Elektronikai alkatrészek
Tartalomjegyzék
Passzív alkatrészek
Ellenállás
Az ellenállás mértékegysége az ohm, jele a görög omega: Ω.
Az ellenálláson átfolyó áram hatására az ellenállás két vége közt feszülség mérhető. Az ellenálláson eső feszültség kiszámítása: [math]U=R*I[/math], ahol U az ellenálláson eső feszültség (volt), R az ellenálllás (ohm), I pedig az áram (amper).
A képletet átrendezve azt is kiszámíthatjuk, hogy ha egy adott pontban valamekkora feszültség esik, és egy bizonyos nagyságú áramot szeretnénk, hogy átfollyon (például egy LED meghajtásához), akkor [math]R=\frac{U}{I}[/math] képlettel határozhatjuk meg a szükséges ellenállást.
Amennyiben ismert az ellenállás és a feszültség, akkor az áramot az [math]I=\frac{U}{R}[/math] összefüggéssel határozhatjuk meg.
Példa: Egy 4,5 V-os laposelemről szeretnénk egy LED-et meghajtani. Azt tudjuk, hogy 5 mA árammal szeretnénk hajtani és azt is, hogy 1,7 V esik a LED diódán ekkora áram hatására.
Mekkora ellenállás kell?
Megoldás: Az ellenállás és a LED sorba van kapcsolva. Ezáltal a rajta eső feszültségek összege lesz mérhető a LED vége és az ellenállás vége között, [math]U_t=U_D+U_R[/math]. Ebből meghatározzuk [math]U_R[/math]-t. [math]U_R=4,5 V - 1,7V = 2,8 V[/math] -ra adódik.
Mekkora ellenállást kell választanunk, ha azt tudjuk, hogy 10 mA-t kell átengednie 2,8 V-os kapocsfeszültség esetén?
[math]R=\frac{U}{I}=\frac{2,8 V}{0.005 A} = 560 \Omega[/math].
Kondenzátor
A kondenzátor szintén egy fontos építőelem. Feladata:
- energiatárolás (rövidtávú)
- zajsimitás (váltakozóáramú komponensek csillapítása)
- egyenáramú komponens leválasztása
- induktivitással összekapcsolva rádiófrekvenciás frekvenciaszűrőt készíthetünk
- ellenállással összekapcsolva hangfrekvenciás szűrő készíthető
A kapacitás alapfogalma:
[math]C = \varepsilon * \frac{A}{d}[/math], ahol a
- C a kapacitás, mértékegysége a Farad (F)
- epszilon a permittivitás
- A az egymással szemben álló fegyverzetek területe
- d a fegyverzetek közti távolság
Négány permittivitás:
- Vákum: 1
- Levegő: 1,00059
- Fém: 1
- Gumi: 2,5 ... 3,5
- Üveg: 5 ... 7
- Kerámia: 9,5 ... 100
- Desztillált víz: 81
- Báriumtitanát: 103 ... 104
Kondenzátor egyenáramú körben: A kondenzátor által tárolt töltés: [math]Q = C * U[/math], azaz a kapacitás szorozva a feszültséggel.
A tárolt energia: [math]E=\frac{1}{2}CU^2[/math]
Megjegyzés: A töltés az az áram időbeli integrálja, azaz Q = I * t ahol t az idő és I az áram. Az összefüggés átrendezésével kiszámítható, hogy egy adott töltöttségű kondenzátor mennyi ideig süthető ki egy adott áramerősséggel.
Kondenzátor váltakozó áramú körben:
A kondenzátorra váltakozóáramú jelet kapcsolva látszólagos ellenállást mutat. Az értéke:
[math]X_c=\frac{1}{2\pi f C}[/math], ahol f a frekvencia és C a kapacitás. Az Xc pedig a képzetes ellenállás.
Példa: egy 10 nF -os kondenzátor 455 kHz-en mekkora képzetes ellenállást mutat?
Megoldás: [math]X_c=\frac{1}{2\pi f C} = \frac{1}{6.283*455*10^3*10*10^{-9}}= 34,98 \Omega[/math]