Пассивные элементы электронных устройств

ВВЕДЕНИЕ

На практических занятиях по дисциплине «Электроника» студенты специальности 210200 получают практические навыки и расчета основных элементов и параметров электронных схем.

Изучение начинают с пассивных элементов электронных схем (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности), затем рассмотрены полупроводниковые приборы, приведены задачи по расчету их параметров. После чего студенты учатся рассчитывать электронные устройства – усилители, генераторы, источники питания, логические схемы.

Тема 1. «ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ

УСТРОЙСТВ»

Цель практического занятия:

-  изучить типы пассивных элементов, их характеристики, параметры, условные обозначения в схемах и на реальных элементах;

-  получить практические навыки выбора пассивных элементов в соответствии с условиями работы и необходимым режимом схемы.

На тему отводится 6 часов аудиторных занятий.

Пассивными элементами называют такие элементы, которые потребляют или накапливают электрическую или магнитную энергию. К ним относят резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.

РЕЗИСТОРЫ

Резистор– это элемент электронных схем, который потребляет электрическую энергию и задает режим работы устройства.

Резисторы подразделяют на постоянные и переменные (рис.1).

Рис. 1. Схемы включения резисторов: а, б – переменных; в – постоянных.

По закону Ома для широкого класса проводников при неизменной температуре отношение напряжения на концах проводника к силе тока, по нему протекающему, есть величина постоянная для данного проводника. Эту постоянную называют сопротивлением проводника и обозначают буквой R:

В системе СИ сопротивление проводников измеряют в омах (Ом). Единицу сопротивления Ом устанавливают на основе уравнения (1):

1 Ом – такое сопротивление проводника, когда при напряжении на его концах в 1 В протекает ток в 1 А.

Кратными единицами сопротивления являются:

1 килоОм (кОм) = 10³  Ом,

1 мегаОм (МОм) = 10⁶ Ом,

1 гигаОм (ГОм) = 10⁹ Ом.

Электрическое сопротивление проводника при постоянной температуре определяют по формуле:

где ρ - удельное сопротивление проводника, Ом∙м;

l - длина, м;

S- площадь поперечного сечения, м².

На резисторы приходится 40-50 % от общего числа элементов электронных схем.

Основными параметрами резисторов являются: номинальное сопротивление (номинал), допустимое отклонение от номинала, номинальная мощность, температурный коэффициент сопротивления (ТКR).

Номинал может меняться от 10^-1 до 10¹¹Ом. Установлено шесть рядов номинальных сопротивлений: Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192. Число определяет количество номиналов в ряду. Номиналы в ряду задают коэффициентом и множителем 10ⁿ. Наиболее распространены ряды Е6, Е12, Е24, представленные в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Ряды Е6, Е12, Е24 номиналов сопротивлений

Обозначение номинала на корпусе резистора: Е – Ом, К – килоОм, М – мегаОм. Букву располагают на месте запятой. Например, 2К2 – 2,2 кОм.

Существует также ряд допустимых отклонений от номинала, %: +0.01; +0.02; + 0.05; +0.1; +0.2; +0.5; +1.0; +2.0; +5.0; +10; +20; +30.

Для сокращения надписей на резисторах используют буквенные обозначения точности резистора (табл. 2.1)

Таблица 2.1. Буквенные обозначения точности резисторов.

*- в скобках обозначение точности латинскими буквами.

На электрических схемах номинальную мощность обозначают штриховым кодом и римскими цифрами (рис. 2.1)

Рис.2.1. Обозначение номинальной мощности резистора на электрических  схемах.

Для примера рассмотрим обозначение номинала и типа на корпусе резистора (рис. 3.1).

Рис.3.1. Обозначение номинала и типа на корпусе резистора:

а – номинал; б – тип и номинальная мощность.

Номинал этого резистора 2,4 кОм с отклонением ±5%. Тип резистора – металлопленочный лакированный, теплостойкий, номинальная мощность 0,5 Вт.

Номинальная мощность (Р_ном) – максимальная мощность, на которую рассчитан резистор при длительной его работе без изменения параметров.