Элементы радиотехнических цепей

АКТИВНЫЕ И ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

РЕЗИСТОРЫ

Резисторы представляют собой активное сопротивление - это сопротивление проводников переменному току, связанное с превращением электрической энергии в тепловую.

Это значит, что в цепи переменного тока их сопротивление не зависит от частоты, а фаза тока и напряжения совпадает.

Основные параметры резисторов:

— сопротивление R;

— мощность рассеивания;

— допустимое отклонение от указанного номинала (класс точности);

— температурный коэффициент сопротивления (как изменяется сопротивление в зависимости от температуры);

— конструктивные особенности (габариты, способ монтажа и др.).

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

При последовательном соединении резисторов общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений.

R общ  = R1+ R2 + R3 = 1+1+1= 3 кОм

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

При параллельном соединении резисторов складываются не сопротивления, а их проводимости. Проводимость, это величина, обратная сопротивлению.

g=1/R

1/R общ=1/R1 + 1/R2 + 1/R3

ТИПЫ РЕЗИСТОРОВ

постоянные

подстроечные

переменные

Нелинейный варистор

Нелинейный терморезистор

Нелинейный фоторезистор

КОНДЕНСАТОРЫ

Основное свойство конденсаторов – накапливать и отдавать заряд. Простейший конденсатор состоит из двух пластин разделенных диэлектриком.

Если конденсатор подключить к источнику питания, то на них накопится электрический заряд, конденсатор зарядится. Если отключить конденсатор от источника питания, заряд на его пластинах будет сохраняться. При подключении нагрузки к выводам конденсатора, заряд на его пластинах (это есть разность потенциалов), вызовет ток через нагрузку, что приведет к разряду конденсатора. Время разряда будет зависеть от емкости конденсатора и сопротивления нагрузки.

ЕМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЕМКОСТИ

Емкость конденсатора – это способность накапливать электрический заряд

q - количество заряда на одной из обкладок конденсатора, Кулон

U – напряжение между пластинами, Вольт

1 Фарада=1Кулон/1Вольт

1Ф = 1000 000 мкФ

1 мкФ = 1000 нФ

1 нФ = 1000 пФ

Приставка «микро» — это 10 -6  ,

«нано» — это 10 -9  ,

«пико» — это 10 -12  .

Емкость плоского конденсатора

d — расстояние между пластинами конденсатора, м;

S — площадь самой наименьшей пластины, м 2

ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика;

ε 0  — электрическая постоянная, ф/м;

ε 0 = 8,854 × 10 -12  ф/м.

РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРА

Конденсаторы обладают реактивным, зависящим от частоты, сопротивлением Хс.

Х с  =  1/2πfC

Если частота f равна 0 (ток постоянный), то сопротивление емкости  Х с  бесконечно большое. Конденсаторы постоянный ток не пропускают.

Чем выше частота, тем меньше сопротивление конденсатора.

Основные параметры конденсаторов:

— емкость;

— допустимое напряжение;

— допустимое отклонение от указанного номинала;

— температурный коэффициент емкости.

СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

Последовательное

1/C общ =1/С1 +1/С2 +1/С3

Параллельное

Собщ. = С1 + С2 + С3

При параллельном соединении суммарная емкость равна сумме всех соединенных емкостей.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КОНДЕНСАТОРОВ

Постоянные

Постоянные электролитические

Подстроечные 

Переменные

Обозначение конденсаторов

Емкость 220 нанофарад.

Допустимое отклонение емкости ±15% (l). Допустимое рабочее напряжение 250 В. Дата изготовления август 1989 г. (89-08)

КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ

Катушки индуктивности — это радиоэлементы, с помощью которых реализуют электромагниты, трансформаторы, фильтры, колебательные контуры и др.

Конструктивно катушка индуктивности представляет собой намотанный на диэлектрический каркас провод. Если внутрь этого каркаса вставить магнитный материал, то индуктивность изменится.

Принцип работы индуктивности основан на том, что вокруг провода с током существует магнитное поле. Если ток переменный, то силовые линии изменяются. Эти линии при пересечении провода наводят в нем ЭДС (электродвижущую силу). Направление этой силы противоположно причине, вызвавшей ее появление.

Индуктивность – это параметр, определяющий связь между током через провод и возникающим магнитным потоком.

Измеряется индуктивность в Генри (Г), милигенри (мГ), микрогенри (мкГ).

1 Г = 1000 мГ;

1 мГ = 1000мкГ

ИНДУКТИВНОСТЬ (L)

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ (Z)

Сопротивление индуктивности носит комплексный характер. Оно состоит из активной части, т.е. сопротивления провода, которым намотана катушка (R), и реактивного, зависящего от частоты (2  fL):

Z = R + 2πfL

Z  –  комплексное сопротивление;

R — активное сопротивление провода;

2 π — коэффициент, равный 2×3,14;

f   — частота, Гц;

L —   индуктивность, Г

В цепи постоянного тока комплексное сопротивление индуктивности имеет чисто активный характер, так как при f=0 (Z = R )  .

Чем выше частота, тем выше комплексное сопротивление Z.

По частотным свойствам индуктивность полная противоположность емкости.

Если конденсатор (емкость) не пропускает постоянный ток, то индуктивность, в основном, оказывает  сопротивление переменному току.

СОЕДИНЕНИЕ КАТУШЕК ИНДУКТИВНОСТИ

При последовательном соединении катушек индуктивности, (если магнитные поля не влияют друг на друга), общая индуктивность равна их сумме.

Lобщ = L1 + L2 + L3 

При параллельном соединении

1/L общ =1/L1 +1/L2 +1/L3   

Если магнитные поля пересекают витки другой катушки, то вводят понятие взаимной индуктивности (М). Например, если две последовательно соединенные катушки расположены так, что их поля пересекают витки друг друга, то общая индуктивность будет определяться по формуле: Lобщ = L1 + L2 ± 2М

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИНДУКТИВНОСТЕЙ

Постоянные

Постоянные с сердечником

Переменные

Подстроечные

Трансформатор

ПОЛУПРОВОДНИКИ. ДИОД

Полупроводники – это элементы, которые в зависимости от состояния могут проводить или не проводить электрический ток.

Полупроводники изготавливают из кремния, германия, реже - селена.

Диоды применяются для выпрямления переменного напряжения и имеют один р-n переход. Вывод диода, который соединен с кристаллом  р – типа называется анодом , а вывод, соединенный с кристаллом  n – типа , называется катодом .

Назначение диода проводить ток, когда напряжение на его аноде положительное, и не проводить, если напряжение на аноде отрицательное.

Основные параметры диодов:

— допустимый прямой ток ( когда диод открыт);

— допустимое обратное напряжение (когда диод закрыт);

— граничная частота переменного напряжения;

— емкость р-n   перехода ( для высокочастотных диодов);

— падение напряжения в открытом состоянии.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДИОДОВ

Светодиод - светится при прохождении через него тока

Диод

Варикап - емкость р-n   перехода меняется от приложенного напряжения

Стабилитрон - обратное напряжение пробоя стабильно

ТРАНЗИСТОРЫ - полупроводниковые приборы с двумя р-n переходами

Транзисторы прямой проводимости имеют структуру   p-n-p.

У транзисторов обратной проводимости структура n-p-n.

Выводы транзисторов называются эмиттер (э), база (б) и коллектор (к).

Транзисторы обладают усилительными свойствами.

Полевые транзисторы отличаются конструктивно от биполярных, являются более экономичными. Их выводы называются затвор (З), исток (И), сток (С).

Тиристор – это полупроводниковый прибор с тремя р-n переходами. Имеет два состояния: полностью открыт или полностью закрыт, т.е. работает как ключ. Имеет анод (А), катод (К) и управляющий электрод (Уэ). Изменяя время открытого и закрытого состояния тиристора, можно изменять мощность в нагрузке, которая питается через тиристор.