rezistoare bobine condensatoare

GRUP COLAR DOAMNA STANCA BUCURETI

PROIECT PENTRU ATESTATUL DE CERTIFICARE A COMPETENELOR PROFESIONALE DE NIVEL II.

TEMA PROIECTULUI: REZISTOARE, CONDENSATOARE I BOBINE

Elev: STANCIU FLORIN Clasa a XI-a Specializarea: Frigotehnist

Profesor coordonator: Ing. GHEORGHE MIHAELA

STANCIU FLORIN Rezistoare, condensatoare i bobine ______________________________________________________________________

Anul colar 2009-2010 CUPRINS Memoriu justificativ..3 Capitolul I. Rezistoare...4 I.1.Noiuni generale despre rezistoare..4 I.2.Clasificarea rezistoarelor.5 I.3.Parametrii rezistoarelor...6 I.4.Marcarea rezistoarelor9 I.5.Gruparea rezistoarelor ...13 I.6.Utilizri ale rezistoarelor....13 Capitolul II. Condensatoare.14 II.1.Noiuni generale despre condensatoare....14 II.2.Clasificarea condensatoarelor...15 II.3.Proprieti electrice...16 II.4. Parametrii condensatoarelor17 II.5. Marcarea condensatoarelor..20 II.6. Gruparea condensatoarelor..25 II.7. Exemple de condensatoare i utilizrile lor.25 Capitolul III. Bobine.31 III.1.Noiuni generale despre bobine...31 III.2.Clasificarea bobinelor..31 III.3. Proprieti electrice32 III.4.Elementele constructive ale unei bobine.35 III.5.Parametrii bobinelor....37 Capitolul IV. Norme de protecie a muncii.38 Bibliografie.41

_________________________________________________________________________ 2


MEMORIU JUSTIFICATIVElementele de circuit cum sunt: rezistoarele, condensatoarele i bobinele au dus la construirea unor circuite electronice din ce n ce mai performante i astfel la mbuntirea stilului de via al omului. Primul rezistor simplu a aprut n anul 1827 iar n 1976 apar primele rezistene integrate. Tendinele generale ale evoluiei rezistoarelor constau n: creterea performanelor rezistoarelor, scderea dimensiunilor rezistoarelor i scderea costurilor. n circuitele unde sunt utilizate, rolul rezistorului poate fi n: producerea cderii de tensiunii dorite ntre dou puncte din circuit, n determinarea curentului dorit printr-o alt pies a circuitului, n divizarea unui circuit ntr-un raport dat(circuit divizor de tensiune) i n terminarea unei linii de transmisie(ca rezisten de sarcin). n 1745 a aprut primul condensator descoperit de Pieter van Messchenbroek de la Universitatea din Lyden cunoscut sub denumirea de borcanul Lyden (Lyden jar). Tendinele generale ale evoluiei condensatoarelor constau n: creterea capacitilor specifice ale condensatoarelor, scderea dimensiunilor condensatoarelor i creterea tensiunilor la care pot fi supuse condensatoarele. Referitor la istoria bobinelor se tie c n 1821 Michael Faraday pune n eviden liniile de cmp magnetic ce apar n jurul unui conductor parcurs de curent electric. n 1825 William Sturgeon construiete primul electromagnet. n 1831, independent Michael Faraday i Joseph Henry descoper legea induciei magnetice. Faraday a construit apoi primul motor electric, primul generator electric i primul transformator. Henry este cel care construiete primul telegraf

_________________________________________________________________________ 3


mbuntit apoi de Morse iar n 1876 Bell inventeaz primul telefon i phonograf electromagnetic.

CAPITOLUL I REZISTOAREI.1. Noiuni generale despre rezistoarele electrice

Figura 1.1. Exemple de rezistoare

Rezistorul este o pies component,din circuitele electrice i electronice a crei principal proprietate este rezistena electric. Rezistorul electric are dou terminale; Conform legii lui Ohm, curentul electric care curge prin rezistor este proporional cu tensiunea aplicat pe terminalele rezistorului:(1) I - intensitatea curentului electric U- tensiunea electric R- rezistena electric

Cel mai important parametru al unui rezistor este rezistena electric.

_________________________________________________________________________ 4


Rezistoarele sunt complet caracterizate prin relaia dintre tensiunea la borne i intensitatea curentului prin element, atunci cnd dependena U=f(I) este liniar. I.2.Clasificarea rezistoarelor I.2.1.Clasificare criteriul geometric Are n general n vedere modul de amplasare a terminalelor la corpul rezistorului: Cu montare pe suprafa;

Figura 1.2.Rezistoare cu montare pe suprafa

Cu terminale axiale;

Figura 1.3.Rezistoare cu terminale axiale

Cu terminale radiale;

Figura 1.4.Rezistoare cu terminale radiale

I.2.2. Clasificare criteriul tehnologic_________________________________________________________________________ 5


Rezistoare peliculare se obin prin depunerea unui material rezistiv (carbon aglomerat, carbon cristalin, aliaje metalice, oxizi metalici) ntr-o pelicul subire (sub 10m) pe un suport izolator.

Rezistoare bobinate se obin prin bobinarea unui conductor metalic pe un suport izolant. Tehnologia se utilizeaz fie pentru obinerea unor rezistoare de precizie sau de mare putere.

Rezistoare de volum elementul rezistiv este n tot corpul rezistorului

Figura 1.5. Elemente componente ale rezistorului

I.2.3.

Clasificare criteriul liniaritii

Liniare

R = const.

Neliniare -Termistoaret

R = R(t ) t temperatur R = R(v) v tensiuneV

-Varistoare

_________________________________________________________________________ 6


-Fotorezistoare I.3.Parametrii rezistoarelor fixe

R = R() flux luminos

Parametri obligatoriu inscripionai sunt:

-Rezistena nominal -Tolerana valorii nominale Parametri inscripionai numai pe anumite rezistoare sunt:

-Puterea nominal disipat -Coeficientul de temperatur -Tensiunea limit superioar Parametri ce nu apar inscripionai (domeniul valorilor nominale, domeniul nominal de temperatur, factorul de zgomot) Serii de valori normalizate n practic nu se realizeaz rezistoare cu rezistene nominale ntr-o gam continu de valori. Soluia adoptat este cea a unei serii de valori normalizate. Fiecare serie este caracterizat de o anumit toleran. Valorile nominale ale rezistenelor se obin din valorile seriei normalizate prin multiplicare cu puterile lui 10. O anumit serie acoper aproape tot domeniul de valori posibile pentru rezistene avnd n vedere c ntre dou valori succesive din serie se respect relaia:

Ri (t + 1) Ri +1 (t 1)

(2)

Numrul de valori dintr-o serie rezult n funcie de toleran rezolvnd ecuaia alturat i lund ntregul imediat superior pentru n.

1+ t = 10 1 t

n

(3)

_________________________________________________________________________ 7


Valorile nominale dintr-o serie sunt ntr-o progresie geometric dat de relaia alturat

R0 = 1; Ri = R0 r i r = 101 n

(4)

Principalele serii normalizate sunt urmtoarele: E6( 20%); E12( 10%); E24( 5%); E48( 2%); E96( 1%); E192( 0,5%);

Valori din primele trei serii normalizate:Serie E6 E12 E24 Toleran Putere 1/n 20% 0.166667 10% 0.083333 5% 0.041667 Ratie 1.47 1.21 1.1 Valori norm alizate 2 3 1 1 1.5 2.2 1 1.2 1.5 1 1.1 1.2 4 3.3 1.8 1.3 5 4.7 2.2 1.5 6 6.8 2.6 1.6 7 3.3 1.8 8 3.8 2 9 4.7 2.2 10 5.6 2.4 11 6.8 2.6 12 13

8.3 2.9 3.3

Tabel 1. Serii normalizate de rezistoare

Alegerea rezistoarelor n funcie de toleran n alegerea rezistoarelor pentru o aplicaie nu este indiferent tolerana acestora. Variaia funciilor unui circuit n raport cu toleranele componentelor se numete senzitivitate. Puterea nominal, Pn Reprezint puterea maxim ce poate fi disipat n rezistor n regim de funcionare ndelungat la o temperatur a mediului egal cu temperatura nominal Tn, fr ca acesta s-i modifice parametrii. Acest parametru este inscripionat numai pentru rezistoarele cu putere nominal mai mare de 2 W. i pentru acest parametru exist 24 de valori standardizate:0,05W; 0,1W; 0,125W; 0,25W; 0,5W; 1W; 2W; 3W; 4W; .... 10W; 16W; ... 500W

Rezistoare de mic putere

_________________________________________________________________________ 8


Pentru rezistoarele de mic putere (sub 2 W) puterea nominal poate fi dedus din gabaritul (dimensiunile) rezistorului

Figura1.6. Rezistoare de mic putere

Coeficientul de temperatur Apare inscripionat n cazul rezistoarelor de precizie Pentru majoritatea rezistoarelor acest parametru poate fi considerat constant. Tensiunea limit superior, Vn Apare inscripionat n cazul rezistoarelor dedicate funcionrii la tensiuni foarte nalte. Pentru rezistoarele de valoare mare Vn poate fi limitat sub valoarea anterioar din considerente legate de strpungere a dielectricilor. Factorul de zgomot, F Reprezint valoarea tensiunii de zgomot ce apare la bornele rezistorului la aplicarea unei tensiuni continue de 1 V. Tensiunea de zgomot apare datorit micrii dezordonate a purttorilor de sarcin din materialul conductor. I.4.Marcarea rezistoarelor Marcarea se refer la modul n care este codificat informaia inscripionat pe rezistoare._________________________________________________________________________ 9


Marcare n cod de litere i cifre Marcare n codul culorilor

Marcarea n cod de litere i cifre Marcarea valorii nominale se face utiliznd cifre i litere cu caracter de multiplicator. Prin poziionarea literei se marcheaz prezena virgulei zecimale n valoarea nominal. Multiplicatori: R=1; K=1.000 (kilo); M=1.000.000 (mega); G=1.000.000.000 (giga) Pentru marcarea toleranei se poate apela fie la marcarea n clar (5%, 1%, etc.) fie la inscriptionare codificat prin litere B0,1%; C0,25%; D0,5%; F1%; G2%; H2,5%; J5%; K10%; M20% Pentru a se evita confuzia ntre literele care au semnificaie att de separator ct i de toleran, cele cu semnificaie de toleran se inscripioneaz separat de codul valorii nominale (eventual pe alt rnd). Exemple:2 K 7 J

Valoare 2700 , toleran 5% Valoare 330 K, toleran 20% Valoare 0,33 , toleran 10%

3 3 0 K M

R K

3 3

Marcarea puterii i a coeficientului de temperatur se face n clar pentru rezistoarele la care se impune inscripionarea acestor parametrii. Marcarea n cod de litere i cifre pentru rezistoare de dimensiuni mici Pentru rezistoarele de dimensiuni foarte mici se utilizeaz un cod conform tabelelor alturate, cod EIA-96.

_________________________________________________________________________ 10


Tabel 2. Marcarea n cod de litere i cifre a rezistoarelor

Marcarea n codul culorilor Acest mod de marcare codificat, dei este mai dificil de citit, prezint avantajul c inscripionarea este vizibil pe corpul rezistorului indiferent cum este el montat pe plachet. Citirea codului se face ncepnd cu inelul colorat cel mai apropiat de un terminal sau cu grupul de inele colorate. Pentru rezistoarele cu valori nominale din seriile E6, E12, E24 i E48 codul conine patru benzi colorate. Pentru rezistoarele cu valori nominale din seriile E96, E192 i cu tolerane mai mici codul conine cinci benzi colorate.

_________________________________________________________________________ 11


Figura 1.7.Codul culorilor la rezistoare

Codificarea rezistoarelor Red informaia prin care sunt descrise rezistoarele n cataloage i deci i n listele de materiale care se ntocmesc. Pentru rezistoarele de producie romneasc codul are urmtoarea structur: Cmpul I conine trei litere care arat tipul tehnologic Cmpul II conine o cifr cu semnificaie referitoare la tipul capsulei (modul de conectare a terminalelor la corp); Cmpul III conine trei cifre care indic puterea nominal Cmpul IV conine o liter care semnific varianta constructiv;

_________________________________________________________________________ 12


n listele de materiale aceste coduri se completeaz cu informaiile inscripionate pe rezistor (valoare nominal i toleran) Observaii Unele culori nu au semnificaie pentru toleran (orange, galben i alb). n cazul codului cu patru benzi singurele culori care pot fi ntlnite pentru toleran sunt rou (2%), auriu (5%) sau argintiu (10%). Lipsa inelului de culoare pentru toleran nseamn toleran 20%. Deci, n acest caz codul va conine numai trei benzi colorate. Exemplu:

Figura 1.8.Rezistoare marcate n codul culorilor

Maron, negru, rou + auriu = 10 x 100 5% = 1 K 5%

I.5.Gruparea rezistoarelor Rezistoarele se pot asocia: -n serie -n paralel -mixt -n stea -n triunghi I.6.Utilizri ale rezistoarelor -rezistoarele neprotejate sunt folosite la aparatele de msurat electrice -rezistoarele lcuite sunt folosite n mediile cu umiditate mrit -pentru reglarea curentului, tensiunii i obinerea cldurii n instalaiile de cureni tari -reostatele cu rezistoare din lichide se folosesc la reglarea curenilor mari -reostatele pentru nclzire se folosesc pentru uzul casnic i industrial(la cuptoare, matrie, etc).

_________________________________________________________________________ 13


Capitolul II. Condensatoare II.1.Noiuni generale despre condensatoareCondensatorul este o component de circuit format din dou armturi separate printr-un dielectric. Influena dielectricului Un rol important n comportarea condensatorului l joac materialul izolator(dielectricul) aflat ntre armturile metalice. Prin permitivitatea sa relativ r mrete capacitatea condensatorului: Prin cmpul electric la care apare strpungerea sa (rigiditate electric) se limiteaz superior tensiunea ce poate fi aplicat condensatorului. Capacitatea condensatorului este dependent de geometria sa. Armturi paraleleFigura 2.1.Condensator cu armturi paralele

A ++++ d ---- Armturi cilindrice

C =

A od

Figura 2.2.Condensator cu armturi cilindrice

r

-Q

C=

+Q

a b L

2 o L b ln a

_________________________________________________________________________ 14


Armturi sfericeFigura 2.3.Condensator cu armturi sferice

-Q +Q a

C = 4 ob

ab b a

II.2.Clasificarea condensatoarelorII.2.1. Clasificri dup criteriul constructiv Discrete -Fixe -Variabile Embedded (incluse n structur) -La nivelul plachetei -La nivelul substratului ceramic (module multicip MCM) -La nivelul circuitelor integrate Condensatoare discrete clasificare Fixe -Nepolarizate

Figura 2.4.Condensatoare fixe nepolarizate

-Polarizate

_________________________________________________________________________ 15


Figura 2.5.Condensatoare fixe polarizate

Variabile -Cu dielectric aer

Figura 2.6.Condensatoare variabile cu dielectric aer

-Trimeri

Figura 2.7. Trimeri

II.3.Proprieti electrice Proprietile electrice ale condensatoarelor sunt prezentate n tabelul urmtor:

_________________________________________________________________________ 16


Tabelul 3.Proprietile electrice ale condensatoarelor

II.4. Parametrii condensatoarelorParametrii condensatoarelor fixe Parametri inscripionai n majoritatea situaiilor -Capacitatea nominal -Tolerana valorii nominale -Tensiunea nominal Parametri ce caracterizeaz neidealitatea condensatoarelor -Rezistena de pierderi -Tangenta unghiului de pierderi Parametri ce caracterizeaz influena mediului -Coeficientul de temperatur Parametri de performan -Intervalul temperaturilor de lucru -Capacitatea specific -Domeniul frecvenelor de lucru Capacitatea nominal i tolerana ei_________________________________________________________________________ 17


Pentru condensatoarele cu valori sub 1F acest parametru respect seriile de valori normalizate E6, E12, E24, ... cu toleranele corespunztoare. Obinerea condensatoarelor cu tolerane mici este mult mai dificil dect n cazul rezistoarelor. Pentru condensatoarele de valori mari (electrolitice n special) se ntlnesc urmtoarele valori normalizate: 1, 2, 3, 4, 5, 8, 16, 25, 32, 64. Tolerana lor se gsete n limite mult mai largi: t[-40%; +100%] Tensiunea nominal Vn Reprezint tensiunea continu maxim (sau valoarea maxim a valorii efective a unei tensiuni alternative) ce poate fi aplicat la terminalele condensatorului n regim de funcionare ndelungat la limita superioar a temperaturilor de lucru. Depirea valorii acestui parametru aduce condensatorul n situaii de risc de strpungere a dielectricului. Valoarea acestui parametru este aleas cu un coeficient de siguran k[1,5; 3] mai mic dect o tensiune de ncercare (apropiat de tensiunea de strpungere) la care este supus condensatorul. Coeficientul de siguran acoper fenomenele de mbtrnire ce pot s se manifeste n cazul unor dielectrici. Valorile acestui parametru sunt realizate ntr-o serie de valori standardizate: 6, 12, 16, 25, 63, 70, 100, 125, 250, 350, 450, 500, 630, 1000 voli. Pentru unele condensatoare electrolitice acest parametru este inscripionat pe corpul lor. Pentru celelalte tipuri de condensatoare se poate deduce din gabaritul condensatorului Rezistena de izolaie - Riz Caracterizeaz imperfeciunea proprietilor de izolator a dielectricului utilizat.

_________________________________________________________________________ 18


Se definete ca raport ntre tensiunea continu aplicat condensatorului i curentul continuu care l strbate. Valori tipice: 104M pentru condensatoare ceramice, 102-105 pentru condensatoare cu film plastic. Parametrul, rezisten de izolaie, poate fi dedus din ali doi parametri ce pot fi specificai pentru condensatoare (mai ales pentru cele de valori mari (electrolitice): -Constanta de timp specific -Curentul de fug (cc) Tangenta unghiului de pierderi tg( ) Reprezint raportul dintre puterea activ ce se disip n condensator i putere reactiv a acestuia atunci cnd la bornele sale se aplic o tensiune sinusoidal: Parametrul are i semnificaia raportului dintre curenii care se nchid prin rezistena de izolaie i prin capacitatea nominal atunci cnd se aplic o tensiune sinusoidal: tg( ) este dependent de pulsaie, de aceea ea se indic n catalog la pulsaia la care a fost msurat i capacitatea condensatorului. Pentru un condensator ideal acest parametru este nul. n cazul condensatoarelor reale este de dorit ca el s fie ct mai mic. n funcie de tehnologia de realizare a condensatorului acest parametru poate fi ntre 10-5 (condensatoare ceramice sau cu mic) i 0,25 (cele electrolitice). n cataloage poate fi indicat i un parametru echivalent, factorul de calitate, reprezentnd inversul tangentei unghiului de pierderi Coeficientul de temperatur Apare inscripionat n cazul unor condensatoare. n funcie de acest parametru condensatoarele se mpart n diferite clase.

_________________________________________________________________________ 19


Pentru majoritatea condensatoarelor acest parametru poate fi considerat constant numai pentru un interval limitat de temperaturi. n cataloage el poate fi exprimat n pari pe milion pe grad Celsius Parametri de performan Intervalul temperaturilor de lucru difer mult de la o tehnologie la alta: -10oC +70oC pentru condensatoarele cu hrtie, -40oC +125oC pentru cele electrolitice cu tantal. Domeniul frecvenelor de lucru este limitat de comportarea dielectricului i de comportarea inductiv. n cazul condensatoarelor ceramice domeniul se extinde pn la ordinul GHz, iar la cele electrolitice pn la zeci de KHz. Capacitatea specific caracterizeaz performanele tehnologiei, fiind definit ca raportul dintre capacitatea nominal i volumul condensatorului.

II.5. Marcarea condensatoarelor Marcarea se refer la modul n care este codificat informaia inscripionat pe condensatoare. -Marcare n cod de litere i cifre -Marcare n codul culorilor Marcarea este mult mai diversificat dect la rezistoare. Informaia transpus pe condensator difer foarte mult de la un tip tehnologic la altul. Marcarea n cod de litere i cifre Pe unele condensatoare valoarea nominal i tensiunea nominal pot fi inscripionate n clar iar pentru toleran se adaug literele standardizate (prezentate i pentru rezistoare). B0,1%; C0,25%; D0,5%; F1%; G2%; H2,5%; J5%; K10%; M20%

_________________________________________________________________________ 20


Figura 2.8. Condensatoare marcate n cod de litere i cifre

Un alt cod ce poate fi ntlnit este cel de 3 cifre i o liter. Primele dou cifre reprezint digiii valorii nominale, a doua multiplicatorul fa de 1 pF, iar litera tolerana.

Tabelul 5. Coduri de litere i cifre pentru condensatoare

Exemplu:

4 7 4 J

Valoare 47, multiplicator 104, toleran 5%=470nF, toleran 5%

Marcarea n codul culorilor

Se pot ntlni inscripionri diferite: -Cu trei culori numai valoarea capacitii nominale -Cu patru culori -Cu cinci culori - pot avea semnificaii diferite de la un tip la altul de condensator

_________________________________________________________________________ 21


La unele condensatoare ceramice coeficientul de temperatur poate fi indicat de culoarea corpului. Se recomand consultarea tabelelor de echivalen pentru fiecare tip de condensator. Exemplificare pentru condensatoare ceramice

Figura 2.9. Codul culorilor pentru condensatoarele ceramice

_________________________________________________________________________ 22


Exemplificare pentru condensatoare cu mic

_________________________________________________________________________ 23


_________________________________________________________________________ 24


Figura 2.10. Codul culorilor pentru condensatoarele cu mic

Exemplificare pentru condensatoare cu hrtie i mic

_________________________________________________________________________ 25


_________________________________________________________________________ 26


Figura 2.11. Codul culorilor pentru condensatoarele cu hrtie i mic

Codificarea condensatoarelor Codurile de catalog (romneti) conin n general informaii structurate pe patru cmpuri: Cmpul I tipul constructiv sugerat de un cod literal;

_________________________________________________________________________ 27


Cmpul II familia tehnologic i capsula utilizat (cod de cifre); Cmpul III valoarea capacitii nominale; Cmpul IV valoarea tensiunii nominale; Exemple: MZ 32.02 10n/25 condensator ceramic multistrat tip II, 10 nF, 25V; CTS-P 10.96 10/50 - condensator electrolitic cu tantal, 10F, 50V.

Alegerea tipului de condensator n funcie de cerinele aplicaiei n care se utilizeaz condensatoarele ele se aleg din diferite familii tehnologice. Domeniul frecvenelor n care se utilizeaz capacitatea stabilete n primul rnd tipul tehnologic la care se poate apela. O caracterizare succint a principalelor tipuri tehnologice poate fi un reper n selectarea condensatoarelor. II.6. Gruparea condensatoarelor Condensatoarele pot fi asociate astfel: -n serie -n paralel -mixt(combinaie ntre asocierea n serie i asocierea n paralel) II.7. Exemple de condensatoare i utilizrile lor Condensatoare ceramice tip I Proprieti: -Dielectricul o ceramic pe baz de silicai de magneziu cu r[5200]; -Stabilitate la variaia temperaturii; Parametri: -Tolerane mici i foarte mici;

_________________________________________________________________________ 28


-Cn [0,8pF-27nF]; Riz>10G; tg()3G; tg()

rezistoare bobine condensatoare

Documents