Конденсатор резистор. RC-цепи: применение конденсаторов и резисторов в электронике

Как работают RC-цепи. Зачем нужны конденсаторы и резисторы в электронных схемах. Какие бывают типы RC-цепей и для чего они используются. Как рассчитать параметры RC-цепи.

Принцип работы RC-цепей

RC-цепь — это простейшая электронная схема, состоящая из резистора (R) и конденсатора (C). Несмотря на свою простоту, RC-цепи обладают рядом полезных свойств и широко применяются в электронике.

Основной принцип работы RC-цепи заключается в том, что конденсатор накапливает и отдает электрический заряд, а резистор ограничивает ток в цепи. За счет этого в RC-цепи происходят переходные процессы заряда и разряда конденсатора.

Процесс заряда конденсатора в RC-цепи

При подаче напряжения на RC-цепь конденсатор начинает заряжаться через резистор. Процесс заряда происходит не мгновенно, а по экспоненциальному закону:

• В начальный момент ток заряда максимален, а напряжение на конденсаторе равно нулю
• По мере заряда конденсатора ток уменьшается, а напряжение на конденсаторе растет
• Через время 5τ (где τ = RC — постоянная времени цепи) конденсатор заряжается примерно на 99% от напряжения источника

Процесс разряда конденсатора

При отключении напряжения питания конденсатор начинает разряжаться через резистор. Разряд также происходит по экспоненциальному закону:

• В начальный момент ток разряда максимален
• По мере разряда ток уменьшается, а напряжение на конденсаторе падает
• Через время 5τ напряжение на конденсаторе уменьшается примерно до 1% от начального

Основные типы RC-цепей и их применение

В зависимости от способа включения резистора и конденсатора различают два основных типа RC-цепей:

Интегрирующая RC-цепь

В интегрирующей RC-цепи конденсатор включен параллельно выходу, а резистор — последовательно входу. Такая цепь обладает следующими свойствами:

• Сглаживает входной сигнал, работая как фильтр низких частот
• Интегрирует входной сигнал (отсюда название)
• Создает задержку фронта импульсов

Интегрирующие RC-цепи применяются для:

• Фильтрации высокочастотных помех
• Выделения постоянной составляющей сигнала
• Формирования импульсов
• Создания временных задержек

Дифференцирующая RC-цепь

В дифференцирующей RC-цепи конденсатор включен последовательно входу, а резистор — параллельно выходу. Свойства такой цепи:

• Пропускает только переменную составляющую сигнала
• Дифференцирует входной сигнал
• Выделяет фронты импульсов

Дифференцирующие RC-цепи используются для:

• Выделения переменной составляющей сигнала
• Формирования коротких импульсов
• Детектирования фронтов импульсов
• Частотной коррекции усилителей

Расчет параметров RC-цепей

При проектировании RC-цепей важно правильно рассчитать номиналы резистора и конденсатора. Основные формулы для расчета:

• Постоянная времени: τ = RC
• Частота среза: f = 1 / (2πRC)
• Коэффициент передачи на частоте f: K = 1 / √(1 + (2πfRC)²)

При выборе номиналов следует учитывать:

• Требуемую частоту среза или постоянную времени
• Допустимый ток через резистор
• Рабочее напряжение конденсатора
• Доступность компонентов в стандартных номиналах

Применение RC-цепей в электронных устройствах

RC-цепи находят широкое применение в самых разных электронных устройствах:

В источниках питания

• Сглаживающие фильтры для уменьшения пульсаций
• Снабберы для защиты от выбросов напряжения

В аналоговых схемах

• Фильтры низких и высоких частот
• Цепи частотной коррекции в усилителях
• Интеграторы и дифференциаторы

В цифровых схемах

• Цепи сброса микроконтроллеров
• Подавление дребезга контактов
• Формирование импульсов

В измерительной технике

• Интегрирующие АЦП
• Детекторы пиковых значений
• Измерители временных интервалов

Особенности применения RC-цепей

При использовании RC-цепей в реальных схемах следует учитывать ряд факторов:

Паразитные параметры компонентов

Реальные резисторы и конденсаторы обладают паразитными индуктивностями и емкостями, которые могут влиять на работу схемы на высоких частотах. Для минимизации этого эффекта рекомендуется:

• Использовать компоненты с малыми паразитными параметрами
• Применять SMD-компоненты для высокочастотных схем
• Правильно выполнять монтаж, минимизируя длину проводников

Температурная зависимость

Характеристики RC-цепей могут меняться при изменении температуры из-за температурных коэффициентов резисторов и конденсаторов. Для уменьшения температурной зависимости можно:

• Использовать компоненты с малыми температурными коэффициентами
• Применять схемы температурной компенсации
• Выбирать номиналы с учетом рабочего диапазона температур

Точность номиналов

Разброс номиналов резисторов и конденсаторов может приводить к отклонению характеристик RC-цепей от расчетных. Для повышения точности рекомендуется:

• Использовать компоненты с малым допуском (1% и менее)
• Применять подстроечные компоненты для точной настройки
• Проводить отбор компонентов по фактическим значениям

Моделирование RC-цепей

Для анализа работы RC-цепей и оптимизации их параметров широко используется компьютерное моделирование. Основные методы моделирования:

Аналитические расчеты

Для простых RC-цепей можно провести аналитический расчет с использованием формул. Этот метод позволяет быстро оценить основные параметры цепи, но не учитывает многие реальные факторы.

SPICE-моделирование

Программы SPICE-моделирования (например, LTspice, TINA-TI) позволяют провести точный анализ RC-цепей с учетом реальных параметров компонентов. С помощью SPICE можно получить:

• Временные диаграммы переходных процессов
• Частотные характеристики
• Результаты анализа на постоянном токе

Математическое моделирование

Для сложных схем с RC-цепями может применяться математическое моделирование в таких средах как MATLAB или Python. Этот подход позволяет:

• Проводить оптимизацию параметров
• Анализировать статистические характеристики
• Исследовать нелинейные эффекты

Современные тенденции в применении RC-цепей

Несмотря на простоту, RC-цепи продолжают активно использоваться в современной электронике. Некоторые актуальные направления их применения:

Активные RC-фильтры

Комбинация RC-цепей с операционными усилителями позволяет создавать активные фильтры с улучшенными характеристиками. Преимущества активных RC-фильтров:

• Возможность реализации фильтров высоких порядков
• Низкое выходное сопротивление
• Возможность усиления сигнала

Аналоговые вычислительные схемы

RC-цепи используются в аналоговых вычислительных устройствах для выполнения операций интегрирования и дифференцирования. Это находит применение в:

• Аналоговых компьютерах
• ПИД-регуляторах
• Аналоговых симуляторах физических процессов

Схемы тактирования

RC-генераторы на основе компараторов или логических элементов широко применяются для получения тактовых сигналов в цифровых устройствах. Их преимущества:

• Простота реализации
• Низкая стоимость
• Возможность перестройки частоты

Заключение

RC-цепи, несмотря на свою простоту, являются важным элементом современной электроники. Они находят применение в самых разных устройствах — от простейших фильтров до сложных аналоговых вычислительных схем. Понимание принципов работы RC-цепей и умение их рассчитывать — важный навык для любого разработчика электронной аппаратуры.

Конденсатор и RC цепочка | Электроника для всех

Если соединить резистор и конденсатор, то получится пожалуй одна из самых полезных и универсальных цепей.
 

О многочисленных способах применения которой я сегодня и решил рассказать. Но вначале про каждый элемент в отдельности:
 

Резистор — его задача ограничивать ток. Это статичный элемент, чье сопротивление не меняется, про тепловые погрешности сейчас не говорим — они не слишком велики. Ток через резистор определяется законом ома — I=U/R, где U напряжение на выводах резистора, R — его сопротивление.
 

Конденсатор штука поинтересней. У него есть интересное свойство — когда он разряжен то ведет себя почти как короткое замыкание — ток через него течет без ограничений, устремляясь в бесконечность. А напряжение на нем стремится к нулю. Когда же он заряжен, то становится как обрыв и ток через него течь перестает, а напряжение на нем становится равным заряжающему источнику. Получается интересная зависимость — есть ток, нет напряжения, есть напряжение — нет тока.

 

Чтобы визуализировать себе этот процесс, представь ган… эмм.. воздушный шарик который наполняется водой. Поток воды — это ток. Давление воды на упругие стенки — эквивалент напряжения. Теперь смотри, когда шарик пуст — вода втекает свободно, большой ток, а давления еще почти нет — напряжение мало. Потом, когда шарик наполнится и начнет сопротивляться давлению, за счет упругости стенок, то скорость потока замедлится, а потом и вовсе остановится — силы сравнялись, конденсатор зарядился. Есть напряжение натянутых стенок, но нет тока!
 

Теперь, если снять или уменьшить внешнее давление, убрать источник питания, то вода под действием упругости хлынет обратно. Также и ток из конденсатора потечет обратно если цепь будет замкнута, а напряжение источника ниже чем напряжение в конденсаторе.
 

Емкость конденсатора. Что это?
Теоретически, в любой идеальный конденсатор можно закачать заряд бесконечного размера. Просто наш шарик сильней растянется и стенки создадут большее давление, бесконечно большое давление.
А что же тогда насчет Фарад, что пишут на боку конденсатора в качестве показателя емкости? А это всего лишь зависимость напряжения от заряда (q = CU). У конденсатора малой емкости рост напряжения от заряда будет выше.
 

Представь два стакана с бесконечно высокими стенками. Один узкий, как пробирка, другой широкий, как тазик. Уровень воды в них — это напряжение. Площадь дна — емкость. И в тот и в другой можно набузолить один и тот же литр воды — равный заряд. Но в пробирке уровень подскочит на несколько метров, А в тазике будет плескаться у самого дна. Также и в конденсаторах с малой и большой емкостью.

Залить то можно сколько угодно, но напряжение будет разным.
 

Плюс в реале у конденсаторов есть пробивное напряжение, после которого он перестает быть конденсатором, а превращается в годный проводник 🙂
 

А как быстро заряжается конденсатор?
В идеальных условиях, когда у нас бесконечно мощный источник напряжения с нулевым внутренним сопротивлением, идеальные сверхпроводящие провода и абсолютно безупречный конденсатор — этот процесс будет происходить мгновенно, с временем равным 0, равно как и разряд.
 

Но в реальности всегда существуют сопротивления, явные — вроде банального резистора или неявные, такие как сопротивление проводов или внутреннее сопротивление источника напряжения.
В этом случае скорость заряда конденсатора будет зависить от сопротивлений в цепи и емкости кондера, а сам заряд будет идти по экспоненциальному закону.
 

 

А у этого закона есть пара характерных величин:

• Т — постоянная времени, это время при котором величина достигнет 63% от своего максимума. 63% тут взялись не случайно, тут прямая завязка на такую формулу VALUE_T=max—1/e*max.
• 3T — а при троекратной постоянной значение достигнет 95% своего максимума.

 

Постоянная времени для RC цепи Т=R*C.
 

Чем меньше сопротивление и меньше емкость, тем быстрей конденсатор заряжается. Если сопротивление равно нулю, то и время заряда равно нулю.
 

Рассчитаем за сколько зарядится на 95% конденсатор емкостью 1uF через резистор в 1кОм:
T= C*R = 10^-6 * 10³ = 0.001c
3T = 0.003c через такое время напряжение на конденсаторе достигнет 95% от напряжения источника.
 

Разряд пойдет по тому же закону, только вверх ногами. Т.е. через Твремени в на конденсаторе остаенется всего лишь 100% — 63% = 37% от первоначального напряжения, а через 3T и того меньше — жалкие 5%.
 

Ну с подачей и снятием напряжения все ясно. А если напряжение подали, а потом еще ступенчато подняли, а разряжали также ступеньками? Ситуация тут практически не изменится — поднялось напряжение, конденсатор дозарядился до него по тому же закону, с той же постоянной времени — через время 3Т его напряжение будет на 95% от нового максимума.
Чуть понизилось — подразрядился и через время 3Т напряжение на нем будет на 5% выше нового минимума.
Да что я тебе говорю, лучше показать. Сварганил тут в мультисиме хитровыдрюченный генератор ступечнатого сигнала и подал на интегрирующую RC цепочку:

 

Видишь как колбасится 🙂 Обрати внимание, что и заряд и разряд, вне зависимости от высоты ступеньки, всегда одной длительности!!!
 

А до какой величины конденсатор можно зарядить?
В теории до бесконечности, этакий шарик с бесконечно тянущимися стенками. В реале же шарик рано или поздно лопнет, а конденсатор пробьет и закоротит. Вот поэтому у всех конденсаторов есть важный параметр — предельное напряжение. На электролитах его часто пишут сбоку, а на керамических его надо смотреть в справочниках. Но там оно обычно от 50 вольт. В общем, выбирая кондер надо следить, чтобы его предельное напряжение было не ниже того которое в цепи. Добавлю что при расчете конденсатора на переменное напряжение следует выбирать предельное напряжение в 1.4 раза выше. Т.к. на переменном напряжении указывают действующее значение, а мгновенное значение в своем максимуме превышает его в 1.4 раза.
 

Что следует из вышеперечисленного? А то что если на конденсатор подать постоянное напряжение, то он просто зарядится и все. На этом веселье закончится.
 

А если подать переменное? То очевидно, что он будет то заряжаться, то разряжаться, а в цепи будет туда и обратно гулять ток. Движуха! Ток есть!
 

Выходит, несмотря на физический обрыв цепи между обкладками, через конденсатор легко протекает переменный ток, а вот постоянному слабо.
 

Что нам это дает? А то что конденсатор может служить своего рода сепаратором, для разделения переменного тока и постоянного на соответствующие составляющие.
 

Любой изменяющийся во времени сигнал можно представить как сумму двух составляющих — переменной и постоянной.

Например, у классической синусоиды есть только переменная часть, а постоянная равна нулю. У постоянного же тока наоборот. А если у нас сдвинутая синусоида? Или постоянная с помехами?
 

Переменная и постоянная составляющие сигнала легко разделяются!
Чуть выше я тебе показал как конденсатор дозаряжается и подразряжается при изменениях напряжения. Так что переменная составляющая сквозь кондер пройдет на ура, т.к. только она заставляет конденсатор активно менять свой заряд. Постоянная же как была так и останется и застрянет на конденсаторе.
 

Но чтобы конденсатор эффективно разделял переменную составляющую от постоянной частота переменной составляющей должна быть не ниже чем 1/T
 

Возможны два вида включения RC цепочки:
Интегрирующая и дифференцирующая. Они же фильтр низких частот и фильтр высоких частот.
 

Фильтр низких частот без изменений пропускает постоянную составляющую (т.к. ее частота равна нулю, ниже некуда) и подавляет все что выше чем 1/T. Постоянная составляющая проходит напрямую, а переменная составляющая через конденсатор гасится на землю.
Такой фильтр еще называют интегрирующей цепочкой потому, что сигнал на выходе как бы интегрируется. Помнишь что такое интеграл? Площадь под кривой! Вот тут она и получается на выходе.
 

Как здесь вычисляется постоянная составляющая? А с виду и не скажешь, но надо помнить, что любой периодически сигнал раскладывается в ряд Фурье, превращаясь в сумму из постоянной составляющей и пачки синусоид разной частоты и амплитуды.
 

Фильтр высоких частот работает наоборот. Он не пускает постоянную составляющую (т.к. ее частота слишком низка — 0) — ведь конденсатор для нее равносилен обрыву, а вот переменная пролазит через кондер без проблем.

А дифференцирующей цепью ее называют потому, что на выходе у нас получается дифференциал входной функции, который есть не что иное как скорость изменения этой функции.

• На участке 1 происходит заряд конденсатора, а значит через него идет ток и на резисторе будет падение напряжения.
• На участке 2 происходит резкое увеличение скорости заряда, а значит и ток резко возрастет, а за ним и падение напряжения на резисторе.
• На участке 3 конденсатор просто удерживает уже имеющийся потенциал. Ток через него не идет, а значит на резисторе напряжение тоже равно нулю.
• Ну и на 4м участке конденсатор начал разряжаться, т.к. входной сигнал стал ниже чем его напряжение. Ток пошел в обратную сторону и на резисторе уже отрицательное падение напряжения.

А если подать на вход прямоугольнй импульс, с очень крутыми фронтами и сделать емкость конденсатора помельче, то увидим вот такие иголки:

Вверху идет осциллограма того что на входе, внизу то что на выходе дифференциальной цепи.
Как видишь, тут мощные всплески на фронтах. Оно и понятно, в этом месте функция меняется резко, а значит производная (скорость изменения) этой функции велика, на пологих участках сигнал константа и его производная, скорость изменения, равна нулю — на графике ноль.
 

А если загнать в дифференциатор пилу, то на выходе получим…

прямоугольник. Ну, а чо? Правильно — производная от линейной функции есть константа, наклон этой функции определяет знак константы.
 

Короче, если у тебя сейчас идет курс матана, то можешь забить на богомерзкий Mathcad, отвратный Maple, выбросить из головы матричную ересь Матлаба и, достав из загашников горсть аналоговой рассыпухи, спаять себе истинно ТРУЪ аналоговый компьютер 🙂 Препод будет в шоке 🙂
 

Правда на одних только резисторах кондерах интеграторы и диффернциаторы обычно не делают, тут юзают операционные усилители. Можешь пока погуглить на предмет этих штуковин, любопытная вещь 🙂
 

А вот тут я подал обычный приямоугольный сигнал на два фильтра высоких и низких частот. А выходы с них на осциллограф:

И вот что получилось на осциллографе:

Вот, чуть покрупней один участок:

>

Как видишь, на одном срезало постоянную составляющую, на другом переменную.
 

Ладно, что то мы отвлеклись от темы.
 

Как еще можно применить RC цепь?
Да способов много. Часто ее используют не только в качестве фильтров, но и как формирователи импульсов. Например, на сбросе контроллера AVR, если надо чтобы МК стартанул не сразу после включения питания, а с некоторой выдержкой:

При старте кондер разряжен, ток через него вваливат на полную, а напряжение на нем мизерное — на входе RESET сигнал сброса. Но вскоре конденсатор зарядится и через время Т его напряжение будет уже на уровне логической единицы и на RESET перестанет подаваться сигнал сброса — МК стартанет.
А для AT89C51 надо с точностью наоборот RESET организовать — вначале подать единицу, а потом ноль. Тут ситуация обратная — пока кондер не заряжен, то ток через него течет большой, Uc — падение напряжения на нем мизерное Uc=0. А значит на RESET подается напряжение немногим меньше напряжения питания Uпит-Uc=Uпит.
Но когда кондер зарядится и напряжение на нем достигнет напряжения питания (Uпит=Uс), то на выводе RESET уже будет Uпит-Uc=0
 

Аналоговые измерения
Но фиг сними с цепочками сброса, куда прикольней использовать возможность RC цепи для замера аналоговых величин микроконтроллерами в которых нет АЦП.
Тут используется тот факт, что напряжение на конденсаторе растет строго по одному и тому же закону — экспоненте. В зависимости от кондера, резистора и питающего напряжения. А значит его можно использовать как опорное напряжение с заранее известными параметрами.
 

Работает просто, мы подаем напряжение с конденсатора на аналоговый компаратор, а на второй вход компаратора заводим измеряемое напряжение. И когда хотим замерить напряжение, то просто вначале дергаем вывод вниз, чтобы разрядить конденсатор. Потом возвращем его в режим Hi-Z, cбрасываем и запускаем таймер. А дальше кондер начинает заряжаться через резистор и как только компаратор доложит, что напряжение с RC догнало измеряемое, то останавливаем таймер.

Зная по какому закону от времени идет возрастание опорного напряжения RC цепи, а также зная сколько натикал таймер, мы можем довольно точно узнать чему было равно измеряемое напряжение на момент сработки компаратора. Причем, тут не обязательно считать экспоненты. На начальном этапе зарядки кондера можно предположить, что зависимость там линейная. Или, если хочется большей точности, аппроксимировать экспоненту кусочно линейными функциями, а по русски — отрисовать ее примерную форму несколькими прямыми или сварганить таблицу зависимости величины от времени, короче, способов вагон просто.
 

Если надо заиметь аналоговую крутилку, а АЦП нету, то можно даже компаратор не юзать. Дрыгать ножкой на которой висит конденсатор и давать ему заряжаться через перменный резистор.
 

По изменению Т, которая, напомню T=R*C и зная что у нас С = const, можно вычислить значение R. Причем, опять же необязательно подключать тут математический аппарат, в большинстве случаев достаточно сделать замер в каких-нибудь условных попугаях, вроде тиков таймера. А можно пойти другим путем, не менять резистор, а менять емкость, например, подсоединяя к ней емкость своего тела… что получится? Правильно — сенсорные кнопки!
 

Если что то непонятно, то не парься скоро напишу статью про то как прикрутить к микроконтроллеру аналоговую фиговину не используя АЦП. Там подробно все разжую.
 

Теперь, думаю, ты понял за что я так люблю RC цепочки и почему на моей отладочной плате PinBoard их несколько и с разными параметрами 🙂
 

знакомство с радиодеталями

главная основы элементы примеры расчетов любительская технология общая схемотехника радиоприем конструкции для дома и быта связная аппаратура телевидение справочные данные измерения обзор радиолюбительских схем в журналах обратная связь       реклама

резисторы и конденсаторы     полупроводниковые приборы    акустические приборы     микросхемы     солнечные фотоэлементы      SMD компоненты    реле электромагнитные  полупроводниковые оптоприборы                 ЗНАКОМСТВО С РАДИОДЕТАЛЯМИ Какие только детали не понадобятся для изготовления предлагаемых конструкций! Здесь и резисторы, и транзисторы, и конденсаторы, и диоды, и выключатели. .. Из многообразия радиодеталей надо уметь быстро отличить по внешнему виду нужную, расшифровать надпись на ее корпусе, определить выводы. О том, как это сделать, и будет кратко рассказано ниже. Более же подробные сведения о радиодеталях вы найдете в описании конструкций самоделок. Резистор. Эта деталь встречается практически в каждой конструкции. Представляет собой фарфоровую трубочку (или стержень), на которую снаружи напылена тончайшая пленка металла или сажи (углерода). Резистор обладает сопротивлением и используется для того, чтобы установить нужный ток в электрической цепи. Вспомните пример с резервуаром: изменяя диаметр трубы (сопротивление нагрузки), можно получить ту или иную скорость потока воды (электрический ток различной силы). Чем тоньше пленка на фарфоровой трубочке или стержне, тем больше сопротивление току. На схемах резистор обозначается латинской буквой R (от слова Resistans — сопротивляться). Резисторы бывают постоянные и переменные. Из постоянных чаще всего используют резисторы типа МЛТ (металлизированное лакированное теплостойкое), ВС (влагостойкое сопротивление), УЛМ (углеродистое лакированное малогабаритное), из переменных — СП (сопротивление переменное) и СПО (сопротивление переменное объемное). Резисторы различают по сопротивлению и мощности. Сопротивление, как вы уже знаете, измеряют в омах, килоомах и мегаомах. Мощность же выражают в ваттах и обозначают эту единицу буквами Вт. Резисторы разной мощности отличаются размерами. Чем больше мощность резистора, тем больше его размеры.   Сопротивление резистора проставляют на схемах рядом с его условным обозначением. Если сопротивление менее 1 кОм, цифрами указывают число ом без единицы измерения. При сопротивлении 1 кОм и более — до 1 МОм указывают число килоом и ставят рядом букву «к». Сопротивление 1 МОм и выше выражают числом мегаом с добавлением буквы «М». Например, если на схеме рядом с обозначением резистора написано 510, значит, сопротивление резистора 510 Ом. Обозначениям 3,6 к и 820 к соответствует сопротивление 3,6 кОм и 820 кОм. Надпись на схеме 1 М или 4,7 М означает, что используются сопротивления 1 МОм -и 4,7 МОм. В отличие от постоянных резисторов, имеющих два вывода, у переменных резисторов таких выводов три. На схеме указывают сопротивление между крайними выводами переменного резистора. Сопротивление же между средним выводом и крайними изменяется при вращении выступающей наружу оси резистора. Причем, когда ось поворачивают в одну сторону, сопротивление между средним выводом и одним из крайних возрастает, соответственно уменьшаясь между средним выводом и другим крайним. Когда же ось поворачивают обратно, происходит обратное явление. Это свойство переменного резистора используется, например, для регулирования громкости звука в усилителях, приемниках, электрофонах. К группе резисторов относятся и так называемые терморезисторы. В принципе, у любого резистора имеется определенная зависимость номинала от окружающей температуры. Эта зависимость называется Температурный Коэффициент Сопротивления — сокращенно — ТКС и носит величину в процентах на градус (как правило — градус Цельсия!). В процессе изготовления стараются снизить ТКС у резисторов до минимума…  Довольно высокий ТКС имеют некоторые металлы (например — медь). Это свойство часто используется для контроля за температурой внутри аппаратуры, а также дает возможность косвенным путем вычислить температуру, например, силового трансформатора или электродвигателя. Используя некоторые из полупроводниковых материалов можно создать терморезисторы как с положительным, так и с отрицательным ТКС. Резисторы с положительным ТКС часто используют в цепях защиты аппаратуры от перегрева. При увеличении температуры сопротивление такого резистора увеличивается до величины иногда в несколько раз большей, чем начальная, что ограничивает ток, например в цепи пусковой обмотки электродвигателя… Терморезисторы с отрицательным ТКС часто используются для обеспечения так называемого «мягкого» пуска электродвигателей а также для продления службы обычных ламп накаливания. Такой резистор при комнатной температуре имеет некоторое начальное сопротивление, уменьшающееся в процессе нагрева. Таким образом мы имеем некоторое ограничение пускового тока… Справочные данные некоторых из отечественных терморезисторов можно скачать  по этой ссылке. Конденсатор. Надо сказать, что эту деталь, как и резистор, можно увидеть во многих самоделках. Как правило, самый простой конденсатор — это две металлические пластинки (обкладки) и воздух между ними. Вместо воздуха может быть фарфор, слюда или другой материал, не проводящий ток. Если резистор пропускает постоянный ток, то через конденсатор он не проходит. А вот переменный ток через конденсатор проходит. Благодаря такому свойству конденсатор ставят там, где нужно отделить постоянный ток от переменного. Как вы знаете, у резистора основной параметр — сопротивление, у конденсатора же — емкость. Конденсаторы бывают постоянной и переменной емкости. У переменных конденсаторов емкость изменяется при вращении выступающей наружу оси. Кроме этих двух типов, в наших конструкциях используется еще одна разновидность конденсаторов — подстроечный. Обычно его устанавливают в то или иное устройство для того, чтобы при налаживании точнее подобрать нужную емкость и больше конденсатор не трогать. В любительских конструкциях подстроечный конденсатор нередко используют как переменный — он дешев и доступен. На схемах конденсатор обозначается буквой С (от латинского слова Capacitor — накопитель). Единица емкости - микрофарада (мкФ) взята за основу в радиолюбительских конструкциях и в промышленной аппаратуре. Но чаще употребляется другая единица — пикофарада (пФ), миллионная доля микрофарады. На схемах вы встретите и ту, и другую единицу. Причем емкость до 9100 пФ включительно указывают на схемах в пикофарадах, а свыше — в микрофарадах. Если, например, рядом с условным обозначением конденсатора написано «27», «510» или «6800», значит, емкость конденсатора соответственно 27, 510 или 6800 пФ. А вот цифры 0,015, 0,25 или 1,0 свидетельствуют о том, что емкость конденсатора составляет соответствующее число микрофарад. Типов конденсаторов очень много. Они отличаются материалом между пластинами и конструкцией. Бывают конденсаторы воздушные, слюдяные, керамические и др. Одна из разновидностей постоянных конденсаторов — электролитический. Такие конденсаторы выпускают большой емкости — от 0,5 до 68000 мкФ.  На схемах для них указывают не только емкость, но и максимальное напряжение, на которое их можно использовать . Например, надпись 5,0×10 В означает, что конденсатор емкостью 5 мкФ нужно взять на напряжение 10 В. Необходимо иметь в виду, что электролитичесие конденсаторы (за исключением специально изготовленных, так называемых «неполярных»!) не могут работать в цепях переменного тока значительной величины! Использование полярных электролитических конднсаторов в цепях переменного тока приводит к их разрушению и даже к  взрыву!!! Для переменных или подстроечных конденсаторов на схеме указывают крайние значения емкости, которые получаются, если ось конденсатора повернуть от одного крайнего положения до другого или вращать вкруговую (как у подстроечных конденсаторов). Например, надпись 5 — 180 свидетельствует о том, что в одном крайнем положении оси емкость конденсатора составляет 5 пФ, а в другом — 180 пФ. При плавном повороте из одного положения в другое емкость конденсатора будет также плавно изменяться от 5 до 180 пФ или от 180 до 5 пФ. Номинальные значения емкости конденсаторов и сопротивления резисторов показаны на рисунке внизу: Цифры номиналов зависят от допустимого отклонения (получается при изготовлении и последующей отбраковки элементов) от номинального значения в процентах.                                                      вверх

Резисторы.

Конденсаторы — презентация онлайн

Похожие презентации:

Компоненты электроники

Основы электроники. Резисторы

Пассивные элементы электронных схем. Резисторы. (Лекция 3)

Конденсаторы. Обозначения и виды конденсаторов

Резистор, конденсатор, катушка индуктивности в цепи переменного тока

Конденсаторы: виды, характеристики

Дисциплина — Радиоматериалы и радиокомпоненты. Лекция 5. Пассивные компоненты. Резисторы

Пассивные компоненты. Конденсаторы

Термины и определения предметной области

Конденсаторы. Классификация конденсаторов

Тема:
Резисторы. Конденсаторы.
Рези́ стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) —
пассивный элемент электрических цепей, обладающий
определённым или переменным значением электрического
сопротивления, предназначенный для линейного
преобразования силы тока в напряжение и напряжения в
силу тока, ограничения тока, поглощения электрической
энергии и др.

4. Классификация резисторов

Общего назначения
РЕЗИСТОРЫ
По изменению
сопротивления
Специальные
Высокоомные
Больше 1 Мом
Высоковольтные
Десятки КВ
По способу
монтажа
Навесные
Постоянные
SMD
Переменные
регулировочные
Высокочастотные
Сотни МГц
Прецизионные
От 0.001 до 1%
По виду ВАХ
Переменные
подстроечные
Линейные
Нелинейные
Основное назначение резисторов – преобразовать напряжение в ток и наоборот
Резистор – ток пропорционален напряжению.

5. Характеристики резисторов

Номинальное сопротивление, — основной параметр.
Предельная рассеиваемая мощность.
Температурный коэффициент сопротивления.
Допустимое отклонение сопротивления от номинального значения
(технологический разброс в процессе изготовления).
• Предельное рабочее напряжение.
• Избыточный шум.
Некоторые характеристики существенны при проектировании устройств,
работающих на высоких и сверхвысоких частотах, это:
• Паразитная ёмкость.
• Паразитная индуктивность.

6. Обозначение резисторов в схемах

Постоянный резистор без указания мощности
Постоянный резистор P = 0.05 Bt
Постоянный резистор P = 0.125 Bt
Постоянный резистор P = 0.25 Bt
R1
Переменный резистор
Фоторезистор
Терморезистор
R2 500

7. Корпуса резисторов

SMD
Постоянный
навесной
SMD-технология (от англ. surface mounted device)
Переменный проволочный
На керамике
Переменный регулировочный

8. Маркировка импортных навесных резисторов

9. Маркировка отечественных навесных резисторов

10. Размеры SMD корпусов резисторов

11. Маркировка номиналов SMD резисторов

1. Маркировка 3-мя цифрами.
Первые две цифры указывают значение в омах, последняя –
количество нулей. Распространяется на резисторы из ряда Е-24,
допуском 1 % и 5%, типоразмеров 0603, 0805 и1206.
Пример: 103 = 10 000 = 10 кОм
2. Маркировка 4-мя цифрами.
Первые три цифры указывают значения в омах последняя –
количество нулей. Распространяется на резисторы из ряда Е-96,
допуском 1% , типоразмеров 0805 и 1206. Буква R играет роль
децимальной запятой.
Пример: 4402 = 440 00 = 44 кОм
3. Маркировка 3-мя символами.
Первые два символа – цифры, указывающие значение
сопротивления в омах, взятые из нижеприведенной таблицы
последний символ — буква, указывающая значение множителя:
S=10-2; R=10-1; B=10; C=102; D=103; E=104; F=105.
Распространяется на резисторы из ряда Е-96, допуском 1%,
типоразмером 0603.
Пример: 10C = 124 x 10² = 12.4 кОм

12. Как узнать, какой у нас резистор?

13. Пример на цветовую маркировку

Скажите сами, какое
сопротивление у этого
резистора!

14. Разберем примеры

Цвет
как число
как множитель
серебристый
—
1·10−2 = «0,01»
золотой
—
1·10−1 = «0,1»
чёрный
0
1·100 = 1
коричневый
1
1·101 = «10»
красный
2
1·10² = «100»
оранжевый
3
1·10³ = «1000»
жёлтый
4
1·104 = «10 000»
зелёный
5
1·105 = «100 000»
синий
6
1·106 = «1 000 000»
фиолетовый
7
1·107 = «10 000 000»
серый
8
1·108 = «100 000 000»
белый
9
1·109 = «1 000 000 000»

15.

Как быстро узнать номинал резистора?• Есть специальные программыкалькуляторы!
• Например, Electrodroid
• Указываем цвета, а он считает
нам номинал.

16. Переменный резистор

Три вывода.
• Средний – на схеме со стрелочкой – это подвижный
вывод.
• Сопротивление меняется между подвижным
выводом и крайними выводами
• Поэтому подключаем всегда средний вывод, и один
из крайних
• Неиспользуемый крайний вывод мы соединяем с
подвижным, просто чтобы он не «висел» в воздухе
и не собирал помехи (необязательно)

17. Как устроен переменный резистор?

18. Фоторезистор

Изменяет свое сопротивление под воздействием света
Чем ярче свет – тем меньше сопротивление

19. Последовательное и параллельное соединение резисторов

Таким образом, если у вас нет
резистора нужного номинала
– вы всегда можете сделать
его сами!

20. Если два одинаковых резистора параллельно…

Если 2 одинаковых
резистора – то общее
сопротивление просто
делится пополам!

21.

Задача: Посчитайте сопротивление участка цепи

22. Задача, где есть и то, и другое

• Решается в 2 действия: вначале
считаем сопротивление участков
цепи, где соединение
последовательно.
• Потом – считаем параллельное
соединение.
• Его считать легко, потому что
параллельное соединение двух
одинаковых резисторов – ровно в
2 раза меньше

23. Делитель напряжения

Еще одна интересная схема, при помощи
которой можно «отвести» нужное
напряжение в сторону
Если резисторы одинаковые – то делится
ровно пополам!

24. Пример делителя

Предположим, что напряжение здесь 9 вольт
Здесь напряжение
будет ровно в 2
раза меньше
То есть 4,5 вольт

25. Переменный резистор как делитель

• В качестве делителя можно использовать
переменный резистор
• В этом случае его крайние выводы
подключаются к «плюсу» и «минусу», а с
центрального мы снимаем уменьшенное
напряжение
• В таком случае его называют еще
«потенциометр»
Задание
По маркировке резисторов на рисунке расшифруйте их характеристики

28.

Конденсатор• Это двухполюсник с определенным значением емкости,
предназначенный для накопления заряда и обладающий
свойством: Q=CU.
вольт
кулон
фарада
обкладки
диэлектрик

29. ВАЖНАЯ ОСОБЕННОСТЬ

• Конденсатор более сложный компонент, чем
резистор. Ток проходящий через конденсатор
пропорционален скорости изменения напряжения.
I C (dU / dt )
Например, если напряжение на конденсаторе изменится на 1 вольт
за 1 сек, то получим ток через конденсатор в 1 ампер.
Если подать ток 1 мА на конденсатор емкостью 1мкФ, то напряжение за
1 секунду возрастет на 1000 В. Используется для фотовспышек.

30. Основные параметры конденсатора

• Емкость.
• Точность.
• Удельная емкость.
• Плотность энергии.
• Номинальное напряжение.
• Полярность.
• Паразитные параметры: саморазряд; температурный
коэффициент; пьезоэффект.
• Опасный параметр: взрывоопасность для электролитических
конденсаторов.

31.

Типы конденсаторов:

32. Типы конденсаторов:

33. Некоторые применения

• Фильтры напряжения.
• В колебательных контурах.
• В схемах динамической памяти.
• В импульсных лазерах с оптической накачкой.
• В фотовспышках.
• В цепях задержки и формирования импульсов.

34. Применение:

Разделение эл.цепей по постоянному и переменному
току, и передача по переменному току.

35. Применение:

Конденсаторы как фильтры в выпрямителях –
уменьшают пульсации выпрямленного тока,
напряжения.

36. Применение:

1.
В устройствах зажигания горючей смеси в цилиндрах
автомобильных двигателей.
2.
В энергетике уменьшение COS φ, т.е. для повышения К.П.Д.
энергосистем.
3.
В электронике для отрицательной и положительной
обратной связи ( в усилителях, генераторах).

37. Обозначения и виды конденсаторов

Постоянной емкости
Емкость измеряется в фарадах
Микро Ф
Пико Ф
Нано Ф
Поляризованный
Переменной емкости или подстроечный
Варикап

38.

Эксплуатационные параметры:Uн- Напряжение
Сн- Ёмкость
Формула:

39. Соединение конденсаторов в батареи:

40. Соединение конденсаторов в батареи:

Соединения одного типа и с одинаковыми
параметрами.
Виды соединений:
1.
Параллельное соединение для
увеличения
емкости и энергии схемы.
2. Последовательное соединение:
а) для уменьшения емкости схемы.
б) при рабочем напряжении конденсатора меньше
напряжения схемы .

41. Параллельное соединение

Для увеличения емкости и энергии схемы.

42. Последовательное соединение:

При рабочем напряжении конденсатора меньше
напряжения схемы.
для уменьшения емкости схемы.
Задание
По маркировке конденсаторов и их внешнему виду на рисунке расшифруйте их
характеристики и тип

English     Русский Правила

11 важных фактов, которые вы должны знать

• Выпускной резистор
• Функция спускного резистора
• Резистор сброса пускового конденсатора
• Стравливающий резистор на рабочем конденсаторе
• Цепь спускного резистора
• Резистор утечки SSR
• Как проверить пусковой конденсатор с резистором утечки?
• Как рассчитать номинал резистора Bleeder?
• Что такое спускной резистор?
• Как выбрать сливной резистор?
• Функция спускного резистора в источнике питания постоянного тока
• Часто задаваемые вопросы

Что такое спускной резистор?

Выпускной резистор:

Это стандартный резистор высокого номинала (подключенный параллельно конденсатору фильтра), используемый для разряда конденсатора в цепи фильтра, и основная цель использования резистора утечки в любой цепи — безопасность.

Разряд конденсатора очень важен, потому что даже если мы отключим питание, заряженный конденсатор может вызвать поражение электрическим током. Поэтому важно добавить резистор утечки, чтобы избежать сбоев.

Функция дренажного резистора:

Допустим, выпрямитель с конденсаторным фильтром подключен к источнику питания. Теперь в цепи может отсутствовать нагрузка, когда диод смещен в прямом направлении, конденсатор заряжается. В результате конденсатор создает на нем некоторое напряжение.

Когда диод имеет обратное смещение, конденсатор разряжается резистором. Если нагрузочный резистор не подключен, на клеммах будет напряжение. Теперь, если мы отключим подачу переменного тока, конденсатор все еще будет удерживать некоторый заряд. Так, если кто-то прикоснется к клеммам, он может получить удар электрическим током. Если мы сможем создать путь разряда для конденсатора, то мы сможем решить эту проблему.

Поэтому мы подключаем высокоэффективный резистор параллельно конденсатору. Этот резистор обеспечивает разрядный канал для конденсатора. Поэтому он известен как сливной резистор.

Сливной резистор в цепи фильтра:

Цепь фильтра

Как мы видели, в цепях фильтров для обеспечения безопасности используются резисторы утечки. Давайте представим простую схему, в которой конденсатор подключен к основной схеме. Теперь, когда источник питания включен, конденсатор заряжается. Через некоторое время он достигает пикового значения, а затем начинает разряжаться.

Конденсатор остается заряженным в течение нескольких секунд после отключения питания. Если конденсатор имеет очень большую емкость, могут возникнуть серьезные проблемы. Во-первых, конденсатор может вызвать сильное поражение электрическим током. Во-вторых, если резистор подключен параллельно, конденсатор разряжается через этот резистор.

Как проверить пусковой конденсатор с резистором утечки?

Конденсаторы в цепи

Резистор сброса пускового конденсатора

Конденсатор — это накопитель энергии. Инженеры используют это для выполнения различных операций в электрической цепи. Сначала конденсатор проверяется, чтобы определить, правильно он работает или нет.

Когда конденсатор помещается в цепь, по которой протекает ток, на пластинах конденсатора накапливается электрический заряд, и через некоторое время конденсатор не принимает заряд, а это означает, что конденсатор полностью заряжен. Если схема требует заряда, конденсатор разряжается до тех пор, пока весь заряд не вернется в схему.

Ниже приведены шаги по проверке пускового конденсатора с резистором отвода утечки:

• ‌Закорачиваем выводы конденсатора с помощью металлического контакта.
• ‌Снятие показаний цифрового мультиметра.
• ‌Питание включено, и мы измеряем, сколько времени требуется конденсатору для зарядки 63.2% напряжения питания.
• ‌ Мы вычисляем постоянную времени конденсатора и далее определяем значение емкости.

Если номинальное напряжение такое же или больше, чем у старого, можно сказать, что пусковой конденсатор исправен.

Сливной резистор на рабочем конденсаторе:

Рабочий конденсатор — это устройство, которое оптимизирует работу двигателя, регулируя ток и фазовый сдвиг. Основное отличие а рабочий конденсатор и пусковой конденсатор первый работает непрерывно, а второй работает циклами, как выключатель. Поскольку нет необходимости в переключателе рабочего конденсатора, то и резистор сброса напряжения также не нужен.

Конструкция сливного резистора:

При отключенном нагрузочном резисторе срабатывает спускной резистор.

Сливной резистор работает лучше всего, когда он расположен на 1^st конденсатор после выпрямителя не потребляет большого тока, но при последовательном подключении может вызвать падение напряжения. Поэтому компоненты подключаются параллельно.

Цепь спускного резистора:

Цепь спускного резистора

Приведенная выше схема выпрямителя изначально состоит из блока питания переменного тока, сверхмощного трансформатора, двух диодов D1 и D2, дроссель фильтра L и конденсатор фильтра C. Этот конденсатор большой электролитический конденсатор. Следовательно, напряжение, заряжающее конденсатор, будет очень высоким. Однако, когда мы отключаем питание, значительное напряжение все еще сохраняется в течение достаточно долгого времени. Итак, резистор R._b подключен, что помогает в разрядке конденсатора.

Как рассчитать номинал резистора Bleeder?

Формула спускного резистора 

Математическая формула для определения требований к сопротивлению кровотоку:

[Latex]R_{b} = – \frac{t}{C\times ln\left ( \frac{V_{t}}{V_{i}} \right )}[/Latex]

Где C — значение емкости.

• t — время, необходимое для разрядки конденсатора через спускной резистор.
• V_t это напряжение, до которого конденсатор может разряжаться
• V_i начальное напряжение на конденсаторе
• Мы не можем точно указать значение V_t. Однако любое низкое значение V_t служит цели.

Значение резистора сброса высоких частот

Схемы прокачки высоких частот обычно используются в гитарах. Это стандартные схемы верхних частот, состоящие из конденсатора. припаяны к центру и внешним ушкам регулятора громкости. Когда резисторы используются в цепи прокачки высоких частот, они ослабляют высокие частоты, так что частота сигнала остается сбалансированной. Хотя конкретной информации о номинале резистора нет, он колеблется от 120 кОм до 150 кОм.

Отвод высоких частот без резистора

В некоторых гитарах используются моды Treble bleed. Резистор может быть подключен параллельно с тройником или вообще не использоваться. Они могут немного по-разному влиять на элемент управления. Тем не менее, тона кажутся одинаковыми с резистором или без него.

Резистор сброса пускового конденсатора

Спускной резистор — это резистор, используемый с пусковым конденсатором. Здесь «кровоточить» означает пройти. Спускной резистор используется для отвода остаточного напряжения в пусковом конденсаторе после его удаления из цепи двигателя. Хотя спускной резистор является безопасным способом, есть и другие способы уменьшить остаточное напряжение. Значение сопротивления должно быть где-то между 10 кОм и 20 кОм, и резисторы обычно обжимаются на клеммах пускового конденсатора.

светодиодный резистор прокачки:

Одна из самых сложных задач в светодиодах — улучшить затемнение светодиодных ламп в TRIAC диммеры. Поскольку они не имеют резистивной нагрузки, симисторы периодически выключаются и включаются, создавая эффект мерцания. Этот эффект ухудшает затемнение.

Чтобы справиться с этой проблемой, разработчики светодиодов теперь вводят схемы продувки. Небольшой резистор утечки, когда он используется с конденсатором, называется цепью утечки. В светодиодах резистор утечки включается только при необходимости. Таким образом, достигается компромисс, снижается энергопотребление и достигается большая эффективность.

Статический резистор утечки:

Резисторы утечки используются в антеннах Kite для накопления статического электричества. Это снижает напряжение, наблюдаемое на переднем конце радио.

Функция спускного резистора в источнике питания постоянного тока

У сливного резистора есть три основных функции.

• Основная функция спускного резистора — обеспечение безопасности. Конденсатор фильтра начинает заряжаться, когда мы подключаем основное питание к схеме. Конденсатор достигает пика и постепенно разряжается. Даже когда процесс разряда заканчивается, в цепи остается некоторый избыточный заряд, который может вызвать поражение электрическим током любого, кто прикоснется к цепи. Сопутствующий резистор подключается параллельно, чтобы через него пропускать дополнительный заряд.

• Стравливающий резистор может также действовать как делитель напряжения. Если предполагается, что оборудование будет генерировать 2 или несколько вольт, к устройству можно подключиться, а стравливающий резистор может выступать в качестве замены резистора. последовательная схема.

• Еще одним важным применением резистора прокачки является регулирование напряжения. Математически регулирование напряжения представляет собой отношение разницы между напряжением полной нагрузки и напряжения холостого хода с напряжением полной нагрузки. По мере увеличения разницы улучшается стабилизация напряжения. Чтобы достичь этого, нам нужно соединить резистор стравливания параллельно со схемой фильтра и нагрузочным резистором, на резисторе стравливания возникает падение напряжения, это может действовать как регулятор напряжения тоже.

Резистор утечки SSR:

SSR относится к твердотельным реле. Твердотельное реле — это четырехуровневое переключающее устройство, которое выключается и включается, если на управляющие клеммы подается какое-либо внешнее напряжение.

Ток утечки цепи SSR на входе может вызвать сбой сброса. Установка резистора утечки может помочь предотвратить это.

 Значение сопротивления утечки должно быть установлено таким образом, чтобы входное напряжение SSR составляло максимум 0.5 В., когда реле выключено.

Ошибка сброса может произойти из-за тока утечки твердотельного реле, и если этот ток выше, чем ток отпускания нагрузки, твердотельные реле могут столкнуться с ошибкой сброса и для увеличения тока переключения твердотельного реле этот резистор подключается параллельно.

Ламповый усилитель с резистором стравливания.

Спускной резистор — нетипичное электронное устройство, которое используется в повседневных гаджетах. Однако в некотором специальном оборудовании, таком как музыкальные инструменты и усилители, есть цепи отвода воздуха. Ламповый усилитель является таким устройством. Отводящий резистор, подключенный параллельно схеме усилителя, легко разряжает высоковольтные конденсаторы.

Резистор сброса ESD

ESD означает электростатический разряд. Этот разряд может привести к повреждению, если все сделано неправильно. Поэтому тестирование ESD необходимо проводить, даже если оно требует времени. Здесь для устройства требуются резисторы 470 кОм, подключенные к земле. Наличие спускного резистора кардинально меняет результаты испытаний. Но прокачивающий резистор нужен для того, чтобы во время тестирования никто не получил удар электрическим током.

Наиболее частое значение резистора для удаления воздуха

Номинальные характеристики спускного резистора различаются в зависимости от схемы. {-\frac{t}{R_{b}C}}[/Latex]

Где V_t мгновенное напряжение на конденсаторе

R_b сопротивление кровотечению

V_i начальное напряжение

t — мгновенный период времени, а C — значение емкости.

Что такое спускной резистор?

Спускной резистор виден в цепи двигателя, где есть встроенный пусковой конденсатор. Конденсатор обычно работает в течение очень коротких периодов времени, пока двигатель набирает скорость. Если двигатель разгоняется, конденсатор не требуется после увеличения скорости. Таким образом, должен быть переключатель или устройство измерения напряжения, чтобы вытащить конденсатор из цепи. Но даже после того, как конденсатор вытащен, в течение нескольких секунд напряжение остается высоким. Это может вызвать опасность. Поэтому для сброса напряжения подключается резистор. Он известен как спускной резистор.

Что такое сопротивление кровотечению?

Это значение сопротивления спускного резистора в Ом.

Как выбрать номинал резистора отвода утечки для разряда конденсатора в автомобильном инверторе шины постоянного тока?

Если мы хотим снизить энергопотребление при включенном инверторе, номинал резистора утечки должен быть очень высоким. Точно так же значение должно быть таким, чтобы конденсатор быстро разряжался.

Почему у преобразователя постоянного / постоянного тока на выходе есть спускной резистор?

Преобразователи DC / DC регулируют значительную выходную емкость и низкую нагрузку. Значит, после выключения устройства может остаться значительный заряд. Разрядка этого заряда может занять до нескольких минут и может шокировать любого, кто с ним работает. Поэтому к выходу присоединен резистор, чтобы ускорить этот процесс разряда.

Почему к некоторым конденсаторам прикреплены резисторы?

Иногда конденсаторы с высоким номиналом содержат резисторы, поэтому накопленный заряд быстро истощается после отключения источника питания. Этот резистор обеспечивает канал разряда для конденсатора. Поэтому он известен как сливной резистор.

Как использовать разрядный резистор?

Разрядный резистор должен быть включен параллельно цепи, чтобы он мог сливать избыточный заряд.

Разряд конденсатора очень важен, потому что даже если мы отключим питание, заряженный конденсатор может вызвать поражение электрическим током. Поэтому важно добавить резистор утечки, чтобы избежать сбоев.

Как конденсатор номиналом X и резистор утечки снижают напряжение в бестрансформаторном источнике питания?

Конденсаторы с номиналом X имеют высокое номинальное напряжение и могут напрямую подключаться к сети переменного тока последовательно. Здесь конденсатор используется как делитель напряжения. Наряду с конденсатором в схеме имеется Стабилитрон и выпрямитель со спускным резистором. Емкостное реактивное сопротивление помогает снизить напряжение.

Зачем нужен спускной резистор на пусковом конденсаторе?

В пусковых конденсаторах используется спускной резистор для безопасного выполнения любой задачи после отключения источника питания.

Назначение резистора утечки:

1. Чтобы защитить схему от опасностей
2. Чтобы потреблять большой ток
3. Для оптимизации КПД выпрямителя
4. Все вышеперечисленное

Ответ: Стравливающий резистор обеспечивает конденсатор канал для разряда оставшегося заряда. Таким образом, это уберегает схему от нежелательных аварий.

Какие из следующих утверждений относительно резисторов утечки верны?

1. Сопутствующие резисторы подключены параллельно основной цепи.
2. Сопутствующий резистор предотвращает чрезмерную нагрузку на усилители.
3. Резисторы утечки могут действовать как регуляторы напряжения.
4. Ни один из вышеперечисленных вариантов

Ответ: 1 и 3 — правильный вариант. Сопутствующие резисторы подключены параллельно, так что они могут быстро разряжать конденсатор. Они также могут работать как регуляторы напряжения, создавая разницу между напряжениями нагрузки.

Ограничительный резистор в блоке питания выполняет следующие функции:

а. Для усиления напряжения

б. Разрядите накопленный заряд на конденсаторе

c. Для увеличения выходного тока

d. Все из этого

Ответ: Сливной резистор используется для разряда конденсатора как можно скорее, чтобы никто не получил удар электрическим током при прикосновении к цепи и никак не связан с током.

Как рассчитать питание сливного резистора?

Возьмем схему фильтра, подключенную к источнику переменного тока и имеющую конденсатор емкостью 2 мкФ. Начальное напряжение V_i составляет 1000 вольт, а V_t составляет 10 вольт. Время разряда составляет 5 секунд, затем, используя формулу, мы можем рассчитать значение резистора утечки, необходимого для разряда конденсатора.

Мы знаем, R_b = -t / [C x ln (V_t/V_i)]

Следовательно, R_b = -5 / [2 х 10^-6 x ln (10/1000)] = 542,888 ohm

Импеданс параллельного и последовательного соединения резисторов и конденсаторов

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 8.8k. Опубликовано 28.05.2020

Содержание

• 1 Для чего предназначены резисторы и конденсаторы
• 2 Особенности соединения резистора и конденсатора в цепи
  • 2. 1 Параллельное соединение резистора и конденсатора
  • 2.2 Последовательное соединение
• 3 Как рассчитать импеданс в цепи
• 4 Как рассчитать время разряда и заряда конденсатора через резистор

Для чего предназначены резисторы и конденсаторы

Резисторы – одни из наиболее распространённых элементов в электронике. Их главное назначение – сопротивление течению тока и преобразовывать его в тепло. Главной характеристикой данных элементов является значение R.

Чем больше величина R, тем большая часть электроэнергии сможет рассеется в тепло. В схемах, которые питаются небольшим напряжением от 5 до 12 В, чаще всего используют резисторы имеющие величину R от 100 Ом до 100 кОм.

Конденсаторы – устройства, главная задача которых накапливать электрические заряды. Стоит отметить, что эту же функцию выполняет и аккумулятор, но в отличие от батареи конденсатор сразу же отдаёт весь накопившийся заряд. Величина, которую способно накопить устройство, называют «ёмкость».

Когда подсоединяется цепь к источнику электроэнергии: через конденсатор течет электрический ток. Сила тока в начале прохождения через устройство имеет наивысшее значение, в это же время напряжение станет низким.

После того, как устройство начнет накопление заряда, сила тока упадёт до нуля, а напряжение наоборот станет увеличиваться.

Особенности соединения резистора и конденсатора в цепи

Существует два типа соединения резисторов и конденсаторов: параллельное и последовательное.

Параллельное соединение резистора и конденсатора

Для того, чтобы осуществить параллельное соединение резистора и конденсатора, необходимо объединить все элементы цепи двумя узлами. Они не должны иметь связи с другими элементами.

При таком соединении, величина напряжения между обоими узлами станет падать, и оно станет равным для каждого элемента. А величина, которая обратна общему R, будет равняться сумме величин, которые обратны R всех проводников.

Когда осуществляется параллельное соединение резисторов, проводимость всех резисторов станет равняться проводимости цепи.

Если резистор соединить к заряженному конденсатору то вполне возможно короткое замыкание.

Последовательное соединение

Последовательное соединение – связка элементов между собой так, чтобы начальный участок цепи не имел ни одного узла. При таком соединении величина тока на проводниках станет равна между собой.

Когда осуществляется последовательное соединение всех элементов, то их общая ёмкость имеет формулу 1/С_общ = 1/С₁ + 1/С₂ + … + 1/С_n.

Как рассчитать импеданс в цепи

Импеданс – полное R тока, который обозначается Z. Этот параметр – отражение меняющегося во времени значения тока. Импеданс — векторная величина, которая состоит из двух значений: активное и реактивное сопротивление.

Активная часть импеданса, которая обозначается R – это мера степени, с которой материал будет противостоять движению электронов между атомными частицами. Чем легче атомные частицы освобождают или принимают электроны, тем ниже и сопротивление.

К материалам с минимальным сопротивлением можно отнести сталь, алюминий, золото. Самое большое значение R имеют стекло, слюда, полиэтилен и чаще всего их называют изоляторы или диэлектрики.

Стоит отметить! Активное R, имеет одно и тоже значение, как при последовательном, так и при параллельном соединении.

Если использовать резисторы в цепях синусоидального тока, то термин «импеданс» будет использоваться для обозначения сопротивления R=Z.

Практические расчеты импеданса чаще всего выполняются по следующей формуле:

Z = Um/Im.

Реактивное сопротивление обозначается X и является выражением степени, с которой электронный компонент схемы станет хранить или высвобождать электроэнергию, в то время, когда сила тока и значение напряжения станет колебаться при каждом цикле. Реактивное сопротивление выражается в числе Ом.

Энергия будет храниться и выделяться в двух типах:

• Магнитного поля. Реактивная часть является индуктивной.
• Электрического поля.

Как рассчитать время разряда и заряда конденсатора через резистор

Чтобы осуществить заряд устройства, нужно включить устройство в цепь и присоединить к зажимам генератора. Как вы уже знаете, генератор имеет внутреннее сопротивление.

Если резистор подключить к заряженному конденсатору то ключ будет замкнут и конденсатор начнёт зарядку до напряжения между обкладками, которая станет равна э.д.с генератора и равна Uc=E. При этом, обкладка которая соединена с положительным зажимом, получит положительный заряд, вторая же получит отрицательный заряд.

Чтобы обе обкладки устройства полностью зарядились, нужно, чтобы одни из них приобрела определенное количество электронов, а вторая столько же потеряла.

Зарядный ток в цепи будет протекать сотые доли секунды, пока величина напряжения на устройстве достигнет такой же уровня, что и на генераторе. В то время, пока конденсатор будет заряжаться, по всей цепи будет проходить зарядный ток. Вначале он будет иметь максимальную величину, т.к. величина напряжения станет равна 0.

По мере того как конденсатор станет заряжаться, величина R на нём будет падать.

Время процесса зарядки будет зависеть от следующих величин:

1. Внутреннее сопротивление электрического генератора.
2. Способность конденсатора принять количество тока.

Для того, чтобы разрядить устройство нужно отключить его от генератора переменного тока и присоединить к его обкладкам сопротивление. Дело в том, что на обкладках уже есть разность потенциалов, поэтому в цепи потечет ток.

Он будет проходить от одной обкладки через сопротивление к другой. Процесс разряда будет проходить до тех пор, пока обе обкладки не станут равны, т.е. пока напряжение между ними станет равно 0.

В самом начале, напряжение будет максимальным, сила тока – наибольшая. Как только начнется разрядка, напряжение и сила тока будут уменьшаться.

Продолжительность разряда устройства имеет зависимость от:

• Отношению заряда к разности потенциалов;
• Удельному электрическому сопротивлению.

Чем значение сопротивления выше, тем дольше будет происходить разряд конденсатора. Это можно объяснить тем, что при максимальном сопротивлении, сила тока небольшая, а величина заряда станет медленно уменьшаться.

Важно! Заряженный конденсатор не станет пропускать постоянный ток, потому что диэлектрик между его положительной и отрицательной обкладками будет размыкать цепь.

Для того, чтобы рассчитать время заряда и разряда на устройстве, лучше всего воспользоваться онлайн калькулятором.

Резисторы и конденсаторы в полупроводниковом исполнении

3   Резисторы  и  конденсаторы  в  «полупроводниковом »    исполнении. Топологические решения. Методы расчета

3.1 Конденсаторы

В качестве конденсаторов, т. е. пассивных элементов полупро­водниковых ИМС, предназначенных для использования их .емкос­ти, чаще всего находят применение обратно-смещенные р — п-gtреходы Кроме того, применяются структуры типа металл —ди­электрик . — полупроводник (МДП) (в том числе в биполярных микросхемах). Реже используются структуры типа металл — ди­электрик — металл (МДМ).

На рисунке  3.1.1 изображены структуры конденсаторов полупровод­никовых микросхем, а В таблице 3.1.1 представлены ориентировочныезначения их параметров

.

Рисунок   3.1.1.    Структуры   конденсаторов

полупроводниковых микросхем: а—на основе эмиттерного р—п -перехода транзистора; б—на основе коллекторного перехода: в — на основе р-n перехода кол­лектор—подложка; г-на основе парал­лельно включенных емкостей эмиттерного и коллекторного р—n-переходов; д—типа металл—диэлектрик—полупроводник.

Поскольку профиль распределения концентрации примесей в вертикальных (боковых) плоскостях пленарных р — n-переходов, полученных диффузией, значительно отличается от профиля рас­пределения в горизонтальной части р — n -переходов и аналитичес­кий расчет его затруднителен, В таблице приводятся ориентиро­вочные значения параметров для обоих случаев. Полная   емкость.

Таблица 3.1.1

конденсатора при использовании данных Таблица рассчитывается в соответствии с соотношением

                         (3.1.1)

где С_огор, С_оверт и S_гор S_верт — удельные емкости и площади гори­зонтальных и вертикальных плоскостей р — «-переходов.

Температурный коэффициент емкости  (ТКЕ)  конденсатора оп­ределяется выражением

     (3.1.2)

где Т — температура.

Если в интервале температур (Т₂—Т₁) изменение емкости (С₂ — С₁) связано с изменением температуры линейной зависи­мостью, то ТКЕ описывается формулой

                 (3.1.3)

Для конденсаторов на основе р—переходов при обратных на­пряжениях порядка нескольких вольт ТКЕ составляет величину а_с = (2—5) 10⁴ 1/град.

Емкость конденсаторов типа металл — диэлектрик — полупро­водник рассчитывается следующим образом. Поскольку полная удельная емкость структуры типа МДП С_осостоит из последова­тельно включенных удельных емкостей диэлектрика С_Од и прост­ранственного заряда в полупроводнике С_0П) она может быть опре­делена согласно соотношению:

       (3.1.4)

Удельная емкость диэлектрика является величиной постоянной, определяет максимальную удельную емкость всей структуры и рассчитывается по формуле

   (3.1.5)

Где       и        — диэлектрическая проницаемость и толщина диэлект­рической пленки.

Емкость области пространственного заряда в поверхностном слое полупроводника зависит от приложенного к МДП-конденсатору напряжения.

Если знак и величина приложенного напряжения таковы, что на поверхности полупроводника образуется слой, обогащенный ос­новными носителями заряда, полная удельная емкость определяет­ся удельной емкостью диэлектрика, т. е. С₀=С_0я. (Для структуры, изображенной на рисунке  3. 1.1, д, это равенство будет выполняться при приложении к металлическому электроду, расположенному над окислом, достаточно большого по величине напряжения положи­тельного знака.)

При соответствующих знаке и достаточно большой величине при­ложенного напряжения в приповерхностном слое полупроводника под окислом может образоваться инверсионный слой, т. е. слой с обратной по отношению к нейтральному состоянию полупроводни­ка проводимостью. В условиях сильной инверсии удельная емкость пространственного заряда С_овпостоянна и может быть рассчитана так же, как   емкость p—n перехода.

В условиях, промежуточных по отношению к описанным двум экстремальным случаям, полная удельная емкость МДП-конденсатора рассчитывается согласно соотношению

        (3.1.6)

где N — концентрация примесей в полупроводнике; U — приложен­ное напряжение.

Рассмотренная зависимость    емкости    МДП-конденсатора    на частотах выше 100 Гц от напряжения (вольт-фарадная характерис­тика) иллюстрируется Рисунок 3. 1.2. Как видно из рисунка, при отрица­тельных напряжениях на металлическом электроде (для полупро­водника р-типа)   удельная емкость определяется емкостью окисла, при значительных    положительных   на­пряжениях — емкостью     простран­ственного     заряда     инверсионного слоя в полупроводнике, при проме­жуточных   значениях    напряжения она изменяется согласно соотношению (3.1.5).

Рисунок  3.1.2 Зависимость   нормализо­ванной удельной   емкости   МДП-конденсатора от величины и зна­ка приложенного напряжения.

Ориентировочно структура типа МДП-   (см.   Рисунок    3.1.1, д)   обладает ванной удельной   емкости   С₀ =400 — 600 пФ/мм² и пробивным напряжением U_пр=10—50 В. ТКЕ составляет величину около а_с=10^-4 1/град. Конденсаторы, как правило, не применяются в современных логических ИМС. В аналоговых микросхемах находят применение конденсаторы на основе р—«-переходов и иногда — в виде структур типов МДП или МДМ. В запоминающих устройствах (ЗУ) широко используются емкости р—n-переходов и МДП-структур.

3.2 Резисторы

В качестве резисторов, т. е. пассивных элементов ИМС, пред­назначенных для использования их электрического сопротивления, применяются обычно слои полупроводника, создаваемые с помощью диффузии примесей одновременно с коллекторными или базовыми областями транзисторов. Области, создаваемые вместе с эмиттера­ми транзисторов, применяются для этой цели реже, так как они имеют слишком малое удельное сопротивление.

При использовании в технологическом процессе производства ИМС ионной имплантации примесей резисторы могут создаваться как одновременно с изготовлением областей транзистора, так и независимо. Кроме того, возможно применение резисторов, полу­ченных путем вакуумного напыления на поверхность полупровод­никового кристалла тонких пленок металлов или сплавов (в этом случае микросхемы называются совмещенными). В последнее вре­мя получили развитие резисторы из поликристаллического крем­ния, нанесенного на поверхность кристалла.

Структуры резисторов, получаемых путем диффузии примесей, показаны на рисунке  3.1.1. Там же схематично показано распределение концентрации примесей в слоях полупровоадниковых структур, об­разующих резистор.

Если микросхема должна содержать резисторы с достаточно высоким сопротивлением (порядка нескольких десятков килоом и более), то изготовляются так называемые сжатые резисторы (пинч-резисторы). В варианте пинч-резистора, изображенного на рисунке  3.1.1, г, в качестве резистивного слоя используется базовый, а эмит-терный слой полностью перекрывает резистивную полоску и в полупроводниковой структуре непосредственно контактирует с кол­лекторным слоем. Соединенные таким образом коллекторный и эмиттерный слои могут играть роль полевых затворов, если на них подавать обратное по отношению к резистивному слою смещение. Аналогичную конструкцию имеет пинч-резистор, в котором резис-тивным слоем является коллекторная область транзистора (Рисунок 3.1.3 б).бОдним из основных параметров, характеризующих резистор, является сопротивление квадрата площади резистивного слоя ркв. Поясним смысл этого параметра, используя известную формулу для расчета электрического сопротивления R:

R = pl/(bd)  (3.2.1)

где р — объемное удельное сопротивление, Ом-см; l — длина, см;

bud — размеры поперечного сечения (ширина и толщина) резистивного слоя, см.

Обозначим отношение p/d = p_KB, получив таким образом указанный параметр, измеряемый в Ом/кв. Формула примет вид,

R=p_квl/b  (3.2.2)

Использование параметра удельного сопротивления р_кв предполагает, что толщина d тонкого слоя или пленки фиксирована. Другими словами, сравнение удельных сопротивлений тонких слоев ] пленок может производиться по данному параметру исключительно при фиксированной (но не обязательно одинаковой) их толщин?

Введем понятие коэффициента формы резистора k_ф — 1/b, с учетом которого формула преобразуется к виду

   (3.2.3)

Другим важным параметром резистора является температурный коэффициент сопротивления (ТКС):

       (3. 2.4)

где Т — температура.

Если в интервале температур (T₂—T₁) изменение сопротивле­ния (R₂—R₁) связано с изменением температуры линейной зави­симостью, то ТКС описывается формулой

      (3.2.5)

Таблица 3.2.1

Рисунок  3.2.1 Структуры резисторов полупроводниковых микросхем: а—на основе эмиттерного слоя; 6—на основе базового слоя; в—на основе коллекторного слоя; г—сжатый  резистор на основе базового слоя;  д—сжатый резистор на  основе коллекторного слоя.

Полупроводниковые резисторы обладают паразитной распре­деленной емкостью, что является их недостатком. Паразитная ем­кость может быть охарактеризована коэффициентом

   (3.2.6)

где С_кв — удельная паразитная распределенная емкость квадрата резистивной полоски, пФ/кв; ,р_кв — сопротивление квадрата резистивной полоски, кОм/кв; b — ширина резистора, мкм. :

Значения коэффициента Кн для некоторых вариантов резисто­ров приведены В таблице.

К недостаткам полупроводниковых резисторов относятся так­же сравнительно высокий ТКС и зависимость номинального сопро­тивления от величины приложенного к резистору напряжения, которое может модулировать площадь поперечного сечения резистивной полоски вследствие полевого эффекта. Кроме того, в резисто­рах, изолированных р-n-переходом, может проявляться паразит­ный транзисторный эффект. Максимально допустимое напряжение зависит от характеристики слоя, образующего резистор, и опреде­ляется пробивным напряжением р — л-перехода, отделяющего резистивный слой от остальных областей структуры.

Использование ионной имплантации примесей позволяет полу­чать тонкие резистивные слои с высоким удельным сопротивлени­ем р_кв, а также ТКС, слабо изменяющимся в достаточно широком интервале температур.   Применяя    дополнительную селективную обработку резистивного слоя лучом лазера, можно корректировать сопротивление резистора за счет изменения профиля распределе­ния примесей в данной части слоя.

Достоинствами резисторов, изготовленных нанесением на по­верхность кристалла ИМС металлических или поликристалличес­ких кремниевых пленок, являются независимость их сопротивления от величины напряжения, поданного на резистор, а также меньшие паразитные емкости и ТКС по сравнению с диффузионными или имплантированными резисторами. Металлические и поликремние­вые резисторы также поддаются корректировке путем пропускания через них электрического тока (плотность тока в импульсе не ме­нее 10⁶ А/см²) или обработки лучом лазера. Изменение сопротив­ления при этом происходит вследствие изменений кристаллической: структуры пленок (размеров зерен, перераспределения примесей и т. п.).

Коэффициент паразитной емкости резисторов           Таблица 3.2.2

Расчет диффузионных и имплантированных резисторов заклю­чается в определении их геометрических размеров с учетом профи­ля распределения примесей в полупроводниковых слоях. Основны­ми условиями, принимаемыми во внимание при расчете, являются обеспечение необходимой мощности рассеяния резистора и задан­ной погрешности номинального сопротивления. С одной стороны, исходя из условия заданной мощности рассе­яния Р и допустимой удельной мощности Р_о, можно выразить пло­щадь, занимаемую резистивным слоем, как S = P/P₀. С другой стороны, площадь определяется геометрическими размерами S = = l/b. Поскольку длина резистивной полоски равна l=bk_ф, то пло­щадь может быть выражена соотношением S=b²k_ф. Таким обра­зом, минимальная ширина резистивной полоски, найденная из ус­ловия рассеиваемой мощности, определяется выражением

 (3.2.7)

Максимально допустимая удельная рассеиваемая мощность со­ставляет Ро=8 Вт/мм² для диффузионных и имплантированных ре­зисторов. Номинальная рассеиваемая мощность полупроводнико­вых резисторов обычно не превышает 10 мВт.

Требования, предъявляемые к допустимой погрешности номи­нального значения сопротивления резистора, также ограничивают номинальную ширину резистивной полоски. Если задана допусти­мая относительная погрешность сопротивления резистора уя — = AR/R, которая должна обеспечиваться в интервале рабочих темпе­ратур микросхемы в течение всего периода эксплуатации (в том числе без электрической нагрузки), то расчет резистора ведется с учетом ТКС и изменения сопротивления вследствие процессов вре­менного старения.

Относительное отклонение сопротивления вследствие измене­ния температуры определяется как

  (3.2.8)

Относительное изменение сопротивления из-за процессов ста­рения -улт целесообразно учитывать только для поликремниевых и металлических резисторов, поскольку их пленочная поликристал­лическая структура более чувствительна к воздействию окружаю­щей среды, чем монокристаллические слои диффузионных или им­плантированных резисторов. Данные о величинах y_Rc? являются эмпирическими справочными параметрами.

Кроме того, систематическое отклонение от номинального со­противления резистора вносится сопротивлениями контактов. Сопротивление контакта зависит от удельного сопротивления материа­ла резистивного слоя и условий растекания тока в приконтактной области: R_конт = р_квk_раст, где коэффициент растекания k_раст= 0,14 для резистора с топологией, изображенной на рисунке  3.2.2, а, и К_раст = 0,65 — на рисунке  3.2.2, б.

Рисунок   3.2.2.   Топологические   конфигурации   полупроводниковых   рези­сторов: а—низкоомный  резистор;   б—высокоомный  резистор.

Относительное изменение сопротивления резистора вследствие наличия двух контактов составит

(3.2.9)

Принимая во внимание указанные систематические отклонения сопротивления резистора от заданного, найдем расчетное значение допустимой относительной погрешности:

(3.2.10)

Полученное значение _Rрасч может быть положено в основу дальнейшего расчета резистора с учетом случайных отклонений сопротивления, возникающих в процессе изготовления. Исходя из формулы выразим относительную технологическую погреш­ность (среднеквадратичное отклонение при. нормальном законе статистического распределения) следующим образом:

  (3.2.11)

Где ,  ,  — относительные и абсолютные СКО соответствующих величин.

Полагая, что абсолютные среднеквадратичные отклонения гео­метрических размеров длины и ширины равны, т. е. l~b, и учитывая равенство l=bk_ф, преобразуем формулу к виду

(3.2.12)

Из последнего соотношения может быть определена минималь­ная ширина резистивной полоски:

(3.2.13)

Для типовых технологических процессов изготовления полу­проводниковых ИМС можно принимать АЬ = 0,5 мкм и yp_kb=0>05.

Полученные в результате расчета по формулам значения ширины резистивной полоски должны быть сопоставлены с минимальной шириной линии, обеспечиваемой принятой техноло­гией, т. е. с разрешающей способностью технологии, бтехн. Прини­мается максимальное из трех полученных значений

 

  (3. 2.14)

которое окончательно округляется в большую сторону.

Удельное сопротивление квадрата площади резистивиого слоя зависит от толщины слоя и структуры резистора. Резистивный слой может быть ограничен одним (Рисунок 3.2.1, а — в) или двумя (Рисунок 3.3, г) р — n-переходами. Поскольку примесь в полученном диффузией резистивном слое распределена неравномерно, расчет удельного объемного сопротивления материала слоя трудо­емок. Поэтому целесообразно пользоваться номограммами, представленными на рисунке  3.5.                                                                                                                           «к

Номограммы позволяют найти усредненную удельную объем­ную проводимость о резистивного слоя в зависимости от поверхно­стной концентрации акцепторных примесей Ns_а, концентрации донорных примесей в исходном материале (эпитаксиальном слое) N_d0и отношения текущей координаты х р—n-перехода (если он имеется), ограничивающего резистивный слой сверху, к глубине р — n -перехода Xj, ограничивающего резистивный слой снизу. Например, для резистора, изображенного на рисунке  3.2.1, а, это отно­шение x|x_j = 0, поскольку резистивный слой начинается непосред­ственно на поверхности кристалла.

Таким образом, удельное сопротивление квадрата резистивного слоя

  (3.2.15)

где d_рез = x_j — х — толщина резистивного слоя.

Типичные значения р_кв для резисторов на основе различных слоев полупроводниковой транзисторной структуры приведены В таблице.

Рисунок   3.2.3.    Номограммы    для    определения    проводимости полупроводниковых областей, полученных диффузией акцепторной примеси, в материал с различной исходной концентрацией донорной примеси N_d:

а) N_do=10¹⁵ см^-3; б) N_do=10¹⁶ см^-3 в) N_do=10¹⁷ см^-3  (3.2.16)

Лекция «18 Социологический обзор предпосылок формирования науки права социального обеспечения» также может быть Вам полезна.

 Резисторы широко используются в аналоговых полупроводниковых ИМС, а также в аналоговых подсистемах БИС и СБИС В логических ИМС и ИМС для запоминающих устройств примене­ние резисторов постоянно сокращается. Это объясняется переходом к снижению рабочих токов и напряжений, что ведет к необходимо­сти увеличения размеров резисторов (длины, занимаемой площа­ди), т. е. к увеличению размеров ИМС. В микросхемах с инжекционным питанием, в частности, резисторы как элементы ИМС исключены почти полностью.

Рисунок 3.2.4. Использование диффузионных областей для создания пересечений дорожек металлизации в микросхе­мах:

а—с    изоляцией     р—n-переходом; б—с диэлектрической

изоляцией.

С помощью низкоомных резистивных слоев в полупроводнико­вых ИМС выполняются пересечения токопроводящих дорожек межсоединений (Рисунок 3.2.2). При этом металлическая или поликремние­вая дорожка проходит поверх окисла, в то время как низкоомная резистивная дорожка — под окислом.

Разница между конденсатором и резистором [обновлено в 2022 г.

]

Последнее обновление: 30 сентября 2022 г. / Автор Piyush Yadav / Факт проверен / 5 минут

Конденсатор и резисторы — два очень важных пассивных компонента электрической цепи. Оба они играют разные роли в определении того, как ведет себя схема, и связаны между собой токопроводящими проводами, по которым проходит электричество.

Конденсатор и резистор

Основное различие между конденсатором и резистором заключается в том, что конденсатор — это электронное устройство, используемое для хранения электрической энергии в виде зарядов, а резистор — это электронное устройство, используемое для сопротивления или блокировки потока тока в цепи. Конденсаторы могут хранить электрический заряд в течение короткого периода времени, в то время как резисторы блокируют ток в цепи.

Когда конденсатор подключен к цепи, из-за его изолирующего слоя цепь постоянного тока не может течь по цепи и накапливается в виде заряда на проводящих проводах.

С другой стороны, когда резистор подключен к цепи, он поглощает электрический ток и рассеивает энергию в виде тепла.

---

 

Таблица сравнения конденсаторов и резисторов (в табличной форме)

Параметр сравнения	Конденсатор	Резистор
Что?	A Конденсатор — это электрический компонент, используемый для накопления электрического заряда.	A Резистор — это электрический компонент, используемый для ограничения протекания тока в электрической цепи. Это создает трение, подобное силе, которая блокирует ток.
Влияние на цепь	При добавлении конденсатор накапливает электрическую энергию в виде зарядов на проводящей пластине.	При добавлении резистор поглощает электрическую энергию и рассеивает ее в виде тепла.
Использование	Конденсаторы используются для фильтрации, сглаживания, соединения различных участков цепи и ограничения переходных процессов высокого напряжения в цепи.	Резисторы используются для уменьшения протекающего тока, разделения напряжений, согласования линий передачи и регулировки уровня сигнала.
Потеря мощности	Конденсатор не вызывает потерь электроэнергии.	Резистор создает потери мощности и выделяет тепло.
Зависимость от частоты	Противодействие протеканию тока зависит от применяемой частоты.	Противодействие протеканию тока не зависит от применяемой частоты.
Единицы измерения	Емкость измеряется в фарадах.	Сопротивление измеряется в омах.
Формула	C=Q/V	R=V/I
Scope	Может блокировать только постоянный ток.	Блокирует как постоянный, так и переменный ток.

---

 

Что такое конденсатор?

Конденсатор в основном является пассивным компонентом электрической цепи, способным накапливать энергию в виде электрического заряда, создающего разность потенциалов на своей пластине.

Доступны конденсаторы различных размеров, от очень маленьких, используемых в резонансных цепях, до больших конденсаторов, используемых для коррекции коэффициента мощности.

Он состоит из двух (или более) параллельных металлических пластин, которые не соприкасаются друг с другом, но электрически разделены (по воздуху или каким-либо другим материалом, таким как слюда, пластик и т. д.). Этот изолирующий слой между проводящими пластинами называется диэлектриком.

Из-за наличия изолирующего слоя постоянный ток не может протекать через конденсатор, вместо этого вокруг пластин возникает напряжение в виде электрического заряда.

С другой стороны, когда конденсаторы подключены к цепи переменного тока, ток проходит через конденсатор с небольшим сопротивлением.

В основном производит электрический заряд, используя внешнее напряжение. Следовательно, он хранит электроны только для хранения энергии и излучает заряды позже, когда это необходимо.

Конденсаторы могут быть классифицированы как конденсаторы постоянной емкости, емкость которых показывает фиксированное значение и не регулирует поведение, и конденсаторы переменной емкости, которые демонстрируют регулируемое поведение при работе схемы.

Формула для определения емкости: C=Q/V. Емкость (в фарадах) равна заряду (в кулонах), деленному на напряжение (в вольтах).

 

Что такое резистор?

Резистор — еще один основной компонент электрической цепи. Он ограничивает и блокирует прохождение электрического тока по цепи. Сопротивление резистора измеряется энергией, которую он способен рассеивать в электрической цепи.

Вносит свой вклад в ограничение скорости заряда конденсатора, в регулировку частотной характеристики радиочастотных цепей и действует как делитель напряжения для цепи.

Когда резистор подключен к цепи, он управляет потоком заряда, поглощая электрический заряд, а затем рассеивая его в виде тепла.

Двумя основными параметрами, связанными с резисторами, являются сопротивление (измеряется в омах) и мощность рассеивания энергии (измеряется в ваттах).

Резистор может быть классифицирован как постоянный резистор, в котором предлагаемое значение сопротивления является фиксированным, и переменный резистор, который обеспечивает регулируемое сопротивление при подключении к любой цепи.

Формула для расчета сопротивления: R=V/I. Сопротивление (в омах) равно напряжению (в вольтах), деленному на ток (в амперах).

---

Основные различия между конденсатором и резистором

1. Конденсатор — это электронный компонент, хранящий электроэнергию в виде заряда, а резистор — это электронный компонент, который ограничивает, регулирует или блокирует ток в цепи.
2. Конденсатор используется для разделения положительных и отрицательных зарядов, а резистор используется для управления потоком тока к другим компонентам цепи.
3. Конденсатор хранит электрический ток в виде зарядов на проводящих проводах, в то время как резистор поглощает электрическую энергию и рассеивает ее в виде тепла.
4. Конденсатор не приводит к потере мощности, в отличие от резистора.
5. Емкость измеряется в фарадах путем деления заряда на напряжение, а сопротивление измеряется в омах путем деления напряжения на ток. электрическая цепь. Они работают, чтобы определить поведение цепи и связаны через токопроводящие провода.

   Они по-прежнему отличаются во многом, что нельзя игнорировать.

   Конденсатор — это электрическое устройство, которое накапливает электрическую энергию в виде зарядов на проводнике и помогает разделить положительные и отрицательные заряды, а резистор — это электрическое устройство, которое блокирует и ограничивает протекание тока в цепи.

   Конденсатор не вызывает потери мощности, а протекание тока зависит от применяемой частоты. Емкость измеряется в фарадах и равна заряду (в кулонах), деленному на напряжение (в вольтах).

   Резисторы вызывают потери мощности, и протекание тока не зависит от применяемой частоты. Сопротивление измеряется в омах и равно напряжению (в вольтах), деленному на силу тока (в амперах).

   Основные различия между конденсатором и резистором

   (в формате PDF)

   Загрузите основные различия в формате .PDF, чтобы прочитать или распечатать их позже:

   ---

   Ссылки

   1. https://ieeexplore. ieee.org/abstract /document/1355709/
   2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4768889/

   Найдите «Спроси любую разницу» в Google. Оцените этот пост!

   [Всего: 0]

   Один запрос?

   Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы он был вам полезен. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/семьей. SHARING IS ♥️

   Содержание

   сообщите об этом объявлении

   Основные электронные компоненты — Restarters Wiki

   Содержание

   • 1 Сводка
   • 2 резистора
     • 2.1 Идентификация
     • 2.2 Поиск неисправностей и ремонт
   • 3 потенциометра
     • 3.1 Идентификация
     • 3.2 Поиск неисправностей и ремонт
   • 4 конденсатора
     • 4.1 Идентификация
     • 4.2 Поиск неисправностей и ремонт
   • 5 Катушек индуктивности
     • 5. 1 Идентификация
     • 5.2 Поиск неисправностей и ремонт
   • 6 трансформаторов
     • 6.1 Идентификация
     • 6.2 Поиск неисправностей и ремонт
   • 7 Кристаллы и керамические резонаторы
     • 7.1 Идентификация
     • 7.2 Поиск неисправностей и ремонт
   • 8 А теперь…

   На этой странице рассказывается об основных электронных компонентах: резисторах, конденсаторах, катушках индуктивности, трансформаторах и кварцевых кристаллах, о том, как их идентифицировать и понять их распространенные виды отказов, а также как их тестировать.

   Резюме

   Самыми основными элементами электронной схемы, обеспечивающими «мебель» электронной схемы, являются резисторы и потенциометры (или переменные резисторы), конденсаторы различных типов, катушки индуктивности и трансформаторы, а также кварцевые кристаллы. Ниже мы опишем, как их идентифицировать, что они делают, как они иногда терпят неудачу и как их тестировать.

   Вы можете прочитать эту страницу отдельно, если хотите, но если вы еще не знакомы с основами теории электротехники и электроники, вы, возможно, обнаружите, что сможете извлечь из нее больше пользы, если сначала прочитаете Электрические цепи, вольты, амперы, ватты и омы.

   Резисторы

   Резисторы с проволочными концами.

   Резисторы для поверхностного монтажа.

   Во многих схемах резисторы являются наиболее распространенными компонентами. К тому же они, как правило, самые дешевые. Их цель состоит в том, чтобы сопротивляться потоку электричества, либо ограничивать ток при заданном приложенном напряжении (электрическом давлении), либо позволять определенному напряжению (давлению) нарастать при протекании данного тока. Большинство из них состоят из тонкой пленки оксида или углерода, нанесенной на керамическую основу. При протекании тока в резисторе всегда выделяется тепло, часто небольшое количество, но иногда оно может быть довольно большим.

   Иногда вы можете встретить термистор, который представляет собой резистор, сопротивление которого заметно уменьшается с повышением температуры, или светочувствительный резистор (LDR), сопротивление которого уменьшается с увеличением уровня освещенности.

   Сопротивление измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм — тысячи омов) или мегаомах (МОм — миллионы омов).

   Интересно отметить, что хотя резисторы могут быть самыми распространенными и дешевыми компонентами в обычной схеме, их изготовление на кремниевой микросхеме обходится дорого, поскольку они занимают много места. Следовательно, микросхема может содержать миллиарды транзисторов, но мало резисторов, если вообще их нет!

   Идентификация

   Резисторы имеют 2 вывода, и очень часто их сопротивление обозначается рядом цветных полос (см. цветовой код резистора).

   Резисторы для поверхностного монтажа обычно черного цвета, прямоугольные, с серебристыми контактными площадками для пайки на каждом конце. Их размеры варьируются от нескольких миллиметров до долей миллиметра.

   Силовой резистор больше обычного, что позволяет рассеивать необходимое количество тепла. Часто его значение будет напечатано на нем вместо цветовой кодировки.

   Поиск и устранение неисправностей

   Резисторы обычно очень надежны. Когда они выходят из строя, как правило, из-за перегрева, это почти всегда происходит из-за отказа какого-либо другого компонента и слишком большого тока. В плохо спроектированном оборудовании, имеющем недостаточные возможности для отвода тепла, умеренный перегрев в течение длительного периода времени может привести к отказу.

   Потенциометры

   Потенциометры.

   Потенциометр (или для краткости потенциометр) — это просто резистор с третьим контактом, который можно перемещать в любую точку по его длине, чтобы отвести любую желаемую часть общего сопротивления.

   Идентификация

   Потенциометры очень часто используются для регулировки громкости в звуковом оборудовании (хотя они заменены цифровыми регуляторами). У них есть шпиндель с прикрепленной ручкой на передней панели или иногда колесо с накаткой, край которого открыт для регулировки. Сдвоенные потенциометры, состоящие из двух, установленных на одном шпинделе, часто встречаются в стереооборудовании для управления громкостью обоих стереоканалов.

   Небольшие потенциометры с головкой винта со шлицем часто находятся внутри оборудования для одноразовой регулировки при изготовлении и тестировании.

   Поиск и устранение неисправностей

   Потенциометры гораздо менее надежны, чем постоянные резисторы. Гусеница может изнашиваться или трескаться, или может ослабевать давление ползуна на гусеницу. Иногда давление можно увеличить, согнув металлический ползунок, хотя кастрюли обычно не предназначены для разборки, и их обычно лучше заменить для длительного ремонта.

   Быстрое решение, которое иногда работает, состоит в том, чтобы впрыснуть чистящую жидкость для переключателей в корпус через любые зазоры или прорези, которые вы видите, например, под клеммами, а затем несколько раз повернуть ручку из одного конца ее хода в другой.

   Если вы обнаружите, что внутри какого-либо оборудования находится цилиндр с головкой винта со шлицем, никогда не регулируйте его, если вы не знаете, для чего он нужен и как найти правильное положение. Даже в этом случае стоит отметить исходное положение перед началом, чтобы вы всегда могли вернуться к нему.

   Конденсаторы

   Конденсаторы малой емкости.

   Надеюсь, вы помните, что, поскольку одинаковые заряды отталкиваются, электричество ненавидит накапливаться, и, как следствие, цепь должна быть замкнута (например, путем замыкания переключателя), прежде чем сможет протекать ток.

   Конденсаторы для поверхностного монтажа.

   Однако электричество накапливается в ограниченной степени, если вы прикладываете напряжение (электрическое давление), но только до тех пор, пока обратное давление не сравняется с приложенным напряжением.

   Конденсаторы электролитические.

   Если электричества некуда девать, это будет очень скоро, как если бы вы попытались отправить много машин в короткий тупик. Но вы можете облегчить жизнь электричеству, если дадите ему место для распространения, как если бы в конце тупика была большая автостоянка. И когда вы перестанете нагнетать электричество, оно снова выльется наружу, как только давление будет сброшено.

   Танталовые конденсаторы.

   Конденсатор — это устройство, которое позволяет электричеству накапливаться, предоставляя пространство для его распространения. Один из самых простых типов просто состоит из двух длинных полосок алюминиевой фольги, разделенных тонкой изолирующей полоской пластика, а затем скрученных, с проводом, присоединенным к каждой полоске. Если вы подключите его к двум клеммам батареи, положительный заряд будет вытекать из положительной клеммы батареи на одну из полосок. Поскольку он находится в непосредственной близости от другой полоски, он отталкивает равное количество положительного заряда от этой полоски, который течет обратно к отрицательной клемме батареи. Если вы отсоедините аккумулятор, электрический заряд останется до тех пор, пока вы не соедините два провода вместе, что позволит ему разрядиться.

   У автостоянки есть емкость, а у конденсатора есть емкость. Он измеряется в фарадах (Ф) или чаще всего в микрофарадах (мкФ — миллионные доли фарада), нанофарадах (нФ — миллиардные доли фарада) или пикофарадах (пФ — миллионно-миллионные доли фарада).

   Вы можете удвоить емкость, удвоив площадь поверхности, по которой должен распределяться заряд. Но вы также можете сделать это, уменьшив вдвое толщину изолирующего слоя, так как это позволяет заряду с одной стороны легче выталкивать заряд наружу другого. Но достаточно большое напряжение разрушало бы очень тонкий изолирующий слой. Следовательно, конденсатор также имеет номинальное напряжение, являющееся самым высоким напряжением, которое он может безопасно выдерживать. Это ни в коем случае нельзя превышать.

   Конденсаторы используются всякий раз, когда разработчику схемы необходимо сгладить флуктуации или когда требуется разрешить флуктуациям (например, звуковому сигналу) проходить от одной части схемы к другой, блокируя при этом любой чистый поток.

   Обозначение

   Как и резисторы, конденсаторы имеют всего два соединения, но бывают самых разных форм и размеров. Обычно на них напечатаны их емкость и номинальное напряжение, а для некоторых типов — максимальная температура.

   Недорогие конденсаторы для поверхностного монтажа обычно серого или желтовато-коричневого цвета, прямоугольные, с серебристыми контактными площадками для пайки на каждом конце. Обычно они имеют длину несколько миллиметров.

   Электролитические конденсаторы очень часто используются там, где требуется высокое значение емкости. Наиболее распространены алюминиевые типы, которые можно узнать по цилиндрическому алюминиевому корпусу, обычно покрытому пластиковой пленкой. Один вывод отмечен отрицательным («-«) на соседней стороне или конце корпуса.

   Танталовые конденсаторы представляют собой электролитические конденсаторы более высокого качества (и более дорогие), в которых вместо алюминия используется тантал. Они представляют собой шарик, покрытый смолой. Обычно положительный вывод отмечен знаком «+».

   Неисправность A и неисправность конденсатора RIFA.

   Конденсаторы, подключаемые непосредственно к сети, требуют особого класса безопасности. Это класс X для устройств, подключенных к сети, где сбой может представлять опасность возгорания, и класс Y для устройств, подключенных между сетью и землей, где сбой может привести к поражению электрическим током. Такие конденсаторы всегда следует заменять конденсаторами того же класса. Для отечественного оборудования требуется подкласс X2 или Y2. Вы можете узнать больше о конденсаторах класса X и класса Y в этой статье.

   В старом оборудовании, предшествующем классификациям X и Y, довольно часто используются конденсаторы RIFA с эпоксидным покрытием, как показано на рисунке. Их срок службы подходит к концу, и их следует немедленно заменить современными деталями класса X или класса Y.

   Диагностика и ремонт

   Вздувшийся электролитический конденсатор.

   Конденсаторы, как правило, очень надежны, за исключением электролитических типов, которые являются одной из наиболее частых причин выхода из строя электронного оборудования.

   В электролитическом конденсаторе изолирующий слой состоит из электрохимически сформированной пленки оксида алюминия толщиной всего несколько миллионных долей миллиметра. Это может ухудшиться после длительного периода неиспользования (много лет) или более короткого периода, близкого или превышающего его максимальное напряжение и / или температуру. Также жидкость, используемая для формирования изоляционного слоя, может высыхать. Довольно часто можно увидеть некачественные электролитические конденсаторы, которые вышли из строя в пределах своих номиналов.

   Вышедший из строя электролитический конденсатор часто можно распознать по нарастанию внутреннего давления, которое может привести к вздутию верхней части, или конденсатору, не прилегающему к плате, или утечке электролита снизу. На этом этапе он, вероятно, не будет работать должным образом, что приведет к неисправности оборудования. Если его не заменить, он может даже взорваться. Однако тот факт, что электролитический конденсатор не имеет видимых признаков износа, ни в коем случае не является надежным показателем его качества.

   Дешевый тестер компонентов с функцией ESR.

   Самый простой и надежный метод проверки электролитического конденсатора — это тестер ESR (эквивалентное последовательное сопротивление). Базовый с графическим дисплеем, но без корпуса можно купить очень дешево у дальневосточных продавцов. Это отличная инвестиция, так как она также позволяет идентифицировать и тестировать многие другие типы компонентов. Хороший электролитический конденсатор должен показывать ESR в доли ома и vloss (еще одна мера, которую дают эти тестеры) в доли процента.

   Если необходимо заменить электролитический конденсатор, очень важно установить замену правильно (отметка «+» или «-» на той же стороне), так как в противном случае процесс электролитического формования будет обратным, и это будет очень быстро терпят неудачу.

   Кроме того, рекомендуется заменить его на другой с более высоким номинальным напряжением и/или температурой, поскольку исходный, возможно, был недооценен. Никогда не используйте замену с более низким рейтингом. Если замена с той же емкостью недоступна, более высокое значение, вдвое превышающее исходное, почти всегда будет работать хорошо или, возможно, даже лучше, поскольку в любом случае существует значительный разброс емкости электролитических конденсаторов с одинаковой маркировкой.

   На сайте badcaps.net есть полезные советы по замене электролитических конденсаторов.

   Катушки индуктивности

   Катушки индуктивности.

   Катушка индуктивности просто состоит из катушки проволоки. Когда течет ток, он создает магнитное поле, которое накапливает энергию. Наматывая его на сердечник из магнитного материала, такого как железо или феррит, он намагничивается, что значительно увеличивает количество хранимой энергии.

   В то время как конденсатор хранит энергию в виде электрического заряда и может использоваться для сглаживания колебаний напряжения, катушка индуктивности сохраняет энергию в виде магнитного потока и сглаживает колебания тока. В таком приложении его часто называют дросселем, поскольку он подавляет изменения потока.

   На самом деле между математическими уравнениями, описывающими конденсаторы и катушки индуктивности, существует прекрасная симметрия. Если вы объедините катушку индуктивности и конденсатор в цепи, эта симметрия расцветает, и происходит что-то особенное. Напряжение на конденсаторе пытается провести ток через индуктор, но как только ток начинает течь, индуктор пытается поддерживать его, и в конечном итоге переносит заряд на другую сторону конденсатора. Таким образом, он течет вперед и назад с очень равномерной скоростью, точно так же, как ребенок качается взад и вперед на качелях. Используя переменный конденсатор (или переменную катушку индуктивности), скорость можно изменить. Именно так почти все старые AM- и FM-радиоприемники настраиваются на нужную вам станцию.

   Индуктивность измеряется в Генри (Гн), миллиГенри (мГн — тысячные доли Генри) или микрогенри (мкГн — миллионные доли Генри).

   Обозначение

   Синфазный дроссель, используемый для фильтрации сетевого входа в источник питания.

   Катушки индуктивности наименьшего номинала состоят не более чем из катушки толстого провода, торчащего из печатной платы. Некоторые небольшие катушки индуктивности состоят из тороида из феррита с намотанной на него проволочной катушкой, и их легко обнаружить. В других случаях катушка наматывается на ферритовый сердечник в форме хлопковой катушки, которая может быть плотно прилегает к полому цилиндру из феррита. Синфазный дроссель имеет две обмотки, которые иногда используются для фильтрации питающих и нейтральных источников питания. По сути, это ничем не отличается от трансформатора.

   Для больших значений индуктивности используется многослойный железный сердечник. Это редко можно увидеть в достаточно современном оборудовании, но в старинных ламповых радиоприемниках часто использовались два больших конденсатора и катушка индуктивности с железным сердечником для сглаживания выпрямленной сети.

   Катушка индуктивности часто не имеет маркировки.

   Выявление неисправностей и ремонт

   В катушке индуктивности мало что может выйти из строя, за исключением, возможно, плохо припаянного соединения. Очень сильный ток мог вызвать перегрев или перегорание катушки индуктивности, но, вероятно, не раньше, чем где-либо в цепи были нанесены серьезные повреждения.

   Трансформаторы

   Небольшой тороидальный ферритовый трансформатор с 3 обмотками.

   Сетевой трансформатор.

   Трансформатор — это просто индуктор с двумя (или более) витками провода.

   Электрический ток всегда создает магнитное поле, которое зацикливается вокруг тока, а изменение магнетизма, проходящего через цепь, создает напряжение в этой цепи. Итак, в трансформаторе мы подаем питание к одной катушке провода, первичной, и магнитный поток, который это создает, индуцирует напряжение в другой катушке (катушках), вторичной (вторичных). Но он работает только при изменении магнитного поля, поэтому трансформатор можно использовать только для переменного, а не постоянного тока.

   Трансформаторы очень полезны по двум причинам:

   • Если вторичная катушка имеет больше или меньше витков, чем первичная, индуцированное в ней напряжение будет больше или меньше напряжения, приложенного к первичной, пропорционально.
   • Поскольку единственным соединением между первичной и вторичной обмотками является магнитное, они электрически изолированы друг от друга. Это может быть полезно по соображениям безопасности или когда разработчику схемы необходимо заблокировать чистый поток тока от одной части к другой.

   Обозначение

   Тороидальный сетевой трансформатор.

   Если вы знаете, как определить катушку индуктивности, то трансформатор выглядит точно так же, за исключением того, что из него выходит как минимум 3 провода, и почти всегда 4 или более.

   Старое электронное оборудование с питанием от сети почти всегда содержит сетевой трансформатор с железным сердечником, который легко обнаружить. В аудиооборудовании хорошего качества иногда используется тороидальный сетевой трансформатор, поскольку этот тип создает меньшее магнитное поле рассеяния и, следовательно, меньше фонового шума на аудиовыходе. В более новом оборудовании, как правило, используется трансформатор гораздо меньшего размера с ферритовым сердечником.

   Поиск и устранение неисправностей

   Сетевые трансформаторы могут потреблять значительную мощность, поэтому в условиях неисправности они могут сильно нагреваться. Если это приведет к пробою изоляции между двумя соседними витками первичной или вторичной обмотки, эти витки будут действовать как короткозамкнутая вторичная обмотка и действительно сильно нагреются.

   Перемотка сгоревшего сетевого трансформатора несложна, но редко требует значительного времени и терпения.

   Кристаллы и керамические резонаторы

   Кристалл кварца, извлеченный из банки.

   Кристалл кварца обычно используется там, где разработчику необходимо генерировать колебания фиксированной частоты. Кварц — это пьезоэлектрический материал, а это означает, что напряжение возникает на противоположных гранях, если вы подвергаете его воздействию, и наоборот, приложение напряжения вызывает такое же напряжение. Кусок кварца можно вырезать и отполировать так, чтобы он резонировал (или звенел, как колокольчик) на очень точно выбранной частоте. Помещенный в электронную схему, которая усиливает и поддерживает резонанс, вы получаете простой и очень стабильный источник частоты. На фото показан кристалл, извлеченный из защитной банки.

   Помимо кварцевых часов, цифровое оборудование очень часто содержит кристалл, обеспечивающий колебание, которое шагает по этапам обработки. В радиоприемнике с цифровой настройкой кварцевый генератор генерирует опорную частоту, из которой в цифровом виде генерируется желаемая частота для настройки на выбранную станцию. Некоторые старинные FM-радиоприемники содержали три кристалла в стеклянной оболочке, похожей на вентиль. Это позволяло настроить три станции, выбрав один из трех кристаллов.

   Керамические резонаторы работают так же, но дешевле и менее точны в своей частоте. В них обычно используется титанат свинца-циркония вместо кварца, и их можно использовать вместо кристалла в цифровом оборудовании, где частота также не используется для точной синхронизации. Керамический резонатор также можно использовать в каскадах ПЧ радиоприемника для выбора необходимой частоты. Эти резонаторы имеют 3 вывода, по одному прикрепленному к каждому концу одной стороны резонатора, а третий — к противоположной стороне. Сигнал подается на первый и третий, заставляя его резонировать по всей длине. Сигнал воспроизводится между вторым и третьим отведениями, при этом любые другие расстроенные частоты значительно уменьшаются.

   Обозначение

   Кристаллы для поверхностного монтажа и с проволочными наконечниками.

   Кристаллы кварца обычно легко заметить, так как они поставляются в серебристой металлической банке. В случае с кварцевыми часами они обычно цилиндрические и довольно маленькие. Часто вы увидите два небольших конденсатора рядом с кристаллом, которые необходимы для того, чтобы он мог свободно вибрировать. Иногда одним из них может быть переменный конденсатор, позволяющий точно настроить его резонансную частоту с точностью до 10 частей на миллион.

   Керамический резонатор 16 МГц

   Керамический резонатор очень похож на небольшой конденсатор, за исключением того, что он может иметь 3 или даже 4 вывода.

   Обнаружение неисправностей и ремонт

   Кварцевые кристаллы обычно надежны, но сбои случаются. Поскольку сам кристалл подвешен только на своих выводах, что позволяет ему свободно вибрировать, он может быть поврежден ударом или вибрацией, возможно, в сочетании со слабым соединением в результате производственного дефекта.

   Не существует простого способа проверить кристалл кварца, кроме замены. Мультиметр, примененный к его выводам, покажет это как разомкнутую цепь, поскольку кварц является очень хорошим изолятором.

   А теперь…

   … вы можете продолжить чтение об активных компонентах.

   8 Разница между резистором и конденсатором

   Что такое резистор?

   Резистор представляет собой пассивный двухполюсный электрический компонент с основной функцией ограничения протекания тока в цепи, функция, которая является ключевой для работы большинства схем. Они обычно изготовлен из металлической проволоки или углерода и разработан для поддержания стабильной значение сопротивления в широком диапазоне условий окружающей среды. В отличие от ламп, они не излучают свет, но производят тепло, как электричество. рассеивается ими в рабочей цепи.

   Резистор работает по закону Ома и закону утверждает, что напряжение на выводах резистора прямо пропорциональна току, протекающему через него. Эффект резистора называется сопротивлением . сопротивление цепи обычно измеряется в омах. Это отношение представлен уравнением: R=V/I.  

   В электронных схемах резисторы используются для многих целей которые включают в себя: ограничение тока, регулировку уровней сигнала, тепловыделение, управление усилением, согласующие и нагрузочные цепи, а также деление напряжения на смещение активные элементы и концевые линии передачи, среди прочего.

   Что вам нужно Знать о резисторе

   • Резистор — это электронный компонент, сопротивляться протеканию тока в цепи, чтобы поддерживать надлежащее напряжение или ток через него.
   • Резисторы используются для уменьшения тока, делите напряжения, прерывайте линии передачи и регулируйте уровни сигнала.
   • Резисторы создают потери мощности и выделяют тепло.
   • Резисторы в основном используются в прецизионных схемах, радиочастотные и логические схемы и т. д.
   • Единица сопротивления резистора Ом .
   • В цепи постоянного тока при добавлении резистора серии с индуктором значение тока мало, а затем увеличивается с течением времени.
   • Резистор работает путем преобразования избыточного электрического энергии в тепло, которое рассеивается в воздухе.
   • Сопротивление резистора определяется как Напряжение/Ток (R=V/I).

   Что такое конденсатор?

   Конденсатор представляет собой электрическую цепь, которая ведет себя как Зарядить накопительное устройство. Он удерживает электрический заряд, когда мы подаем напряжение через него, и он отдает накопленный заряд в цепь по мере необходимости. Они как полностью заряженная электрическая батарея. Конденсаторы являются одним из трех основных электронные компоненты, составляющие основу схемы вместе с резисторы и катушки индуктивности.

   Основная конструкция конденсатора состоит из двух параллельные проводники (обычно металлические пластины), разделенные диэлектриком материал. Когда источник напряжения подключен к конденсатору, проводник (пластина конденсатора), прикрепленная к положительной клемме источника, становится положительно заряжен, а проводник (пластина конденсатора) подключен к отрицательный полюс источника заряжается отрицательно. Теперь, из-за наличие диэлектрика между проводниками, в идеале заряд не может двигаться с одной тарелки на другую. Поэтому будет разница в уровне зарядки между этими двумя проводниками (пластинами). Фактически электрический потенциал разница появляется через пластины.

   Эффект конденсатора называется емкостью, которое можно определить как количество заряда, накопленного в конденсаторе за пропускание напряжения через конденсатор. Другими словами, конденсатор добавляет емкость к цепи. Таким образом, существует прямая зависимость между заряд и напряжение конденсатора. Что может быть представлено уравнением: заряд/напряжение (C=Q/V). Емкость конденсатора измеряется в фарад .

   Что вам нужно Узнайте о конденсаторе

   • Конденсатор — это электронный компонент, используемый для накапливать заряды или энергию в электрическом поле, создаваемом внешним прикладной потенциал.
   • Конденсаторы применяются для фильтрации, сглаживания, соединение различных участков цепи и ограничение переходных процессов высокого напряжения по цепи.
   • Нет потерь/утечек энергии или зарядов в конденсаторы.
   • Конденсаторы используются для генерации сигналов, фильтрация, блокировка и обход приложений.
   • Емкость конденсатора равна фарад .
   • В постоянном токе, когда конденсатор добавляется последовательно с резистор, ток сначала становится большим, но затем падает до нуля.
   • Конденсатор работает, удерживая положительный и отрицательные заряды отделены друг от друга.
   • Емкость конденсатора определяется соотношением заряд/напряжение (C=Q/V).

   Читайте также: Разница между активными и пассивными компонентами

   Разница между Резистор и конденсатор в табличной форме

   ОСНОВА СРАВНЕНИЯ	РЕЗИСТОР	КОНДЕНСАТОР
   Описание	Резистор — это электронный компонент, используемый для сопротивления потоку ток в цепи, чтобы поддерживать надлежащее напряжение или ток через Это.	Конденсатор — это электронный компонент, используемый для хранения зарядов или энергии. в электрическом поле, создаваемом приложенным извне потенциалом.
   Использовать	Резисторы используются для уменьшения протекающего тока, разделения напряжений, прерывания линии передачи и настроить уровни сигнала.	Конденсаторы используются для фильтрации, сглаживания, сопряжения различных участков цепи и ограничения переходных процессов высокого напряжения на схема.
   Потеря мощности	Резисторы создают потери мощности и выделяют тепло.	В конденсаторах нет потерь/утечек энергии или зарядов.
   Применение	Резисторы в основном используются в прецизионных цепях, радиочастотных и логические схемы и др.	Конденсаторы используются для генерации сигналов, фильтрации, блокировки и обходить приложения.
   Единица измерения	Единицей сопротивления резистора является ом.	Единицей емкости конденсатора является фарад.
   Поведение в цепи постоянного тока	В цепи постоянного тока, когда резистор включен последовательно с катушкой индуктивности, значение тока невелико, а затем увеличивается со временем.	При постоянном токе, когда конденсатор включен последовательно с резистором, ток сначала становится высоким, но затем падает до нуля.
   Функциональность	Резистор работает, преобразовывая избыточную электрическую энергию в тепло, который рассеивается в воздухе.	Работает, удерживая положительные и отрицательные заряды отдельно от друг друга.
   Уравнение	Сопротивление резистора определяется как Напряжение/Ток (R=V/I).	Емкость конденсатора определяется соотношением заряд/напряжение (C=Q/V).

   Также читайте: Разница между напряжением и током

   Резистор пускового конденсатора для конденсаторов 110 В 125 В 220 В 250 В 330 В

   Стандартная цена: 5,95 долл. США

   ТЕМКо Директ: Цена продажи: $5,36

   ( сохранено 0,59 доллара США )

   Отзывов пока нет Написать рецензию

   Резистор пускового конденсатора для конденсаторов 110 В 125 В 220 В 250 В 330 В

   • bigcommerce.com/s-pzel6zbao4/images/stencil/1280×1280/products/59199/22300/SCR001_01__41077.1617031023.jpg?c=1?imbypass=on»>
   • bigcommerce.com/s-pzel6zbao4/images/stencil/1280×1280/products/59199/22297/SCR001_05__68355.1617031023.jpg?c=1?imbypass=on»>
   • Описание продукта
   • Характеристики

   Большинство сменных пусковых конденсаторов не имеют резистора. Вы можете проверить состояние старого, проверив значение сопротивления, или просто заменить его новым. Это должно быть где-то около 10-20 кОм и около 0,5 Вт. Резисторы обычно либо припаиваются, либо обжимаются на клеммах. Резистор предназначен для сброса остаточного напряжения в конденсаторе после его отключения от цепи после пуска двигателя. Не все пусковые конденсаторы будут использовать один, так как есть другие способы добиться этого. Важная часть заключается в том, что если у вашего исходного конденсатора был один, вам нужно будет заменить его на новый конденсатор.

   Для установки просто согните выводы, чтобы они соответствовали ширине соединительных клемм пусковых конденсаторов, вставьте выводы, припаяйте и обрежьте. Смотрите фотографии типовой установки. Альтернативным методом является использование обжима на нажимных соединителях. Оба метода распространены и хорошо работают.

   Использование для пусковых конденсаторов:

   Напряжение до 330 В переменного тока, емкость p до 1200 мкФ

   Тип монтажа:

   Припой 907:15

   Диаметр корпуса резистора:

   0,1255 дюйма

   Длина корпуса резистора:

   0,363 дюйма

   Общая длина (включая выводы):

   2,363 дюйма

   Длина провода:

   1 дюйм с каждой стороны

   Диаметр провода:

   0,019 дюйма

   ПРИМЕЧАНИЕ:

   Пусковой конденсатор НЕ включен.

   Популярно прямо сейчас

   Лабораторная работа 1: Резисторно-конденсаторные схемы — справочник Digilent

   Эта лабораторная работа охватывает основные характеристики цепей RC , включая анализ постоянного и переменного тока, моделирование и эксперименты. Студенты узнают об уравнениях, управляющих зарядкой и разрядкой конденсаторов, RC , а также познакомиться с использованием схем RC в качестве фильтров нижних и верхних частот. Продвинутые учащиеся могут продолжить лабораторную работу и бросить себе вызов в разработке полосовых и режекторных фильтров RC .

   ---

   Введение

   Схема резистор-конденсатор, или RC , является важной схемой в электротехнике; он используется в различных приложениях, таких как автоколебания, таймеры и схемы фильтров, это лишь несколько примеров. В этой лабораторной работе вы исследуете, как 9Схема 0766 RC реагирует при подаче на нее источника постоянного напряжения и узнает о зарядных и разрядных свойствах конденсатора. Вы также изучите отклик схемы RC на переменный ток и узнаете, как спроектировать фильтр нижних и верхних частот.

   В этой лабораторной работе вы будете использовать Multisim Live, чтобы подтвердить теорию, прежде чем приступить к созданию прототипа схемы на макетной плате. Multisim Live — это веб-моделирование схем SPICE, захват схем, который работает непосредственно из веб-браузеров, установка программного обеспечения не требуется. Вы можете использовать свой настольный компьютер или любое мобильное устройство для создания и моделирования схемы.

   Наряду с Multisim Live мы будем использовать Analog Discovery Studio для измерения времени зарядки и разрядки схемы RC . Мы также будем использовать его для генерации сигнала переменного тока и просмотра частотной характеристики переменного тока. Analog Discovery Studio была разработана для студентов, изучающих электронику. Это мощный инструмент «все в одном», состоящий из всех основных инструментов, которые можно найти в лаборатории, таких как источник питания, осциллограф, генератор функций и цифровой логический анализатор.

   целей обучения

   В этом разделе студенты будут:

   • Моделирование схемы RC с помощью Multisim Live

   • Создайте схему RC на макетной плате и изучите ее характеристики по постоянному и переменному току и частотные характеристики с помощью осциллографа и плоттера Боде

   Список деталей

   Для эксперимента необходимо следующее оборудование:

   ---

   Теория цепей и моделирование

   Анализ цепей постоянного тока

   Когда источник постоянного напряжения подается на цепь RC , он заставляет конденсатор заряжаться и накапливать энергию. Когда конденсатор полностью заряжен, напряжение на нем равно напряжению источника. Как только конденсатор заряжается, а затем источник постоянного тока удаляется из цепи, конденсатор начинает разряжаться и в конечном итоге достигает 0 В. В этом разделе вы исследуете зарядные и разрядные свойства конденсатора.

   ---

   Зарядка конденсатора 9{\frac{-t}{RC}} [A]$, где:

   Произведение R и C также называется постоянной времени цепи и обозначается буквой тау с единицей измерения в секундах.

   $\тау=RC [с]$

   Говоря о схемах RC , полезно рассматривать постоянную времени как меру времени. Например, эксперимент может быть заинтересован в токе в цепи при t = 1$\tau$ и при t = 3$\tau$, указывая на то, что они хотели бы измерить цепь при t = 1(𝑅𝐶) и когда т = 3(𝑅𝐶). 9{\ frac {-t} {RC}} [V] $

   ---

   Моделирование зарядки конденсатора с помощью Multisim Live

   Чтобы построить схему в Multisim, следуйте инструкциям ниже:

   Посетите multisim. com и войдите в свою учетную запись, чтобы начать. Найдите кнопку Create Circuit и нажмите ее, чтобы создать новое рабочее пространство. Панель инструментов компонентов находится в левой части экрана Multisim. Поместите землю, резистор, конденсатор и источник постоянного напряжения на рабочее место.

   Нажмите на отдельный компонент, чтобы выбрать его, затем нажмите значок Открыть панель конфигурации, чтобы получить доступ к свойствам компонента. На вкладке Item установите значения компонентов. Для этой лабораторной работы установите источник постоянного напряжения на 5 В, резистор на 10 кОм и оставьте конденсатор на 1 мкФ. Вы также можете щелкнуть значение компонента на схеме и напрямую изменить значение компонента.

   Расположите компоненты в рабочей области, вы можете повернуть компонент, выбрав часть, а затем Кнопка поворота . Соедините компоненты и поместите пробник напряжения между резистором и конденсатором.

   Выберите анализ переходных процессов.

   В панели конфигурации выберите вкладку Document и установите время окончания на 0,1 с, а начальное условие — на «Определено пользователем». Установка End time на 0,1 с позволяет просматривать полную кривую заряда конденсатора на Grapher. Если вы используете настройку по умолчанию, автоматически определяющую начальное состояние, Multisim покажет отклик установившегося состояния, что означает, что конденсатор полностью заряжен. 9{\frac{-t}{RC}} [A]$, где:

   ---

   Моделирование разряда конденсатора с помощью Multisim Live

   Если вы создали новую цепь, убедитесь, что параметр имитации переходного процесса настроен так же, как и в разделе зарядки.

   Выньте аккумулятор из цепи в Multisim Live и подключите резистор к земле. Установите сохраняемое напряжение конденсатора на 5 В, установив флажок IC на панели конфигурации и введя 5 В.

   Убедитесь, что Анализ переходных процессов Начальные условия установлены на Пользовательские, а время окончания равно 0,1 с. Настройка, определяемая пользователем, позволяет нам использовать пользовательское начальное напряжение, которое мы установили ранее для конденсатора. Это позволяет нам измерить кривую разряда конденсатора.

   Поместите пробник напряжения и тока между резистором и конденсатором, чтобы отобразить ток и напряжение на одном графике.

   Нажмите кнопку Запустить моделирование . Легенда в правом верхнем углу указывает, какая кривая представляет ток, а какая — напряжение.

   ---

   Анализ цепи переменного тока

   Фильтр — это схема, которая блокирует сигналы на определенных частотах, пропуская при этом другие частоты. Существует много сложных методов проектирования фильтра, но в этом разделе вы узнаете, как спроектировать фильтр верхних и нижних частот, используя схему RC .

   Когда сигнал переменного тока поступает в конденсатор, импеданс конденсатора напрямую зависит от частоты сигнала. Полное сопротивление конденсатора определяется как:

   $X_C=\frac{1}{2{\pi}fC} [Ω]$, где:

   • f — частота [ Гц ]

   • C — емкость [Ф]

   Изучите приведенное выше уравнение, когда частота низкая, знаменатель мал, а когда вы делите на небольшое число, результат велик. По мере увеличения частоты знаменатель становится больше, а при делении числа на больший знаменатель результат становится меньше. В схеме RC вы можете визуализировать большой $X_C$ как разомкнутую цепь, а маленький $X_C$ как короткое замыкание.

   ---

   Фильтр нижних частот

   Фильтр нижних частот — это схема, пропускающая низкочастотные сигналы и блокирующая высокочастотные. Выход цепи находится между резистором и конденсатором. Когда частота сигнала низкая, $X_C$ велико, а $V_{out}$ совпадает с источником. По мере увеличения частоты $X_C$ становится меньше, и в конечном итоге его можно рассматривать как короткое замыкание, и тогда $V_{out}$ замыкается на землю.

   ---

   Моделирование частотной характеристики RC-цепи в Multisim Live

   Если вы повторно используете схему, созданную в предыдущем упражнении, удалите начальное условие конденсатора.

   Установите частоту источника переменного напряжения на 1 МГц . Поместите пробник напряжения в выходной узел.

   В этом упражнении используйте интерактивную симуляцию вместо переходного процесса, это позволяет вам изменять частоту сигнала во время симуляции. Запустите симуляцию. Нажмите Split , чтобы вы могли одновременно просматривать схему и Grapher.

   Нажмите 1 MHz на схеме, и появится ползунок. Позволяет вам изменять частоту во время моделирования. Вы можете использовать ползунок или ввести точное значение, щелкнув текущее значение и введя нужное значение. В этом упражнении начните с частоты 1 Гц и во время моделирования измените частоту на 10, 100, 1K, 10K, 100K и 1 МГц . Нажмите на кнопки x10 или x0.1 над и под ползунком, чтобы увеличить или уменьшить текущую частоту на один порядок.

   Каждый раз, когда вы меняете частоту, может потребоваться регулировка шкалы графического редактора. Щелкните в любом месте Grapher, затем настройте Time/Div и выберите параметр Auto Fit . Вы также можете использовать щелчок по рабочему столу, выделить мышью горизонтальную ось и прокрутить, чтобы увеличить или уменьшить масштаб. Если вы используете мобильное устройство, сведите пальцы, чтобы увеличить или уменьшить масштаб.

   ---

   Развертка переменного тока

   Анализ влияния схемы фильтра на частоту может быть затруднен во временной области; лучше использовать переменный ток. Развертка по переменному току — это тест, в котором мы просматриваем диапазон входных частот переменного тока, и величина $V_{out}$ отображается в зависимости от входной частоты. В этом упражнении вы можете рассматривать ось Y как выходное напряжение, но это не совсем точно. При анализе цепей фильтра вы используете полярные или комплексные числа, а величина развертки переменного тока представляет величину в полярных координатах, но это выходит за рамки данной лабораторной работы.

   Измените симуляцию с интерактивной на развертку переменного тока и запустите симуляцию.

   ---

   Фильтр верхних частот

   Фильтр верхних частот — это схема, пропускающая высокочастотные сигналы и блокирующая низкочастотные. Чтобы получить эту схему, поменяйте местами резистор с конденсатором в фильтре нижних частот. Когда частота сигнала низкая, $X_C$ большой и $V_{out}$ подключен к земле. По мере увеличения частоты $X_C$ становится меньше, и в конечном итоге это можно рассматривать как короткое замыкание между $V_{out}$ и источником напряжения.

   ---

   Создание и измерение схемы

   Следующим шагом является проверка того, что вы сделали до сих пор, с реальной схемой. В этом разделе вы подключите схему RC к источнику постоянного тока Analog Discovery Studio и посмотрите на зарядку и разрядку конденсатора. Затем вы будете использовать Wavegen для генерации сигнала переменного тока и просмотра отклика схемы RC с помощью осциллографа и плоттера Боде.

   Если вы не знаете, как подключить Analog Discovery Studio к цепи или как использовать инструмент, проверьте: Analog Discovery Studio.

   Анализ цепи постоянного тока

   Подсоедините один вывод резистора к V+, другой к положительному выводу конденсатора. подключите отрицательный контакт конденсатора к GND . Подключите первый канал осциллографа 1+ (оранжевый провод) к соединению между резистором и конденсатором, затем канал осциллографа 1- (оранжево-белый провод) к земле.

   Не забудьте повернуть переключатель Scope Channel 1 в сторону заголовка MTE, а переключатель V+ в сторону надписи POWER .

   Схему подключения можно скачать здесь: wire_diagram_dc.zip.

   Запустите WaveForms. Откройте и закрепите приборы Supplies и Scope .

   В приборе Scope выберите канал 1, установите его диапазон на 2 В/дел и временную развёртку на 200 мс/дел. Запустите инструмент.

   В приборе Supplies установите положительное напряжение питания на 5 В.

   Включите и выключите положительный источник питания, попробуйте зарядить конденсатор до 5 В и разрядить на том же экране, нажмите Остановите на осциллографе, чтобы остановить сбор данных.

   Используйте колесо мыши, чтобы увеличить участок кривой зарядки. Удерживайте левую кнопку мыши, если хотите прокрутить влево или вправо. Вы можете установить смещение и диапазон канала, чтобы сделать сигнал более заметным.

   Добавьте курсоры X на дисплей осциллографа. Отрегулируйте курсоры так, чтобы они были разнесены на одну постоянную времени, и измерьте напряжение на каждом курсоре.

   ---

   Анализ цепи переменного тока

   Подключите один вывод резистора к выводу W1 генератора сигналов, другой к положительному выводу конденсатора. Подключите отрицательный контакт конденсатора к заземленному контакту генератора сигналов. Подключите первый канал осциллографа 1+ (оранжевый провод) к соединению между резистором и конденсатором, затем канал осциллографа 1- (оранжево-белый провод) к отрицательному выводу конденсатора.

   Не забудьте повернуть переключатель Scope Channel 1 в сторону заголовка MTE.

   Схему подключения можно скачать здесь: wired_diagram_ac.zip.

   Запустите WaveForms. Откройте и закрепите приборы Wavegen и Scope .

   В приборе Scope выберите канал 1, установите его диапазон на 1 В/дел и временную развертку на 500 мс/дел.

   В приборе Wavegen на канале 1 установите синусоидальный сигнал, с амплитудой 1В и частотой 1Гц.

   Запустите осциллограф Scope и Wavegen и запишите свои наблюдения о том, как входной сигнал сравнивается с выходным сигналом. В Wavegen настройте частоту синусоиды на 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц и 10 кГц. Дайте осциллографу достаточно времени, чтобы получить ответ, прежде чем менять частоту.

   ---

   Частотная характеристика цепи

   Частотная характеристика схемы показывает, как ведет себя схема при изменении частоты входного сигнала; это похоже на развертку переменного тока, которую мы делали ранее в Multisim. Для анализа частотной характеристики схемы RC используйте анализатор цепей. Подключите вейвген и канал осциллографа 1 к входу схемы, подключите канал осциллографа 2 к выходу схемы. Оставьте соединения резистора и цепи без изменений и измените соединения с Analog Discovery Studio, следуя приведенным ниже инструкциям.

   Подключите один вывод резистора к выводу W1 генератора сигналов, другой к положительному выводу конденсатора. Подключите отрицательный контакт конденсатора к заземленному контакту генератора сигналов. Подключите второй канал осциллографа 2+ (синий провод) к соединению между резистором и конденсатором, затем канал осциллографа 2- (бело-голубой провод) к отрицательному выводу конденсатора. Подключите первый канал осциллографа 1+ (оранжевый провод) к контакту W1 генератора сигналов (желтый провод), а канал осциллографа 1- (оранжево-белый провод) к отрицательному контакту конденсатора (этот контакт заземлен).

   Не забудьте повернуть переключатели Scope Channel 1 и 2 в сторону заголовков MTE.

   Схему подключения можно скачать здесь: wired_diagram_fr.zip.

   Запустите WaveForms и откройте инструмент Network Analyzer . Установите начальную частоту на 1 Гц, конечную частоту на 100 кГц, номер образца на 51 и снимите флажок с канала 1, чтобы отображался только канал 2. Запустите прибор.

   Результат вы увидите не сразу, так как для генерации и получения данных в заданном диапазоне частот требуется некоторое время.

   ---

   Дальнейшее исследование

   Схема RC , которую вы только что рассмотрели, является основной схемой, используемой практически во всех электронных продуктах. В этой лабораторной работе вы узнали, как конденсатор заряжается и разряжается, и вы узнали, что схема RC действует как фильтр и может блокировать или пропускать сигнал переменного тока в зависимости от постоянной времени цепи RC и частоты сигнал переменного тока. Мы также видели, как схема RC может переключаться между фильтром нижних частот и фильтром верхних частот, просто меняя положение резистора и конденсатора.

   Полосовые и режекторные фильтры

   Помимо фильтров нижних и верхних частот, есть еще два более продвинутых фильтра: полосовой и режекторный. Полосовой фильтр блокирует низкие и высокие частоты, пропуская при этом средние (или полосовые) частоты. Чтобы построить полосовой фильтр, вы можете последовательно объединить фильтр верхних частот и фильтр нижних частот. Противоположностью этому является полосовой фильтр, который блокирует средние частоты, но пропускает низкие или высокие частоты. Узнайте, как можно использовать только резисторы и конденсаторы для разработки полосового и режекторного фильтров. Используйте Multisim Live для построения схемы, чтобы вы могли быстро изменять и тестировать различные значения компонентов.

   ---

   Следующие шаги

   Разница между резистором и конденсатором (со сравнительной таблицей)

   Резистор и конденсатор являются пассивными компонентами , которые используются в электрических и электронных схемах. Однако принципиальное различие между резистором и конденсатором заключается в том, что резистор — это элемент, который рассеивает электрический заряд или энергию. В отличие от конденсатора, это элемент, который накапливает электрический заряд или энергию.

   Обычно резистор используется для ограничения тока в цепи. Однако работа конденсатора несколько отличается от работы резистора, поскольку он обычно накапливает заряд и высвобождает накопленный заряд, когда это необходимо.

   Вы узнаете о других важных различиях между ними. Но перед этим ознакомьтесь с содержанием, которое будет обсуждаться в этой статье.

   Содержание: Резистор и конденсатор

   1. Сравнительная таблица
   2. Определение
   3. Ключевые отличия
   4. Заключение

   Сравнительная таблица

   Параметр	Резистор	Конденсатор
   Определение	Используется для ограничения потока носителей заряда в цепи.	Используется для хранения зарядов в цепи.
   Символ
   Блок	Сопротивление резистора измеряется в омах.	Емкость конденсатора измеряется в фарадах.
   Уравнение	R = V/I	C = Q/V
   Применение	В прецизионных схемах, логических схемах, радиочастотных схемах и т. д.	В генерировании сигналов, фильтрации, блокировке и обходе.

   
   

   Определение резистора

   Резистор является основным компонентом электрических и электронных цепей. Он препятствует или блокирует поток электрического тока, протекающего по цепи. По сути, сопротивление резистора — это энергия, рассеиваемая резистором при протекании через него тока.

   Его единица Ом и его символ Ом .

   На рисунке ниже показано условное обозначение резистора:

   Он в основном используется для ограничения скорости зарядки конденсатора; это также помогает настроить частотную характеристику радиочастотных цепей. Кроме того, последовательное соединение резисторов действует как делитель напряжения в цепи.

   Теперь возникает вопрос, как это работает :

   Когда резистор включен в цепь, он поглощает электрическую энергию, которую затем рассеивает в виде тепла. Таким образом, резистор контролирует поток заряда.

   Все резисторы обладают двумя специфическими характеристиками; одним из них является его сопротивление, которое измеряется в омах, а другим является рассеиваемая мощность, которая измеряется в ваттах.

   Рассмотрим резистор R, где I — ток, протекающий через этот резистор. Кроме того, V обозначает падение напряжения на этом конкретном резисторе.

   Тогда по закону Ома:

   V = I. R

     R = V/I

   Исходя из условий работы резистора. Он подразделяется на две категории:

   Фиксированный резистор: В резисторах фиксированного типа значение сопротивления, предлагаемого резистором цепи, фиксировано и не может быть изменено.

   Переменный (регулируемый) резистор : Переменные резисторы — это резисторы, которые обеспечивают регулируемое значение сопротивления при подключении к любой цепи.

   Определение конденсатора

   Конденсатор также является основным электронным компонентом, способным накапливать электрический заряд. В основном он делает это, используя внешнее напряжение, которое появляется на нем.

   Здесь на рисунке показано условное изображение конденсатора:

   При подаче потенциала на конденсаторе создается электрическое поле. Таким образом, когда заряды протекают через конденсатор, это генерируемое поле сохраняет эти заряды.

   Здесь следует отметить, что он в основном хранит электроны, тем самым сохраняя энергию и испуская заряды позже, когда это необходимо.

   Конденсатор можно представить из двух проводящих пластин, разделенных диэлектрической средой. Кроме того, диэлектрический материал должен быть плохим проводником или изолятором.

   Это показано на рисунке ниже:

   Когда на конденсатор подается постоянный потенциал. Затем положительные и отрицательные заряды по отдельности накапливаются на двух сторонах проводящих пластин.

   Из-за этих накопленных зарядов пластины становятся нейтрально заряженными, и после достижения стабильного состояния через них не может течь ток. Следовательно, в нем накапливается заряд.

   Емкость конденсатора определяется как:

   C = Q/V

   Как и резистор, конденсатор также подразделяется на две категории:

   Конденсатор постоянной емкости : Конденсатор постоянной емкости — это те конденсаторы, емкость которых имеет фиксированное значение и не демонстрирует регулируемое поведение во время работы цепи.

   Конденсатор переменной емкости : Как и резисторы, емкость конденсаторов можно регулировать при подключении к любой цепи.
   

   Основные различия между резистором и конденсатором

   1. Резистор — это компонент, который в основном препятствует протеканию тока через цепь, чтобы поддерживать надлежащее напряжение или ток через нее. Напротив, конденсатор представляет собой компонент, который хранит заряды или энергию в электрическом поле, создаваемом внешним приложенным потенциалом.
   2. Сопротивление — это мера количества энергии, рассеиваемой резистором. В то время как емкость в основном представляет собой количество заряда, хранящегося в конденсаторе.
   3. Сопротивление резистора определяется как R = V/I . Принимая во внимание, что емкость конденсатора определяется как C = Q/V .
   4. Единицей сопротивления резистора является ом. В отличие от этого, единицей измерения емкости конденсатора являются фарады.