Elektroniikan ja sähkölaitteiden peruskomponentit

Elektroniikan ja sähkölaitteiden peruskomponentit

Missä tahansa elektronisessa piirissä on kahden tyyppisiä elektronisia komponentteja: Yksi, joka reagoi virtaukseen sähköenergiaa ja joko varastoida tai haihtaa energiaa. Nämä ovat passiivisia komponentteja. Ne voivat olla lineaarisia komponentteja, joilla on lineaarinen vaste sähköenergiaan, tai epälineaarisia komponentteja, joilla on epälineaarinen vaste sähköenergiaan.



Yksi, joka toimittaa energiaa tai ohjaa energian virtausta. Nämä ovat Aktiiviset komponentit. Ne vaativat ulkoisen virtalähteen laukeamisen ja niitä käytetään yleensä sähköisen signaalin vahvistamiseen. Katsotaanpa kaikki komponentit yksityiskohtaisesti.


3 passiivista lineaarista komponenttia:

Vastus: Vastus on elektroninen komponentti, jota käytetään vastustamaan virran virtausta ja aiheuttamaan potentiaalin pieneneminen. Se koostuu matalasta johtavasta komponentista, joka on yhdistetty johtavilla johdoilla molemmissa päissä. Kun virta virtaa vastuksen läpi, vastus absorboi sähköenergian ja häviää lämmön muodossa. Vastus tarjoaa siten vastuksen tai vastustuksen virran virtaukselle. Vastus annetaan muodossa





R = V / I, missä V on jännitteen pudotus vastuksen yli ja I on vastuksen läpi virtaava virta. Häviöteho saadaan:

P = VI.



Vastarintalait:


Materiaalin tarjoama resistanssi ‘R’ riippuu useista tekijöistä

  1. Vaihtelee suoraan sen pituudesta, l
  2. Vaihtelee käänteisesti poikkileikkauksen pinta-alaltaan A
  3. Riippuu materiaalin luonteesta, joka määritetään sen resistanssilla tai ominaisvastuksella, ρ
  4. Riippuu myös lämpötilasta
  5. Olettaen, että lämpötila on vakio, resistanssi (R) voidaan ilmaista R = ρl / A, missä R on vastus ohmoina (Ω), l on pituus metreinä, A on pinta-ala neliömetreinä ja ρ on spesifinen Vastus Ω-mts

Vastuksen arvo lasketaan sen vastuksen perusteella. Vastarinta on vastusta virran virtaukselle.

Kaksi menetelmää resistanssiarvojen mittaamiseksi:

  • Värikoodin käyttäminen: Jokainen vastus koostuu 4 tai 5 värinauhasta sen pinnalla. Kolme ensimmäistä (kaksi) väriä edustavat vastuksen arvoa, kun taas 4th(kolmas) väri edustaa kerroinarvoa ja viimeinen edustaa toleranssia.
  • Yleismittarin käyttäminen: Yksinkertainen tapa mitata vastus on käyttää yleismittaria vastusarvon mittaamiseen ohmina.

Elektronisten piirien vastukset

2 tyyppisiä vastuksia:

  • Kiinteät vastukset : Vastukset, joiden vastusarvo on kiinteä ja joita käytetään vastustamaan virran virtausta.
    • Ne voivat olla hiilikoostumusvastuksia, jotka koostuvat hiilin ja keraamisen seoksesta.
    • Ne voivat olla hiilikalvovastuksia, jotka koostuvat eristävälle alustalle kerrostetusta hiilikalvosta.
    Hiilivastus

    Hiilivastus

    • Ne voivat olla metallikalvovastuksia, jotka koostuvat pienistä keraamisista sauvoista, jotka on päällystetty metallilla tai metallioksidilla, vastusarvoa säätelemällä pinnoitteen paksuus.
    Metallivastukset

    Metallivastukset

    • Ne voivat olla lankavierattu vastus, joka koostuu seoksesta, joka on kiedottu keraamisen tangon ympärille ja eristetty.
    • Ne voivat olla pinta-asennettavia vastuksia, jotka koostuvat keraamiselle sirulle kerrostetusta resistiivisestä materiaalista, kuten tinaoksidista.

  • Muuttuvat vastukset : Ne tarjoavat vaihtelun resistanssiarvossaan. Niitä käytetään yleensä jännitejaossa. Ne voivat olla potentiometrejä tai esiasetuksia. Vastusta voidaan muuttaa säätämällä pyyhkimen liikettä. Muuttuva vastus tai muuttuva vastus, joka koostuu kolmesta liitännästä. Yleensä käytetään säädettävänä jännitteenjakajana. Se on vastus, jossa on liikkuva elementti, joka on sijoitettu manuaalisella nupilla tai vivulla. Liikkuvaa elementtiä kutsutaan myös pyyhkijäksi, ja se luo kosketuksen resistiiviseen nauhaan missä tahansa pisteessä, joka valitaan manuaalisen ohjauksen avulla.
Potentiometri

Potentiometri

Potentiometri jakaa jännitteen eri mittasuhteisiin riippuen sen liikkuvasta asennosta. Sitä käytetään eri piireissä, joissa tarvitsemme vähemmän jännitettä kuin lähdejännite.

Muuttuvien vastusten käytännön soveltaminen:

Joskus on tarpeen suunnitella vaihteleva DC-esijännitepiiri, jonka pitäisi pystyä saamaan erittäin tarkasti tietty jännite sanomaan 1,5 volttia. Siten potentiaalijakaja, jossa on vaihteleva vastus, valitaan siten, että jännite voi vaihdella 1 voltista 2 volttiin 12 voltin tasavirtaparistosta. Ei 0 - 2 voltista, mutta 1-2 voltista tietystä syystä. Voidaan käyttää 10 kilon pottia 12 voltin tasavirtakytkimessä ja saada tämä jännite, mutta potin säätäminen on erittäin vaikeaa, koska koko kaarikulma on noin 300 astetta . Mutta jos joku seuraa alla olevaa virtapiiriä, hän saa helposti tämän jännitteen, koska koko 300 astetta on käytettävissä vain 1 voltin ja 2 voltin välillä. Näytetään virtapiirissä alle 1,52 voltin. Näin saamme paremman resoluution. Näitä kertaluonteisia vaihtuvia vastuksia kutsutaan esiasetuksiksi.

Potentiometri käytännön 3 Potentiometri käytännön 1

  • Kondensaattorit : Kondensaattori on lineaarinen passiivikomponentti, jota käytetään varaamaan sähkövaraus. Kondensaattori tarjoaa yleensä reaktanssin virran virtaukselle. Kondensaattori koostuu parista elektrodeista, joiden välissä on eristävä dielektrinen materiaali.

Tallennetun varauksen antaa

Q = CV, jossa C on kapasitiivinen reaktanssi ja V on käytetty jännite. Koska virta on varauksen nopeus. Siksi kondensaattorin läpi kulkeva virta on:

I = C dV / dt.

Kun kondensaattori on kytketty tasavirtapiiriin tai kun sen läpi kulkee vakio virta, joka on vakio ajan suhteen (nollataajuus), kondensaattori yksinkertaisesti tallentaa koko varauksen ja vastustaa virran virtausta. Siten kondensaattori estää DC: n.

Kun kondensaattori on kytketty vaihtovirtapiiriin tai jos sen läpi kulkee ajallisesti vaihteleva signaali (ei nollataajuudella), kondensaattori tallentaa aluksi varauksen ja tarjoaa myöhemmin vastuksen varauksen virtaukselle. Siksi sitä voidaan käyttää jännitteen rajoittajana vaihtovirtapiirissä. Tarjottu vastus on verrannollinen signaalin taajuuteen.

2 kondensaattorityyppiä

  • Kiinteät kondensaattorit : Ne tarjoavat kiinteän reaktanssin virran virtaukselle. Ne voivat olla kiillekondensaattori, joka koostuu kiilestä eristemateriaalina. Ne voivat olla polarisoimattomia keraamisia kondensaattoreita, jotka koostuvat keraamisista levyistä, jotka on päällystetty hopealla. Ne voivat olla polarisoituja elektrolyyttikondensaattoreita, joita käytetään silloin, kun vaaditaan suurta kapasitanssiarvoa.
Kiinteät kondensaattorit

Kiinteät kondensaattorit

  • Säädettävät kondensaattorit : Ne tarjoavat kapasitanssin, jota voidaan muuttaa vaihtelemalla levyjen välistä etäisyyttä. Ne voivat olla ilmarakokondensaattoreita tai tyhjökondensaattoreita.

Kapasitanssiarvo voidaan joko lukea suoraan kondensaattorista tai se voidaan dekoodata annetulla koodilla. Keraamisille kondensaattoreille 1stkaksi kirjainta merkitsevät kapasitanssiarvoa. Kolmas kirjain tarkoittaa nollien lukumäärää ja yksikkö on Pico Faradissa ja kirjain tarkoittaa toleranssiarvoa.

  • Induktorit : Induktori on passiivinen elektroninen komponentti, joka tallentaa energiaa magneettikentän muodossa. Se koostuu yleensä johtokelasta, joka tarjoaa vastuksen käytetylle jännitteelle. Se toimii Faradayn induktanssilain perusperiaatteella, jonka mukaan magneettikenttä syntyy, kun virta kulkee langan läpi ja kehittynyt sähkömoottori vastustaa käytettyä jännitettä. Varastoidun energian antaa:

E = LI ^ 2. Missä L on Henriesissä mitattu induktanssi ja I on sen läpi virtaava virta.

Kela kelat

Kela kelat

Sitä voidaan käyttää kuristimena vastuksen tarjoamiseksi käytetylle jännitteelle ja energian varastoimiseksi tai sitä voidaan käyttää yhdessä kondensaattorin kanssa viritetyn piirin muodostamiseksi, jota käytetään värähtelyihin. Vaihtovirtapiireissä jännite johtaa virtaa, koska asetettu jännite kestää jonkin aikaa virran rakentamiseen kelaan vastuksen vuoksi.

2 passiivista epälineaarista komponenttia:

Diodit: Diodi on laite, joka rajoittaa virtausta vain yhteen suuntaan. Diodi on yleensä kahden eri tavalla seostetun alueen yhdistelmä, joka muodostaa risteyksen risteyksessä siten, että risteys ohjaa laitteen läpi kulkevaa virtausta.

6 diodityyppiä:

  • PN-liitosdiodi : Yksinkertainen PN-liitosdiodi koostuu p-tyyppisestä puolijohteesta, joka on asennettu n-tyypin puolijohteeseen siten, että p- ja n-tyypin välille muodostuu liitos. Sitä voidaan käyttää tasasuuntaajana, joka sallii virran kulkemisen yhteen suuntaan asianmukaisen liitännän kautta.
PN-liitosdiodi

PN-liitosdiodi

  • Zener-diodi : Se on diodi, joka koostuu voimakkaasti seostetusta p-alueesta verrattuna n-alueeseen siten, että se ei ainoastaan ​​salli virtaa yhteen suuntaan, vaan myös sallii virran vastakkaiseen suuntaan riittävän jännitteen avulla. Sitä käytetään yleensä jännitteen säätimenä.
Zener-diodi

Zener-diodi

  • Tunnelidiodi : Se on voimakkaasti seostettu PN-liitosdiodi, jossa virta vähenee eteenpäin tulevan jännitteen kasvaessa. Risteyksen leveyttä pienennetään epäpuhtauspitoisuuden kasvaessa. Se on valmistettu germaniumista tai galliumarsenidistä.
Tunnelidiodi

Tunnelidiodi

  • Valodiodi : Se on erityyppinen PN-liitosdiodi, joka on valmistettu puolijohteista, kuten Gallium Arsenide, joka lähettää valoa sopivaa jännitettä käytettäessä. LEDin lähettämä valo on yksivärinen, so. Yksivärinen, joka vastaa tiettyä taajuutta sähkömagneettisen spektrin näkyvällä kaistalla.
LED

LED

  • Valodiodi : Se on erityinen PN-liitosdiodi, jonka vastus pienenee, kun siihen tippuu valo. Se koostuu muovin sisään sijoitetusta PN-liitosdiodista.
Valodiodi

Valodiodi

  • Kytkimet : Kytkimet ovat laitteita, jotka mahdollistavat virran virtaamisen aktiivisiin laitteisiin. Ne ovat binaarilaitteita, jotka täysin päälle kytkettynä sallivat virran ja kun ne ovat kokonaan pois päältä, estävät virran. Se voi olla yksinkertainen vaihtokytkin, joka voi olla 2-koskettimella tai 3-koskettimella tai painikekytkimellä.

2 aktiivista elektronista komponenttia:

Transistorit : Transistorit ovat laitteita, jotka yleensä muuttavat resistanssin piirin yhdestä osasta toiseen. Ne voivat olla jänniteohjattuja tai virtaohjatut. Transistori voi toimia vahvistimena tai kytkimenä.

2 transistorityyppiä:

  • BJT tai kaksisuuntainen liitostransistori : BJT on virralla ohjattu laite, joka koostuu n-tyyppisen puolijohdemateriaalikerroksesta kahden p-tyyppisen puolijohdemateriaalikerroksen välissä. Se koostuu kolmesta päätelaitteesta - emitteristä, alustasta ja kerääjästä. Keräin-pohja-liitos on vähemmän seostettu verrattuna emitteri-pohja-liitokseen. Emitter-emäksen liitos on eteenpäin esijännitetty, kun taas kollektorin ja emäksen liitos on käänteinen esijännitetty normaalissa transistorin toiminnassa.
Bipolaarinen liitostransistori

Bipolaarinen liitostransistori

  • FET- tai kenttätransistori : FET on jänniteohjattu laite. Ohmiset koskettimet otetaan n-tyypin palkin molemmilta puolilta. Se koostuu kolmesta päätelaitteesta - Gate, Drain ja Source. Gate-Source- ja Drain-Source-liittimien yli syötetty jännite ohjaa virran kulkua laitteen läpi. Se on yleensä erittäin kestävä laite. Se voi olla JFET (liitoskenttätransistori), joka koostuu n-tyyppisestä substraatista, jonka sivulle on sijoitettu vastakkaisen tyyppinen tanko tai MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), joka koostuu eristävästä piioksidikerroksesta metallisen porttikontaktin ja alustan välillä.
MOSFET

MOSFET

  • TRIACS tai SCR : SCR tai piiohjattu tasasuuntaaja on kolminapainen laite, jota käytetään yleensä kytkimenä tehoelektroniikka . Se on yhdistelmä kahdesta taaksepäin olevasta diodista, joissa on 3 liitosta. SCR: n läpi kulkeva virta kulkee anodin ja katodin yli syötetyn jännitteen takia, ja sitä ohjaa Gate-liittimen yli syötetty jännite. Sitä käytetään myös tasasuuntaajana vaihtovirtapiireissä.
SCR

SCR

Joten nämä ovat joitain tärkeitä komponentteja missä tahansa elektronisessa piirissä. Näiden aktiivisten ja passiivisten komponenttien lisäksi on yksi komponentti, joka on elintärkeää piirissä. Se on integroitu piiri.

Mikä on integroitu piiri?

DIP-IC

DIP-IC

Integroitu piiri on siru tai mikrosiru, johon on valmistettu tuhansia transistoreita, kondensaattoreita, vastuksia. Se voi olla vahvistimen IC, ajastimen IC, aaltomuodon generaattorin IC, muisti IC tai mikrokontrolleri IC. Se voi olla analoginen IC, jossa on jatkuva muuttuvalähtö, tai digitaalinen IC, joka toimii muutamalla määritetyllä kerroksella. Digitaalisten mikropiirien peruselementit ovat logiikkaportit.

Se voi olla saatavana erilaisissa paketeissa, kuten Dual in Line Package (DIP) tai Small Outline Package (SOP) jne.

Vastusten käytännön soveltaminen - potentiaaliset jakajat

Potentiaalijakajia käytetään usein elektronisissa piireissä. Siksi on toivottavaa, että sen perusteellinen tuntemus auttaisi suuresti elektronisten piirien suunnittelussa. Sen sijaan, että johdettaisiin jännitteet matemaattisesti Ohmin lakia soveltamalla, seuraava esimerkki arvioimalla suhdeluvulla voisi pystyä nopeasti saamaan likimääräisen jännitteen samalla kun noudatetaan työn T & K-luonnetta.

Kun kaksi samanarvoista vastusta (esim. 6K molemmat R1: lle ja R2: lle) ovat kytketty virtalähteen yli , sama virta virtaa niiden läpi. Jos mittari sijoitetaan kaaviossa esitetyn syötteen poikki, se rekisteröi maadoituksen 12v. Jos mittari asetetaan sitten maan (0v) ja kahden vastuksen keskelle, se lukee 6v. Akun jännite jaetaan puoliksi. Siten jännite R2: n yli maadoitettaessa = 6v

Mahdollinen jakaja 1

samoin

2. Jos vastuksen arvoiksi muutetaan 4K (R1) ja 8K (R2), keskuksen jännite on 8 V maadoitusta varten.

Mahdollinen jakaja 2

3. Jos vastuksen arvoiksi muutetaan 8K (R1) ja 4K (R2), keskuksen jännite on 4v maadoitusta varten.

Mahdollinen jakaja 3

Keskuksen jännite määräytyy paremmin kahden vastusarvon suhteen, vaikka Ohmin lain mukaan voidaan laskea saavuttaa sama arvo. Case-1-suhde oli 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v, Case-2-suhde 4k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v ja Case-3-suhde 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v

Johtopäätös : -Potentiaalijakajassa, jos vastuksen ylempi arvo laskee, jännite keskellä nousee (maadoituksen suhteen). Jos alempaa vastuksen arvoa lasketaan, keskuksen jännite putoaa.

Matemaattisesti mutta keskuksen jännite voidaan aina määrittää kahden vastusarvon suhteella, joka on aikaa vievä ja joka saadaan kuuluisasta Ohmin lakikaavasta V = IR

Katsotaanpa esimerkki-2

V = {syöttöjännite / (R1+ Rkaksi)} X R2

V = {12v / (4K + 8K)} R2

= (12/12000) x 8000

V = 8v

Video sähkö- ja elektroniikkalaitteiden peruslaitteista

Video johdannosta elektronisiin perusosiin

Video elektronisten komponenttien testauksesta

Muita syötteitä voidaan lisätä.

Valokuvahyvitys