Wyroby Elektrotechniczne poprwka

Wyroby Elektrotechniczne

Nowak Kamil

milust@o2.pl

Logistyka zao., Gr.4B

Semestr 4


Elektrotechnika- (inżynieria elektryczna, ang. power engineering) - dziedzina techniki i nauki, która zajmuje się zagadnieniami związanymi z wytwarzaniem, przetwarzaniem (przekształcaniem), przesyłaniem, rozdziałem, magazynowaniem i użytkowaniem energii elektrycznej.

Dawniej do elektrotechniki zaliczano też pozostałe dziedziny inżynierii, które związane były z wykorzystaniem elektryczności i elektromagnetyzmu (telegrafię, telefonię, radiotechnikę). Wraz z wynalezieniem nowych urządzeń (lampa elektronowa, dioda, tranzystor) dziedziny te weszły w skład odrębnej, nowo powstałej dyscypliny zwanej elektroniką (i powiązanej z nią telekomunikacją). Elektronika, w odróżnieniu od elektrotechniki (w jej współczesnym rozumieniu), nie zajmuje się zagadnieniami związanymi z energią elektryczną ale koncentruje się na przetwarzaniu i przesyle sygnałów elektrycznych.

Podstawą dla elektrotechniki są:

Dziedziny te pozwalają uzyskać zarówno jakościowy jak i ilościowy opis pracujących urządzeń elektrycznych.

Elektrotechnika obejmuje między innymi takie zagadnienia jak:

Zastosowania

Aparatura wysokiego napięcia.

Wyroby Elektrotechniczne – wykonane z porcelany krzemionkowej, korundowej, cyrkonowej, mulitowej, ceramiki cezjanowej lub ceramiki zawierającej węglik krzemu lub tlenek cynku. Do wyrobów elektrotechnicznych zaliczamy:

  1. półprzewodniki

  2. optoelektronika i źródła światła

  3. elementy pasywne

  4. złącza

  5. bezpieczniki i zabezpieczenia

  6. źródła dźwięku

  7. wentylatory i elementy grzejne

  8. źródła energii

  9. przewody i kable

  10. automatyka

Półprzewodniki

najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10-8 do 103 S/cm) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.Wartość rezystancji półprzewodnika maleje na ogół ze wzrostem temperatury. Półprzewodniki posiadają pasmo wzbronione między pasmem walencyjnym a pasmem przewodzenia w zakresie 0 - 6 eV (np. Ge 0,7 eV, Si 1,1 eV , GaAs 1,4 eV, GaN 3,4 eV, AlN 6,2 eV). Koncentracje nośników ładunku w półprzewodnikach można zmieniać w bardzo szerokich granicach, zmieniając temperaturę półprzewodnika lub natężenie padającego na niego światła lub nawet przez ściskanie czy rozciąganie.W przemyśle elektronicznym najczęściej stosowanymi materiałami półprzewodnikowymi są pierwiastki grupy IV (np. krzem, german) oraz związki pierwiastków grup III i V (np. arsenek galu, azotek galu, antymonek indu) lub II i VI (tellurek kadmu). Materiały półprzewodnikowe są wytwarzane w postaci monokryształu, polikryształu lub proszku. Obecnie otrzymywane są również półprzewodniki organiczne, na ogół wielocykliczne związki aromatyczne np. poli(p-fenyleno-winylen).

Półprzewodniki dzieli się na:

Półprzewodnik samoistny - jest to półprzewodnik, którego materiał jest idealnie czysty, bez żadnych zanieczyszczeń struktury krystalicznej. Koncentracja wolnych elektronów w półprzewodniku samoistnym jest równa koncentracji dziur.

Przyjmuje się, że w temperaturze zera bezwzględnego (0 K= -273 stopni Celsjusza) w paśmie przewodnictwa nie ma elektronów, natomiast w temperaturach większych ma miejsce generacja par elektron-dziura; im wyższa temperatura, tym więcej takich par powstaje.

Domieszkowane - Półprzewodniki samoistne mają mało ładunków swobodnych (co objawia się dużą rezystywnością), dlatego też stosuje się domieszkowanie. Materiały uzyskane przez domieszkowanie nazywają się półprzewodnikami niesamoistnymi lub półprzewodnikami domieszkowanymi.

Domieszkowanie polega na wprowadzeniu i aktywowaniu atomów domieszek do struktury kryształu. Domieszki są to atomy pierwiastków, które nie wchodzą w skład półprzewodnika samoistnego. Na przykład domieszka krzemu (Si) w arsenku galu (GaAs). Ponieważ w wiązaniach kowalencyjnych bierze udział ustalona liczba elektronów, zamiana któregoś z atomów struktury na odpowiedni atom domieszki powoduje wystąpienie nadmiaru lub niedoboru elektronów.

Wprowadzenie domieszki dającej nadmiar elektronów (w stosunku do półprzewodnika samoistnego) powoduje powstanie półprzewodnika typu n, domieszka taka zaś nazywana jest domieszką donorową ("oddaje elektron"). W takim półprzewodniku powstaje dodatkowy poziom energetyczny (poziom donorowy) położony w obszarze pasma zabronionego niewiele poniżej poziomu przewodnictwa, lub w samym paśmie przewodnictwa. Nadmiar elektronów jest uwalniany do pasma przewodnictwa (prawie pustego w przypadku półprzewodników samoistnych) w postaci elektronów swobodnych zdolnych do przewodzenia prądu. Mówimy wtedy o przewodnictwie elektronowym, lub przewodnictwie typu n (z ang. negative - ujemny). Dla krzemu typowymi domieszkami donorowymi są atomy 5 grupy układu okresowego (więcej elektronów walencyjnych), głównie fosfor.

Wprowadzenie domieszki dającej niedobór elektronów (w stosunku do półprzewodnika samoistnego) powoduje powstanie półprzewodnika typu p, domieszka taka zaś nazywana jest domieszką akceptorową ("przyjmuje elektron"). W takim półprzewodniku powstaje dodatkowy poziom energetyczny (poziom akceptorowy) położony w obszarze pasma zabronionego niewiele nad poziomem walencyjnym, lub w samym paśmie walencyjnym. Poziomy takie wiążą elektrony znajdujące się w paśmie walencyjnym (prawie zapełnionym w przypadku półprzewodników samoistnych) powodując powstanie w nim wolnych miejsc. Takie wolne miejsce nazwano dziurą elektronową. Zachowuje się ona jak swobodna cząstka o ładunku dodatnim i jest zdolna do przewodzenia prądu. Mówimy wtedy o przewodnictwie dziurowym, lub przewodnictwie typu p (z ang. positive - dodatni). Dziury, ze względu na swoją masę efektywną, zwykle większą od masy efektywnej elektronów, mają mniejszą ruchliwość a przez to rezystywność materiałów typu p jest z reguły większa niż materiałów typu n mających ten sam poziom domieszkowania. Typowymi akceptorami dla krzemu są atomy 3 grupy układu okresowego (mniej elektronów na ostatniej powłoce), zwykle bor.

Zastosowania

( diody zenera smd )

( diody schottky smd )

( diody schottky tht )

(diody led tht )

( tyrystory pojedyncze )

Optoelektronika

to dziedzina techniki, która wykorzystuje specyficzne właściwości światła w celu pozyskiwania, gromadzenia, przesyłania, obróbki i prezentacji informacji. Optoelektronika zajmuje sie także konstrukcją i zastosowaniem urządzeń i aparatów do emisji i detekcji światła. Zastosowania obejmują różne dziedziny techniki, a także medycyny. Światło cechuje bardzo wysoka częstotliwość (kilkaset THz), zaś długości fal z obszaru widzialnego (VIS) znajdują się w zakresie od 380 nm do 780 nm. Ta akurat cecha przyczynia się do szybkości transferu (szerokość pasma).

Zadania optoelektroniki względem informacji

  1. pozyskiwanie - detektory fotoelektryczne

  2. gromadzenie - laserowe czytniki CD,DVD, holograficznej pamięci

  3. przesyłanie - technika światłowodowa, porty podczerwieni IrDA

  4. obróbka - duża gałąź fotoniki związana z nieliniowością elementów optycznych np. bramki optyczne → komputery optyczne

  5. prezentacja - prawie wszystko co wiąże się z wizualizacją w elektronice:

Warto zaznaczyć, że optoelektronika skupia dziedziny nauk takie jak chemia, fizyka ciała stałego, oraz elektronikę. Z optoelektroniką wiąże się też wykorzystanie promieniowana elektromagnetycznego w biomedycynie. Tą dziedziną zajmuje się optyka biomedyczna, stanowiąca dział inżynierii biomedycznej.

Element elektroniczny bierny (pasywny)

element nie wytwarzający energii elektrycznej. Element bierny nie jest źródłem, zatem występują na nim tylko straty energii. Taki element może jednak magazynować energię elektryczną: cewka w polu magnetycznym, zaś kondensator: w polu elektrycznym. Energia pobierana przez element bierny jest zawsze nieujemna, co znaczy, że taki element nigdy nie oddaje energii, czyli nie jest źródłem:

Elementy bierne to:

Rezystory- najprostszy, rezystancyjny element bierny obwodu elektrycznego. Jest elementem liniowym: spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Występuje na nim spadek napięcia. W obwodzie służy do ograniczenia prądu w nim płynącego. Idealny rezystor posiada tylko jedną wielkość, która go charakteryzuje – rezystancję. W praktyce występuje jeszcze pojemność wewnętrzna oraz wewnętrzna indukcyjność, co, np. w technice wysokich częstotliwości (RTV), ma duże znaczenie (jest to tzw. pojemność oraz indukcyjność pasożytnicza). W technologii bardzo wysokich częstotliwości – kilkuset megaherców (MHz) i powyżej – właściwości pasożytnicze typowego rezystora muszą być traktowane jako wartości rozproszone, tzn. rozłożone wzdłuż jego fizycznych wymiarów

rezystory smd

rezystory węglowe tht

rezystory metalizowane tht

Kondensator - jest to element elektryczny (elektroniczny), zbudowany z dwóch przewodników (okładek) rozdzielonych dielektrykiem.

kondensatory mlcc smd

kondensatory ceramiczne tht

kondensatory mlcc tht

kondensatory elektrolityczne smd

kondensatory elektrolityczne tht

kondensatory elektrolityczne snapin

kondensatory elektr. śrubowe i inne

Cewka - składa się z pewnej liczby zwojów przewodnika nawiniętych np. na powierzchni walca (cewka cylindryczna), na powierzchni pierścienia (cewka toroidalna) lub na płaszczyźnie (cewka spiralna lub płaska). Wewnątrz lub na zewnątrz zwojów może znajdować się rdzeń z materiału magnetycznego, diamagnetycznego lub ferromagnetycznego.

Cewki

Złącza

to zespół połączeniowy składający się z wtyku i gniazda. Umożliwia szybkie i bezproblemowe łączenie i rozłączanie dwóch lub więcej obwodów elektronicznych poprzez wetknięcie wtyku do gniazda. Złącze może służyć do przedłużenia linii przez połączenie ze sobą dwóch przewodów lub Złącze może być jedno lub wielostykowe. Potocznie terminem "złącze" często określane jest samo gniazdo (np. złącze procesora, złącze drukarki).

złącza sygnałowe

złącza do przesyłu danych

złącza koncentryczne/rf

złącza przemysłowe

złącza zasilające

złącza audio, video

konektory i końcówki kablowe

złącza pozostałe

Bezpieczniki i zabezpieczenia

Bezpiecznik elektryczny – w potocznym znaczeniu każde zabezpieczenie elektryczne instalacji elektrycznej i odbiorników elektrycznych przed ich uszkodzeniem z powodu wystąpienia nadmiernego natężenia prądu. Zamiennie w mowie potocznej używane są też sformułowania: bezpiecznik (w domyśle elektryczny), bezpiecznik automatyczny.

bezpieczniki smd

bezpieczniki 5x15mm

bezpieczniki 5x20mm

wyłączniki silnikowe

ograniczniki przepięć

rozłączniki

Źródło dźwięku

ciało drgające, którego energia jest dostateczna, aby wywołać w narządzie słuchu, najsłabsze wrażenia słuchowe. Inaczej mówiąc natężenie dźwięków słyszalnych musi przekraczać próg słyszalności.

głośniki

mikrofony i słuchawki

sygnalizatory akustyczne

Wentylatory i elementy grzejne

Wentylator - sprężarka, w której przyrost ciśnienia statycznego gazu jest minimalny (nie przekracza 13 kPa), a cała energia gazu jest zawarta w jej składowej kinetycznej.

wentylatory ac

wentylatory dc

Element grzejny - to zasadnicza część elektrycznego, oporowego urządzenia grzejnego w którym dokonuje się przemiana energii elektrycznej w ciepło. Zwykle w postaci drutu, taśmy lub pręta z materiału oporowego.

elementy grzejne

Źródła energii

Akumulator kwasowo-ołowiowy – rodzaj akumulatora elektrycznego, opartego na ogniwach galwanicznych zbudowanych z elektrody ołowiowej, elektrody z tlenku ołowiu(IV) (PbO2) oraz ok. 37% roztworu wodnego kwasu siarkowego(VI), spełniającego funkcję elektrolitu.

Akumulator ołowiowy został wynaleziony przez francuskiego fizyka Gastona Planté w 1859 r. Mimo wielu jego wad jest to wciąż najbardziej popularny rodzaj akumulatorów elektrycznych. Występuje w niemal wszystkich samochodach, a także wielu innych pojazdach (np. Melex). Oprócz tego stanowi często jeden z elementów awaryjnego zasilania budynków, zakładów przemysłowych, szpitali, centrali telefonicznych i polowych systemów oświetleniowych.

akumulatory kwasowe

Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.

akumulatory

Przewody i kable

Przewód ochronny PE - (ang. protective conductor[1]) - uziemiony przewód niepodlegający obciążeniu prądami roboczymi, z którym łączy się części przewodzące dostępne i który stanowi element ochronny przez samoczynne wyłączenie zasilania. Przewód ochronny łączący zacisk ochronny PE i uziomem, z nie będący przewodem linii nazywany jest przewodem uziemiającym.

Przewód elektryczny – element obwodu elektrycznego służący do prowadzenia prądu elektrycznego wzdłuż określonej drogi. Wykonany jest z materiału przewodzącego, najczęściej miedzi lub aluminium, w postaci drutu, linki lub szynoprzewodu. Może być izolowany (np. kabel elektryczny) lub bez izolacji jak ma to miejsce w linii napowietrznej (funkcję izolacji pełni wówczas powietrze).

przewody jednożyłowe

przewody pomiarowe

przewody zasilające

przewody do połączeń owijanych

Kabel - zgodnie z międzynarodowym słownikiem elektrotechnicznym - jest to zespół (wyrób) składający się z jednej lub kilku żył mających (lub nie) indywidualne pokrycie (izolacje, ekrany), z warstwy ochronnej (lub nie) na skręconych żyłach (izolacja rdzeniowa) oraz (lub nie) z osłon ochronnych. Pojęcie to według polskiej terminologii obejmuje wszystkie rodzaje kabli oraz przewodów izolowanych i nieizolowanych.

kable usb

kable ze złączami rj45

kable audio - video pozostałe

kable komputerowe, adaptery, terminatory

Automatyka

Przetwornik – jest to urządzenie dokonujące przekształcenia danej wielkości na inną wielkość według określonej zależności i z pewną dokładnością.

Przetworniki są wykorzystywane na przykład w układach z czujnikami, dzięki czemu sygnał z czujnika, który zwykle jest słaby i trudny w przekazywaniu na odległość, zostaje przekształcony do postaci i wartości użytecznej dla dalszego przetwarzania. Najczęściej przetworniki realizują przekształcenie wielkości fizycznej na wielkości elektryczne takie jak napięcie elektryczne lub natężenie prądu.

Najpowszechniejsze przetworniki:

Czujnik (sensor) – fizyczne bądź biologiczne narzędzie będące najczęściej elementem składowym większego układu, którego zadaniem jest wychwytywanie sygnałów z otaczającego środowiska, rozpoznawanie i rejestrowanie ich.

W naukach technicznych czujnik to urządzenie dostarczające informacji o pojawieniu się określonego bodźca, przekroczeniu pewnej wartości progowej lub o wartości rejestrowanej wielkości fizycznej. W tym ujęciu układ czujnika składa się z: czujnika, przetwornika oraz często układu kondycjonowania sygnału i telemetrycznego. Najczęściej spotykanymi czujnikami są czujniki dostarczające informację w jednej z wielkości elektrycznych, takich jak: napięcie, natężenie prądu, opór elektryczny. Przyczyną tego jest fakt, że prąd elektryczny to sygnał, który łatwo wzmocnić, przesłać na duże odległości, poddać dalszemu przetwarzaniu przy użyciu technik cyfrowych i komputerów, a także zachować.

czujniki indukcyjne

czujniki pojemnościowe

Silnik elektryczny – maszyna elektryczna, w której energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną.

silniki elektryczne

Elektromagnes – urządzenie wytwarzające pole magnetyczne w wyniku przepływu przez nie prądu elektrycznego. Zbudowany jest z cewki nawiniętej zazwyczaj na rdzeniu ferromagnetycznym, o otwartym obwodzie magnetycznym, zwiększającym natężenie pola magnetycznego w części otoczenia zwojnicy. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta przy wzroście natężenia prądu elektrycznego płynącego przez cewkę. Pole magnetyczne zanika, gdy prąd przestaje płynąć.

Pierwszy elektromagnes zbudował William Sturgeon w 1825 roku. Zwinął on wokół żelaznej sztabki izolowany drut miedziany. W czasie przepływu prądu układ ten stawał się silnym magnesem. Od tamtej pory elektromagnes znalazł mnóstwo zastosowań praktycznych. Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta po zwiększeniu liczby zwojów lub natężenia przepływającego prądu przy stałej długości zwojnicy. Im więcej cewka ma zwojów oraz im większy przepływa przez nią prąd, tym silniejsze jest pole magnetyczne elektromagnesu. Obecnie najsilniejsze elektromagnesy buduje się przy użyciu cewek nadprzewodzących. Są one wykonane z materiałów zwanych nadprzewodnikami, nie wykazujących żadnego oporu elektrycznego w bardzo niskich temperaturach (bliskich zera bezwzględnego). Fizycy szukają tanich nadprzewodników wysokotemperaturowych, co może spowodować rozpowszechnienie elektromagnesów nadprzewodzących. Granica efektu nadprzewodnictwa, jaką obecnie udało się osiągnąć wynosi 138 K.

Zastosowania

Bibliografia:


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyroby ceramiczne dla elektrotechniki i elektroniki
Napęd Elektryczny wykład
Podstawy elektroniki i miernictwa2
elektryczna implementacja systemu binarnego
wyroby medyczne opieka farmaceutyczna
urządzenia elektrotermiczn
Podstawy elektroniki i energoelektroniki prezentacja ppt
Elektryczne pojazdy trakcyjne
elektrofizjologia serca
Ćwiczenia1 Elektroforeza
elektrolity 3
Urządzenia i instalacje elektryczne w przestrzeniach zagrożonych wybuchem
Elektroforeza DNA komórkowego BioAut1, BioAut2 i Ch1
Instalacje elektroenergetObl1
08 Elektrownie jądrowe obiegi
U 8 Zestyki w aparatach elektrycznych

więcej podobnych podstron