l01. componente pasive

10
L01. COMPONENTE PASIVE Componentele pasive sunt acele elemente de circuit electronic care nu pot executa funcţii de amplificare asupra semnalelor aplicate. Ele se împart în următoarele grupe. - rezistoare; - condensatoare; - inductoare; - cablaje imprimate; - elemente de conectică şi legătură. 1. REZISTOARE Rezistorul elementul fizic concret ce materializează unitatea de rezistenţă electrică ohm [] multiplii şi submultipli ei. Rezistoarele sunt componente pasive de bază în aparatura electronică de dimensiuni şi forme variate fiind de tipuri diferite: rezistoare, potenţiometre, termistoare, varistoare. Clasificarea generală a rezistoarelor este prezentată mai jos. Figura 1.1. Clasificarea rezistoarelor Tip constructiv REZISTOARE Mărimea curenţilor Destinaţie Element conductor - tari - slabi - fixe - variabile: a)semireglabile b)potentiometre - profesionale - uz general Curenţi slabi Curenţi tari rezistoare rezistoare neliniare - peliculare - bobinate - de volum - termistoare - varistoare - fotorezistenţe - turnate din fontă - ştanţate din tablă - spiralizate din benzi metalice Rezistoarele fixe au o rezistenţă stabilită în procesul de fabricaţie şi care rămâne constantă pe întreaga durată de viaţă a rezistorului. Rezistoarele variabile au rezistenţă care poate fi modificată în anumite limite, în timpul funcţionării, în vederea efectuării unor operaţii de reglaj sau pentru diferite reglaje şi acorduri. Rezistoarele neliniare folosesc proprietăţile semiconductoare în realizarea unor anumite caracteristici tehnice şi au rezistenţa dependentă de anumite mărimi. Rezistoarele destinate regimului de curenţi tari sunt rezistoare folosite în industria energetică şi electrotehnică. 1.1. Parametrii rezistoarelor Rezistoarele fixe sunt caracterizate printr-o serie de parametri electrici şi neelectrici (mecanici, climatici). Principalii parametri electrici sunt: Rezistenţa nominală, R n – valoarea rezistenţei care trebuie realizată prin procesul tehnologic şi care se înscrie pe corpul rezistorului în clar sau în codul culorilor. Unitatea de măsură este [R] = 1(ohm), cu multiplii săi: 10 3 =1 k, 10 6 =1 M, 10 9 =1 G. Toleranţa, t – exprimată în procente, reprezintă abaterea maximă admisibilă a valorii reale R a rezistenţei, faţă de valoarea nominală R n Puterea de disipaţie nominală, P n , (exprimată în W - Watt) şi tensiunea nominală, U n , reprezintă puterea electrică maximă şi respectiv tensiunea electrică maximă ce se pot aplica rezistorului în regim de funcţionare îndelungată fără a-i modifica caracteristicile. Parametrii neelectrici sunt: Intervalul temperaturilor de lucru reprezintă intervalul de temperatură în limitele căruia se asigură funcţionarea de lungă durată a rezistorului. Influenţa temperaturii asupra rezistenţei rezistorului este pusă în evidenţă de coeficientul termic al rezistenţei, definit astfel:

Upload: georgeichim

Post on 05-Dec-2014

25 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

............................................................

TRANSCRIPT

Page 1: L01. Componente pasive

L01. COMPONENTE PASIVE Componentele pasive sunt acele elemente de circuit electronic care nu pot executa funcţii de amplificare asupra semnalelor aplicate. Ele se împart în următoarele grupe.

- rezistoare; - condensatoare; - inductoare; - cablaje imprimate; - elemente de conectică şi legătură.

1. REZISTOARE

Rezistorul elementul fizic concret ce materializează unitatea de rezistenţă electrică ohm [Ω] multiplii şi submultipli ei.

Rezistoarele sunt componente pasive de bază în aparatura electronică de dimensiuni şi forme variate fiind de tipuri diferite: rezistoare, potenţiometre, termistoare, varistoare. Clasificarea generală a rezistoarelor este prezentată mai jos.

Figura 1.1. Clasificarea rezistoarelor

Tip constructiv

REZISTOARE

Mărimea curenţilor

Destinaţie Element conductor

- tari - slabi

- fixe - variabile: a)semireglabile b)potentiometre

- profesionale - uz general

Curenţi slabi Curenţi tari

rezistoare rezistoare neliniare

- peliculare - bobinate - de volum

- termistoare - varistoare - fotorezistenţe

- turnate din fontă - ştanţate din tablă - spiralizate din

benzi metalice

Rezistoarele fixe au o rezistenţă stabilită în procesul de fabricaţie şi care rămâne constantă pe întreaga durată de viaţă a rezistorului. Rezistoarele variabile au rezistenţă care poate fi modificată în anumite limite, în timpul funcţionării, în vederea efectuării unor operaţii de reglaj sau pentru diferite reglaje şi acorduri. Rezistoarele neliniare folosesc proprietăţile semiconductoare în realizarea unor anumite caracteristici tehnice şi au rezistenţa dependentă de anumite mărimi. Rezistoarele destinate regimului de curenţi tari sunt rezistoare folosite în industria energetică şi electrotehnică.

1.1. Parametrii rezistoarelor Rezistoarele fixe sunt caracterizate printr-o serie de parametri electrici şi neelectrici (mecanici, climatici).

Principalii parametri electrici sunt: Rezistenţa nominală, Rn – valoarea rezistenţei care trebuie realizată prin procesul tehnologic şi care se înscrie pe corpul rezistorului în clar sau în codul culorilor. Unitatea de măsură este [R] = 1Ω (ohm), cu multiplii săi: 103Ω =1 kΩ, 106Ω =1 MΩ, 109Ω =1 GΩ. Toleranţa, t – exprimată în procente, reprezintă abaterea maximă admisibilă a valorii reale R a rezistenţei, faţă de valoarea nominală Rn Puterea de disipaţie nominală, Pn, (exprimată în W - Watt) şi tensiunea nominală, Un, reprezintă puterea electrică maximă şi respectiv tensiunea electrică maximă ce se pot aplica rezistorului în regim de funcţionare îndelungată fără a-i modifica caracteristicile.

Parametrii neelectrici sunt: Intervalul temperaturilor de lucru reprezintă intervalul de temperatură în limitele căruia se asigură funcţionarea de lungă durată a rezistorului. Influenţa temperaturii asupra rezistenţei rezistorului este pusă în evidenţă de coeficientul termic al rezistenţei, definit astfel:

Page 2: L01. Componente pasive

]/1[1 KTR

RR ΔΔ⋅=α sau ]/1[1 K

dTdR

RR ⋅=α

Coeficientul de variaţie a rezistenţei, KR, la acţiunea unor factori externi cum ar fi depozitare, umiditate, îmbătrânire etc. Tensiunea electromotoare de zgomot reprezintă valoarea eficace a tensiunii electromotoare care apare la bornele rezistorului în mod aleatoriu şi care se datoreşte mişcării haotice şi mişcării termice a electronilor precum şi trecerii curentului prin rezistor; este exprimată în μV. Precizia rezistoarelor este indicată de toleranţă, dată în procente din valoarea nominală. În funcţie toleranţă, tensiune de zgomot şi valori maxime admisibile ale coeficienţilor de variaţie, rezistoarele se împart în trei categorii prezentate în tabelul 1.1.Tabel 1.1.

Categoria de rezistoare

Toleranţa [%]

Tensiune de zgomot

Valori ale coeficienţilor de

variaţie rezistoare etalon ±1/±2,5 << 1 μV foarte mici rezistoare de precizie ±2,5/±5 < 1 μV medii rezistoare de uz curent

±5/±10/±10 < 15 μV mari

1.2. Marcarea rezistoarelor Rezistorul este marcat în clar – prin simboluri alfanumerice sau codificat prin inele sau benzi colorate.

Indiferent de modalitatea de marcare, orice tip de rezistor se înscrie rezistenţa nominală, Rn, cu unitatea ei de măsură în clar şi toleranţa valorii nominale în % din Rn.

In cazul marcării rezistorului numerico – literar, valoarea se inscrierea in clar (numeric) pe rezistor iar toleranţa se indica prin simboluri literare. Dacă literele sunt scrise pe acelaşi rând cu cifrele, acestea reprezintă multiplu unităţii de măsură (K=103, M=106, G=109), iar dacă sunt scrise pe rânduri diferite reprezintă toleranţa: (C = ±0,25%; D = ±0,5%; F =±1%;G = ±2%; K = ±3%; J = ±5%). EXEMPLU: 6K2 – F indica R = 6,2 kΩ ±1%

Marcarea rezistoarelor în codul culorilor este ilustrată în figura 1.2.

Fig. 1.2. Marcarea rezistoarelor cu codul culorilor

1.3. Rezistoare fixe Rezistoarele peliculare sunt realizate cu pelicule subţiri de materiale rezistive sunt grupate în trei grupe mari. 1.- Rezistoare cu peliculă de carbon de formă cilindrică, terminale axiale, de mărimi diferite în funcţie de

puterea nominală disipată. Valoarea nominală a acestora este cuprinsă între 330Ω ÷ 1 MΩ. Au următoarele puteri nominale tipice: 0,25 W; 0,5 W; 1W şi 2 W;

2.- Rezistoare cu peliculă de nichel asemănătoare ca formă cu cele de carbon dar având valori nominale cuprinse între 1Ω şi 330Ω. Puterea disipată tipică: 0,125W; 0,25W; 0,5W; 1W; 2W.

3.- Rezistoare cu peliculă de oxizi metalici (sau cu glazură metalică) – componente profesionale caracterizate prin precizie şi stabilitate ridicate, coeficient de variaţie cu temperatura scăzut, dimensiuni mici, dar şi coeficient (factor) de zgomot ridicat. Au valori nominale cuprinse între 50Ω ÷ 2MΩ şi puteri nominale de 0,125W; 0,25W; 0,5W; 1W.

Rezistoare bobinate sunt utilizate, datorită stabilităţii bune şi în cazurile în care puterea disipată este mare. Tipic, valorile nominale ale rezistoarelor bobinate sunt cuprinse între 1Ω şi zeci de kΩ la puteri disipate uzuale, sub 100W. Aceste rezistoare au, în funcţionare, o temperatură ridicată şi necesită amplasare şi ventilare corespunzătoare pentru a nu distruge componentele din jur.

Page 3: L01. Componente pasive

Rezistoare fixe:

SMT (Surface Mount Technology)

Carbon Film Resitors

Carbon Composition Resistor

1Watt resistor

Wire-wound resistors

Metal film resistors.

5 Watt Wirewound Resistor

PCB Mounting Wirewound Resistor

High Power Metal Film Fig. 1.3.Rezistoare fixe

Fusible Wirewound Resistor

1.4. Potenţiometre şi rezistenţe semireglabile

Aceste elemente de circuit apar atât pe exteriorul cât şi în interiorul aparaturii, ca elemente de control. În practică, trebuie evitată folosirea abuzivă a rezistenţelor reglabile datorită faptului că nu au stabilitatea în timp ca a rezistenţelor fixe de precizie şi nici rezoluţie. Acolo unde este necesară o rezistenţă stabilă şi ajustabilă se poate folosi un rezistor de precizie (0,5% sau 1%) în serie cu un semireglabil în aşa fel încât rezistenţa fixă să formeze procentual cea mai mare parte din valoarea totală necesară. 1.5. Termistoarele

Sunt fabricate din material semiconductor şi prezintă o rezistenţă puternic dependentă de temperatură. Cele mai utilizate sunt termistoarele CTN (cu Coeficient de Temperatură Negativ), având un coeficient de temperatură tipic de – 4%/°C.

Termistoarele au, la temperatura camerei, o rezistenţă de câţiva kΩ sau zeci de kΩ (tipic). Termistoarele sunt folosite pentru măsurarea şi reglarea temperaturii în intervalul -50°C la +300°C şi pentru compensarea cu temperatura a componentelor electronice.

Page 4: L01. Componente pasive

1.6. Aplicaţii ale rezistoarelor

Fig. 1.4 Rezistoare variabile

În circuite apar rezistoare conectate în serie, respectiv în paralel (fig.1.5, a respectiv b). Este de reţinut că la conectarea în serie se obţine o rezistenţă echivalentă mai mare decât cea mai mare din rezistenţele înseriate:

. În particular dacă R21 RRR += 1>>R2 este justificată aproximarea R≈R1. dimpotrivă, la conectarea în paralel a rezistoarelor se obţine o rezistenţă echivalentă mai mică decât cea mai mică dintre rezistenţele individuale:

2121

21 // RRRRRRR =

+⋅

= .

Evident, dacă R1>>R2, poate fi făcută aproximarea R≈R2. Alte aplicaţii ale conectării rezistoarelor în serie şi paralel o reprezintă divizoarele de tensiune şi de curent (fig.1.6 a, b respectiv c). În mod obişnuit, unul dintre rezistoare din divizorul de tensiune are un terminal legat la masă (fig.1.6, a).

Fig. 1.5. Conectarea in serie (a) şi paralel (b) a rezistoarelor

R1

R2

R1 R2

R1 R2

R1 R2

R1

R2

E

V

E2 E1

I

I1

I2

Fig. 1.6. Divizoarele de tensiune (a,b) şi de curent (c)

(c)

(b)

(a) (a)

(b)

Relaţia corespunzătoare dintre tensiuni este: ( )212 RRREV +⋅⋅= .

Page 5: L01. Componente pasive

Când nici unul dintre rezistoarele divizorului nu este legat la masă (fig.1.6, b), tensiunea U poate fi scrisă pe principiul suprapunerii efectelor. Considerăm, pe rând, câte un terminal legat la masă şi scriem în sensul relaţiei divizorului cu terminal la masă, „efectul” celeilalte „cauze”. În final adăugăm efectele. Vom obţine:

21

12

21

21 RR

RE

RRR

EV+

⋅++

⋅= .

Pentru divizorul de curent din fig.1.6.c se obţin relaţiile: 21

12

21

21 ;

RRRII

RRRII

+⋅=

+⋅= .

De reţinut că, tensiunea „divizată” V este proporţională cu rezistenţa de pe care aceasta se culege; dimpotrivă, curentul „divizat” este proporţional cu cealaltă rezistenţă a divizorului.

2. CONDENSATOARE Condensatorul este corpul fizic care materializează submultipli de capacitate electrică. Condensatorul are

proprietatea de a putea acumula sarcină electrică, conform relaţiei: UCQ ⋅=

în care: Q este sarcina exprimată în coulombi (C), V este tensiunea la borne exprimată în volt (V), iar C reprezintă capacitatea şi se măsoară în farad (F).

V

I C

Figura 2.1. Condensatorul

Pentru practică, coulombul şi faradul sunt unităţi prea mari. Capacitatea nominală este principalul parametru al condensatoarelor şi se exprimă în μF, nF sau pF. Din (1-4) se obţine, prin derivare, relaţia dintre tensiune şi curent pentru un condensator.

tUCIΔ

sau dtduCi

Δ⋅= ⋅=

Curentul prin condensator este proporţional cu viteza de variaţie a tensiunii la borne. Conform relaţiei (1.5), dacă un condensator de capacitate C=1μF este încărcat cu un curent constant I=10mA tensiunea la borne creşte într-un interval Δt=1ms, cu ΔV=10V.

Constructiv, condensatorul este alcătuit din două suprafeţe metalice numite armături între care se află un mediu dielectric de permitivitate ε (constanta dielectrică de material). Pentru un condensator plan, capacitatea C este dată de relaţia:

dS

dSC rεεε 0=⋅

=

unde: ε0 = permitivitatea dielectrică absolută a vidului; ε = permitivitatea absolută a dielectricului condensatorului; S = suprafaţa armăturilor plane; d = distanţa între armături. 2.1. Clasificare

Condensatoarele se pot clasifica după mai multe criterii: după natura dielectricului, din punct de vedere constructiv, al domeniului de frecvenţă şi după domeniul de utilizare (fig.2.2) OBSERVAŢII

1. Condensatoarele fixe îşi menţin constantă valoarea capacităţii nominale în tot timpul funcţionării; 2. Condensatoarele reglabile (denumite şi „semivariabile”, „ajustabile” sau „trimere”) se caracterizează prin

faptul că valoarea capacităţii lor poate fi reglată ( de regulă ocazional, la punerea în funcţie sau la verificări periodice), în limite reduse;

3. Condensatoarele variabile sunt condensatoare a căror capacitate poate şi trebuie să fie modificată frecvent între anumite limite relativ largi impuse de funcţionarea circuitelor electronice ( de exemplu condensatoarele de acord pentru radioreceptoare).

Page 6: L01. Componente pasive

Cu dielectric gazos

(vid, aer, gaze)

CONDENSATOARE

Cu dielectric lichid (ulei)

Anorganic (sticlă, ceramică, mică)

Cu oxid metalic-electrolitic

Cu dielectric solid

Organic (hârtie, lacuri, peliculă)

Figura 2.2 Clasificarea condensatoarelor: a) în funcţie de natura dielectricului; b)tipul constructiv; c)domeniul de utilizare

CONDENSATOARE

FIXE AJUSTABILE VARIABILE

(b)

(a)

CONDENSATOARE

De current continuu FIXE De curent alternativ

(c)

2.2. Parametrii condensatoarelor Capacitatea nominală, Cn [F]: reprezintă valoarea capacităţii condensatorului care trebuie realizată prin

procesul tehnologic şi care este înscrisă pe corpul acestuia. Condiţiile de temperatură şi frecvenţă la care se măsoară capacităţile nominale sunt precizate de obicei în catalogul firmei producătoare.

Toleranţa, t, [%] reprezintă abaterea maximă a valorii reale a capacităţii faţă de valoarea ei nominală. Pentru condensatoarele electrolitice se dau de obicei toleranţe nesimetrice: (0%,+50%), (0%,+80%), (-10%,+30%), (-10%,+50%), (-10%,+100%), (-20%,+80%).

Tensiunea nominală, Un [V], este tensiunea continuă maximă sau tensiunea alternativă, eficace maximă care poate fi aplicată continuu la terminalele condensatorului, în gama temperaturilor de lucru. Valorile tensiunilor nominale nu sunt nominalizate; uzuale sunt următoarele valori: 6, 12, 16, 25, 63, 70, 100, 125, 250, 350, 450, 500, 650, 1000V.

Rezistenţa de izolaţie, Riz [Ω], este definită ca raportul dintre tensiunea continuă aplicată unui condensator şi curentul care-l străbate, la 1 minut după aplicarea tensiunii. Pentru condensatoarele electrolitice parametrul care interesează este curentul de fugă, If, care reprezintă curentul ce trece prin condensator când acestuia i se aplică o tensiune continuă la terminale, curent măsurat după un timp t cu durata de 1…..5 minute de la aplicarea tensiunii continue.

Tangenta unghiului de pierderi, tgδ – reprezintă raportul dintre puterea activă, Pa, care se disipă pe un condensator şi puterea reactivă, Pr, a acestuia (măsurate la frecvenţa la care se măsoară şi capacitatea nominală).

Rigiditatea dielectrică – reprezintă tensiunea maximă continuă pe care trebuie să o suporte condensatorul un timp minim ( de obicei 1 minut) fără să apară străpungeri sau conturnări.

Intervalul temperaturilor de lucru (Tmin –Tmax) reprezintă limitele de temperatură între care condensatorul funcţionează timp îndelungat.

Page 7: L01. Componente pasive

2.3. Marcarea condensatoarelor Condensatoarele sunt marcate prin simboluri alfanumerice sau codificat - prin inele, benzi sau puncte colorate,

normalizate internaţional sau, uneori , specifice unui anumit producător. Marcarea condensatoarelor în codul culorilor este prezentată în figura de mai jos.

Indiferent de sistemul de marcare se înscriu pe corpul condensatorului a) în mod obligatoriu, pe orice tip de condensator şi – capacitatea nominală Cn cu unitatea de măsură ; – toleranţa valorii nominale: în clar (în % sau în pF dacă Cn≤10pF), în cod de culori sau literal. b) în mod obligatoriu pe unele tipuri de condensatoare: – polaritatea bornelor (numai la condensatoarele electrolitice), în clar; – terminalul conectat la armătura exterioară (numai la condensatoarele electrolitice sau cu hârtie), în clar; – coeficientul de temperatură al capacităţii (la condensatoarele ceramice) în cod de culori sau alfanumeric; – în mod facultativ, în funcţie de producător, se poate marca: firma, data fabricaţiei (an, lună), codul

condensatorului (specific firmei), frecvenţa de lucru, etc. Astfel pentru condensatoarele ceramice, benzile b şi c reprezintă prima respectiv a doua cifră semnificativă, iar

banda d factorul de multiplicare (numărul de zerouri).

Fig. 2.3. Marcarea condensatoarelor cu codul culorilor

Page 8: L01. Componente pasive

Fig. 2.4. Marcarea condensatorilor alfa-numeric

2.4. Tipuri constructive de condensatoare

Condensatoare ceramice tubulare au valori nominale cuprinse între 0.5pF ÷ 100pF, la tensiuni maxime de (100÷600)V. Au curenţi de fugă reduşi şi coeficienţi de temperatură selectabili (inclusiv nuli). Aceste tipuri de condensatoare folosesc ca dielectric o ceramică formată dintr-un amestec de oxizi, silicaţi, titanaţi şi zirconaţi ai diferitelor matale, caolin, talc etc.

Sunt folosite pe scară largă în industria echipamentelor electronice profesionale şi industriale de înaltă frecvenţă, în special în circuitele de rezonanţă precum şi în circuitele de cuplare şi decuplare, etc.

Condensatoare ceramice de tip disc şi plachetă (1) au valori nominale cuprinse uzual între 10pF şi 1μF la tensiuni maxime de (50 ÷ 1000)V. Sunt puţin stabile faţă de variaţiile temperaturii, dar dimensiunile mici şi preţul de cost redus le asigură o largă utilizare în echipamentele de telecomunicaţii (filtre) şi industriale, circuite de înaltă tensiune.

Condensatoare cu polistiren (2) prezintă o toleranţă redusă şi mai ales o rezistenţă de izolaţie de valoare mare, puţin dependentă de temperatură. Au valori cuprinse uzual între 10pF şi 100pF la tensiuni maxime de (100 ÷ 600)V. Sunt recomandate pentru circuitele de calcul analogic, pentru filtrele de semnal şi pentru realizarea unor constante de timp într-o gamă largă de valori.

Condensatoare cu policarbonat (3) au valori nominale situate uzual între 100pF şi 10μF, la tensiuni maxime de (50 ÷ 400)V. Toleranţa, coeficientul de temperatură şi curentul de fugă au valori reduse şi asigură utilizarea condensatoarelor cu policarbonat în circuite profesionale (integratoare, etc.)

Page 9: L01. Componente pasive

Condensatoare electrolitice (5) – cu terminale dde implantare, (6) – cu terminale axiale: se caracterizează printr-un raport capacitate nominală/volum mai mare decât pentru orice alt tip de condensator. Au valori nominale cuprinse între 0.1μF şi 20.000μF la tensiuni maxime de (3 ÷ 600)V. Este esenţial să se respecte polaritatea condensatorului la introducerea acestuia în circuit.

Durata de funcţionare, în general redusă pentru condensatoarele electrolitice, este afectată de temperatura ridicată a mediului ambiant şi variaţiile mari ale tensiunii de polarizare. De reţinut şi toleranţa mare, în general asimetrică, pentru această categorie de condensatoare: - 20%până la +100% (tipic). Condensatoarele electrolitice sunt recomandate doar pentru filtrarea tensiunilor de alimentare.

Condensatoare cu tantal (4) prezintă capacitate mare (0.1μF ÷ 500μF) la tensiuni de (6 ÷ 100)V şi curenţi de fugă acceptabili. Sunt polarizate, au inductivitate redusă, raport capacitate/volum extrem de mare şi pot lucra la temperaturi mai mari decât condensatoarele electrolitice uzuale. Sunt recomandate pentru circuitele profesionale de frecvenţe şi tensiuni joase.

Fig. 2.2. Tipuri de condensatoare

2.5. Conectarea condensatoarelor

La conectarea în paralel a condensatoarelor, capacitatea echivalentă este suma capacităţilor individuale: . Capacitatea echivalentă obţinută la conectarea în serie a condensatoarelor se exprimă printr-o formulă

similară cu cea pentru legarea în paralel a rezistenţelor: 21 CCC +=

( )2121 CCCCC +⋅⋅= . Rezultă că, la punerea în paralel, capacitatea echivalentă este mai mare decât cea mai mare dintre capacităţile

individuale; dimpotrivă, la conectarea în serie, capacitatea echivalentă este mai mică decât cea mai mică dintre capacităţile înseriate.

3. INDUCTOARE Inductorul (bobina) reprezentat în fig.3.1 realizează funcţia opusă celei îndeplinită de

condensator. Tensiunea la borne este proporţională cu viteza de variaţie a curentului prin element:

Figura 3.1 Bobina V

I

tILV

ΔΔ

= sau tiLv

ΔΔ

=

Page 10: L01. Componente pasive

Aplicând o tensiune V constantă la bornele inductorului, se constată o creştere liniară a curentului. Cel mai important parametru al inductorului este inductanţa L, care se măsoară în Henry (H), respectiv în mH sau μH. Linia continuă din simbolul de circuit al bobinei denotă prezenţa unui miez magnetic (opţional) care datorită permeabilităţii ridicate permite creşterea substanţială a inductanţei inductorului.

În practică, inductoarele sunt evitate, pe cât posibil, datorită preţului de cost ridicat (în special dacă sunt necesare valori precise ale inductanţei), datorită faptului că ele captează semnalele perturbatoare de la transformatoarele de reţea din vecinătate şi datorită dimensiunilor mari pentru valori mari ale inductanţei.

. Ecranarea inductorului permite eliminarea emisiei de perturbaţii dar determină o creştere suplimentară a preţului şi a volumului. Inductoarele sunt foarte utilizate în aplicaţiile de radiofrecvenţă (circuite acordate, bobine de şoc, circuite oscilante LC în generatoare de înaltă frecvenţă etc.). 3.1. Parametrii bobinelor

Cei mai importanţi parametri caracteristici ai unei bobine reale, cu pierderi, sunt. - Inductivitatea (inductanţa) L [H] – definită ca un raport între fluxul magnetic propriu Φ şi curentul I care

parcurge bobina (L=Φ/I). Acest parametru depinde de: forma, dimensiunile, numărul de spire al bobinei precum şi de permeabilitatea relativă a mediului (miezului) şi de temperatura de lucru. El caracterizează o bobină ideală şi are valori uzuale (în radioelectronică) de ordinul 10-9H (nH) ÷ 10-6H (µH).

- Rezistenţa totală de pierderi R [Ω] (sau r [Ω]) – determinată atât de pierderile în conductor cât şi de pierderile în materialul magnetic şi de rezistenţa de izolaţie. Acest parametru depinde în mod esenţial de frecvenţa de lucru;

- Factorul de calitate Q adimensional – definit la o anumită frecvenţă de lucru ca raportul dintre energia maximă existentă în câmpul magnetic al bobinei şi energia disipată de aceasta sub formă de căldură într-o perioadă. Bobinele au în general valori ale Q între 0 şi 300.

- Capacitatea parazită proprie Cp [pF] – determinată de suma capacităţilor distribuite între spirele bobinei precum şi dintre acestea şi masă. Acest parametru depinde în mod esenţial de dimensiunile şi numărul de spire al bobinei, având valori de ordinul pf ÷ sute pF.

- Stabilitatea (parametrilor bobinei) – definită prin variaţia parametrilor de mai sus în funcţie de timp (îmbătrânirea) sau sub influenţa temperaturii, umidităţii, vibraţiilor etc.;

- Puterea, tensiunea şi curentul maxim admise pentru a nu produce transformări ireversibile în bobină. 4. ALTE ELEMENTE PASIVE DE CIRCUIT

În realizarea practică a circuitelor intervin şi alte elemente pasive: comutatoare, relee, conectoare, fire de legătură, etc.

Comutatoarele – se realizează în mai multe variante, des întâlnite fiind comutatoarele (întrerupătoarele) basculante bipolare . Funcţionarea acestora este caracterizată prin aceea că închiderea unui contact este precedată de deschiderea celuilalt: terminalul A nu poate fi conectat simultan la ambii poli B şi C. Se pot menţiona şi comutatoarele fără reţinere de tipurile normal închis , respectiv normal deschis .

Releele electromagnetice sunt întrerupătoare comandate electric. În esenţă releul se compune dintr-o bobină cu miez de fier şi o armătură mobilă care, fiind atrasă sau eliberată de un electromagnet, închide sau deschide o serie de contacte. Ca aplicaţie principală în electrotehnică, releele permit cuplarea sau decuplarea tensiunii reţelei în condiţiile în care semnalele de comandă rămân izolate galvanic faţă de reţea.

Conectoarele reprezintă o mare varietate de tipuri constructive. Foarte utilizate sunt conectoarele BNC (bayonnet nut connector), care permit cuplarea cablurilor coaxiale ecranate. Rotirea cu un sfert de tură a conectoarelor BNC realizează cuplarea simultană a ecranului (masa) şi a conductorului central (semnalul).

Indicatoarele au rolul de a semnaliza un anumit regim de funcţionare, respectiv de a permite afişarea valorii unor mărimi. Pentru semnalizare se folosesc larg diodele electroluminescente (LED – Light Emitting Diodes). Polarizate direct, acestea prezintă o cădere de tensiune de (1,5 ... 2,5)V şi emit lumină de o intensitate proporţională cu curentul direct prin dispozitiv, valori tipice 5mA ... 20mA. În funcţie de tipul diodei, lumina emisă este roşie, galbenă sau verde. 5. Partea practică: măsurarea componentelor pasive

1. se măsoară cu multimetrul digital cele 5 rezistoare si cele 5 condensatoare apoi se trec in tabel; 2. se citeşte cu ajutorul codului numerico-literar sau codul culorilor valoarea componentei şi se trece în tabel; 3. Se compară cele două mărimi !!

R1 R2 R3 R4 R5 C1 C2 C3 C4 C5

Valoare Măsurată

Valoare Citită

Observaţii