TABELA SYMBOLI elementów ELEKTRONICZNYCH elementy aktywne/czynne: półprzewodnikowe (tranzystory, tyrystory, układy scalone itp.), lampy próżniowe (diody, triody, pentody itd.), silniczki elementy bierne: (rezystory, kondensatory, cewki, diody półprzewodnikowe itp.
OPORNIK (rezystancja) Rezystor (opornik) najprostszy element rezystancyjny, element bierny obwodu elektrycznego. Jest elementem liniowym: spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Występuje na nim spadek napięcia. W obwodzie służy do ograniczenia prądu w nim płynącego. Idealny rezystor posiada tylko jedną wielkość, która go charakteryzuje rezystancję. W praktyce występuje jeszcze pojemność wewnętrzna oraz wewnętrzna indukcyjność. Rodzaje rezystorów (ze względu na budowę i rezystancję): 1. stałej rezystancji 2. Nastawne (regulowana wartość rezystacji) 3. Potencjometry (płynna zmiana rezystancji) Rodzaje rezystorów (warstwy przewodzącej): 1. Drutowe (prąd płynie przez drut oporowy lub taśmę nawiniętą na korpus izolacyjny) 2. Warstwowe (prąd płynie przez cienką, wykonaną z węgla lub metalu warstwę przewodzącą) 3. Objętościowe (prąd płynie przez cały przekrój poprzeczny) Główne parametry rezystorów: 1. Wartość znamionowa (określona przy projektowaniu i produkcji rezystora wartość, oznaczona na powierzchni) 2. Moc znamionowa (największa dopuszczalna moc wydzielona na rezystorze podczas ciągłej pracy) 3. Dokładność (określana jako klasa dokładności tolerancja Oznaczanie rezystorów rezystorów: 1. Cyfrowo-literowe np. 100R8 rezystancja 100,8 Ω, 4k7 rezystancja 4,7 kω, 60M 60MΩ 2. Kodem barwnym
Przykłady rezystorów: TERMISTORY Termistory są to półprzewodnikowe przyrządy bezzłączowe, charakteryzujące sie dużymi zmianami rezystancji w zależności od zmian temperatury (mają one duży współczynnik temperaturowy). Wykonuje się je z tlenków: manganu, niklu, kobaltu, miedzi, glinu, wanadu i litu. Od rodzaju i proporcji użytych tlenków zależą właściwości termistora. Symbol graficzny termistora: ZASTOSOWANIE TERMISTORÓW: Czujniki temperatury w układach kompensujących zmiany parametrów obwodów przy zmianie temperatury, w układach zapobiegających nadmiernemu wzrostowi prądu, do pomiarów temperatury, Elementy kompensujące zmianę oporności innych elementów elektronicznych np. we wzmacniaczach i generatorach bardzo niskich częstotliwości. Ograniczniki natężenia prądu (bezpieczniki elektroniczne) Rodzaje termistorów: termistory NTC o ujemnym współczynniku temperaturowym rezystancji, termistory PTC o dodatnim współczynniku temperaturowym rezystancji, termistory CTR charakteryzujące się gwałtownym maleniem rezystancji w wąskim zakresie temperatury. WARYSTORY Warystor jest rezystorem, którego wartość rezystancji zmniejsza się silnie wraz ze wzrostem napięcia. Warystory produkuje się obecnie najczęściej z granulowanego tlenku cynku, domieszkowanego różnymi pierwiastkami uformowanego w pastylkę. Warystory można stosować zarówno do prądu stałego, jak i zmiennego. Schemat graficzny warystora: ZASTOSOWANIE WARYSTORY: Głównie zabezpieczanie urządzeń przed przepięciami. Warystory są ochronnikami przepięciowymi i wysokonapięciowymi (w telewizorach). Stosowane są również do ochrony linii wysokiego napięcia. Stosuje się je w liniach telefonicznych do zabezpieczania telefonów, modemów i innych urządzeń podłączonych do linii telefonicznej. Służą jako odgromniki. Służą też jako pewnego rodzaju zabezpieczenie transformatorów.
Fotorezystory Fotorezystorem nazywa się element półprzewodnikowy bezzłączowy, który pod wpływem promieniowania świetlnego silnie zmienia swoją rezystancję. Część roboczą (światłoczułą) fotorezystora stanowi stanowi cienka warstwa półprzewodnika osadzona na podłożu dielektrycznym wraz z elektrodami metalowymi doprowadzającymi prąd ze źródła zewnętrznego. Całość umieszcza się w obudowie z okienkiem, służącym do przepuszczania promieniowania świetlnego. Symbol graficzny termistora: ZASADA DZIAŁANIA: Zmiana rezystancji pod wpływem promieniowania Maksymalna czułość dla odpowiedniej długości fali PODZIAŁ: Siarczek kadmu CdS czuły na światło widzialne Selenek kadmu CdSe czuły na światło podczerwone ZASTOSOWANIE: Automatyczne włączanie lamp w nocy Proste wersje mierników światła w kamerach Najczulsze detektory promieniowania podczerwonego odbieranego z kosmosu KONDENSATOR Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych dielektrykiem, na których zgromadzone są ładunki elektryczne jednakowej wartości ale o przeciwnych znakach. Kondensator charakteryzuje pojemność wyrażona w faradach. Jeden farad to bardzo duża jednostka, dlatego w praktyce spotyka się kondensatory o pojemnościach piko-, nano- i mikrofaradów. Symbol graficzny kondensatora RODZAJE KONDENSATORÓW 1. O stałej pojemności 2. Elektrolityczne biegunowe 3. O zmiennej pojemności
RODZAJE KONDENSATORÓW (podział pod względem mat. wykonania) 1. Kondensatory elektrolityczne 2. Kondensatory ceramiczne - produkowane z jednej lub z wielu płytek ceramicznych z nałożoną elektrodą metalową. W ich obrębie wyróżnia się kondensatory płytkowe ( single plate ) - z pojedynczą warstwą dielektryka, oraz kondensatory wielowarstwowe (monolityczne) - zbudowane z wielu warstw dielektryka. a. Kondensatory ceramiczne typu 1 b. Kondensatory ceramiczne typ2 (ferroelektryczne) c. Kondensatory ceramiczne typu 3 (półprzewodnikowe) 3. Kondensatory z tworzywa sztucznego (foliowe) - klasyczne kondensatory foliowe zbudowane są z dwóch wstęg folii aluminiowej przedzielonej warstwą z tworzywa sztucznego stanowią c ą dielektryk. 4. Kondensatory papierowe 5. Kondensatory mikowe - zbudowane podobnie, jak ceramiczne kondensatory wielowarstwowe. Różnią si ę elektrodami wykonanymi ze srebra. Są względnie duże i drogie co powoduje że w znacznym stopniu zastępowane s ą przez kondensatory polipropylenowe. DIODA PÓŁPRZEWODNIKOWA Dioda stanowi połączenie 2 półprzewodników o odmiennym typie przewodnictwa, czyli P (nośnikami pradu są dziury ) i N (nośnikami prądu są elektrony ). Główną cechą diod jest możliwość ich pracy w 2 trybach: przewodzenia oraz zaporowym. Diody możemy podzielić na różne rodzaje. W zależności od budowy oraz w zależności na zastosowanie. Symbol graficzny diody prostowniczej: ZE WZGLĘDU NA BUDOWĘ DIODY DZIELIMY NA: 1. Warstwowe 2. Ostrzowe - mają małą obciążalność prądową i napięciową, ale mogą pracować przy wielkich częstotliwościach (do kilkudziesięciu gigaherców) ze względu na ich małą pojemność między elektrodową. ZASADA DZIAŁANIA DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWEJ:
Dioda ma dwa doprowadzenia: (-) katodę (K) i (+) anodę (A). Przepływ prądu przez diodę jest możliwy, gdy dodatni biegun baterii jest podłączony z anodą (A), a do katody (K) doprowadzony jest biegun ujemny. W takim przypadku mówimy o polaryzacji i prądzie przewodzenia diody. Jeśli polaryzacja zmieni się to prąd nie płynie taki stan nazywamy zaporowym. ZE WZGLĘDU NA ZASTOSOWANIE DIODY DZIELIMY M.IN. NA: (trzeba znać rodzaje, zastosowanie to poszerzenie mat. ) 1. diody prostownicze - stosuje się w układach prostowniczych urządzeń zasilających. Zadaniem tych diod jest przekształcenie prądu przemiennego w jednokierunkowy prąd pulsacyjny. Pełnią rolę zaworu jednokierunkowego. 2. diody uniwersalne - stosuje się głównie w układach detekcyjnych, prostowniczych małej mocy i w ogranicznikach. 3. diody impulsowe - diody te stosowane są do przełączania napięć i prądów oraz do formowania impulsów elektrycznych 4. diody pojemnościowe -stosowana nazwa to warikapy i waraktory. Charakteryzują się zmienną pojemnością łącza PN pod wpływem zmiennego napięcia. Diody tego typu pracują zwykle w polaryzacji w kierunku zaporowym. Diody tego typu stosuje się w układach automatycznego dostrajania, powielania i modulacji częstotliwości itp. 5. diody stabilizacyjne - (stabilitrony, dioda Zenera ) stosuje się w układach stabilizacji napięć, ogranicznikach amplitudy itp. W diodach tych wykorzystuje się właściwości charakterystyki prądowonapięciowej w kierunku zaporowym. 6. diody tunelowe - zbudowane są z 2 obszarów bardzo silnie domieszkowanych półprzewodników. Wykonuje się je z krzemu, arsenku galu i antymonku galu. Diody te wykorzystuje się w urządzeniach pracujących z bardzo dużymi częstotliwościami np. w układach generatorów, czy też przerzutników. 7. diody Schottky iego - mają bardzo małą pojemność łącza, dzięki temu rozwiązaniu typowy czas przełączania wynosi jednie 100ps. Diody te działają na nośnikach większościowych, odznaczają się zatem bardzo krótkimi czasami przełączania i nadają się doskonale do zastosowań w układach bardzo wielkiej częstotliwości i układach przełączających. Oprócz tego mają one o wiele mniejsze napięcie przewodzenia niż diody krzemowe. 8. diody elektroluminescencyjne (LED) - jako przyrządy półprzewodnikowe bezpośrednio zamieniają energię na promieniowanie świetlne. Przykładem oszczędności oświetleń na diodach LED może być to, że w przypadku strumieni o kolorze zielonym, czerwonym lub żółtym można uzyskać nawet dziesięciokrotnie mniejsze zużycie energii niż w przypadku zwykłych oświetleń. Diody LED cechują się tym, że pracują niezawodnie w ciężkich warunkach atmosferycznych i są o wiele bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne.
Diody LED: TRANZYSTOR Trójkońcówkowy półprzewodnikowy element elektroniczny, posiadający zdolność wzmacniania sygnału elektrycznego. To trójelektrodowy półprzewodnikowy element wzmacniający. Tranzystory, które na świecie zaczęto stosować w latach pięćdziesiątych, wywołały prawdziwą rewolucję techniczną. Dzięki swym właściwościom technicznym, umożliwiającym wzmacnianie sygnałów elektrycznych, tranzystory znajdują się w każdym niemal urządzeniu elektronicznym. Są stosowane jako oddzielne elementy albo jako podstawowy element wzmacniający w układach scalonych, w których zależnie od stopnia zintegrowania mogą się znajdować setki, tysiące, dziesiątki i setki tysięcy tranzystorów. Nazwa tranzystor pochodzi z angielskiego zwrotu TRANsfer resistor", który oznacza element transformujący rezystancję. W tranzystorze wyróżniamy 3 elektrody: E emiter, B- bazę, C kolektor. symbol graficzny tranzystora: ZASADA DZIAŁANIA TRANZYSTORA: Zasada działania tranzystora typu n-p-n zostanie omówiona na przykładzie poniższego układu. Jeżeli suwak 2 potencjometru P znajduje się przy końcówce 3, to żarówka nie świeci, ponieważ pomiędzy emiterem a bazą płynie zbyt mały prąd, ograniczony przez rezystancję potencjometru. Przesuwając suwak potencjometru w kierunku końcówki 1 zmniejsza się wartość rezystancji w obwodzie baza-emiter. Powoduje to wzrost prądu bazy i w pewnym momencie żarówka zacznie się żarzyć. Dalsze zmniejszanie rezystancji potencjometru powoduje wzrost jasności świecenia żarówki. Gdy prąd bazy osiągnie wartość ok. 4mA to żarówka będzie świecić "maksymalnie". Prąd kolektora, który jest równocześnie prądem płynącym przez żarówkę, osiągnie wartość ok. 400mA. Małym prądem bazy można sterować przepływ wielokrotnie większego prądu kolektora. Małemu wzrostowi prądu bazy towarzyszy wielokrotnie większy wzrost prądu kolektora. Cechy te pozwalają wykorzystać tranzystor jako wzmacniacz małych prądów.
KLASYFIKACJA TRANZYSTORÓW 1. Tranzystory bipolarne, w których prąd wyjściowy jest funkcją prądu wejściowego (sterowanie prądowe). 2. Tranzystory unipolarne (tranzystory polowe), w których prąd wyjściowy jest funkcją napięcia (sterowanie napięciowe). W ZALEŻNOŚCI OD PUNKTU PRACY TRANZYSTOR MOŻE ZNAJDOWAĆ SIĘ W CZTERECH STANACH Stan aktywny, w którym prąd kolektora jest β razy większy od prądu bazy. Stan nasycenia, w którym prąd bazy jest na tyle duży, że obwód kolektora nie jest w stanie dostarczyć prądu β razy większego. Napięcie kolektor-emiter spada wtedy do niewielkiej wielkości. Stan zatkania, w którym złącze baza-emiter nie jest spolaryzowane lub jest spolaryzowane zaporowo. Prąd kolektora spada wtedy do bardzo małej wartości. Stan inwersyjny, w którym emiter spolaryzowany jest w kierunku zaporowym a kolektor w kierunku przewodzenia. Wzmocnienie prądowe tranzystora w tym stanie jest niewielkie. POSZCZEGÓLNE STANY TRANZYSTORA SĄ WYKORZYSTYWANE W RÓŻNYCH ZASTOSOWANIACH. 1. Jako wzmacniacz - tranzystor pracujący w stanie aktywnym może być wykorzystany do budowy układu będącego wzmacniaczem natężenia prądu elektrycznego. Małe zmiany prądu elektrycznego płynącego w obwodzie bazy powodują duże zmiany prądu płynącego w obwodzie kolektora. W zależności od konstrukcji układu można uzyskać wzmocnienie prądu, napięcia lub obu tych wielkości. 2. Jako przełącznik - przy pracy tranzystora jako przełącznik wykorzystuje się przejście między stanem nasyconym (tranzystor włączony) a zatkanym (tranzystor wyłączony). Taki tryb pracy tranzystora jest stosowany w niektórych układach impulsowych oraz cyfrowych.
CEWKA - ZWOJNICA Cewka (zwojnica, rzadziej induktor) jest biernym elementem elektronicznym i elektrotechnicznym. Składa się z pewnej liczby zwojów przewodnika nawiniętych np. na powierzchni walca (cewka cylindryczna), na powierzchni pierścienia (cewka toroidalna) lub na płaszczyźnie (cewka spiralna lub płaska). Wewnątrz lub na zewnątrz zwojów może znajdować się rdzeń z materiału magnetycznego, diamagnetycznego lub ferromagnetycznego. Cewka jest elementem inercyjnym, gromadzi energię w wytwarzanym polu magnetycznym. W połączeniu z kondensatorem tworzy obwód rezonansowy jeden z fundamentalnych obwodów elektronicznych. Cewki zasilane prądem stałym, zwane elektromagnesami, są wykorzystywane do wytwarzania pola magnetycznego lub jego kompensacji, np. przy rozmagnesowaniu i pomiarach pola magnetycznego. Podstawowym parametrem charakteryzującem cewki jest indukcyjność, która zależy od natężenia prądu, liczby zwojów, sposobu nawinięcia i kształtu zwojnicy. Jednostką indukcyjności jest 1 henr (H) symbol graficzny cewki KLASYFIKACJA CEWEK 1. bezrdzeniowa 2. dostrojcza 3. rdzeniowa ELEKTROMAGNES Elektromagnes urządzenie wytwarzające pole magnetyczne w wyniku przepływu przez nie prądu elektrycznego. Zbudowany jest z cewki nawiniętej zazwyczaj na rdzeniu ferromagnetycznym, o otwartym obwodzie magnetycznym, zwiększającym natężenie pola magnetycznego w części otoczenia zwojnicy. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta przy wzroście natężenia prądu elektrycznego płynącego przez cewkę. Pole magnetyczne zanika, gdy prąd przestaje płynąć.
Elektromagnes zastosowanie Elektromagnesy znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach codziennego życia oraz w wielu gałęziach przemysłu. Elektromagnes jako źródło intensywnego pola magnetycznego jest wykorzystywany w takich urządzeniach jak: maszyny elektryczne takie jak silniki i prądnice, głośniki, dzwonki, styczniki, itp. kolej magnetyczna, rezonans magnetyczny, lampy kineskopowe instalacje alarmowe zamki elektromagnetyczne i wiele innych zastosowań dźwigi elektromagnetyczne: 1. huty chwytaki magnetyczne do przenoszenia wsadu do pieca 2. huty, stocznie chwytaki magnetyczne do transportu blach, profili i rur 3. hale produkcyjne chwytaki magnetyczne do transportu półproduktów i produktów 4. zakłady recyklingu metali chwytaki magnetyczne do transportu złomu stalowego 5. kolejowe terminale przeładunkowe chwytaki i zespoły chwytaków do załadunku i rozładunku wagonów kolejowych