Kondensaatorite standardid Kondensaatorid Tihti vajatakse nii elektroonika kui elektrotehnika seadmete juures elementi, mis suudaks mahutada elektrilaenguid. Sellist elementi nimetatakse kondensaatoriks. Kondensaator on ehituselt äärmiselt lihtne, koosnedes kahest lähestikku asetatud ja omavahel hästi isoleeritud suvalise kujuga metall-plaadist või plaatide grupist. Kõige lihtsama kondensaatori saab moodustada kahest tasapinnalisest ja omavahel paralleelsest metallplaadist, mille vahel on dielektrikuna õhk. Kui ühele plaadile anda positiivne laeng ja teisele negatiivne laeng, siis püüab ühe plaadi laeng tekitada teisel plaadil elektrilise induktsiooni tõttu vastasnimelist
liikumisele takistavat mõju. Elektritakistuse mõõtühik SI-süsteemis on oom. Elektritakistust mõõdetakse oommeetriga. 1.8 Elektrijuht Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus) on seetõttu väike. Tavaliselt loetakse materjali juhiks, kui selle eritakistus ei ületa 106 m. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. 1.9 Dielektrik Dielektrik on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. 1.10 Pooljuht Pooljuhtideks nimetatakse aineid ja elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal. 1.11 Takisti
Tallinna Tööstushariduskeskus Referaat Kondensaatorid Jevgeni Aidamirov 24MEH Tallinn 2009 KONDENSAATORID Otstarve, liigid, parameetrid Kondensaator on mahtuvust tekitav element, millel on alati kaks elektroodi ehk plaati ja nendevaheline isolatsioonikiht. Kondensaatori mahtuvus sõltub elektroodide pinnast, nendevahelisest kaugusest ja isolatsiooni dielektrilisest läbitavusest. Kondensaatoreid kasutatakse laengu salvestamiseks, ahelate alalisvooluliseks eraldamiseks ja sagedusest sõltuva mahtuvustakistusliku elemendina. Nii nagu takistid jagatakse ka kondensaatorid püsikondensaatoriteks, mille mahtuvus ei ole muudetav ja muutkondensaatoriteks, mille mahtuvus on muudetav. Kondensaatorite põhiparameetrid on nimimahtuvus, tolerants, nimipinge ja mahtuvuse
Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma. Laetud keha ümbritsev elektriväli on seda tugevam, mida suurem on keha elektrilaeng. 5.2 Mahtuvuse mõiste Mahtuvuseks nimetatakse kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse laenguga, mis tõstab juhi pinget ühe ühiku võrra: Q C= U C mahtuvus faradites (F) Q elektrilaeng kulonites (C), 1 kulon = 1 amper · 1 sekund U juhi potentsiaal voltides (V) 1 farad on sellise elektrijuhi mahtuvus, millele 1 kuloni suuruse laengu andmine tõstab pinget 1 voldi võrra. Inglise füüsik Michael Faraday (1791--1867) on elektromagnetvälja mõiste looja. Farad on ülisuur mahtuvusühik. Praktikas mõõdetakse mahtuvusi tavaliselt mikro- ja pikofaradites. 62 1
Inimene ei tunneta elektrivälja. Elektrivälja olemasolu saab kindlaks teha laetud kehaga. Elektrivälja mistahes punktis mõjub laetud kehale alati kindla suuruse ja suunaga jõud, mis paneb selle keha liikuma. Laetud keha ümbritsev elektriväli on seda tugevam, mida suurem on keha elektrilaeng. 5.2 Mahtuvuse mõiste Mahtuvuseks nimetatakse kondensaatori võimet salvestada elektrilaengut. Mahtuvust mõõdetakse laenguga, mis tõstab juhi pinget ühe ühiku võrra: Q C= U C mahtuvus faradites (F) Q elektrilaeng kulonites (C), 1 kulon = 1 amper · 1 sekund U juhi potentsiaal voltides (V) 1 farad on sellise elektrijuhi mahtuvus, millele 1 kuloni suuruse laengu andmine tõstab pinget 1 voldi võrra. Inglise füüsik Michael Faraday (1791—1867) on elektromagnetvälja mõiste looja. Farad on ülisuur mahtuvusühik. Praktikas mõõdetakse mahtuvusi tavaliselt mikro- ja pikofaradites. 62 1
21. Võnkering ja selle resonantsisagedus. Võnkering on kondensaatorist ja induktiivpoolist koosnev elektriahel. 22. Passiivelementide ja aktiivelementide olemus. Elektroonikas on passiivelementideks seadised, mis ei vaja toimimiseks lisatoiteallikat. Passiivelemendid võivad olla volt-amper karakteristiku järgi lineaarsed või mittelineaarsed. Passiivelemente kasutatakse aktiivelementide õigete töörežiimi saavutamiseks. Passiivelemendid on takistid, kondensaatorid, dioodid. aktiivfiltreid, mis sisaldavad peale passiivkomponentide veel aktiivkomponente (transistorid või operatsioonvõimendid). Kaasaegsetes sidesüsteemides on laialdaselt kasutatud aktiivfiltreid, sest neil on järgnevad eelised: 1. Kuna skeemitehnika võimaldab saada induktiivse iseloomuga ülekandefunktsiooni, siis saab poolide asemel kasutada takisteid. 2. Operatsioonvõimendi suur sisend- ja väike väljundtakistus tagab filtrile sisendi ja väljundi vahelise hea isoleerituse. 3
homogeenne elektriväli. Olgu nende plaatide vaheline kaugus d, arvutame millega võrdub elektrivälja töö laengu q nihutamisel ühelt plaadilt teisele, plaatidevaheline pinge olgu u=fii1-fii2 A=q0*u, sama töö võime väljendada ka mehaanikas, A=F*d=q0*E*d q0*u=q0*E*d Dielektrikud elektriväljas: Dielektrikus ei saa laengukandjad vabalt liikuda(va kõrge pinge puhul). Nad võivad vaid pisut nihkuda asendist, milles nad olid elektrivälja puudumisel. Dielektrik on aine, milles elektrivälja mõjul toimub seotud laengukandjate nihkumine oma tasakaaluasendi suhtes. See on dielektrikute polarisatsioon. Dipool- dielektriku aatom, mis koosneb kahest ühesuurusest, kuid erimärgilisest laengust. Polarisatsioon: kujutame aatomit, mille mõõt 10(15)m--homogeensesse elektrivälja, kuna atom kooseneb + tuumast ja - elektronkattest--osakesed käituvad erinevalt--elektronkate liigub ühele poole, tuum teisele poole
Kaasaegsed elektroonikaseadmed koosnevad väga suurest hulgast elementidest, millest on koostatud vajaliku toimega lülitused. Otstarbe tähtsuselt jagatakse neid elemente põhi-ja abielementideks. Põhielementideks on need, milleta pole lülituste töö võimalik. Abielementideta on lülituste töö küll võimalik, kuid nendest sõltuvad suuresti seadme tarbimisomadused. Põhielemendid jagunevad omakorda passiiv- ja aktiivelementideks. Passiv- elementideks on takistid, kondensaatorid ja induktiivpoolid, aktiivelementideks dioodid, transistorid ja integraallülitused. Abielementideks on pistikud, ümberlülitid, klemmliistud, mitmesugused konstruktsioonelemendid jne. Käesolevas õppematerjalis käsitletakse passiivelemente ja aktiivelemente (v.a. integraallülitused), milledel põhineb enamike elektroonikalülituste töö. Välja on jäetud mõnede kitsamat huvi pakkuvate seadiste, nagu pöörddioodid, tunneldioodid ja
1.5 Elektritakistus 8 1.6 Takistuse sõltuvus temperatuurist 10 1.7 Ohmi seadus 12 1.8 Võimsus ja töö 14 1.9 Elektrienergia muundumine soojusenergiaks 16 1.10 Kirchhoffi esimene seadus 17 1.11 Kirchhoffi teine seadus 17 1.12 Takistite jadaühendus 20 1.13 Takistite rööpühendus 21 1.14 Takistite segaühendus 24 1.15 Keemilised vooluallikad 26 1.16 Allikate ühendusviisid 31 1.17 Muutuva takistusega vooluring 32 2. Mittelineaarsed alalisvooluahelad 35 2
Andmed Lahendus q = 4 x 10-7 C E = F/q ; E = kQ/r2 6 F = 8 x10 2 N Q = Er2/k r = 3 x 10 1 m E = 8 x10 2 /4 x 10-7 = 2 x 10 5 N/C = 2,5 Q = 2 x 10 5 x 2,5 x (3 x 10 1)2/9 x 10 9 = k = 9 x 10 9 Nm2 / C2 = 5 x 10 6 C Q=? 3.1.4. Kondensaator. Kehade omadust koguda elektrilaenguid, nimetatakse elektrimahtuvuseks. Tekitame metallplaatidel, millised on eraltatud üksteisest dielektrikuga potensiaalide vahe. Plaatide vahel tekib elektriväli, mille tulemusena dielektrik polariseerub s.t. saab elektrilaengu. Laengu suuruse ja plaatide vahelise pinge suhe antud konstruktsiooni juures on muutumatu suuurus ning iseloomustab seadme mahtuvust. C=q/U kus: q ( C ) -leengu suurus plaatidel
kui muutva takistusena elementi, mille takistus oleneb rakendatud pingest (joonis 1.9). Päripingel on siirde takistus väike, vastupinge korral aga suur. I F Läbilöögi Pinge. U BR 9 JOONIS 1.8. R JOONIS 1.9 1.4. P-N siirde omaduste sõltuvus temperatuurist (Temperature Effects) Nagu eespool märgitud, on lisanditeta pooljuht absoluutsel nulltemperatuuril dielektrik. Lisanditega pooljuht on aga ka sellises olukorras küllaldase juhtivusega. Seetõttu võiks P- N-siire töötada väga madalatel temperatuuridel. Tehnoloogilistel ja konstruktiivsetel põhjustel loetakse enamiku pooljuhtseadiste alumiseks töötemperatuuripiiriks -60 C°. Temperatuuri tõusuga omandavad elektronid suurema energia ja omajuhtivus suureneb. Lisandjuhtivus sõltub samuti teataval määral temperatuurist. Mingi temperatuuri juures
IF Läbilöögi Pinge. UBR JOONIS 1.8. R JOONIS 1.9 1.4. P-N siirde omaduste sõltuvus temperatuurist (Temperature Effects) Nagu eespool märgitud, on lisanditeta pooljuht absoluutsel nulltemperatuuril dielektrik. Lisanditega pooljuht on aga ka sellises olukorras küllaldase juhtivusega. Seetõttu võiks P-N-siire töötada väga madalatel temperatuuridel. Tehnoloogilistel ja konstruktiivsetel põhjustel loetakse enamiku pooljuhtseadiste alumiseks töötemperatuuripiiriks -60 C°. Temperatuuri tõusuga omandavad elektronid suurema energia ja omajuhtivus suureneb. Lisandjuhtivus sõltub samuti teataval määral temperatuurist
Autorid: Priit Kulu Jakob Kübarsepp Enn Hendre Tiit Metusala Olev Tapupere Materjalid Tallinn 2001 © P.Kulu, J.Kübarsepp, E.Hendre, T.Metusala, O.Tapupere; 2001 SISUKORD SISSEJUHATUS ................................................................................................................................................ 4 1. MATERJALIÕPETUS.............................................................................................................................. 5 1.1. Materjalide struktuur ja omadused ...................................................................................................... 5 1.1.1. Materjalide aatomstruktuur........................................................................................................... 5 1.1.2. Materjalide omadused ..........................
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
