10, elektrotechnika
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
69
A4
Ośla łączka
Informacje dotyczące zestawu EdW−04 do „Oślej łączki“ znajdują się na stronie 120
Dioda Zenera
Rysunek obok poka−
zuje symbol tak zwa−
nej diody Zenera.
Fotografia
przedsta−
wia kilka diod stare−
go i nowego typu.
Diody Zenera, na−
zwane swojsko przez jednych „zenerami”,
przez innych „zenerkami”, wykorzystywane
są do stabilizacji napięcia oraz do ogranicza−
nia zbyt dużych napięć.
Ćwiczenie 7
Podwajacz napięcia
Zestaw teraz układ według
rysunku 11
i fotografii 7
. Przed włączeniem zasi−
lacza sprawdź dokładnie, czy prawidło−
wo włączone są grożące wybuchem
„elektrolity” C1, C2. Jasność diody
LED wskazuje, że napięcie jest więk−
sze niż w poprzednich układach pro−
stowniczych (rysunki 5, 9d). Zmierz
napięcie na wyjściu (między punktami
C, D). Jest prawie dwa razy większe
niż poprzednio i prawie trzy razy więk−
sze od napięcia zmiennego transforma−
tora (u mnie było 36,2V). Rezystor
1k
się w nim moc ponad 1W − kilkakrotnie
więcej, niż wynosi jego moc nominalna
Zbudowaliśmy tak zwany
podwajacz
napięcia
. Jestem przekonany, że nie masz
wątpliwości, jak działa – w zasadzie są to
dwa prostowniki jednopołówkowe z ćwi−
czeń 2 i 3; porównaj też rysunek 8.
Nie ciesz się jednak, że napięcie jest
wysokie. Nic za darmo! Z takiego ukła−
du można pobrać jedynie niewielki prąd.
W układach omówionych masz do wy−
boru: albo duże napięcie i mały prąd
(podwajacze i powielacze napięcia), al−
bo mniejsze napięcie i większy prąd
(układ mostkowy). W grę wchodzi tu
kilka czynników; najważniejszym jest
moc transformatora. Słusznie się domy−
ślasz, że gdyby transformator miał więk−
sze wymiary, byłby w stanie oddać
większą moc. Próba „wyciśnięcia” z ma−
łego transformatora mocy większej niż
nominalna zakończy się przegrzaniem
uzwojeń i spaleniem izolacji. Nie próbuj
czegoś takiego!
Fot. 6
Ω
jest bardzo gorący, bo wydziela
Rys. 11
Fot. 7
Koniecznie musisz zapamiętać, że dioda
Zenera włączana jest w układ niejako od−
wrotnie, czyli w kierunku zaporowym.
W kierunku przewodzenia zachowuje się jak
zwykła dioda krzemowa.
Najważniejszym parametrami diody Ze−
nera są
napięcie nominalne
oraz
dopuszczal−
na moc strat
. Jeśli napięcie zaporowe jest
mniejsze od napięcia nominalnego diody,
prąd przez nią nie płynie. Próba zwiększenia
napięcia na diodzie powyżej napięcia nomi−
nalnego spowoduje gwałtowny wzrost prądu.
Najprościej biorąc, dioda nie dopuści do
wzrostu napięcia i przejmie na siebie cały
prąd.
Prąd przepływający przez diodę powodu−
je powstawanie ciepła, i to jest istotny czyn−
nik ograniczający. Moc strat diody to iloczyn
napięcia na diodzie i prądu (P=U*I).
Mniej istotne dla początkującego hobby−
sty są inne parametry, jak współczynnik
zmian napięcia Zenera pod wpływem tempe−
ratury czy współczynnik zmian tegoż napię−
cia pod wpływem zmian prądu (tak zwana re−
zystancja dynamiczna).
Najpopularniejsze diody Zenera mają na−
pięcia nominalne od 3,3 do 33V, a nawet do
150V i moce od 0,2W...5W.
Diody Zenera oznacza się w charaktery−
styczny sposób. Na przykład C4V7 oznacza
diodę Zenera o napięciu 4,7V. C12V oznacza
diodę Zenera 12−woltową. Litera Coznacza
tolerancję napięcia.
Dawniej diody Zenera wykorzystywano
jako źródła napięcia wzorcowego.
Czy na moc nie ma
mocnych?
Wiesz, że moc obliczamy jako iloczyn napięcia
i natężenia prądu.
Często korzystamy z ich przekształconych form:
P
P
P
P
=
U
∗
I
U=
=
P*R
,
I=
=
I
ponieważ według prawa Ohma , oraz,
, więc
U
=
I
∗
R
U
R
U
I
=
P
=
( )
U
∗
I
U
2
P
R
R
=
=
P
=
I
∗
R
∗
I
=
I
2
∗
R
P
I
2
U
U
2
To są bardzo pożyteczne wzory. Zapamiętaj je,
a jeśli masz trudności, zapisz i umieść w dobrym
miejscu.
P
=
U
∗
=
R
R
Elektronika dla Wszystkich
37
Ośla łączka
A4 70
Obecnie rzadko pełnią tę rolę, bo zostały
wyparte przez znacznie dokładniejsze spe−
cjalne układy. Warto jednak wiedzieć, że do
dziś w ofertach firm handlowych można zna−
leźć diody Zenera o bardzo dobrej stabilności
cieplnej – ich napięcie zmienia się tylko
o 0,0005% przy zmianie temperatury o jeden
stopień Celsjusza. Co ciekawe, zawsze są to
diody o napięciu nominalnym 6,2V.
Jeśli nie jest potrzebna precyzja ani dokład−
ność, a potrzebne jest małe napięcie stabilizo−
wane, często zamiast diod Zenera używamy
diod LED, włączonych normalnie, w kierunku
przewodzenia – napięcie wynosi wtedy
1,6...2,2V, zależnie od typu diody iprądu pracy.
Ćwiczenie 8
Kondensator a prąd zmienny
Zestaw układ według
rysunku 12a i fo−
tografii 8
. Diody niezbyt silnie, ale jed−
nak świecą. Jeśli chcesz, zwiększ pojem−
ność, dodając dwa kondensatory według
rysunku 12b i fotografii 9
. Nie pomyl
się przy łączeniu kondensatorów elek−
trolitycznych – mają być połączone
w szereg, przeciwsobnie. Jak zmieniła
się jasność LED−ów?
z wyprawy drugiej – A2). W układzie
z rysunku 12 odbywa się to z częstotli−
wością sieci (50Hz). Gdy usuniesz jedną
diodę, kondensator naładuje się, ale nie
będzie się mógł rozładować.
Choć kondensator wcale nie stał się
rezystorem inadal nie może przezeń pły−
nąć prąd stały, dla prądu zmiennego
przedstawia jakąś oporność. Nazywamy
ją
opornością pozorną
kondensatora
, inaczej
re−
aktancją pojemnościową
.
Jeśli ten przepływ prądu
i ta pozorna oporność to
wynik cyklicznego ładowa−
nia i rozładowywania, nie−
trudno się domyślić, że przy
częstszych zmianach prąd
byłby większy. A jeśli prąd byłby więk−
szy, to pozorna oporność – mniejsza.
Wynika z tego, że oporność pozorna (re−
aktancja) kondensatora maleje ze wzro−
stem częstotliwości. Choć nie będziemy
tego sprawdzać eksperymentalnie, zapo−
znaj się z informacjami na ten temat za−
wartymi w TECHNIKALIACH.
Inne diody
Oprócz „zwykłych” diod prostowniczych,
diod LED i diod laserowych, występuje wiele
innych rodzajów diod. Produkowane są na
przykład diody pełniące rolę kondensatorów
(1...300pF), gdzie pojemność zależy od napię−
cia (wstecznego). Stosowane są one powszech−
nie w układach radiowych i telewizyjnych.
W literaturze napotkasz też określenia:
diody Gunna, diody PIN, diody IMPATT, dio−
dy tunelowe czy diody waraktorowe. Są one
stosowane w układach bardzo wielkiej czę−
stotliwości, a amatorzy ich nie wykorzystują.
Natomiast diody lawinowe (avalanche
diode) nie są oddzielnym rodzajem diod.
Najprościej biorąc, są to zwykłe diody, które
trudniej uszkodzić – niektóre „zwykłe” diody
prostownicze są diodami, gdzie zachodzi
tzw. zjawisko lawinowe.
Rys. 12
Okazuje się, że przy prądzie zmiennym
kondensator zachowuje się jak rezystor.
Płynie przezeń prąd. Dlaczego?
Jeśli masz wątpliwości, odłącz jedną
z diod LED. Druga nie będzie świecić.
Dlaczego?
Zapamiętaj raz na zawsze, że
prze−
pływ prądu w kondensatorze polega to
na cyklicznym ładowaniu i rozładowa−
niu
(przypomnij sobie eksperymenty
Czy wiesz, że...
mówimy o
oporności pozornej
,
czyli
reaktancji
kondensatora dla prze−
biegów zmiennych, ale określenie „rezy−
stancja pozorna” jest nieprawidłowe.
Nigdy tak nie mówimy.
Układ scalony
Postęp techniki umożliwia umieszczenie na
maleńkim płatku krzemu wielu tranzystorów,
rezystorów, diod, a nawet małych kondensa−
torów. Powstaje wtedy
układ scalony
. Układ
scalony nie jest połączeniem miniaturowych
wersji znanych Ci rezystorów i tranzystorów.
Wyglądają one zupełnie inaczej. Wszystkie
składowe układu scalonego są wykonywane
w jednym cienkim płatku krzemu, a właści−
wie w cienkiej warstwie z jednej strony płyt−
ki krzemowej. Wytwarza się te niewątpliwe
cuda techniki w skomplikowanych procesach
technologicznych.
Fot. 8
Fot. 9
Po co komu przekładnia?
Typowy transformator składa się z dwóch uzwojeń,
zawierających określoną liczbę zwojów. Jeśli jedno
z uzwojeń zostanie dołączone do źródła sinusoidal−
nego napięcia zmiennego, na drugim uzwojeniu po−
jawi się przebieg sinusoidalny o napięciu...
Zapamiętaj, że o wartości napięcia wyjś−
ciowego decyduje stosunek liczby zwojów uzwo−
jeń pierwotnego i wtórnego. Stosunek ten to tak
zwana
przekładnia transformatora
. Występującą
tu prostą zależność ilustruje
rysunek F
.
Rys. F
Czy wiesz, że...
Określenia: uzwojenie pierwotne
i uzwojenie wtórne są umowne. Wskazują
tylko kierunek przekazywania energii: z obwo−
du pierwotnego do wtórnego. Transforma−
tor może równie dobrze pracować
„w druga stronę”.
38
Elektronika dla Wszystkich
71
A4
Ośla łączka
Ćwiczenie 9
Cewka a prąd zmienny
Zmierz omomierzem rezystancję uzwo−
jenia pierwotnego transformatora uży−
wanego zasilacza AC 12/300. Nie mu−
sisz otwierać obudowy, zmierz rezystan−
cję między bolcami według
rysunku 13
.
Rezystancja mojego egzemplarza wyno−
si 964
żenia transformator zasilacza AC12/300
pobiera z sieci jedynie 12,6mA
(0,0126A).
, ale pamiętaj, że rezystancja to
opór mierzony przy prądzie stałym.
Uzwojenie transformatora jest przecież
rodzajem cewki ijak każda cewka ma ja−
kąś indukcyjność. Okazuje się, że induk−
cyjność dla prądu zmiennego stanowi
dodatkowy opór. Analogicznie, jak
w przypadku kondensatorów nazywamy
go
opornością pozorną cewki
, a ściślej
reaktancją indukcyjną
. Nie daj się zmy−
lić określeniu „pozorna”, pokutującemu
do dziś ze względów historycznych. Ta
oporność, reaktancja indukcyjna, istnieje
naprawdę i właśnie ona powoduje, że
prąd pobierany z sieci jest znikomy. To
jeszcze nie koniec tematu, ale na razie
nie będę Ci mieszał w głowie zagadnie−
niem mocy przy prądzie zmiennym.
. Uzwojenie to jest dołączone
wprost do sieci energetycznej o napięciu
220V. Policzmy! Zgodnie z prawem
Ohma przez uzwojenie popłynie prąd
o wartości 220V/964
= 0,23A. Prąd
0,23A przy napięciu 220V oznacza, że
chodzi o moc 50W. Moc 50W to dość
duża moc – zauważ, jak grzeje się ża−
rówka o mocy 60W czy nawet 40W.
Coś tu nie gra! W naszym małym za−
silaczu na pewno nie wydziela się 50
watów mocy. Nie sprawdzaj tego, wy−
starczy, że ja sprawdziłem – bez obcią−
Ω
Rys. 13
Gdzie tkwi błąd? Czy przy prądzie
zmiennym prawo Ohma nie obowiązuje?
Problem jest ciekawy i ważny.
Prawo Ohma przy prądzie zmiennym
obowiązuje. Prąd jest jednak mały, a to
znaczy, że dla prądu zmiennego uzwoje−
nie transformatora przedstawia duży
Ćwiczenie 10
Dioda Zenera
Zestaw układ według
rysunku 14a
i zmierz napięcie przewodzenia (U
F
) na
diodzie Zenera. Jest takie, jak w zwykłej
diodzie krzemowej.
Jeśli jednak włączysz diodę Zenera
„odwrotnie”, według
rysunku 14b
, cze−
ka Cię niespodzianka. Kontrolka LED
zaświeci, czyli w obwodzie popłynie
prąd. Jeśli masz woltomierz napięcia sta−
łego, zmierz napięcie na diodzie (napię−
cie wsteczne – U
R
). Wynosi tyle, co na−
pięcie nominalne tej diody, z 10% tole−
rancją. W zestawie elementów do tej
wyprawy znajdziesz diodę Zenera 5,6V.
Zmieniaj teraz wartość R1. Zastosuj
wartości 220
procent. Podczas testów modelu pokaza−
nego na
fotografii 10
, bez diody LED,
z diodą Zenera o napięciu 5,1V (C5V1)
uzyskałem wyniki pokazane w tabeli.
. Jasność diody
LED wskazuje, że prąd zmienia się
w bardzo szerokich granicach. A napię−
cie na diodzie Zenera? Zmierz je wolto−
mierzem i przekonaj się, że przy 50−
krotnej, czyli 5000−procentowej zmianie
prądu, zmienia się ono o drobne kilka
Ω
i 10k
Ω
R1 Uwe Uwy (U
R
)
220
Ω
17,1V 5,27V
1k
Ω
18,6V 5,15V
10k
Ω
19,3V 5,02V
Rys. 14
Czy wiesz, że...
Nazwa „dioda Zenera” pocho−
dzi od nazwiska jej wynalazcy, a na−
zwiska, jak wiadomo, piszemy
wielką literą.
Oczywiście są to napięcia transformatora nieob−
ciążonego (w stanie jałowym) – nie uwzględnia−
my tu spadków napięć na rezystancjach pod
wpływem prądu.
W przypadku transformatorów sieciowych
przekładnia nas praktycznie nie interesuje. Nie in−
teresuje nas też liczba zwojów (która wynika
z właściwości rdzenia, a nie z napięć). Napięcie
wejściowe to napięcie sieci energetycznej, wyno−
szące około 220...230V. W katalogu szukamy nie
przekładni, tylko wartości napięcia wyjściowego.
Tylko bez oszukaństwa
W elektronice wszystko działa zgodnie ze ścisłymi
prawami fizyki. Już wiesz, że o napięciu wyjścio−
wym transformatora decydują liczby zwojów,
a właściwie ich stosunek. Aco z prądami i z mocą?
Idealny transformator w stanie jałowym (nie
obciążony) nie powinien pobierać z sieci prądu.
W rzeczywistości pobiera jakiś niewielki prąd. Po
dołączeniu obciążenia, w idealnym przypadku,
Rys. G
Rys. H
Elektronika dla Wszystkich
39
opór. Rezystancja rzeczywiście wynosi
964
Ω
Ω
Ośla łączka
A4 72
Fotografia poniżej
pokazuje kilka układów
scalonych, głównie stabilizatorów. Podstawo−
wym „budulcem” układów scalonych są wła−
śnie tranzystory (bipolarne lub MOSFET−y).
Układ scalony może też zawierać diody, re−
zystory, niewielkie kondensatory, ale w mia−
rę możliwości elementy te są zastępowane
tranzystorami. Praktycznie niemożliwe jest
wykonanie scalonych cewek (chyba że o zni−
komo małej indukcyjności).
Ty sprawdź napięcie U
R
w układzie
z diodą LED według rysunku 14b. Jeśli
chcesz, sprawdź dodatkowo, o ile
zmieni się napięcie przy zmianach tem−
peratury diody. Ogrzewaj diodę suszar−
ką do włosów albo delikatnie lutowni−
cą. Przekonasz się, że zmiany napięcia
pod wpływem zmian temperatury są
niewielkie.
Słusznie więc dioda Zenera nazywana
jest diodą stabilizacyjną lub krótko
stabilizatorem.
Fot. 10
Fot. 7
Ćwiczenie 11
Zasilacz stabilizowany
Proste zasilacze niestabilizowane,
omówione w ćwiczeniu 4, są niedosko−
nałe − napięcie zmniejsza się pod wpły−
wem obciążenia i występują w nim tęt−
nienia. Aby usunąć te wady, dodaje się
układy stabilizujące napięcie wyjściowe.
Na
rysunku 15
znajdziesz schemat
najprostszego stabilizatora, gdzie elemen−
tem stabilizującym napięcie jest dioda Ze−
nera. Zwróć uwagę, że dioda Zenera jest
włączona w typowy dla niej sposób, czy−
li... odwrotnie niż inne diody. Na margine−
sie dodam, że właśnie ze względu na taki
tryb pracy, niektórzy amatorzy stwarzają
zamieszanie, używając nieprecyzyjnych
określeń „plus diody” i „minus diody”.
Zamiast nich należy używać określeń:
anoda, katoda, a wtedy nie będzie proble−
mu. Trzeba tylko pamiętać, że podczas
normalnej pracy w diodach Zenera bar−
dziej dodatnie napięcie występuje na kato−
dzie, odwrotnie niż w innych diodach.
Ze stabilizatora o schemacie z rysunku
15 nie można pobrać dużego prądu – ogra−
niczeniem jest rezystancja R1. Wystarczy
jednak dodać tranzystor(y) według
rysun−
ku 16a lub 16b
, a wydajność prądowa bę−
dzie większa. Napięcie wyjściowe jest
o około 0,6Vmniejsze, niż napięcie na dio−
dzie Zenera. Dawniej stabilizatory o sche−
macie z rysunku 15a wykorzystywano
w praktyce, ale dziś mamy nieporównanie
lepsze rozwiązania.
Fotografia 11
pokazu−
je model, zmontowany prowizorycznie we−
dług rysunku 15bzdiodą C5V1. Bez obcią−
żenia napięcie wyjściowe wynosiło 4,9V.
Z obciążeniem 10k
Ω
(0,5mA) − 4,74V,
zobciążeniem 220
Ω
(20mA) – 4,64V, zob−
ciążeniem 10
Ω
(450mA) – 4,5V.
Rys. 15
moc pierwotna pobierana z sieci powinna być do−
kładnie równa mocy wtórnej, oddawanej do obcią−
żenia. Ilustruje to
rysunek G
. Możemy zapisać
Pwe = Pwy
Uwe*Iwe=Uwy*Iwy
Ajaka konkretnie jest jedna i druga moc?
To zależy od obciążenia. Obciążenie decyduje
o tym, jaka moc jest pobierana z sieci. Przy braku
obciążenia moc pobierana z sieci powinna być
równa zeru.
Teraz chodzi nam jednak o coś innego. Jak
wiesz, w transformatorze występują straty. Po−
wodem są głównie rezystancja uzwojeń oraz tak
zwane straty w rdzeniu. W rezultacie moc pobie−
rana (z sieci) jest zawsze trochę większa od mo−
cy oddawanej do obciążenia. Część mocy jest
tracona w transformatorze, oczywiście w postaci
ciepła.
Jakiego rzędu są to straty? Możesz przyjąć w
przybliżeniu, że traci się około 10...15% mocy.
Zwykle zamiast podawać ile tracimy, podajemy
jaki procent mocy przechodzi do obciążenia.
Oczywiście jest to stosunek mocy wyjściowej do
wejściowej, Nazywamy go
sprawnością
, wyraża−
my w procentach i zwykle oznaczamy małą grec−
ką literką eta (
− eta).
Tranzystor zamiast
grzejnika?
Dopuszczalna moc strat tranzystora jest zawsze dużo
mniejsza od iloczynu maksymalnego prądu kolektora
i maksymalnego napięcia kolektor−emiter. Przykłado−
wo popularne tranzystory BC548, BC558 mają dopu−
szczalną moc strat równą 500mW (0,5W). Taka moc
wydzieli się na przykład wtedy, gdy napięcie kolektor−
emiter wynosi 15V, a prąd kolektora wynosi 33mA.
Zwróć uwagę, że dopuszczalny prąd kolektora
tych tranzystorów wynosi 100mA, a maksymalne
napięcie U
CE0
wynosi 30V (ich iloczyn to
30V*0,1A=3W).
η = Pwy/Pwe
Ilustruje to
rysunek H
.
40
Elektronika dla Wszystkich
η
73
A4
Ośla łączka
Rys. 16
Istnieje nieprzeliczone mnóstwo typów
i rodzajów układów scalonych, pełniących
najróżniejsze zadania wkomputerach, telewizo−
rach, telefonach, itp. Właściwie cała współcze−
sna elektronika, w tym także elektronika kom−
puterowa, opiera się na układach scalonych.
Układ scalony nie ma ustalonego symbo−
lu. Na schematach stosuje się różne symbole,
zwykle w postaci małych prostokątów.
Stabilizatory używane w ćwiczeniach są
elementami stosunkowo prostymi, zawierają−
cymi kilkadziesiąt elementów.
Rysunek na
poprzedniej stronie
pokazuje schemat we−
wnętrzny układu LM317, a następny
rysunek
pokazuje w powiększeniu rozmieszczenie
tych elementów na płytce krzemowej (która
ma wymiary 2,38x2,13mm). W jednej płytce
krzemowej o powierzchni mniejszej niż cen−
tymetr kwadratowy można umieścić dziesiąt−
ki, setki, tysiące, a nawet miliony tranzysto−
rów. Dwie długie, a wąskie fotografie na sa−
mym dole poprzedniej strony pokazują frag−
menty struktury układów scalonych firmy
National Semiconductor. Nieco więcej wia−
domości o układach scalonych podam Ci na
następnej wyprawie.
Fot. 11
Ćwiczenie 12
Typowy zasilacz
stabilizowany
Czy wiesz, że...
Polski uczony, profesor Jan
Czochralski (1885−1953), na początku
XX wieku wynalazł metodę wytwarzania
czystych (mono)kryształów krzemu,
z których produkuje się układy
scalone.
Na
rysunku 17
znajdziesz schemat sta−
bilizatora, powszechnie stosowanego
w praktyce. Taką budowę ma zasilacz
stabilizowany, którego używaliśmy na
poprzednich wyprawach. W zestawie
elementów do tej wyprawy (A04) znaj−
dziesz element oznaczony 7805. Jest to
tak zwany układ scalony – zawiera
w środku kilkadziesiąt tranzystorów i re−
zystorów − kompletny stabilizator.
Jeśli tranzystor pracuje jako przełącznik, nawet
przy prądzie i napięciu maksymalnym moc strat jest
mała. Przykładowo w pierwszym układzie z
rysun−
ku J
w stanie otwarcia tranzystora wydziela się
w nim mniej niż 100mW. Prąd wynosi wprawdzie
100mA, ale napięcie w pełni otwartego (nasycone−
go) tranzystora jest mniejsze niż 1V. Oczywiście
w rezystorze wydziela się aż 3W mocy
(100mA*30V). W stanie zatkania ani w tranzysto−
rze, ani w rezystorze nie wydziela się moc, bo prąd
kolektora jest równy zeru.
Tranzystory mocy w obudowach TO−220 mają
moc strat nawet do 125W (!), ale wszystko zależy
od zastosowanego radiatora. Bez radiatora tranzy−
stor mocy w tej popularnej obudowie TO−220 mo−
że rozproszyć tylko 1,5...2W mocy.
Straty mocy występują także na diodach, oczym
armatorzy często zapominają. W zwykłej diodzie
krzemowej napięcie przewodzenia wynosi przy ma−
łych prądach 0,6V, ale przy większych 0,8V czy na−
wet 1V. Oznacza to, że przy prądzie 3A na takiej
zwykłej diodzie wydzieli się w postaci ciepła moc
około 2,4...3W, co spowoduje silne grzanie.
Lepiej jest z diodą Schottky’ego, w której
przy tym samym prądzie będzie się wydzielać co
najwyżej 1,5W mocy strat.
Moc strat jest ściśle związana
z temperaturą. W sumie chodzi o to,
by nie przekroczyć temperatury około
+150
o
C, bo w wyższych temperatu−
rach radykalnie rośnie ryzyko uszko−
dzenia struktury półprzewodnikowej.
Przy opisywaniu zależności ciepl−
nych w elementach elektronicznych
posługujemy się parametrem zwanym
rezystancją termiczną
, wyrażanym
w stopniach Celsjusza na wat (
o
C/W)
lub wkelwinach na wat (K/W) iozna−
czaną Rthja. Rezystancja termiczna
wskazuje, na ile skutecznie ciepło jest
odprowadzane z półprzewodnikowej
struktury do otoczenia. Oczywiście, czym mniej−
sza ta rezystancja, tym lepiej, bo w elemencie
można wydzielić więcej mocy strat bez ryzyka
przegrzania. Przykładowo rezystancja termiczna
tranzystora BC548(558) wynosi 250K/W, podob−
ny z wyglądu tranzystor BC328(338) ma rezystan−
cję termiczną 200K/W, a tranzystor mocy (TO−
220) bez radiatora − około 60K/W. W przypadku
tranzystorów mocy interesuje nas też rezystancja
termiczna między złączem a obudową. Oznacza
się ją Rthjc; dla tranzystorów w obudowach TO−
220 wynosi 1...1,5K/W. Przy obliczeniach trzeba
dodać do niej rezystancję termiczną użytego radia−
tora. Ten temat wykracza jednak poza ramy Oślej
łączki i nie będziemy go rozwijać.
Reaktancja pojemnościowa
W trakcie poprzednich wypraw sprawdziliśmy, że
kondensator gromadzi energię elektryczną i często
w układach pełni rolę lokalnego, niewielkiego ma−
gazynku energii. To jeden z obszarów zastosowań
kondensatorów.
Budowa i symbol kondensatora wskazują, że ze
względu na obecność izolatora nie może przezeń pły−
nąć prąd stały. Teraz, podczas ćwiczenia 8 okazało
się, że przez kondensator może płynąć prąd zmienny.
Przy prądzie zmiennym kondensator zacho−
wuje się jak opornik o oporności zależnej od
Rys. J
Elektronika dla Wszystkich
85
[ Pobierz całość w formacie PDF ]