторов
емкостью по­рядка микрофарад, а иногда
и десятых долей микрофа­рады может
быть оценено и по интенсивности искры,
если конденсатор подключить сначала к
источнику напряже­ния и зарядить, а
затем замкнуть его выводы. Таким спо­собом
можно проверять конденсаторы любых
типов (кро­ме электролитических).

В ряде случаев вызывает затруднение
проверка кон­денсаторов малой емкости
(порядка десятков и сотен пикофарад), у
которых искра при разряде незначитель­на,
а сопротивление утечки настолько велико,
что конден­сатор с обрывом вывода
может быть легко принят за вполне
исправный с высоким сопротивлением
утечки.

Если
имеется несколько однотипных конденсаторов
небольшой емкости, то выбрать из них
конденсатор с наименьшей утечкой можно
с помощью обычного лампо­вого приемника.
Антенну в этом случае отсоединяют от
приемника, а регулятор громкости
устанавливают в по­ложение максимальной
громкости. Каждый из конден­саторов,
пробивное напряжение которых должно
быть больше, чем напряжение на экранной
сетке лампы, при­соединяют одним
выводом к шасси приемника, а дру­гим
— к экранной сетке лампы.

Если утечка конденсатора мала, то щелчок
будет слышен только при первом
прикосновении к экранной сетке лампы,
а все последующие прикосновения не
будут сопровождаться щелчками. Если же
конденсатор имеет значительную утечку,
то щелчком будет сопровождаться каждое
прикосновение. Этим способом можно
проверять конденсаторы емкостью от 50
пФ до 0,1 мкФ.

Конденсаторы, включенные в цепь высокого
напряже­ния, можно проверять другим
способом — с помощью вольтметра
постоянного тока (на 500 — 600 В), например
авометра. Для этого необходимо отпаять
вывод конден­сатора, соединенный с
шасси приемника или усилителя, и
подключить между этим выводом и шасси
вольтметр. Затем .приемник или усилитель
включают в сеть. Если конденсатор
исправен, то стрелка прибора после
прогре­ва ламп отклонится на несколько
делений, а за­тем вернется на нуль.
Ес­ли же стрелка на нуль не возвращается,
это указы­вает на наличие утечки в
конденсаторе, причем ве­личина тока
утечки- в из­вестной мере пропорцио­нальна
показаниям вольт­метра.

С помощью омметра или авометра в режиме
измерения сопротивлений можно в случае
необходимости определить полярность
оксидного конденсатора (типа К50-6 и др.).
При подключении к конденсатору прибор
в. зависимости от того, как подключены
щупы, в одном положении покажет большее,
а в другом меньшее сопро­тивление.
Большее сопротивление соответствует
тому случаю, когда плюсовой щуп прибора
соединен с поло­жительным полюсом
конденсатора.

Достаточно простым способом — с помощью
вольт­метра (авометра) и секундомера
можно определить не­известную емкость
оксидного конденсатора. Измеритель­ный
прибор должен иметь при этом сопротивление
не менее 10 кОм/В. Собрав схему рис. 8,
конденсатор через размыкающую кнопку
Кн1 подключают к источнику постоянного
напряжения и заряжают. Если после этого
нажать кнопку, то конденсатор начнет
разряжаться че­рез вольтметр, причем
напряжение на нем будет умень­шаться
по экспоненциальному закону. Вреня, в
течение которого напряжение достигнет
0,37 первоначального значения, называется
постоянной времениТ. Емкость
конденсатора в этом случае рассчитывают
по формуле:

C
=
T/R,

где С — неизвестная емкость
конденсатора, мкФ;

Т — постоянная времени, т. е.
продолжительность разряда конденсатора
до 0,37 первоначального значения, с;

R — сопротивление
разрядной цепи, МОм; практиче­ски для
схемы рис. 8R равно
сопротивлению добавочного резистора,
включенного последова­тельно с рамкой
подвижной системы вольтметра. Простой
прибор для проверки конденсаторов. Для
проверки конденсаторов (емкостью от
долей микрофарады до десятков микрофарад)
может быть использован также простой
прибор, схема которого приведена на
рис. 9. Прибор может быть применен для
проверки кон­денсаторов разных типов,
в том числе и оксидных (элект­ролитических),
однако в последнем случае необходимо
следить за полярностью их включения.
Следует помнить также, что проверять
этим способом низковольтные конденсаторы
нельзя, так как напряжение, подаваемое
на конденсатор, относительно высоко —
от 90 до 210 В. Так как в приборе нет
разделительного трансформатора, то
подключение к нему конденсаторов во
избежание по­ражения током следует
производить только при пол ном-отключении
прибора от сети.

При проверке подключенных к прибору
конденсато­ров переключатель В2
должен быть разомкнут. В слу­чае
исправных конденсаторов неоновая лампа
вспыхи­вает на короткое время, а затем
сразу же погасает. Если конденсатор
имеет утечку, лампа погасает медленно.
Если конденсатор пробит, лампа светится
не погасая.

В случае когда проверяются конденсаторы
очень ма­лой емкости, прибор может
показать лишь утечку и ко­роткое
замыкание.

При проверке конденсаторов большой
емкости, на­пример конденсаторов
фильтров, переключатель В2 сле­дует
замкнуть. Процедура проверки остается
прежней. Конденсаторы большой емкости
после проверки этим прибором следует
разря­жать, так как на них может
оставаться заряд.

Дио́д

 — электронный элемент,
обладающий различной проводимостью в
зависимости от направления электрического
тока.

Электроды
диода носят названия анод и катод.
Если к диоду приложено прямое
напряжение
 (т.е
анод имеет положительный потенциал
относительно катода), то диод открыт (через
него течёт прямой
ток
,
он имеет малое сопротивление). Напротив,
если к диоду приложено обратное
напряжение
 (катод
имеет положительный потенциал относительно
анода), то диод закрыт (его
сопротивление велико, обратный
ток
 мал,
и может считаться равным нулю во многих
случаях).

studfiles.net

Лекция №2- Резисторы,конденсаторы

Резистор — элемент электрической цепи, играющий роль активного сопротивления электрическому току. В электронной аппаратуре используются для создания необходимого режима работы активных и нелинейных элементов схемы. Дискретные резисторы (оформленные в виде отдельных деталей) классифицируются по назначению, виду вольт — амперной характеристики, по способу монтажа, характеру изменения сопротивления в зависимости от окружающей температуры, конструкции, материала, технологии изготовления.

С практической точки зрения, наиболее важные параметры обычного резистора — это номинальная величина его сопротивления, и номинальная тепловая мощность, рассеиваемая длительное время, без значительных измененений характеристик и целостности конструкции.

В России приняты следующие принципы графические обозначения резисторов на схемах: 

 

Классификация резисторов.

Резисторы, как и некоторые другие элементы электроники, можно разделить по назначению на две группы. 
1. Резисторы общего назначения. 
Основная масса выпускаемых в мире радиодеталей — это резисторы общего назначения. Электронные схемы подавляющего большинства бытовых устройств широкого употребления (компьютеров, телевизоров, муз.центров и. т. д.), собраны с использованием таких резисторов. Резисторы одного и того же номинала, имеют разброс сопротивлений. Значение возможного отклонения от номинала указывается в процентах и называется — точностью. Резисторы общего назначения изготавливаются с точностью ±20 %, ±10 %, ±5 %.

2. Резисторы специального назначения — применяются в электронных схемах малосерийного и уникального промышленного оборудования, оборудования для научных лабораторий, в космической и военной областях. Это высокоомные резисторы, с величиной сопротивления до десятков Гом, высоковольтные — расcчитанные для работы с напряжениями порядка десятков киловольт, прецизионные — с точностью номинала до сотых процента.
Высокочастотные резисторы имеют очень малые значения собственной индуктивности и емкости, применяются для оборудования, работающего на частотах свыше 1 Ггерц.

Постоянные резисторы.

Название — постоянные резисторы, говорит за себя — значение их номинального сопротивления не изменяется(не должно меняться) в течении их эксплуатации.
Конструкция и материалы.
1. Проволочные резисторы — состоят конструктивно из провода, изготовленного из металла или сплава высокого удельного сопротвления, намотанного на каркас, как правило — керамический. Недостаток таких резисторов — довольно большая собственная индуктивность, достоинство- высокая точность номинала. 

Плёночные металлические резисторы — изготавливаются напылением металла с высоким удельным сопротивлением на керамическое основание. 
Является наиболее распространённым типом резисторов.

Угольные резисторы. Бывают плёночными и объёмными. Используют высокое удельное сопротивление графита.

Интегральный резистор — полупроводниковый. В зависимости от степени легирования, полупроводники способны изменять величину удельного сопротивления в весьма широких пределах.
Основной недостаток таких резисторов — большая нелинейность вольт-амперной характеристики.
Используются в составе интегральных микросхем, где применить другие типы резисторов невозможно или не технологично.

Переменные резисторы.

Конструктивно, переменные резисторы состоят из токопроводящей поверхности с двумя омическими контактами, по сути — открытого плоскостного постоянного резистора, проволочного или угольного, и скользящего по ней контакта — токосъемника.

Величину электрического сопротивления переменного резистора можно плавно изменять, от нуля, до номинального значения. Это достигается за счет перемещения скользящего контакта по токопроводящей поверхности.

На рисунке ниже, изображен переменный резистор без задней крышки и его схемное обозначение.

Предназначение подстроечных резисторов — точная настройка режимов работы электронных устройств. Причем, положение настройки как правило, не изменяется в течении всего дальнейшего срока эксплуатации устройства. Поэтому, устройство привода перемещения скользящего контакта приспособлено для регулирования с помощью отвертки, а к прочности проводящего слоя не прилагается особых требований.

Регулировочные резисторы предназначенны для регулярного применения — например, для изменения уровня громкости звуковоспроводящих устройств.
Их механические свойства должны соответствовать особым требованиям — проводящий слой, по которому скользит токосьемник должен отличаться особой устойчивостью к механическому воздействию. Привод для перемещения скользящего контакта снабжается удлиненной ручкой, для большего удобства в эксплуатации.

Существуют определенные числовые ряды, согласно которым в массовом производстве устанавливаются значения сопротивления. Ряд Е6 1,0  1,5  2,2  3,3  4,7  6,8. 
Первые две цифры номинала резистора ряда Е6 выбираются из этих чисел. Резистор этого ряда может быть например, 2,2 кОма или 22 Ома, или 2,2 мОма. 
Используют также ряды Е12 и Е24. Ряд Е12 — 1,0  1,2  1,5  1,8  2,2  2,7  3,3  3,9  4,7  5,6  6,8  8,2 
Ряд Е24 — 1,0  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
Резисторы, выпускаемые промышленностью характеризуются также определённым значением максимальной рассеиваемой мощности (выпускаются резисторы мощностью 0,125Вт 0,25Вт 0,5Вт ,1Вт ,2Вт ,5Вт)

Число-буквенная маркировка резисторов

При указании значения сопротивления резистора вместо десятичной запятой пишут букву, соответствующую единицам измерения (К — для килоомов, М — для мегаомов, E или R для единиц Ом).При этом, любой номинал отображается максимум — тремя символами. Например 5K6 обозначает резистор, сопротивлением 5,6 кОм, 1R0 — 1 Ом, М210 — 210кОм (0,21МОм) и т. д.

Резисторы с цветовой маркировкой.

Считается,что применение цветовой маркировки имеет ряд преимуществ, по сравнению с цифро-буквенной. Легче наносить номиналы на резисторы особо миниатюрного размера, внедрить автоматизацию сборки и. т. д. По личному мнению автора, если нужно узнать только сопротивление такого резистора, можно просто померить его, с помощью мультиметра (рекомендую).
Но цветовая маркировка кроме номинального сопротивления резистора, содержит в себе и другую информацию.
Итак: В первую очередь, необходимо определить — с какого конца резистора вести отсчет полосок. В резисторах советского образца первая полоска смещена ближе к краю. В современных резисторах с четырехполосной маркировкой, серебряная или золотая полоска расположена в конце ряда, обозначая соответственно — точность,10% или 5%.

Для резисторов с точностью 20 % используют маркировку с тремя полосками, Для очень точных резисторов применяется маркировка с пятью или шестью полосками. Первые две полоски означают первые два знака номинала. Если полосок 3 или 4, третья полоска означает множитель, на который умножается число, состоящее из двух цифр, указанное первыми двумя полосками.

Если полосок 4, последняя указывает точность резистора. Если полосок 5, первые три полоски означают первые три знака номинала сопротивления, четвёртая — десятичный множитель, пятая — точность.

Если есть шестая полоска, то она может указывать либо температурный коэффициент либо — надежность резистора в процентах на тысячу часов работы. В последнем случае, она должна быть заметно шире остальных пяти полосок. Шестая полоска, если она есть, указывает температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Если эта полоска в 1,5 раза шире остальных, то она указывает надёжность резистора (% отказов на 1000 часов работы)

 

Цветовая кодировка резисторов

 

Цветкак числокак десятичный множителькак точность в %как ТКС в ppm/°Cкак % отказов
серебристый«0,01»±10
золотой«0,1»±5
чёрный01
коричневый1«10»±11001 %
красный2«100»±2500,1 %
оранжевый3«1000»150,01 %
жёлтый4«10 000»250,001 %
зелёный5«100 000»±0,5
синий6«1 000 000»±0,2510
фиолетовый7«10 000 000»±0,15
серый8«100 000 000»
белый9«1 000 000 000»1
отсутствует±20 %

Например,если резистор промаркирован четырью полосами:

красная, чёрная, красная и серебряная,

то первые две полоски означают 20,

третья 100,

четвёртая означает точность — 10 %.

Значит сопротивление резистора 20·100 Ом =2 кОм, точность ±10 %.

 

 

 

 

Электрические конденсаторы служат для накопления электроэнергии. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин — обкладок и диэлектрика находящегося между ними. Если к конденсатору подключить источник питания, то на обкладках возникнут разноименные заряды и появится электрическое поле притягивающее их на встречу, друг к другу. Эти заряды остаются после отключения источника питания, энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

 

 

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок, расстояния между ними, а также величины электрической проницаемости диэлектрика, расположенного между ними — свойства присущего любому диэлектрику. Проще всего рассчитывается емкость плоского конденсатора. Если линейные размеры пластин-обкладок значительно превышают расстояние между ними то справедлива формула:

C= e0*S/d

e0 — это величина электрической проницаемости диэлектрика, расположенного между обкладками.
S — площадь одной из обкладок(в метрах).
d — расстояние между обкладками(в метрах).
C — величина емкости в фарадах.

Что такое фарада? У конденсатора емкостью в одну фараду, напряжение между обкладками поднимается на один вольт, при получении электрической энергии количеством в один кулон. Такое количество энергии протекает через проводник в течении одной секунды, при токе в 1 ампер. Свое название фарада получила в честь знаменитого английского физика — М. Фарадея.
1 Фарада — это очень большая емкость. В обыденной практике используют конденсаторы гораздо меньшей емкости и для обозначения применяются производные от фарады: 
1 Микрофарада — одна миллионная часть фарады.10-6 
1 нанофарада — одна миллиардная часть фарады. 10-9 
1 пикофарада -10 -12 фарады.

На электрической схеме конденсаторы обозначаются в виде двух стилизованных обкладок.

Таким образом обозначаются подстроечные конденсаторы и конденсаторы переменной емкости.

Конструкция этих приборов позволяет им плавно изменять емкость, путем механического изменения расстояния между обкладками.
Отличие их между собой в том, что переменные конденсаторы предназначены для многократного изменения емкости в ходе работы устройств а подстроечные — для однократной настройки, в ходе первоначальной наладки.

Конденсаторы применяются для сглаживания пульсаций, как средство межкаскадной связи в усилителях переменных сигналов, фильтрации помех, настройки колебательных контуров, в качестве аварийных источников питания и. т. д. Электрические характеристики конденсаторов зависят от их конструкции и свойств применяемых материалов.

Выбирая конденсаторы для разработки конкретного устройства необходимо учитывать следующие параметры:
а) Требуемое значение емкости конденсатора (мкФ, нФ, пФ). 
б) Рабочее напряжение конденсатора (то максимальное значение напряжения, при котором конденсатор может работать длительно без изменения своих параметров). 
в) Требуемую точность (возможный разброс значений емкости конденсатора). 
г) температурный коэффициент емкости (зависимость емкости конденсатора от температуры окружающей среды), 
д) стабильность конденсатора, 
е) ток утечки диэлектрика конденсатора при номинальном напряжении и данной температуре. (Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.) 

В табл. 1 — 3 приведены основные характеристики конденсаторов различных типов.

Таблица 1.
Характеристики керамических, электролитических конденсаторов и конденсаторов на основе металлизированной пленки.

Параметр конденсатораТип конденсатора
КерамическийЭлектролитическийНа основе металлизированной пленки
Диапазон изменения емкости конденсаторовОт 2,2 пФ до 10 нФОт 100 нФ до 68000 мкФ1 мкФ до 16 мкФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), %± 10 и ±20±10 и ±50±20
Рабочее напряжение конденсаторов, В50 — 2506,3 — 400250 — 600
Стабильность конденсатораДостаточнаяПлохаяДостаточная
Диапазон изменения температуры окружающей среды, оСОт -85 до +85От -40 до +85От -25 до +85

В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты.

 

 

В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты.

 

 

Электролитические конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида — диэлектрика очень мала.

При включении электролитических конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, такие конденсаторы взрываются. Что бы полностью избежать возможности взрыва, некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами. Область применения электролитических конденсаторов — разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока.

Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания.

 

Таблица 2. 
Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена.

Параметр конденсатораТип конденсатора
СлюдянойНа основе полиэстераНа основе полипропилена
Диапазон изменения емкости конденсаторовОт 2,2 пФ до 10 нФОт 10 нФ до 2,2 мкФОт 1 нФ до 470 нФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), %± 1± 20± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В3502501000
Стабильность конденсатораОтличнаяХорошаяХорошая
Диапазон изменения температуры окружающей среды, оСОт -40 до +85От -40 до +100От -55 до +100

Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот — металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера — это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.

 

 

Таблица 3.
Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала.

 

Параметр конденсатора

Тип конденсатора

На основе поликарбоната

На основе полистирена

На основе тантала

Диапазон изменения емкости конденсаторовОт 10 нФ до 10 мкФОт 10 пФ до 10 нФОт 100 нФ до 100 мкФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), %± 20± 2,5± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В63 — 6301606,3 — 35
Стабильность конденсатораОтличнаяХорошаяДостаточная
Диапазон изменения температуры окружающей среды, оСОт -55 до +100От -40 до +70От -55 до +85

Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения. 
В металлобумажных конденсаторах общего назначения, обкладки изготавливаются путем напыления металла на бумагу пропитанную специальным составом и покрытые тонким слоем лака.

 

Небольшие замечания и советы по работе с конденсаторами.

Необходимо помнить, что следует выбирать конденсаторы с повышенным номинальным напряжением при возрастании температуры окружающей среды,создавая больший запас по напряжению, для обеспечения высокой надежности.

Если задано максимальное постоянное рабочее напряжение конденсатора, то это относится к максимальной температуре (при отсутствии дополнительных оговорок). Поэтому, конденсаторы всегда работают с определенным запасом надежности. И все-же, желательно обеспечивать их реальное рабочее напряжение на уровне 0,5—0,6 номинального.

Если для конденсатора оговорено предельное значение переменного напряжения, то это относится к частоте (50-60) Гц. Для более высоких частот или в случае импульсных сигналов следует дополнительно снижать рабочие напряжения во избежание перегрева приборов из-за потерь в диэлектрике.

Конденсаторы большой емкости с малыми токами утечки способны долго сохранять накопленный заряд после выключения аппаратуры. Что бы обеспечить более быстрый их разряд, для большей безопасности, следует подключить параллельно конденсатору резистор сопротивлением 1 МОм (0,5 Вт).

В высоковольтных цепях нередко применяют последовательное включение конденсаторов. Для выравнивания напряжений на них, необходимо параллельно каждому конденсатору дополнительно подключить резистор сопротивлением от 220 к0м до 1 МОм.

Для защиты от помех, в цифровых устройствах применяется шунтирование по питанию с помощью пары — электролитический конденсатор большей емкости + слюдяной, либо керамический — меньшей. Электролитический конденсатор шунтирует низкочастотные помехи, а слюдяной( или керамический) — высокочастотные.

 

Численно — буквенные обозначения конденсаторов.

На корпусе большинства конденсаторов написаны их номинальные емкость и напряжение. Иногда, конденсаторы маркируются надписью в две строки. На первой обозначается емкость и точность, на второй — допустимое рабочее напряжение и код материала. На корпусах некоторых керамических конденсаторов можно увидеть код, состоящий из трех цифр. Причем, последняя цифра показывает, сколько нужно нулей добавить к первым двум, чтобы получить емкость в пикофарадах. Например, если мы видим такие цифры — 233. Это означает, что его емкость — 23000 пикофарад.

Обозначения конденсаторов

В последнее время, очень часто применяется цветовая кодировка номиналов.

Цветовая кодировка керамических конденсаторов.

На корпусе конденсатора, слева — направо, или сверху — низ наносятся цветные полоски. Как правило, номинал емкости оказывается закодирован первыми тремя полосками. 
Каждому цвету, в первых двух полосках,соответствует своя цифра:
черный — цифра 0; 
коричневый — 1; 
красный — 2; 
оранжевый — 3; 
желтый — 4; 
зеленый — 5; 
голубой — 6; 
фиолетовый — 7; 
серый — 8; 
белый — 9. 
Таким образом, если например, первая полоска коричневая а вторая желтая, то это соответствует числу -14. Но это число не будет величиной номинальной емкости конденсатора, его еще необходимо умножить на множитель, закодированный третьей полоской.

В третьей полоске цвета имеют следующие значение: 
оранжевый — 1000; 
желтый — 10000; 
зеленый — 100000. 
Допустим, что цвет третьей полоски нашего конденсатора — желтый. Умножаем 14 на 10000, получаем емкость в пикофарадах -140000, иначе, 140 нанофарад или 0,14 микрофарад. Четвертая полоска обозначает допустимые отклонения от номинала емкости(точность), в процентах: 
белый — ± 10 %; 
черный — ± 20%. 
Пятая полоска — номинальное рабочее напряжение. Красный цвет — 250 Вольт, желтый — 400.

Цветовая кодировка электролитических конденсаторов.

Что касается малогабаритных электролитических конденсаторов, то их номинальная емкость кодируется с помощью двух полосок и одного цветового пятна. Первая и вторая полоска определяет число, а пятно — множитель. Цветовая кодировка первых двух полосок у электролитических конденсаторов полностью соответствует маркировке конденсаторов керамических. Необходимо учитывать, лишь то, что величина емкости у «электролитов» получается в микрофарадах, а не пикофарадах как у керамических конденсаторов. Цвета пятна, означающего множитель: 
черный — 1; 
коричневый — 10; 
красный — 100; 
серый — 0,01; 
белый — 0,1; 
Например, цвет первой полоски голубой( цифра 6), второй — оранжевый( цифра 3), при коричневом цвете пятна( множитель — 10). Это означает 63*10= 630 микрофарада. Если у электролитического конденсатора присутствует третья полоска, то она определяет его номинальное напряжение: 
белый цвет — 3 вольта; 
желтый — 6,3 вольт; 
черный — 10 вольт; 
зеленый — 16 вольт; 
голубой — 20 вольт; 
серый — 25 вольт; 
розовый — 35 вольт. 

 

 

Как работает дроссель.

 

В цепях переменного тока, для ограничения тока нагрузки, очень часто применяют дроссели — индуктивные сопротивления. Перед обычными резисторами здесь у дросселей имеется серьезные преимущества — значительная экономия электроэнергии и отсутствие сильного нагрева.

Каково устройство дросселя, на чем основан принцип его работы? 
Устроен дроссель очень просто — это катушка из электрического провода, намотанная на сердечнике из ферромагнитного материала. Приставка ферро, говорит о присутствии железа в его составе (феррум — латинское название железа), в том или ином количестве.

Принцип работы дросселя основан на свойстве, присущем не только катушкам но и вообще, любым проводникам —индуктивности. Это явление легче всего понять, поставив несложный опыт.
Для этого требуется собрать простейшую электрическую цепь, состоящую из низковольтного источника постоянного тока (батарейки), маленькой лампочки накаливания, на соответствующее напряжение и достаточно мощного дросселя (можно взять дроссель от лампы ДРЛ-400 ватт).

Без дросселя, схема будет работать как обычно — цепь замыкается, лампа загорается. Но если добавить дроссель, подключив его последовательно нагрузке(лампочке), картина несколько изменится.
Присмотревшись, можно заметить, что во первых, лампа загорается не сразу, а с некоторой задержкой, во вторых — при размыкании цепи возникает хорошо заметная искра, прежде не наблюдавшаяся. Так происходит потому что, в момент включения ток в цепи возрастает не сразу — этому препятствует дроссель, некоторое время поглощая электроэнергию и запасая ее в виде электромагнитного поля. Эту способность и называют — индуктивностью.

Чем больше величина индуктивности, тем большее количество энергии может запасти дроссель. Еденица величины индуктивности — 1 Генри В момент разрыва цепи запасеная энергия освобождается, причем напряжение при этом может превысить Э.Д.С. используемого источника в десятки раз, а ток направлен в противоположную сторону. Отсюда заметное искрение в месте разрыва. Это явление называется — Э.Д.С. самоиндукции.

Если установить источник переменного тока вместо постоянного, использовав например, понижающий трансформатор, можно обнаружить что та же лампочка, подключенная через дроссель — не горит вовсе. Дроссель оказывает переменному току гораздо большое сопротивление, нежели постояному. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения.

Графически это выглядит таким образом. 

Получается, что действующее напряжение на нагрузке падает во много раз(и ток соответственно), но энергия при этом не теряется — возвращается за счет самоиндукции обратно в цепь. Сопротивление оказываемое индуктивностью переменному току называется — реактивным. Его значение зависит от величины индуктивности и частоты переменного тока. Величина индуктивности в свою очередь, находится в зависимости от количества витков катушки и свойства материала сердечника, называемого — магнитной проницаемостью, а так же его формы.

Магнитная проницаемость — число, показывающее во сколько раз индуктивность катушки больше с сердечником из данного материала, нежели без него(в идеале — в вакууме.) 
Т. е — магнитная проницаемость вакуума принята за еденицу.

В радиочастотных катушках малой индуктивности, для точной подстройки применяются сердечники стержеобразной формы. Материалами для них могут являться ферриты с относительно небольшой магнитной проницаемостью, иногда немагнитные материалы с проницаемостью меньше 1. 
В электромагнитах реле — сердечники подковоообразной и цилиндрической формы из специальных сталей.

Для намотки дросселей и трансформаторов используют замкнутые сердечники — магнитопроводы Ш — образной и тороидальной формы. Материалом на частотах до 1000 гц служит специальная сталь, выше 1000 гц — различные ферросплавы. Магнитопроводы набираются из отдельных пластин, покрытых лаком.

У катушки, намотанной на сердечник, кроме реактивного(Xl) имеется и активное сопротивление(R). Таким образом, полное сопротивление катушки индуктивности равно сумме активной и реактивной составляющих.

Как работает трансформатор.

Рассмотрим работу дросселя собранного на замкнутом магнитопроводе и подключенного в виде нагрузки, к источнику переменного тока. Число витков и магнитная проницаемость сердечника подобраны таким образом, что его реактивное сопротивление велико, ток протекающий в цепи соответственно — нет.

Ток, переодически изменяя свое направление, будет возбуждать в обмотке катушки (назовем ее катушка номер 1) электромагнитное поле, направление которого будет также переодически меняться — перемагничивая сердечник. Если на этот же сердечник поместить дополнительную катушку(назовем ее — номер 2), то под действием переменного электромагнитного поля сердечника, в ней возникнет наведенная переменная Э.Д.С.

Если количество витков обеих катушек совпадает, то значение наведенной Э.Д.С. очень близко к значению напряжения источника питания, поданного на катушку номер 1. Если уменьшить количество витков катушки номер 2 вдвое, то значение наведенной Э.Д.С. уменьшится вдвое, если количество витков наоборот, увеличить — наведенная Э.Д.С. также, возрастет. Получается, что на каждый виток, приходится какая-то определенная часть напряжения.

Обмотку катушки на которую подается напряжение питания (номер 1) называют первичной, а обмотка, с которой трансформированое напряжение снимается — вторичной.

 

Отношение числа витков вторичной(Np) и первичной (Ns) обмоток равно отношению соответствующих им напряжений — Up(напряжение первичной обмотки) и Us(напряжение вторичной обмотки).

 

 

Таким образом, устройство состоящее из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в цепи переменного тока можно использовать для изменения питающего напряжения — трансформации. Соответственно, оно так и называется — трансформатор.

Если подключить к вторичной обмотке какую-либо нагрузку, в ней возникнет ток(Is). Это вызовет пропорциональное увеличение тока(Ip) и в первичной обмотке. Будет верным соотношение:

 

 

Трансформаторы могут применяться как для преобразовния питающего напряжения, так и для развязки и согласования усилительных каскадов. При работе с трансформаторами необходимо обратить внимание на ряд важных параметров, таких как:
1. Допустимые токи и напряжения для первичной и вторичной обмоток.
2. Максимальную мощность трансформатора — мощность которая может длительное время передаваться через него, не вызывая перегрева обмоток. 
3. Диапазон рабочих частот трансформатора.

Параллельный колебательный контур.

Если соединить катушку индуктивности и конденсатор — получится очень интересный элемент радиотехники — колебательный контур. Если зарядить конденсатор или навести в катушке Э.Д.С., используя электромагнитное поле — в контуре начнут происходить следующие процессы: Конденсатор разряжаясь, возбуждает электромагнитное поле в катушке индуктивности. Когда заряд истощается, катушка индуктивности возвращает запасенную энергию обратно в конденсатор, но уже с противоположным знаком, за счет Э.Д.С. самоиндукции. Это будет повторяться снова и снова — в контуре возникнут электромагнитные колебания синусоидальной формы. Частота этих колебаний называется резонансной частотой контура, и зависит от величин емкости конденсатора(С), и индуктивности катушки (L).

Параллельный колебательный контур обладает очень большим сопротивлением на своей резонансной частоте. Это позволяет использовать его для частотной селекции(выделения) в входных цепях радиоаппаратуры и усилителях промежуточной частоты, а так же — в различных схемах задающих генераторов.

 

1-el.umi.ru

56. Диоды, резисторы и конденсаторы полупроводниковых имс.

Диоды
биполярных проводниковых ИМС, как
правило, представляют собой транзисторы
в диодном включении (рис.6.3).

В
качестве резисторов в полупроводниковых
ИМС применяются базовые слои транзисторной
структуры (рис.6.8,
а
),
канала МДП-транзисторов при фиксированном
напряжении UЗИ,
а также p-n-переходы, смещенные в обратном
направлении. Поскольку базовая область
получена путем диффузии, то такие
резисторы называют диффузионными.

В
качестве конденсаторов полупроводниковых
ИМС используют зарядные (барьерные)
емкости обратно смещенных ЭДП. На
рис.6.8,
б

показан диффузионный конденсатор,
реализованный на коллекторном переходе,
смещенном в обратном направлении. Кроме
таких конденсаторов применяются также
метало-оксидные конденсаторы (рис.6.8,
в
).
В них одной обкладкой служит сильно
легированная область n^+-типа, создаваемая
в процессе образования эмиттерной
области, а второй — металлическая пленка
(Al), нанесенная на диэлектрическую пленку
SiO2
на поверхности кристалла.

Рис.
1

Рис.
2

Пленочные
и гибридные ИМС, их отличительные
особенности от полупроводниковых ИМС.

В
пленочных ИМС пассивные элементы
(конденсаторы,
резисторы, небольшие
индуктивности
)
выполняются в виде проводящих, резистивных
и диэлектрических пленок, наносимых на
общую диэлектрическую подложку.
Изготовление диодов и транзисторов по
пленочной технологии сопряжено с
большими трудностями, поэтому они не
применяются. В гибридных ИМС пассивные
элементы выполняются по пленочной
технологии, а в качестве диодов и
транзисторов используются дискретные
бескорпусные приборы, впаиваемые в
схему. Причем, такими впаиваемыми
приборами могут быть не только отдельные
диоды и транзисторы, но и законченные
ИМС. Гибридные ИМС по сравнению с
полупроводниковыми, имеют большие
размеры, более ложную технологию и
меньшую степень автоматизации
производства. Поэтому чаще применяется
полупроводниковые ИМС.

Рис.
1
Рис.
2

57. Полупроводниковые приемники излучения. Фоторезистор, устройство, принцип действия, схема включения, основные характеристики и параметры.

Фотоприемники
— это оптоэлектронные приборы,
предназначенные для преобразования
энергии- оптического излучения в
электрическую энергию Функции
фотоприемников могут выполнять
фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы,
фототиристоры и т. д. Для получения
максимального преобразования оптического
излучения в электрический сигнал
необходимо согласовывать спектральные
характеристики фотоизлучателей и
фотоприемников

Работа
фотоприемников основана на одном из
трех видов фотоэлектрических явлений:

  • внутреннем
    фотоэффекте изменении электропроводности
    вещества при его освещении,

  • внешнем
    фотоэффекте — испускании веществом
    электронов под действием света
    (используется в вакуумных и газонаполненных
    фотоэлементах),

  • фотоэффекте
    в запирающем слое- возникновении ЭДС
    на границе двух материалов под действием
    света

Фоторезисторы

Фоторезистором
называют полупроводниковый фотоэлектрический
прибор с внутренним фотоэффектом, в
котором используется явление
фотопроводимости, т е изменение
электрической проводимости полупроводника
под действием оптического излучения.
Схема и обазначение фоторезистора
приведены на рис
7.1
.

Фоторезистор
обладает начальной проводимостью
0,
которую называют темновой,. Под действием
света в полупроводнике генерируется
избыточные подвижные носители заряда,
концентрация которых увеличивается,
вследствие чего изменяется и проводимость
полупроводника, называемую фотопроводимостью
При изменении яркости освещения
изменяется фотопроводимость полупроводника.
Увеличение проводимости полупроводника
при освещении фоторезистора приводит
к возрастанию тока в цепи Разность токов
при наличии и отсутствии освещения
называют световым током или фототоком

Характеристики
и параметры фоторезистора:

  • ВАХ
    представляет собой зависимость тока
    IФ
    через фоторезистор от напряжения U,
    приложенного к его выводам, при неизменной
    величине светового потока. В рабочем
    диапазоне напряжений ВАХ фоторезисторов
    при различных значениях светового
    потока практически линейны (линейны в
    пределах допустимой для них мощности
    рассеяния)

  • Энергетическая
    (световая или люкс-амперная) характеристика
    представляет собой зависимость фототока
    от падающего светового потока при
    постоянном напряжении на фоторезисторе
    (рис
    7.2
    )

  • Спектральная
    характеристика фоторезистора —
    зависимость чувствительности от длины
    волны падающего светового потока (рис
    7.3
    )

Параметрами
фоторезистора являются:

  • Темновое
    сопротивление — сопротивление
    фоторезистора при отсутствии освещения
    Оно измеряется через 30 с после затемнения
    фоторезистора, предварительно
    находящегося под освещенностью 200 лк
    и составляет 10^4 10^7Ом

  • Удельная
    интегральная чувствительность —
    отношение фототока к произведению
    светового потока на приложенное
    напряжение

  • Чувствительность
    называют интегральной, потому что ее
    измеряют при освещении фоторезистора
    светом сложного спектрального состава
    при освещенности 200 лк. Она лежит в
    пределах от десятых долей до сотен
    миллиампер на вольт

  • Граничная
    частота fГР

    это частота синусоидального сигнала,
    модулирующего световой поток, при
    котором чувствительность фоторезистора
    уменьшается в
    раз
    по сравнению с чувствительностью при
    немодулированном потоке fГР
    = 10^3 10^5 Гц

  • Температурный
    коэффициент фототока- коэффициент,
    показывающий изменение фототока при
    изменении температуры и постоянном
    световом потоке

Рис.
1

Рис.
2
Рис.
3

studfiles.net

Для чего нужен резистор в базе транзистора

Ну и как успехи в изучении транзистора? Читали предыдущую статью? Если да, то это очень хорошо, если нет, срочно читайте, иначе не поймёте о чем речь в этой статье.

Итак, у некоторых возникли непонятки с резистором, который цепляется к базе транзистора. Вроде бы понятно, что он ограничивает силу тока, но непонятно зачем. Давайте вспомним нашу картинку с предыдущей статьи:

Видите резистор на 500 Ом? Что он там делает и для чего нужен, мы с вами разберем в этой статье.

Итак, у нас есть всеми нами любимый и знакомый транзистор КТ815Б – классика Советского Союза 😉

Вспоминаем его цоколевку (расположение выводов):

Включение транзистора в схему с ОЭ (Общим Эмиттером) будет выглядеть приблизительно вот так:

Как вы видите, в этой схеме мы подключали также лампочку и источник тока к коллектору-эмиттеру.

Откинем пока что лампу и источник Bat2 и просто цепанемся крокодилами от Блока питания на выводы базы и эмиттера:

Плюс от блока питания на базу, а минус на эмиттер.

Теперь давайте будем увеличивать напряжение от нуля и до какого-то значения. Итак, кручу крутилку до 0,6 В и только тогда амперметр на блоке питания показал 10 мА:

Кручу дальше и получаю следующие результаты (слева-направо):

Дальше добавлять напряжение сыкотно, так как транзистор становится горячим. Кстати, первый подопытный транзистор скончался, испустив белый дым, под напряжением в 1,5 В. Слишком резко крутанул крутилку).

Давайте построим график по нашим точкам, или как говорится в народе, Вольт амперную характеристику (ВАХ):

Чуток коряво конечно, но смысл уловить можно.

Среди профи-электронщиков этот график называется входной характеристикой биполярного транзистора, при нулевом напряжении на коллектор-эмиттере.

Как вы помните, транзистор можно схемотехнически представить, как два диода, соединенные или анодами, или катодами (кто не помнит, читаем эту статью). В нашем случае транзистор КТ815Б является транзистором NPN, следовательно, его можно представить  вот так:

Так что это получается? Мы тупо подавали напряжение на диод? Ну да, все верно)

 Так вот, для диода ВАХ будет выглядеть как-то вот так:

Что тут можно увидеть? Подавая напряжение на диод в прямом включении (на анод плюс, на катод – минус), мы видим, что через диод ток начинает течь только тогда, когда напряжение становится больше, чем 0,5 В. Далее подавая напряжение на диод чуточку больше, сила тока через диод возрастает непропорционально. Напряжения добавили чуть-чуть, а сила тока стала в разы больше.

Так как переход база-эмиттер – это что ни на есть самый простой диод, то следовательно, малое изменение напряжения в плюс вызовет большое изменение силы тока. Настолько большое, что транзистор можно сгореть! Для нашего подопечного максимально допустимый постоянный ток базы составляет 0,5 А. Я же выжал 0,7 А, но транзистор за эти пару секунд чуть не вскипел.

Что же это получается? Если напряжение изменится в плюс даже на каких-то десятки Вольт, то транзистору придет крындец? Да, все именно так. Но как нам теперь быть? Неужели придется использовать высокостабильный блок питания?

Делать так для каждой схемы конечно не реально, но выход есть проще некуда, и называется он  Делитель напряжения.

Давайте проведем два небольших опыта. Для этого к базе цепанем резистор на 10 Ом:

Смотрим теперь на показания блока питания (слево-направо):

Строим график по полученным точкам:

Сравниваем с графиком без резистора:

Обратите внимание на вертикальную шкалу силы тока базы (Iбазы). При одном вольте на графике без резистора базовый ток был уже почти 0,7 А!  А с резистором на 10 Ом базовый при 1 В уже был каких-то 0,02 А. Чувствуете разницу?

Почему же так все получилось? Дело в том, что на резисторе «осело» лишнее напряжение. Досконально это схема будет выглядеть вот таким образом:

По цепи, которую я отметил красными проводками, течёт электрический ток. Нагрузкой для электрического тока является резистор и диод транзистора. А так как они соединены последовательно, то вспоминая статью Делитель напряжения можно сказать, что и на диоде транзистора и на резисторе R падает напряжение. А сумма этих напряжений равняется напряжению батареи Bat. В данном случае вместо батареи я использовал блок питания.  То есть можно записать, что

UBat = UR + Uбаза-эмиттер

Проверяем, так ли оно на самом деле?

В нашем случае используем тот же самый резистор на 10 Ом. Выставляем на блоке питания напряжение 1 В.

Видим, что сила тока, протекающая по цепи равна 20 мА. 

Итак, замеряем падение напряжения на резисторе:

А теперь падение напряжения на базе-эмиттере:

Итого: 0,32 + 0,74 = 1,06 В

0,06 В спишем на погрешность вольтметра блока питания).

Ну как, теперь понятно, почему всё так происходит?

Небольшое лирическое отступление. Так как резистор рассчитан на определенную мощность, нужно таким образом подбирать резистор, чтобы он не колыхнул ярким пламенем. Какая же мощность сейчас в данный момент рассеивается на резисторе? Так как в нашем случае нагрузки подцеплены последовательно (резистор и диод транзистора), сила тока, проходящая через каждую нагрузку везде будет одинаковой. Значит, резистор в данный момент рассеивает мощность, равную

P = IU = 0,02х0,32 = 0,0064 Вт.

Мой резистор рассчитан максимум на 0,25 Вт, значит все гуд.  Если на резисторе будет рассеиваться мощность больше, чем 0,25 Вт, резистор сгорит. Имейте это ввиду, когда будете проектировать свои электронные поделки.  

А что будет, если взять резистор еще больше по номиналу? Давайте попробуем. Возьмем резистор на 100 Ом:

И проводим аналогичный опыт. Вот наши показания (слева-направо):

Строим по ним график:

Из всего выше сказанного, показанного и написанного делаем простые и не очень выводы:

1) Резистор в базе используется для того, чтобы плавно регулировать силу тока в базе, а также для ограничения силы тока, которая может спалить транзистор. Для чего нам плавно регулировать ток базы, мы с вами еще обсудим.

2) Чем больше номинал резистора, тем больше станет диапазон напряжения для регулировки силы тока в базе, тем самым можно плавнее регулировать этот самый ток.

На рисунке (художник из меня хреновый) мы видим резистор, который качается на качелях, прикрепленных к графику входной характеристики транзистора  ну и следовательно, чем больше его номинал, тем больше он прогибает график))).

Продолжение——->

<——-Предыдущая статья

www.ruselectronic.com

Урок 6 — SMD компоненты

SMD компоненты

Мы уже познакомились с основными радиодеталями: резисторами, конденсаторами, диодами, транзисторами, микросхемами и т.п., а также изучили, как они монтируются на печатную плату. Ещё раз вспомним основные этапы этого процесса: выводы всех компонентов пропускают в отверстия, имеющиеся в печатной плате. После чего выводы обрезаются, и затем с обратной стороны платы производится пайка (см. рис.1).
Этот уже известный нам процесс называется DIP-монтаж. Такой монтаж очень удобен для начинающих радиолюбителей: компоненты крупные, паять их можно даже большим «советским» паяльником без помощи лупы или микроскопа. Именно поэтому все наборы Мастер Кит для самостоятельной пайки подразумевают DIP-монтаж.

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис. 1. DIP-монтаж

Но DIP-монтаж имеет очень существенные недостатки:

— крупные радиодетали не подходят для создания современных миниатюрных электронных устройств;
— выводные радиодетали дороже в производстве;
— печатная плата для DIP-монтажа также обходится дороже из-за необходимости сверления множества отверстий;
— DIP-монтаж сложно автоматизировать: в большинстве случаях даже на крупных заводах по производству электронику установку и пайку DIP-деталей приходится выполнять вручную. Это очень дорого и долго.

Поэтому DIP-монтаж при производстве современной электроники практически не используется, и на смену ему пришёл так называемый SMD-процесс, являющийся стандартом сегодняшнего дня. Поэтому любой радиолюбитель должен иметь о нём хотя бы общее представление.

 

SMD монтаж

SMD компоненты (чип-компоненты) — это компоненты электронной схемы, нанесённые на печатную плату с использованием технологии монтирования на поверхность — SMT технологии (англ. surface mount technology).Т.е все электронные элементы, которые «закреплены» на плате таким способом, носят название SMD компонентов (англ. surface mounted device). Процесс монтажа и пайки чип-компонентов правильно называть SMT-процессом. Говорить «SMD-монтаж» не совсем корректно, но в России прижился именно такой вариант названия техпроцесса, поэтому и мы будем говорить так же.

На рис. 2. показан участок платы SMD-монтажа. Такая же плата, выполненная на DIP-элементах, будет иметь в несколько раз большие габариты.

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис.2. SMD-монтаж

SMD монтаж имеет неоспоримые преимущества:

— радиодетали дешёвы в производстве и могут быть сколь угодно миниатюрны;
— печатные платы также обходятся дешевле из-за отсутствия множественной сверловки;
— монтаж легко автоматизировать: установку и пайку компонентов производят специальные роботы. Также отсутствует такая технологическая операция, как обрезка выводов.

 

SMD-резисторы

Знакомство с чип-компонентами логичнее всего начать с резисторов, как с самых простых и массовых радиодеталей.
SMD-резистор по своим физическим свойствам аналогичен уже изученному нами «обычному», выводному варианту. Все его физические параметры (сопротивление, точность, мощность) точно такие же, только корпус другой. Это же правило относится и ко всем другим SMD-компонентам.

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис. 3. ЧИП-резисторы

Типоразмеры SMD-резисторов

Мы уже знаем, что выводные резисторы имеют определённую сетку стандартных типоразмеров, зависящих от их мощности: 0,125W, 0,25W, 0,5W, 1W и т.п.
Стандартная сетка типоразмеров имеется и у чип-резисторов, только в этом случае типоразмер обозначается кодом из четырёх цифр: 0402, 0603, 0805, 1206 и т.п.
Основные типоразмеры резисторов и их технические характеристики приведены на рис.4.

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис. 4 Основные типоразмеры и параметры чип-резисторов

Маркировка SMD-резисторов

Резисторы маркируются кодом на корпусе.
Если в коде три или четыре цифры, то последняя цифра означает количество нулей, На рис. 5. резистор с кодом «223» имеет такое сопротивление: 22 (и три нуля справа) Ом = 22000 Ом = 22 кОм. Резистор с кодом «8202» имеет сопротивление: 820 (и два нуля справа) Ом = 82000 Ом = 82 кОм.
В некоторых случаях маркировка цифробуквенная. Например, резистор с кодом 4R7 имеет сопротивление 4.7 Ом, а резистор с кодом 0R22 – 0.22 Ом (здесь буква R является знаком-разделителем).
Встречаются и резисторы нулевого сопротивления, или резисторы-перемычки. Часто они используются как предохранители.
Конечно, можно не запоминать систему кодового обозначения, а просто измерить сопротивление резистора мультиметром.

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис. 5 Маркировка чип-резисторов

 

Керамические SMD-конденсаторы

Внешне SMD-конденсаторы очень похожи на резисторы (см. рис.6.). Есть только одна проблема: код ёмкости на них не нанесён, поэтому единственный способ ёё определения – измерение с помощью мультиметра, имеющего режим измерения ёмкости.
SMD-конденсаторы также выпускаются в стандартных типоразмерах, как правило, аналогичных типоразмерам резисторов (см. выше).

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис. 6. Керамические SMD-конденсаторы

 
Электролитические SMS-конденсаторы

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис.7. Электролитические SMS-конденсаторы

Эти конденсаторы похожи на своих выводных собратьев, и маркировка на них обычно явная: ёмкость и рабочее напряжение. Полоской на «шляпке» конденсатора маркируется его минусовой вывод.

 

SMD-транзисторы

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис.8. SMD-транзистор

Транзисторы мелкие, поэтому написать на них их полное наименование не получается. Ограничиваются кодовой маркировкой, причём какого-то международного стандарта обозначений нет. Например, код 1E может обозначать тип транзистора BC847A, а может – какого-нибудь другого. Но это обстоятельство абсолютно не беспокоит ни производителей, ни рядовых потребителей электроники. Сложности могут возникнуть только при ремонте. Определить тип транзистора, установленного на печатную плату, без документации производителя на эту плату иногда бывает очень сложно.

 

SMD-диоды и SMD-светодиоды

Фотографии некоторых диодов приведены на рисунке ниже:

Мастер Кит Урок 6 - SMD компоненты

Рис.9. SMD-диоды и SMD-светодиоды

На корпусе диода обязательно указывается полярность в виде полосы ближе к одному из краев. Обычно полосой маркируется вывод катода.

SMD-cветодиод тоже имеет полярность, которая обозначается либо точкой вблизи одного из выводов, либо ещё каким-то образом (подробно об этом можно узнать в документации производителя компонента).

Определить тип SMD-диода или светодиода, как и в случае с транзистором, сложно: на корпусе диода выштамповывается малоинформативный код, а на корпусе светодиода чаще всего вообще нет никаких меток, кроме метки полярности. Разработчики и производители современной электроники мало заботятся о её ремонтопригодности. Подразумевается, что ремонтировать печатную плату будет сервисный инженер, имеющий полную документацию на конкретное изделие. В такой документации чётко описано, на каком месте печатной платы установлен тот или иной компонент.

 

Установка и пайка SMD-компонентов

SMD-монтаж оптимизирован в первую очередь для автоматической сборки специальными промышленными роботами. Но любительские радиолюбительские конструкции также вполне могут выполняться на чип-компонентах: при достаточной аккуратности и внимательности паять детали размером с рисовое зёрнышко можно самым обычным паяльником, нужно знать только некоторые тонкости.

Но это тема для отдельного большого урока, поэтому подробнее об автоматическом и ручном SMD-монтаже будет рассказано отдельно.

 

Скачать урок в формате PDF

masterkit.ru