WYKŁAD 1

1. Wyjaśnij co to jest przewodnik, półprzewodnik, izolator?

Ciała występujące w przyrodzie dzielimy na:

a) Przewodniki - ciała , przez które może przepływać prąd elektryczny, zwany prądem przewodzenia:

b) Izolatory (dielektryki) - to ciała nie mające zdolności przewodzenia prądu elektrycznego: gazy nieprzewodzące, ciecze nieprzewodzące (np. woda destylowana, olej izolacyjny), niektóre ciała stałe (np. szkło, porcelana, tworzywa sztuczne).

c) Półprzewodniki to ciała o własnościach pośrednich miedzy własnościami przewodników i dielektryków: krzem, german, selen, związki chemiczne: arsenu, galu, indu, antymonu, tlenki metali.

2. Jaka jest różnica miedzy przewodnikami pierwszej i drugiej klasy?

- Przewodniki I klasy (metale). Mechanizm przewodzenia polega na ruchu elektronów swobodnych. Rozróżnia się dwa rodzaje ruchu elektronów:

* bezłady,

*uporządkowany.

- Przewodniki II klasy (ciecze przewodzące - elektrolity tj. roztwory wodne kwasów, zasad i soli). Przewodzenie prądu w elektrolitach polega na uporządkowanym ruchu jonów, czyli atomów lub cząsteczek naładowanych dodatnio (kationy) lub ujemnie (aniony). Podczas przepływu prądu w elektrolitach zachodzą zmiany chemiczne.

3. Co to jest obwód elektryczny? Narysuj przykładowy obwód elektryczny

Obwód elektryczny - zamknięta droga przepływu prądu, utworzona z połączonych przewodnikami elementów aktywnych i biernych pasywnych.

a) prosty b) złożony

4. Jaka jest różnica miedzy elementem aktywnym i biernym obwodu elektrycznego?

a) Elementy aktywne wymuszają przepływ prądu. Wytwarzana jest w nich energia elektryczna kosztem innego rodzaju energii, np. mechanicznej (prądnice), chemicznej (ogniwa galwaniczne), świetlnej (fotoogniwa) lub cieplnej (termoogniwa):

- źródła napięcia - napięcie źródłowe - SEM,

- źródła prądu - powstaje prąd źródłowy.

b) Elementy pasywne to takie, w których energia elektryczna zamieniana jest na inną postać energii (dyssypacja - rozproszenie energii) np. cieplna (rezystory, grzejniki), świetną (świetlówki) lub magazynowana (kondensator - akumulacja energii w polu elektrycznym, cewka - akumulacja energii w polu magnetycznym).

5. Na czym polega różnica miedzy elementami idealnymi, a rzeczywistymi?

Elementy idealne-nie płynie przez nie prąd dlatego nie zmienia się napięcie, stała jest też rezystancja. Elementy rzeczywiste - płynie przez nie prąd, zmienia się napięcie, różna jest więc rezystancja.

Element jest idealny jeśli charakteryzuje go tylko jeden rodzaj procesu energetycznego.

6. Na czym polega różnica miedzy obwodem prostym i złożonym?

Prosty obwód elektryczny z jednym źródłem E i odbiornikiem R. W obwodzie płynie prąd I. Napięcie na zaciskach odbiornika U.

Złożony obwód prądu stałego zawiera przynajmniej dwa węzły sieci - miejsca, gdzie jest rozgałęzienie i następuje rozdzielenie prądu.

7. Podaj definicje natężenia prądu, dokonaj kwalifikacji prądów elektrycznych.

Natężenie prądu elektrycznego (prąd elektryczny) - wielkość skalarna obliczona jako stosunek ładunku elektrycznego dq, przenoszonego przez naładowane cząstki w czasie dt, przez dany przekrój poprzeczny przewodnika, do tego czasu (1A).

i = dq/dt I = Q\t

- Jeżeli w jednakowych, dowolnie małych przedziałach czasu przepływają takie same ładunki - stała wartość prądu I.

Klasyfikacja prądów:

a) prąd stały (obwód pradu stałego),

b) prąd zmienny (obwód pradu zmiennego):

- prądy jednokierunkowe,

- prądy dwukierunkowe,

- prądy bezokresowo zmienne,

- prądy okresowo zmienne - prąd przemienny

8. Co to jest gęstość prądu?

Gęstośc prądu J jest to iloraz wartości prądu i, przepływającego przez element powierzchni S prostopadły do kierunku ruchu ładunków, do tej powierzchni (jedn. - A/m2).

J = i/ S

9. Podaj związek miedzy rezystancją i kondunktancją

Rezystancja-charakteryzuje opór jaki stawia prądowi(stałemu i zmiennemu) element obwodu elektrycznego.

Kondunktancja jest to odwrotność rezystancji (jednostka 1S=1Ω^-1(simens)).

G=1/R

10. Od czego zależy rezystancja materiału?

Rezystancja zależy od rodzaju materiału, rozmiarów, kształtu i temperatury.

11. Jaka jest różnica miedzy potencjałem, a napięciem elektrycznym?

Potencjał (w odniesieniu do obwodu elektrycznego) - poziom stanu energetycznego wybranego punktu obwodu względem nieskończoności.

V_A = A_A∞ /q

Napięcie elektryczne między dwoma punktami A i B obwodu elektrycznego jest ilorazem wykonanej pracy A_AB przy przenoszeniu ładunku elektrycznego z punktu A do B i wartości tego ładunku q.

U_AB = A_AB /q= V_A - V_B. Jest to różnica potencjałów.

12. Podaj i wyjaśnij prawo Ohma oraz I i II prawo Kirchoffa.

Prawo Ohma-określa relacje między napięciem a wartością prądu płynącego w obwodzie elektrycznym.

I=U/R=GU.

I prawo Kirchoffa - (odnosi się do węzłów): suma prądów dopływających do węzła równa się sumie prądów odpływających - algebraiczna suma prądów w węźle jest =0

I₁+I₂+...I_n=∑I_k=0

Równanie węzła-równanie prądów lub prądowe.

II prawo Kirchoffa - (odnosi się do oczek, czyli obwodów zamkniętych): w każdym obwodzie zamkniętym algebraiczna suma sił elektromotorycznych równa jest algebraicznej sumie spadków napięć na rezystancjach:

E_i +
U_k = 0

Równanie dla oczek napisane zgodnie II p K to równanie bilansu napięć lub napięciowe.

13. Omów sposoby łączenia rezystorów.

Obwód szeregowy

Jeśli napięcie pojedynczego źródła jest niewystarczające do zasilania odbiornika stosuje się łączenie szeregowe źródeł napięcia.

Obwody równoległe

Łączenie równoległe n źródeł stosuje się w przypadku zwiększonego obciążenia, gdy prąd pobierany z pojedynczego źródła przekracza jego wartość znamionową.

14. Jaka jest różnica miedzy stanem jałowym, a stanem zwarcia źródła?

Stan jałowy - nie płynie w obwodzie prąd I=0,

stan zwarcia - napięcie na wyjściu = 0, uszkodzenie źródła napięcia

15. Wyjaśnij pojecie mocy i energii elektrycznej.

Moc chwilowa prądu elektrycznego.-praca ΔA wykonana w czasie Δt,

p= ΔA/ Δt=ui,

Jednostka 1Wat, Dla obwodu prądu stałego P=UI. Energia elektr.-ilość mocy pobierana w jednostce czasu W=Pt=UIt, jedn. kWh

16. W jaki sposób należy połączyć źródła napięcia w baterie aby uzyskać

• większą wartość napięcia(szeregowo),

• większą wartość prądu(równolegle)?

17. Do czego służy dzielnik napięcia?

służy do dzielenia napięcia wejściu,czyli napięcie na wyjściu jest częścią napięcia na wejściu.

WYKŁAD 2

1.Pulsacja-definiowana wzorem ω=2πf=2π/T. Wartość skuteczna- wartość równoważnego natężenia prądu stałego, który na rezystencji R=const, w czasie równym okresowi(t=T) wydzieli tę samą ilość energii cieplnej co prąd sinusoidalny.

Wartość skuteczna napięcia sinusoidalnego zmiennego U=Um/pierw2=0,707Um

Wartośc średnia prądu Iśr sinusoidalnego zmiennego jest równa natężeniu zastępczego prądu stałego, który płynąc przez pół okresu, przeniesie taki sam ładunek, jak prąd sinusoidalny.

Wartość średnia napięcia sinusoidalnego zmiennego Uśr=2/π*Um=0,637Um

2. Moc chwilowa p. w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego- iloczyn chwilowej wartości napięcia oraz chwilowej wartości prądu. Moc czynna jest to wartość średnia mocy za okres T. P=UIcosφ (cosfi-wsp. mocy). Jedno. 1Wat- 1W.Moc bierna której energia jest zmagazynowana w polu elektrycznym lub magnetycznym (i oscyluje). Q=UIsinφ jedn. 1var.Moc pozorna suma czynnej i biernej S=UI jedn.1VA-woltoamper.

3.Impedancja-w obw.p.stałego odpowiada reaktancji. Umożliwia rozszerzenie p.Ohma na obw.p.przemiennego Z=U/I. Admitacja - odwrotność impedancji. Reaktancja -opór bierny, wielkość chartka.obw.elektr.zaw.kondensator lub cewkę, np. dla cewki X_L= ωL, L-indukcyjność, dla kondensatora X_C=1/ ωC, C-pojemność. Susceptancja - cz.urojona admitancji, przewodność bierna,odwrotność reaktancji.

4.Rezonans napięć wyst. w obwodzie szeregowym RLC, a rezonans prądów w równoległym obw. RLC.

5. Woltomierz dołączony do obwodu prądu sinusoidalnego zmiennego wskazuje watrość napięcia chwilowego , amperomierz chwilową wartość prądu w obwodzie.

6.Łączenie kondensatorów - szeregowe C=1/C1+1/C2, równoległe C=C1+C2

7. Przebieg zmian napięcia opisany jest zależn.

wyznaczyć:

• wartość maksymalna,

• wartość skuteczna, U=Um/pier2 U=311/pier.2 …

• częstotliwość zmian napięcia, czest.=PN/60 p=moc chwilowa

• fazę początkową napięcia. dla t=0 ….

8. Obwód przedstawiony na rysunku:

zasilono napięciem sinusoidalnie zmiennym opisanym zależnością

Wyznaczyć przebieg prądu w tym obwodzie oraz określić jakie jest opóźnienie w czasie względem napięcia.

9.Indukcyjnychar.obw.-obw. zawierający cewkę, prąd w tym obwodzie jest związany z napięciem zależnością I=U/X_L, X_L= ωL. Char.pojemnościowy obwodu-obw.zawierający kondensator,prąd z napięciem opisuje zal.I=U/ X_C, X_C=1/ ωC.

10.Klasyfikacja kondensatorów- płaskie i cylindryczne; papierowe, mikowe, ceramiczne, elektrolityczne, energetyczne.

11.Wielkością charak..kondensatory jest pojemność elektryczna C - zdolność gromadzenia ładunku elektrostal. C=Q/U, drugim parametrem jest reaktancja X_C=1/ ωC.

12Kondensatory elektrolityczne biegunowe są przeznaczone do pracy w obwodach napięcia stałego lub pulsującego (wolnozmiennego), przy czym amplituda napięcia przemiennego nie może przewyższać napięcia stałego, suma zaś tych napięć — napięcia znamionowego kondensatora.

Kondensator elektrolityczny niebiegunowy może pracować zarówno w obwodach prądu stałego jak i przemiennego, jednak przy pracy w obwodzie prądu przemiennego amplituda napięcia przemiennego musi być znacznie (wielokrotnie) mniejsza niż napięcie znamionowe (stałe) kondensatora.

13. Większą indukcyjność posiadają cewki z rdzeniem ferromagnetycznym. Cewki takie mają dużą indukcyjność własną, gdyż rdzeń ten posiada nieliniową charakterystykę magnesowania

Cewka nawinięta na rdzeń ferromagnetyczny ma większą indukcyjność gdyż:

ferromagnetyzm jest zjawiskiem, w którym materia wykazuje własne, spontaniczne namagnesowanie. Jest jedną z najsilniejszych postaci magnetyzmu i jest odpowiedzialny za większość magnetycznych zachowań spotykanych w życiu codziennym a porcelity samorzutnie nie wykazują właściwości magnetycznych. Porcelit jest odpychany przez magnes. Umieszczenie porcelitu w zewnętrznym polu magnetycznym powoduje powstanie w tym materiale pola magnetycznego skierowanego przeciwnie.

WYKŁAD 3

1. Przekaźniki spełniają dwie podstawowe funkcje: zapewniają galwaniczne oddzielenie pomiędzy sekcją sterowania i sekcją przełączania; umożliwiają przełączanie obciążeń dużej mocy z wysokim napięciem i/lub prądem o wysokim natężeniu przy małym zużyciu energii nawet przy małych sygnałach elektrycznych

2. W przekaźnikach elektromechanicznych można wyróżnić 2 sekcje: sekcja sterowania-przełącznik elektromagnetyczny; sekcja przełączania- część przełączająca podłączona bezpośrednio do obciążenia elektrycznego.

3.Przekaźnik elektromech. składa się z rdzenia, cewki, styku przełącznego i zwory. Zasilamy cewkę napięciem, prąd wytwarza pole magn., które zamyka się poprzez rdzeń na który nawinięta jest cewka. Opór ma być najmniejszy, każda szczelina tworzy dodatkowy otwór. Zwora zostaje przymknięta.

4. Konfiguracje styków w przekaźnikach mogą być: zestyki zwierne- normalnie otwarte(NO), zestyki rozwierne- normalnie zamknięte (NC), zestyki przełączne.

5.Przekaźniki - nazywamy przyrządy, które pod wpływem zmiany określonej wielkości fizycznej sterują obwodami elektrycznymi. Przekaźniki elektryczne mogą działać pod wpływem zmian natężenia prądu, napięcia, kierunku przepływu prądu, częstotliwości, przesunięcia fazowego. Są więc elementem sterującym. Styczniki pełnią rolę pomocniczą, przeznaczone są do sterowania urządzeniami o większym poborze prądu.

6.AC-3 - jest to kategoria użytkownika styczników obwodu prądu przemiennego, zastosowanie w obwodach silników klatkowych; rozruch; wyłączenie silnika w ruchu.

7.AC-1 lub DC-1 - do grzałki

9. Rodzaje silników prądu stałego: silniki obcowzbudne, silniki samowzbudne; bocznikowe, szeregowe, szeregowo-bocznikowe; silniki prądu stałego z magnesem trwałym- silniki tarczowe.

10.Budowa silnika-nieruchomy stojan będący obudową silnika. Cz.ruchomą jest wirnik, na którym są uzwojenia. Wirnik się obraca. Uzwojenia zasilamy komutatorem.

11.Dla silnika szeregowego I=Ia=If

12.Dla silnika bocznikowego I=Ia+If

13.Największy moment rozruchu - silnik szeregowy

14. Najmniejsza zmienność prędkości - silnik bocznikowy (nie jestem pewna na 100%)

15.Wada silnika szeregowego-nie może pracować w stanie jałowym i musi być połączony z maszyną roboczą za pomocą sprzęgła lub przekładni zębatej.

16.Metody regulacji prędkości silnika prądu stałego: przez zmianę napięcia zasilania twornika U, przez zmianę rezystencji w obwodzie twornika R_ar, przez zmianę strumienia Φ. Regulacja szeregowa polega na włączeniu rezystencji regulacyjnej Rar w szereg z obwodem twornika (silniki bocznikowe i szeregowe). W tym przypadku mamy możliwość regulacji w dół-poniżej prędkości odpowiadającej pracy na charakterystyce naturalnej. Regulacja bocznikowa sprawdza się do osłabienia strumienia magnetycznego. W silnikach bocznikowych- rezystencja regulacyjna Rfr jest włączona w szereg w obwód wzbudzenia, w silnikach szeregowych- rezystencja Rfr jest włączona równolegle z obwodem wzbudzenia. Regulacja bocznikowa jest regulacją w górę od wartości n_N do 3 n_N jest regulacja ekonomiczną. Prowadząc regulację prędkości przez zmianę strumienia, nie należy nadmiernie osłabiać pola magnetycznego oraz powodować zaniku prądu w obwodzie wzbudzenia silnika. Regulację prędkości obrotowej przez zmianę napięcia twornika można uzyskać przez zastosowanie tyrystorowych regulatorów napięcia. Zmieniając napięcie zasilające twornika można przy znamionowym obciążeniu regulować prędkość od zera do wartości większej od prędkości znamionowej- w całym zakresie regulacji prąd twornika nie zmienia wartości i zależy tylko od obciążenia.

WYKŁAD 4

1.Budowa silnika indukcyjnego - silnik indukcyjny składa się z dwóch zasadniczych części: nieruchomego stojana, który posiada trójfazowe uzwojenie i ruchomego(wirującego) wirnika.

Jak zbudowany jest silnik indukcyjny 3-fazowy klatkowy?

silnik indukcyjny składa się z dwóch zasadniczych części: nieruchomego stojana, który posiada trójfazowe uzwojenie i ruchomego(wirującego) wirnika klatkowego w którym w żłobkach znajdują się pręty aluminiowe lub miedziane przeważnie bez izolacji, połączone na obu końcach wirnika specjalnymi pierścieniami. Końcówki trzech uzwojeń są wyprowadzone na tabliczkę zaciskową i oznaczone literami: początki literami U1, V1, W1 i końce U2, V2, W2.

2.Różnica między silnikiem pierścieniowym a klatkowym - różnią się sposobem wykonania wirnika - w silniku pierścieniowym uzwojenie wirnika wykonane jest podobnie do uzwojenia stojana. Jest ono na stałe połączone z pierścieniami ślizgowymi; w silniku klatkowym obwód elektryczny wirnika jest wykonany z nieizolowanych prętów, połączonych po obu stronach wirnika pierścieniami zwierającymi. Konstrukcja to wyglądem przypomina klatkę o kształcie walca.

3. Silnik indukcyjny - silnik asynchroniczny - prąd indukcyjny w wirniku powstaje jeżeli obraca się on z prędkością inną niż prędkość wirowania pola magnetycznego. W typowych silnikach przy obciążeniu znamionowym jest to o kilka procent mniej niż szybkość wirowania pola magnetycznego (poślizg). Silnik asynchroniczny bez obciążenia uzyskuje obroty prawie równe obrotom silnika synchronicznego. Silnik asynchroniczny obracający się z prędkością większą od synchronicznej hamuje prądem elektrycznym.

4. Dlaczego wirniki i rdzenie uzwojeń buduje się z blach?

Ze względu na bardzo mały poślizg, częstotliwość w wirniku jest też bardzo mała, a ponieważ jest ona jednocześnie częstotliwością przemagnesowywania blach wirnika, straty w stali wirnika są bardzo małe.

5.Zasada działania silnika indukcyjnego 3-fazowego - Wirujące pole magnetyczne wywołane przez stojan, przecina przewody nieruchomego w pierwszej chwili wirnika i indukuje w nich siły elektromotoryczne. Pod wpływem tych sił w zamkniętym obwodzie wirnika płynie prąd w wyniku którego w wirniku wytwarza moment obrotowy powodujący podążanie przewodów wirnika w kierunku wirowania pola. Wirnik zaczyna się obracać. Z upływem czasu prędkość obrotowa wirnika zwiększa się, lecz równocześnie zmniejsza się prędkość przecinania jego przewodów przez pole wirujące. Zmniejsza się wtedy wartość momentu w porównaniu z tym, jaki działał na nieruchomy wirnik. W rezultacie ustala sie prędkość obrotowa wirnika. Jest ona mniejsza od prędkości pola wirującego stojana.

6.Poślizg - różnica między prędkością pola wirującego n_s a prędkością wirnika n podzieloną przez n_{s .} s = (n_s-n)/ n_s Warunek istnienia poślizgu musi być spełniony, gdyż:

 przewody nie byłyby przecinane przez linie pola,

 siła elektromotoryczna zmalałaby do zera,

 nie wytworzyłoby sie pole wokół uzwojeń wirnika,

 nie powstałby moment obrotowy. Prędkość wirowania wirnika jest tym większa, im mniejszy jest poślizg.

Wirnik silnika będzie wprawiony w ruch obrotowy jeśli:

istnieje pole wirujące stojana,

uzwojenia wirnika są zwarte,

moment elektromagnetyczny silnika jest większy od momentu mechanicznego i momentu bezwładności.

7. Wirnik silnika będzie wprawiony w ruch obrotowy gdy: istnieje pole wirujące stojana, uzwojenia wirnika są otwarte, moment elektromagnetyczny silnika jest większy od momentu mech i momentu bezwładności.

8.Sposoby rozruchu silnika indukcyjnego 3-fazowego: rozruch bezpośredni - załączenie silnika ze zwartym uzwojeniem wirnika bezp.od sieci na napięcie znamionowe przy częstotliwości znamionowej; rozruch z zast.przełącznika gwiazda - trójkąt - uzwojenia stojana silnika 3-fazowego może być połączone w dwóch konfiguracjach: gwiazda lub trójkąt; rozruch za pomocą autotransformatora - do silników dużej mocy, zadanie autotransformatora jest zmniejszenie napięcia doprowadzonego do silnika do wart. 50-75%napięcia znamionowego; ukł.miękkiego rozruchu silnika (soft-start) - zasada działania opiera się na regulacji mocy dostarczanej do silnika, dokonywanej przez zmianę skutecznej wartości napięcia podawanego na odbiornik

9.Silnik indukcyjny nie chce sam ruszyć po przerwaniu jednej fazy zasilania - jeśli przerwa w obwodzie jednej fazy nastąpiła podczas pracy silnika, silnik taki będzie pracował dalej, przy czym prąd pobierany z sieci wzrośnie √3 razy. Jeśli przerwa nastąpiła przy znamionowym obciążeniu silnika, będzie on przeciążony i może ulec uszkodzeniu. Dopuszczalne obciążenie przy przerwaniu jednej fazy może wynosić okolo50% obciążenia znamionowego. Jeśli silnik stoi, to przy przerwaniu jednej fazy nie może on sam ruszyć.

10.Przełącznik gwiazda - trójkąt wykorzystywany jest w celu zmniejszenia prądu pobieranego z sieci w chwili rozruchu przez zmniejszenie napięcia na zaciskach uzwojenia stojana.

11. W jaki sposób zmienić kierunek obracania wirnika w silniku indukcyjnym 3-fazowym.

Kierunek wirowania wirnika w silniku indukcyjnym jest zgodny z kierunkiem wirowania pola magnetycznego. Aby zmienić kierunek wirowania wirnika silnika indukcyjnego, należy więc zmienić kierunek wirowania pola magnetycznego w maszynie.

Kierunek wirowania pola magnetycznego zależy od kolejności następstwa faz sieci trójfazowej zasilającej uzwojenie (silnik). Czyli wniosek jest następujący: Zmianę kierunku wirowania wirnika silnika indukcyjnego uzyskuje się zmieniając kolejność faz sieci zasilającej silnik.

12.Wada silnika jednofazowego - sam nie może ruszyć, moment rozruchowy=0. By powstał pole mag nie może być pulsujące tylko wirujące. Pole wir kołowe powstaje przy jednakowym przesunięciu pól składowych w przestrzeni i w czasie, musi byś zapewniona równość amplitud poszczególnych faz

13.Jak można wytworzyć moment rozruchowy w silniku jednofazowym - nawija się w silniku dodatkowe uzwojenie (fazę rozruchową), która wspólnie z uzwojeniem głównym umożliwia powstanie pola wirującego. P.w. powstaje przy jednakowym przesunięciu pól składowych w przestrzeni i w czasie, musi być zapewniona równość amplitud poszczególnych faz.

14. Warunki aby prądy w fazie głównej i fazie rozruchowej wytwarzały moment rozruchowy - Przesunięcie w przestrzeni uzwojeń, w t, w fazie prądów płynących przez to uzwojenie i równość amplitud (uzw rozruch z dodatkowymi element) dodatkowym zastosow fazy zwartej (1 2 3 zwojów dołożonych na biegunach), zmienna przestrzeń między biegunem a wirnikiem, zastosowanie dodatkowego uzwojenia na wirniku

15.Dlaczego silniki jednofazowe z kondensatorem należy uziemić b.starannie- może nastąpić zjawisko rezonansu przy pewnych częstotliwościach wzrasta napięcie i gdy będzie ono duże może pojawić się na obudowie silnika

16.Jak zmieni się prąd pobierany z sieci przez silnik trójfazowy jeśli bezpiecznik w linni zasilającej przepali się - wzrośnie o √3.

WYKŁAD 5

1. Pasmo walencyjne(podstawowe)-odpowiadają wartościom energii elektronów walencyjnych (1).pasmo przewodnictwa-wartość energii, przy których elektrony stają się swobodne i biorą udział w procesie przewodnictwa elektrycznego. pasmo zabronione rozdziela pasmo walencyjne i przewodnictwa, nie mogą występować elektrony.

2.Półprzewodniki samoistne-(monokryształy pierwiastków np. krzemu), w temp. 0K - izolatory (pasmo przewodnictwa jest całkowicie puste). Po dostarczeniu energii np. cieplnej może nastąpić przejście elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. Zjawisko generuje parę elektron - dziura.

3. Różnica między półprzewodnikiem typu P i N - typu P - nadmiar nośników dodatnich - dziur, typu N - nadmiar elektronów.

4.Półprzewodnikowe elementy bezzłączowe- termistory, warystory (rezystory nieliniowe, dla których rezystencja R jest funkcją doprowadzonego napięcia U), hallotrony

5.Rodzaje termistorów (nieliniowe rezystory, których rezystencja zależy znacznie od temp.) - typu PTC - dodatni lub typu NTC - ujemny.

6. Termistory zastosowanie- w pomiarach temperatury, do kompensacji temperaturowej w układach elektronicznych, do stabilizacji temp. W układach sygnalizacji, jako zabezpieczenia przeciw nadmiernemu prądowi np. W silnikach, w regulatorach temp.

7. Hallotrony zastosowanie- czujnik pomiarowy wielkości elektrycznych (natężenie prądu), czujnik pomiarowy wielkości nieelektrycznych (kąt obrotu, amplituda drgań, niewielkie przesunięcia), wykorzystany do pomiaru prędkości obrotowej w aparacie zapłonowym silnika benzynowego

8.Złącze PN - złączem p-n nazywane jest złącze dwóch półprzewodników niesamoistnych o różnych typach przewodnictwa: P i N.

9.Polaryzacja złącza w kierunku przewodzenia - dodatni biegun napięcia jest dołączony do obszaru P; bariera potencjału zmniejsza się o wartość zewnętrznego napięcia U, zmniejsza się również szerokość obszaru zubożonego. Gdy U przekroczy wartość napięcia dyfuzyjnego, wówczas obszar zubożony znika i praktycznie bez przeszkód następuje dyfuzja nośników mniejszościowych z obszaru N do P i z P do N.

10. Diody dzielimy na diody prostownicze, diody stabilizujące- dioda Zenera, i na diody sygnałowe i detekcyjne, w których rozróżniamy diody; zwrotna, impulsowa, tunelowa, pojemnościowa

11.Dioda prostownicza - pasywny element półprzewodnikowy o pojedynczym złączu PN, przeznaczona do przekształcania prądu zmiennego w jednokierunkowy prąd pulsujący. Dioda pracuje w kierunku przewodzenia.

12.Rodzaje prostowników elektronicznych (Prostownik - przekształtnik prądu przemiennego w stały). W zal.od źródła zasilania rozróżnia się: prostowniki jednofazowe (półokresowe, pełnookresowe dwupółówkowe, pełnookresowe mostkowe) i dwufazowe.

13.Komutator- służy do zasilania uzwojenia prądu stałego, osadzony na wale wirnika, wiele wycinków miedzianych umieszczonych na specjalnej piaście izolator między wycinkami - mikanit.

14.Dioda Zenera - stabilizacyjna, odmiana diody półprzewodnikowej, której głównym parametrem jest napięcie przebicia złącza PN. W kierunku przewodzenia (anoda spolaryzowana dodatnio względem katody) zachowuje się jak normalna dioda, natomiast przy polaryzacji zaporowej (katoda spolaryzowana dodatnio względem anody) może przewodzić prąd po przekroczeniu określonego napięcia na złączu, zwanego napięciem przebicia. Przy niewielkich napięciach (do ok. 6 woltów) podstawową rolę odgrywa zjawisko Zenera, powyżej - przebicie lawinowe. Napięcie przebicia jest praktycznie niezależne od płynącego prądu i zmienia się bardzo nieznacznie nawet przy dużych zmianach prądu przebicia (dioda posiada w tym stanie niewielką oporność dynamiczną)

15. Aby zwiększyć obciążalność prądową należy

równolegle połączyć dwie lub więcej diod

prostowniczych.

_ łączenie diod o identycznych charakterystykach

pradowo-napieciowych w kierunku przewodzenia,

_ zastosowanie rezystorów celu wyrównania rozpływu prądów.

W celu zwiększenia dopuszczalnego napięcia stosuje się szeregowe łączenie diod.

_ w przypadku szeregowego połączenia diod ważne jest aby identyczne były charakterystyki pradowo-napieciowe w kierunku zaporowym.

_ w celu wyeliminowania znacznych różnic w rozkładzie napięcia na poszczególnych diodach stosuje się dzielniki rezystancyjno-pojemnosciowe.

16.Jakim parametrem charakteryzują się stabilizacyjne własności diody Zenera - głównym parametrem jest napięcie przebicia złącza PN, wielkością char.jest napięcie wsteczne U_Z wyst. w miejscu gwałtownego zakrzywienia charakterystyki prądowo-napięciowej.

17. Zastosowanie diody Zenera - podstawowym zastosowaniem diody Zenera jest źródło napięcia odniesienia, ponadto używana bywa do przesuwania poziomów napięć, jako element zabezpieczający i przeciwprzepięciowy, stosuje się do stabilizacji napięć stałych.

WYKŁAD 6

1. Tranzystor- element aktywny, który może wzmacniać, wytwarzając na wyjściu sygnał o mocy większej niż moc sygnału wejściowego. Jest trójskładnikowym elementem półprzewodnikowym.

2.Rodzaje tranzystorów- tranzystor bipolarny- działanie oparte na przepływie zarówno ładunków większościowych jak i mniejszościowych. Tranzystor unipolarny (polowy)- przepływ prądu zachodzi za pośrednictwem nośników tylko jednego znaku.

3. Rodzaje tranzystorów bipolarnych: NPN i PNP. Obszar wewnętrzny-baza-B, obszar zewnętrzny -emiter-e i kolektor-C

4. Reguły dotyczące tranzystora npn (te same do pnp tylko inna polaryzacja) 1.potencjał kolektora musi być większy od potencjału emitora. 2. obwody baza-emiter i baza-kolektor zachowuja się jak diody- w warunkach normalnej pracy dioda baza-emiter jest spolaryzowany w kierunku przewodzenia, dioda baza-kolektor w kierunku zaporowym . 3.każdy tranzystor charakteryzuje się maksymalnymi wartościami Ic, Ib, Uce, dodatkowo ograniczanie;moc rozpraszana na kolektorze IcUce, temp, Ube. 4. jeżeli spełnione są warunki w/w to Ic jest w przybliżeniu proporcjonalnym do Ib, Ic=hfe*Ib=Beta*Ib, hfe-współczynnik wzmocnienia prądowego(ok. 100A/A) oba prądy wpływające do tranzystora; prąd kolektora Ic i prąd bazowy Ib łączą się w jego wnętrzu i wypływają jako prąd emitora Ie

5.Różnica między polaryzacją tranzystora typu npn i pnp:dla tranzystora npn potencjał kolektora musi być wyższy od potencjału emitera, dla tranzystora pnp potencjał kolektora musi być niższy od potencjału emitera, „dioda” baza-emiter musi być spolaryzowana w kierunku przewodzenia, a „dioda” kolektor-baza w kierunku zaporowym, nie mogą zostać przekroczone maksymalne wartości I_C, I_B, U_CE, moc wydzielana na kolektorze I_C· U_CE, temperatura pracy czy też napięcie U_BE.

6.Tranzystor PNP(NPN) w stanie aktywnego przewodzenia

7. Przełącznik tranzystora układ z tranzystorem, w którym prąd sterujący o niewielkim natężeniu (płynący w jednym obwodzie-np. prąd bazy) powoduje przepływ prądu o wielokrotnie większym natężeniu w innym obwodzie.

8. Nasycenie tranzystora- napięcie kolektora zbliża się maksymalnie do potencjału masy -0,05-0,2V

9. Przy projektowaniu przełącznika tranzystorowego uwzględniamy:1. dobór rezystora w obwodzie bazy tak, aby uzyskać nadmiar prądu bazy (Ib)- zwiększenie szybkości przełączania. 2.jeśli obciążenie wymusza ujemne napięcie na kolektorze- włączyć szeregowo z kolektorem tranzystora diodę. 3.w przypadku obciążenia indukcyjnego- ochrona tranzystora przez połączenie równoległe diody i odbiornika indukcyjnego.

10. Podstawowe konfiguracje tranzystora. ------_1.Układ wspólnego emitora- WE(OE)- układ ten charakteryzuje się dużym wzmocnieniem prądowym, napięciowym i mocy, napięcie wyjściowe jest odwrócone w fazie w stosunku do napięcia wejściowego, rezystencja wejściowa- kilkuset omów, a wyjściowa kilkadziesiąt kiloomów.

_2.Układ wspólnej bazy-WB(OB)- mała rezystencja wejściowa, bardzo duża rezystencja wyjściowa, wzmacnianie prądu, stabilna praca, często stosowany w obwodach wielkiej częstotliwości.

_3.Układ wspólnego kolektora- WC(OC)- duża rezystencja wejściowa, wzmacnianie napięcia, duże wzmacnianie prądu

---