Вовед во електроника 2 - пасивни електронски компоненти

[BorceBT]

Во вториот дел од овој серијал ке се осврнеме кон основните електронски компоненти кои се користат во електрониката, нивните карактеристики и начин на употреба. Започнуваме со најосновниот елемент а тоа е отпорникот.

Отпорник

Отпорникот е електронска компонента низ која струјата не тече слободно како по жица туку тече потешко (помалку). Ова намалување на течењето на струјата се вика отпор и се мери во оми Ω. 1 ом е кога низ отпорникот при напон од 1 волт тече само 1 ампер струја. Отпорниците се бележат со бои и можат да имаат вредности од 0.0х оми (милиоми), оми, К оми (кило оми или иљади оми) и М оми (мегаоми или милиони оми). Колку отпорникот има повеќе оми толку низ него потешко тече струја (помалку).

Отпорникот се користи за да ја намали струјата во електронските кола за да работиме со помали струи а да ја задржиме истата функција на колото. Со комбинација отпорниците можат да се користат и како ограничувачи на струја, напонски делители и слично.

Шематскиот симбол и реалниот изглед на отпорникот е прикажан на сликите.



Табелата на изнаоѓање на отпорот од боите на отпорникот е следна:



Освен обичните отпорници постојат и променливи отпорници кои можат да бидат изведени во форма на потенциометри (со рачка или капаче) и тримери (тример потенциоментри) кои се штелуваат со шрафцигер. На подолната слика се дадени шематскиот симбол и реалниот изглед прво на потенциометар а потоа на тример потенциоментар

[BorceBT]

Кондензатор

Кондензаторот е електронска компонента која има слични карактеристики како батерија за полнење. Имено, кондензаторот кога ќе се приклучи на некој напон тој се наполнува и потоа ја „чува“ струјата додека не го испразниме со помош на потрошувач (отпорник). Количината на електрицитетот кој може да го чува кондензаторот се мери во единицата Фаради (F). Бидејќи оваа единица е многу голема (кондензатор од 1 фарад е голем колку шише од 2 литра кока кола) се користат помалите единици: мили-фарад (mF) (0.001F), микро-фарад (μF) (0.000001F), нано-фарад (nF) (0.000000001F) и пико-фарад (pF) (0.000000000001F). За пример кондензатор од 1 фарад на 12 волти може да свети сијаличка од 10W околу 10 секунди.

Шематскиот симбол за кондензатор е следниот:



Кондензаторите се прават од две метални плочи и изолатор меѓу нив. Металните плочи се користат за електризирање на изолаторот кој ја чува струјата во форма на статички електрицитет.

Имаме повеќе типови на кондензатори:

1. Керамички кондензатори - овие кондензатори се направени навистина од две кружни метални плочки и керамички изолатор меѓу нив и се залиени во смола. Изгледаат вака:



2. Блок кондензатори - овие кондензатори се направени на сличен принцип како и керамичките меѓутоа изолаторот е лискун или фолија и е подолг како лента а е завиткан во форма на ролна за кондензаторот да биде помал во кабарит а да има поголем капацитет од керамичките кондензатори. Изгледаат вака:



3. Електролитски кондензатори - овие кондензатори се слични по изработка со блок кондензаторите (фолија во ролна) меѓутоа се полнети со течност - електролит. Оваа течност овозможува повеќекратно зголемување на капацитетот на кондензаторот но векот на траење им е ограничен. Изгледаат вака и шематскиот симбол им е различен бидејќи овие кондензатори имаат полови плус и минус слично како батерија:



4. Тантал (електронски) кондензатори - Овие кондензатори се направени како керамичките кондензатори но со помош на природен нано материјал наречен тантал (тој е во форма на графит). Поради порите во самиот материјал и малку материјал има голема површина на електродите и поголем капацитет од керамичките кондензатори а мала големина и поголема трајност од електролитските кондензатори. Мана им е што знаат да експлодираат при поголеми струи. Изгледаат вака:



Употреба на кондензаторите. Воглавно кондензаторите се употребуваат за две намени: 1. Во кола со наизменични струи и сигнали. 2. За „пеглање“ или стабилизирање на еднонасочни напони кои варираат.

Ефект на кондензаторот ако се стави на еднонасочна струја: Кондензаторот кога ќе биде приклучен на еднонасочна струја тој за кратко ќе повлече струја додека се наполни и потоа откако ќе се наполни не влече струја и е исто како и да не е присутен во колото ако се е стабилно.

Ефект на кондензаторот ако се стави на наизменична струја: Кондензаторот континуирано се полни и празни доколку се поврзе на наизменична струја. Ова доведува да нон-стоп тече струја низ него како низ отпорник. Привидниот отпор се вика импеданса или реактанса. Реактансата на кондензаторот зависи од капацитетот и фрекфенцијата: Колку е поголем капацитетот или фрекфенцијата привидниот отпор (реактансата) на кондензаторот е помала и тече повеќе струја.

[BorceBT]

Калем

Калемот е всушност проводник (жица) која е намотана во форма на соленоид (спирала). Шематскиот симбол е следен:



Калемот може да има една или повеќе намотки, може да има повеќе редови на намотки една над друга, да биде намотан без јадро, на железно или на феритно јадро. (ферит е мелена метална прашина залепена со смола да биде тврда и се прави во форма на шипка или геврек (торус)).

Карактеристика на калемот е неговиот индуктивитет и се мери во Хенри (H). Бидејќи оваа единица е голема и се користи најчесто за електромагнети во електрониката користиме помали единици: Мили-Хенри (mH) (0.001H), микро-хенри (μH) (0.000001H), нано-хенри (nH) (0.000000001H). Колку за споредба калем со 4 намотки со радиус од 1см има околу 100nH. Добро е да се напомене дека индуктивитет има и права жица, немора да е намотата во круг, во круг индуктивитетот е само поголем а кабаритот на калемот помал. Како аналогија за индуктивитет може да ја земеме способноста на калемот да биде електромагнет кога низ него тече одредена струја.

Слики од различни типови на реални калеми:



Карактеристики и употреба на калемот како елемент: Калемот може да се употребува за две намени: 1. Како електромагнет (жица низ која тече струја ствара магнетизам) доколку има многу намотки. 2. Во осцилаторни кола како филтер. Бидејќи првата намена е јасна втората намена е поинтересна за електроничарите. Да видиме како се однесува:

Однесување на калем приклучен на еднонасочна струја: Калемот всушност ако се приклучи диретно на еднонасочна струја ќе претставува кратка врска (или многу мал отпорник бидејќи жицата на калемот може да има некој мал отпор заради должината) меѓутоа сигурно ќе настане проблем и ќе изгори некој осигурач или нешто ќе се стопи. Калемот може да се поврзува редно (сериски) без проблем и може вака приклучен да служи како заштита од сметњи (пригушница).

Однесување на калем приклучен на неизменична струја: Бидејќи рековме дека калемот е мал електромагнет откако ќе дојде на него напон му треба малку време додека ја магнетизира жицата. Тоа време е поголемо доколку имаме повеќе намотки (поголем индуктивитет). Ова значи дека струја не тече одма туку пополека расте додека не достигне максимум. Ова од друга страна значи дека доколку ја поставиме намотката во коло со наиземнична струја нема да се однесува како кратка врска бидејќи нема да има време да „крене“ доволно струјата. Значи слично како и кај кондензаторот се јавува привиден отпор кој се вика импеданса или реактанса. Реактансата на калемот зависи од индуктивитетот и фрекфенцијата. Поголем индуктивитет или поголема фрекфенција - поголема реактанса и помало течење на струја за тој калем.

Микро калеми или пригушници:
Ова се калемчиња мотани со многу танка жица и со многу намотки кои личат на отпорници и се обележани со бои. Најчесто се најдуваат во големини на микро-хенри и служат за ставање во коло за да се блокира поминување на високофрекфентни струи (филтер кој пропушта само ниски фрекфенции) поради нивната релативно голема индуктивност. Проблем е што жицата со која се намотани е толку мала што тие имаат значителен отпор на еднонасочна струја (неколку оми) што доведува до греење во колото а често и до прекин. Пригушниците изгледаат вака:



Табелата за пресметување на индуктивитетот од боите на пригушницата е следен:

[Devil]

Трансформатор

Трансформаторите се електрични склопови кои служат за трансформирање на електрични величини. Со нив може да се трансформира напон од поголем во помал и обратно од помал во поголем и исто така може да се трансформира и струјата од поголема во помала и обратно, а се употребуваат и за трансформирање на импеданса.

Шематскиот симбол на трансформаторот може да се види подолу:



Во суштина трансформаторот е составен од две намотки (наречени примар и секундар) намотани на едно јадро со што индукцијата и магнетното поле им е заедничко. Во електричните уреди најголема примена имаат за добивање на помали напони кои се користат подоцна за напојување на уредите. Нивниот примар најчесто е поврзан на градската мрежа (230V) и поради ова го добиле името „Мрежни трансформатори“. Исто така трансформаторите можат да имаат повеќе секундари со што може да се добива саканиот трансформиран напон или импеданса. Примарот и секундарот се како што рековме намотани на калемско тело кое е калемско јадро кое може да биде составено од метални плочки (Е и I профили) или во форма на геврек (торус) од ферид наречени торусни трансформатори.

Слика од различни трансформатори



Слика од торусен трансформатор

[Devil]

Осигурувач

Осигурувачите се елементи кои се употребуваат во електричните апарати односно електричните кола, нивна задача е да го прекинат струјното коло ако низ нив потече струја поголема од дозволената.
Осигурувачите можат да бидат: топливи, автоматски и електронски.
Најчест симбол во електричните шеми за осигурувачите е следниот



1. Топливи осигурувачи

Направени се од стаклено или керамичко цевче, на крајот има два прстени помеѓу кој е залемена топливата жица.
Дебелината на жицата е определена преку струјата за која е наменет самиот осигурувач.
Честопати внатрешноста им е исполнета со кварцен песок.
На осигурувачите се означува напонот до кој може да се применува, струјата за која е наменет и брзината на топење на жицата од моментална појава на зголемена струја.

1.2 Обележување
         Т- троми осигурувачи
Од моментот при појава на голема струја, осигурувачот ја поднесува неа некое мало време (ms), ако за тоа време струјата не падне на нормала жицата ќе се стопи.
Се употребуваат во струјни кола во кои има: трансформатори, големи електролитски кондензатори...
         F- брзи осигурувачи
Карактеристични се што при настапување на зголемена струја жицата брзо се топи, со што се прекинува колото.
         М- средни осигурувачи
Овие осигурувачи имаат време на топење пмеѓу брзите и тромите осигурувачи.

2. Автоматски осигурувачи (прекинувачи)
Претежно се за поголеми струи и се употребуваат во електричните апарати и инсталации при поголеми струи. работаат како прекинувачи, откако ќе исклучат после може повторно да ги вклучиме.

3. Електронски осигурувачи    
Овие осигурувачи претставуваат електронски склопови со способност на делување со многу поголема брзина од останатите, а со тоа и поголема ефикасна заштита.

Слики од често користени осигурувачи:

[Devil]

Конектор

Конекторите се елементи чија улога е да вршат спојување, а по потреба и брзо одспојување, помеѓу елементи, склопови, уреди...
Према бројот на половите можат да бидат едно-полови, дво-полови, повеќе полови.
Големината на конекторот директно зависи од струјата која треба да протече низ истиот и од напонот.
За добра конекција- добар пренос, потребно е површините кои се наменети за да се допираат помеѓу себе и да го прават спојот низ кој треба да потече струјата да имаат добри контакти, да се чисти без корозии и нечистотии, во спротивно доаѓа до појава на преоден отпор, а со тоа доаѓа до загревање и уништување на контактот.
Квалитетните конектори имаат контакти по чија површина има слој од легура или елементи кои не кородираат (сребро, злато, платина).
Конекторите немаат некој точен шематски симболичен приказ, секогаш се сретнуваат во најразлични форми
најчесто се наоѓаат на влез и излез па така да лено се препознаваат

Слики од некои конектори:

[Devil]

Прекинувач

Прекинувачите се елементи чија улога е да вршат вклучување/ исклучување на струјни кола.
Тие се составни делови на секој уред. Према бројот на полови можат да бидат едно-полови, дво-полови и повеќе полови. Према тоа дали ја задржуваат положбата можат да бидат обични прекинувачи и моментни прекинувачи таканаречени тастери. Тастерите го вклучуваат (или исклучуваат) течењето на струјата во колото само додека го држиме притиснат.
Карактеристики на сите им се струјата и напонот со кој можат да се применуваат, према тоа на нив означени се тие вредности, при замена обавезно да се внимава на тие вредности.
Поради инертноста на струјата (индуктивноста на жиците) во моментот на вклучувањето/ исклучувањето помеѓу контактите се појавува електричен лак кој има висока температура и моќ, поради што доаѓа до оштетување на контактите и често е потребно да се стави прекинувач со поголема моќ во одредени кола. Квалитетните прекинувачи имаат површина обложена со легури отпорни на високи температури.

Шематскиот симбол за прекинувач е:



Шематскиот симбол за тастер е:



Некои слики од прекинувачи, тастери и DIP прекинувачи (повеќеполни прекинувачи во форма на интегрирано коло:

[Devil]

Реле

Релињата се склопови чија улога е да со мала струја на намотката можеме да вклучуваме/ исклучуваме многу поголеми струи и напони.



На сликата претставена ни е работата на едно реле.
Со 1 е обележано калемското тело заедно со калемот.
Со 2 обележана ни е котвата .
Со 3 обележани ни се контактите.

Со доведување на напон на краевите од калемот, калемското тело се претворува во магнет (електромагнет) и ја придвижува котвата. Со помош на котвата се спојуваат / оделуваат контактите на релето со што се исклучува / вклучува поголема струја или некој уред.
На горниот дел од сликата покажано ни е релето при нормален режим, без да тече струја низ калемот.
На долниот дел од сликата покажано ни е реле низ кое тече струја на калемот, со што котвата е поместена, а и контактите се преспоени.
На котвата можно е да има и повеќе контакти кој меѓу себе ќе бидат изолирани.
Исто така треба да се знае дека постојат мирни контакти и работни  контакти. Мирни контакти се оние контакти кои при отворено коло (да нема напон на краевите од намотката) се затворени.
Работни контакти се оние кој при доведување на напон на калемот ќе се спојат, ќе преминат од мирна во работна положба.
На намотката од релето можат да се приклучуваат еднонасочни и наизменични напони. Кога ќе се приклучи на наизменичен напон доаѓа до треперење на котвата, за нејзино смирување се додава паралелно со краевите на намотката еден кондензатор.

Шематскиот симбол на релињата е следен:



Некои слики од релиња:

[Devil]

Рид-реле

Рид релињата се слични по функција на обичните релиња со една разлика што контактите на овие релеи се вклучуваат и исклучуваат на поразличен начин од обичните. Обичните релеи за да се поместат контактите користат електромагнет и механичка (метална) врска за да се пренесе движењето за да се вклучат контактите. Рид (reed) релеите имаат контакти од метал кој кога ќе бидат во близина на магнет се прават и тие да се магнет и се привлекуваат меѓу себе со што контактот се воспоставува. Направени се од стаклено тело во кое се наоѓаат две јазичиња кои воедно се и негови контакти. Значи, кога овој тип на реле не е изложено на магнетно поле јазичињата се отворени и низ нив не поминува струја. Ако се донесе некој магнет (стален или електромагнет ) јазичињата ќе се намагнетизираат и ќе се привлечат, односно контактите ќе се спојат, со ова релето е вклучено и низ него може да поминува електрична енергија и се додека околу релето има магнетно поле јазичињата ќе му бидат споени.

Исто така овој тип на реле може да се сретне во исто пакување со калем, како кај обичното реле но само тоа што ова е многу помало. Калемот претставува електромагнет со кој се контролира течењето на струја низ рид релето.
Рид релињата се употребуваат како минијатурна замена за обични релиња и можат да бидат направени да изгледаат исто како интегрирано коло а се користат многу и за осигурување на објеки (се ставаат на вратите и прозорците и кога овие ќе се отворат магнет е прицврстен на подвижниот дел од вратата или прозорецот и рид релето кое е веднаш над магнетот губи магнетизација, се прекинува струјата и се вклучува алармот).

Шематскиот симбол за рид реле е следен:



Слики од рид релиња: