Компоненти електронних кіл

Содержание

Слайд 2

1. КЛАСИФІКАЦІЯ КОМПОНЕНТІВ Компоненти електронних кіл – це неподільні конструктивні вироби,

1. КЛАСИФІКАЦІЯ КОМПОНЕНТІВ

Компоненти електронних кіл – це неподільні конструктивні вироби,

які з точки зору застосування та експлуатації представляють собою одне ціле і призначені для виконання в електронних пристроях певних функцій.
З енергетичної точки зору, тобто залежно від здатності віддавати чи споживати електричну енергію, компоненти поділяють на два класи: пасивні і активні.
Слайд 3

Пасивні – це такі компоненти, які споживають електричну енергію і перетворюють

Пасивні – це такі компоненти, які споживають електричну енергію і

перетворюють її в інші види енергії (наприклад, у теплову енергію) або нагромаджують її (не витрачаючи) у вигляді енергії електричного чи магнітного поля. До пасивних компонентів належать резистори, конденсатори, котушки індуктивності, діоди, електромагнітні трансформатори тощо.
Слайд 4

Активні – це такі компоненти, які здатні як завгодно довго віддавати

Активні – це такі компоненти, які здатні як завгодно довго віддавати

електричну енергію під’єднаним до них споживачам. Вони перетворюють хімічну, теплову, механічну світлову та інші види енергії в електричну. До активних компонентів належать акумулятори, сонячні батареї, генератори електричних сигналів тощо.
Слайд 5

Активні компоненти поділяють на дві групи: некеровані (автономні) та керовані (неавтономні).

Активні компоненти поділяють на дві групи: некеровані (автономні) та керовані (неавтономні).


Некеровані – такі активні компоненти, які практично не залежать ні від яких зовнішніх впливів і діють самостійно.
Керовані – такі активні компоненти, які підлягають впливові керуючих струмів чи напруг, що діють у даному колі і можуть під їх впливом проявляти чи змінювати активні властивості, тобто здатність віддавати енергію. Сюди належать різноманітні підсилювальні компоненти: транзистори, операційні підсилювачі прилади тощо.
Слайд 6

За кількістю зовнішніх виводів компонентів, які прийнято називати полюсами, компоненти поділяють

За кількістю зовнішніх виводів компонентів, які прийнято називати полюсами, компоненти поділяють

на двополюсники, триполюсники, чотириполюсники і т.д. Загалом прийнято називати багатополюсниками ті компоненти, які мають більше ніж два зовнішні полюси.

двополюсник

триполюсник

багатополюсник

Слайд 7

2. ПАСИВНІ КОМПОНЕНТИ 2.1. Резистивні компоненти Резистори - це найбільш поширені

2. ПАСИВНІ КОМПОНЕНТИ

2.1. Резистивні компоненти
Резистори - це найбільш поширені дискретні компоненти

електронної апаратури, з допомогою яких здійснюють регулювання та розподіл електричної енергії (струмів і напруг) між ланками та компонентами електронних схем.
Свою функцію резистори виконують завдяки активному електричному опору, зосередженому в їх струмопровідному (резистивному) шарі.
Основною властивістю резистивних компонентів є перетворення електричної енергії у теплову або в інші види (наприклад, світлову).
Виготовляються резистори із провідного матеріалу (графіту, тонкої металевої або графітової плівки або проводу), який має невисоку провідність. В загальному за матеріалами резистори поділяють на такі три групи: дротяні, недротяні та металофольгові.
Слайд 8

Основною характеристикою резистивного компонента, є вольт-амперна характеристика (ВАХ), яка визначає взаємозв’язок

Основною характеристикою резистивного компонента, є вольт-амперна характеристика (ВАХ), яка визначає взаємозв’язок

між миттєвими значеннями струму та напруги на його зовнішніх виводах:
іR= f(uR).
Приклади типових ВАХ резистивних компонентів:

лінійна ВАХ

нелінійні ВАХ

За характером залежності між напругою та струмом (ВАХ) резистори поділяють на лінійні та нелінійні.

Слайд 9

Лінійні резистори, які надалі називатимемо просто резистори, за характером зміни опору

Лінійні резистори, які надалі називатимемо просто резистори, за характером зміни опору

поділяють на резистори постійного та змінного опорів. В останніх, які називають просто змінними резисторами, опір змінюють механічним способом.
Дискретні лінійні резистори Чіп (SMD) резистори Змінні резистори
Слайд 10

Відношення напруги до струму, визначене в будь-якій точці ВАХ, відповідає опору

Відношення напруги до струму, визначене в будь-якій точці ВАХ, відповідає опору

компонента:
R = uR/iR.

Для компонента з лінійною ВАХ опір є постійним (R = const):
R = uR/iR = const,
а залежність між напругою і струмом описується лінійною функцією:
або
що відповідає закону Ома. Тут G=1/R – провідність компонента.

Слайд 11

В системі СІ одиницею вимірювання опору є Ом. Великі значення опорів

В системі СІ одиницею вимірювання опору є Ом. Великі значення опорів

вимірюють кілоомах (кОм), мегаомах (МОм), гігаомах (ГОм). Нагадаємо, що 1кОм=103Ом; 1 МОм = =103 кОм=106 Ом; 1 ГОм=103 МОм=106 кОм=109 Ом.
Одиниця вимірювання провідності – Сіменс (См).
Миттєва потужність лінійного резистивного компонента, яка відображає втрати електричної енергії в компоненті за одиницю часу, визначається формулою:
Для резистивних компонентів потужність є завжди додатною.
Електрична енергія, яка витрачається в лінійному резистивному компоненті за проміжок часу [0, tx], дорівнює:
Слайд 12

Миттєва потужність лінійного резистивного компонета, яка відображає втрати електричної енергії в

Миттєва потужність лінійного резистивного компонета, яка відображає втрати електричної енергії в

компоненті за одиницю часу, визначається формулою:
Для резистивних компонентів потужність є завжди додатною величиною.
Електрична енергія, яка витрачається в лінійному резистивному компоненті за проміжок часу [0, tx], дорівнює:
Слайд 13

Для компонентів з нелінійними ВАХ опір є нелінійним, тобто R=var або

Для компонентів з нелінійними ВАХ опір є нелінійним, тобто R=var або

R(uR).
Реальними компонентами з нелінійною ВАХ, які мають основну властивість перетворювати електричну енергію у теплову, є нелінійні резистори. До них відносять варистори, напівпровідникові діоди та інші.

R = uR/іR = R(uR)

uR = R(uR)∙iR.

iR

0

Слайд 14

З‘єднання резисторів Послідовне з‘єднання Паралельне з‘єднання Змішане з‘єднання

З‘єднання резисторів

Послідовне з‘єднання

Паралельне з‘єднання

Змішане з‘єднання

Слайд 15

При послідовному з'єднанні резисторів загальний опір дорівнює сумі опорів резисторів: R

При послідовному з'єднанні резисторів загальний опір дорівнює сумі опорів резисторів:
R

= R1+R2+R3…...
При паралельному з'єднанні резисторів загальний опір обчислюється за формулою:
G = 1/R = 1/R1+1/R2+1/R3…...
При паралельному з'єднанні двох резисторів загальний опір:
G = 1/R = 1/R1+1/R2 або R = R1R2/(R1 + R2)
Зауважимо, що при паралельному з'єднанні сумарний опір менший найменшого опору із з'єднаних резисторів.
При змішаному з'єднанні:
а) G = 1/R2+1/R3+1/R4,
б) R = R1+ 1/G + R5.

або

Слайд 16

Приклади застосування резисторів: 1). Забезпечення необхідного значення струму колектора IK біполярного

Приклади застосування резисторів:
1). Забезпечення необхідного значення струму колектора IK біполярного

транзистора:

Якщо RK=1 кОм, то
IK = (EK-UKE)/RK = 2/103 = 2 мА.
Якщо RK=100 Ом, то
IK = (EK-UKE)/RK = 2/102 = 20 мА.

Слайд 17

2) Подільник напруги: Знайдемо Uвих схеми подільника: Uвих = I·R2 =

2) Подільник напруги:

Знайдемо Uвих схеми подільника:
Uвих = I·R2 = [Uвх/(R1+R2)]R2

= Uвх·R2/(R1+R2).
Схема так названа, тому що вхідна напруга ділиться на резисторах пропорційно їхнім величинам. Дійсно, так як через резистори протікає один і той же струм, одержимо:
I = Uвх/(R1+R2) = Uвих/R2, тобто Uвих/Uвх = R2/(R1+R2) = K,
де К називають коефіцієнтом ділення.

або

Слайд 18

Подільник напруги часто використовується для одержання напруги потрібної величини із більшої

Подільник напруги часто використовується для одержання напруги потрібної величини із

більшої напруги. Нехай Uвх = 15 В, R1 = 2 кОм, а R2 = 1 кОм. Знайдемо вихідну напругу Uвих. Підставляючи у формулу для вихідної напруги подільника значення вхідної напруги і резисторів, одержимо результат:
Uвих = Uвх·R2/(R1+R2) = 15·103/(2·103+103) = 5 B.
У такий спосіб ми з напруги 15 В одержали напругу на виході подільника, рівну 5 В. Підбираючи величини опорів можна одержати на виході будь-яку напругу нижче 15 В. Вихід подільника напруги можна використовувати як джерело напруги.

В схемі поданого на рисунку
підсилювача з допомогою
подільника напруги RБ1 та RБ2
забезпечують необхідну напругу
зміщення на базу транзистора
від джерела напруги ЕК.