🗊Презентация Electronică aplicată. (Curs 2)

Curs 2 Electronică aplicată

Circuitul electric Circuitul electric reprezintă o buclă închisă (care asigură cale de întoarcere a curentului) alcătuită, în cele mai multe cazuri, dintr-o sursă de energie electrică, fire, o siguranţă fuzibilă, o sarcină şi un comutator:

Circuitul electric La închiderea comutatorului curentul va curge în interiorul circuitului Sarcina poate fi un rezistor, o impedanţă sau orice dispozitiv care consumă energia electrică ce curge prin circuit şi o transformă în altă formă de energie. Becul este un exemplu de sarcină care consumă energie electrică şi o converteşte în căldură (90%) şi lumină (10%). Alt exemplu este LED-ul (dioda emisivă de lumină).

Circuitul electric Tipuri de circuite Circuit serie Circuit paralel Circuit serie-paralel

Legea lui Ohm Conceptele de curent, tensiune şi rezistenţă: Curentul electric reprezintă curgerea (deplasarea ordonată a) unor sarcini electrice. Tensiunea electrică sau diferenţa de potenţial electric reprezintă forţa care dirijează curentul într-un anumit sens. Rezistenţa reprezintă proprietatea unui material (obiect) de a se opune trecerii curentului electric prin el.

Legea lui Ohm Conform legii lui Ohm, curentul dintr-un circuit electric este direct proporţional cu tensiunea şi invers proporţional cu rezistenţa. Astfel, dacă tensiunea creşte, de exemplu, atunci şi curentul va creşte iar dacă rezistenţa creşte atunci curentul va scădea. Formula legii lui Ohm este V=I x R, unde V=tensiunea în volţi, I=curentul în amperi iar R=rezistenţa în ohmi

Circuitul electronic Este circuitul electric care conţine cel puţin un element activ de circuit Circuitele electronice pot fi: Circuite analogice care prelucrează semnale cu variaţie continuă în timp şi/sau frecvenţă; Circuite digitale care prelucrează semnale care pot lua, uzual, doar 2 valori, corespunzătoare cifrelor binare 0 şi 1; Circuite mixte care prelucrează atât semnale analogice cât şi semnale digitale.

Componente Pot fi pasive sau active Elementul pasiv de circuit (componenta pasivă) reprezintă o componentă care consumă exclusiv energie electrică (fără să producă energie electrică) sau este componenta incapabilă să realizeze câștig în putere. Exemple: rezistoare, condensatoare, bobine, transformatoare, diode.

Componente Elementul activ de circuit (componenta activă) reprezintă componenta de circuit care nu este pasivă. Elementul activ de circuit consumă energie electrică dar este capabilă să şi producă energie electrică sau să realizeze câştig de putere. Pentru a funcţiona, componenta activă trebuie să fie alimentată cu energie electrică. Exemple: tranzistoare, circuite integrate, generatoare de tensiune, generatoare de curent.

Rezistorul permite controlul curentului în circuite. este o componentă cu 2 terminale, caracterizată prin rezistenţa R. Dacă între cele 2 terminale se aplică o diferenţă de potenţial (o tensiune U) atunci curentul I din circuit se poate determina aplicând legea lui Ohm: I=U/R, astfel încât:

Rezistorul Rol în circuitele electrice Limitarea curentului: un exemplu tipic este limitarea curentului printr-un LED (Light Emitting Diode – dioda emisivă de lumină) Dirijarea controlată a curentului în anumite zone ale circuitelor Polarizarea componentelor active (stabilirea anumitor potenţiale în diferite puncte ale circuitelor) şi stabilirea PSF-ului (Punctul Static de Funcţionare) unor componente active Filtre şi circuite de temporizare (împreună cu condensatoare).

Rezistorul Rezistoarele sunt componentele pasive cel mai des utilizate în aparatura electronică, reprezentând aproximativ 30-40% din totalul componentelor unui aparat. Din punct de vedere tehnologic, rezistoarele reprezintă utilizări ale materialelor conductoare în scopul controlului şi limitării curentului electric, bazate în general pe relaţia: unde: - ρ – rezistivitatea materialului conductor, care este caracteristică de material [Ωm] - l – lungimea conductorului [m]; - S – aria secţiunii conductorului [m2].

Rezistorul a,b – rezistor fix c,d – rezistor variabil e - fotorezistor

Aplicațiile rezistoarelor Rezistoarele variabile numite şi potenţiometre sau rezistoare ajustabile sunt larg folosite în circuitele electronice ca dispozitive de stabilire şi reglare a unor parametri ai circuitului. Ele se pot realiza în forme, dimensiuni, valori etc. foarte variate. Principalele caracteristici ale potenţiometrelor sunt: - legea de variaţie a rezistenţei (liniară, logaritmică etc.); - valorile minimă şi maximă de reglaj; - puterea disipată; - materialul rezistiv şi proprietăţile acestuia; - modul de încapsulare şi numărul de rezistoare care pot fi reglate simultan; - modul de reglaj şi precizia reglării (cu ax, cu cursor, cu şurub etc.).

Aplicațiile rezistoarelor Reglarea sau limitarea curentului printr-un dispozitiv electronic Montarea în serie a rezistorului cu o altă componentă electronică, de exemplu o diodă luminiscentă ( LED – Light Emitting Diode ), face ca prin acest circuit, să poată fi menţinut şi controlat curentul la o valoare sigură pentru o bună funcţionare a diodei.

Aplicațiile rezistoarelor Reglarea turaţiei unui motor electric Turaţia unui motor electric de curent continu poate fi controlată prin intercalarea unei rezistenţe reglabile (reostat) în serie cu indusul motorului, cum se putea întâlni la controlul vitezei de deplasare ale tramvaielor electrice sau ale troleibuzelor urbane

Aplicațiile rezistoarelor O reţea formată din două sau mai multe rezistoare formează un divizor de tensiune şi este utilizată pentru reglarea nivelului de tensiune dorit

Aplicațiile rezistoarelor Rezistoare dependente de temperatură (termistoare) Rezistoarele dependente de temperatură au la baza funcţionării lor variaţia rezistivităţii unor materiale semiconductoare sau de alt tip, atunci când se modifică temperatura acestora. Se utilizează ca senzori de temperatură (traductoare termice) în sistemele de urmărire a temperaturii şi de reglare automată a acesteia

Termistor

Rezistoare dependente de lumină (fotorezistoare) Fotorezistoarele au la baza funcţionării lor efectul fotoelectric, care constă în modificarea conductivităţii electrice a unui semiconductor în urma recepţiei unui flux luminos. Absorbţia fotonilor modifică concentraţia de purtători liberi din semiconductor şi prin aceasta conductivitatea sa, în sensul reducerii acesteia.

Fotorezistorul Fotorezistorul în circuit formează un divizor de tensiune, iar informația dată de fluxul luminos este dată de relația:

Kirchhoff Legea nodurilor

Kirchhoff Legea buclelor

Exercițiu 1

Soluție

Exercițiu 2

Soluție

Rezumat Elementul de circuit pe care îl reprezintă rezistorul este supus unor legi care leagă mărimi tipice de circuit, cum sunt tensiunea şi curentul. Rezistoarele se fabrică într-o largă varietate de dimensiuni și tipuri; fiecare aplicaţie cere un anumit tip constructiv, care să corespundă cerinţelor de tensiune şi putere maxim admisibilă. Comportarea lor în circuit este coordonată de legile specifice circuitului electric. Au fost prezentate diverse feluri de conectare a rezistoarelor, relaţii valabile în circuitele electrice. Au fost prezentate rezistoare speciale, care pot fi utilizate ca senzori pe un autovehicul.