MATERIAŁY I ELEMENTY

1.Rezystywność-wielkość charakteryzująca przewodnictwo elektryczne. Charakteryzuje materiał. [Ω∙m]

2.Rezystancja - własność rezystora określana przez iloraz napięcia przez prąd.

3.Współczynnik względnych temperaturowych zmian rezystywności


- rezystywność

T- temperatura

4.Wymagania stawiane materiałom rezystywnym:

• Wartość rezystywności(inna dla np. Styksu a inna do rezystorów o dużej rezystancji)

• Wartość TW
  (wymagana dla rezystorów duża dla termorezystorów)

• Dobra stabilność właściwości elektrycznych w czasie

• Dobra wytrzymałość mechaniczna materiału

• Łatwość obróbki mechanicznej(przy obróbce plastycznej-plastyczność)

• Zakres temperatur pracy(szczególne uwzględnienie maksymalnej temperatury)

• Wartość względnego temperaturowego współczynnika rozszerzalności liniowej)

• Odporność na działanie środowiska(zagrożenia związane z czynnikami chemicznymi i wilgocią)

5. Wymagania stosowane materiałom do konstrukcji rezystorów:

• Stałość rezystywności w czasie

• Szeroki zakres temperatur pracy

• Odporność na narażenie środowiskowe

• Odporność na narażenie mechaniczne

• Niska cena surowca

• Dostępność surowca

6. Sposób wyznaczania wartości znamionowych elementów typowych

Wartości rezystancji kolejnych rezystorów są wyznaczane na podstawie wzoru

7. Oznaczenia wartości rezystancji rezystora na obudowie elementu, mogą być podane w postaci kodu cyfrowo-literowego, zawierającego 2 lub 3 cyfry i literę w ten sposób, że duża litera określa mnożnik warości rezystancji oraz zastępuje przecinek gdy wymaga tego sytuacja. Litery:

• R(lub E) oznacza mnożnik 1

• K oznacza mnożnik
  , przedrostek kilo

• M oznacza mnożnik
  , przedrostek mega

• G oznacza mnożnik
  , przedrostek giga

• T oznacza mnożnik
  , przedrostek tera

Przykłady:

1R0-1Ω

3K3-3,3KΩ

M10 lub 100k-0,1MΩ

9. Paski umieszczone na rezystorach są umieszczane:
-pierwszy pasek znajduje się najbliżej brzegu elementu
- przy 5 i 6 paskach - ostatni pasek jest grubszy
-pasek TWR może być przerywany lub oznaczany linią śrubową oznaczanie wartości rezystancji znamionowej oraz tolerancji używany jest także kolorowy kod paskowy. Używany jest on szczególnie często przy rezystorach o małych gabarytach. Może on zawierać 4-6 pasków. Dla 4 pasków:
pierwsze dwie to znaczące wartości rezystancji znamionowej, trzeci to krotność, a czwarty tolerancję. Dla 5 paskowego 3 pierwsze paski oznaczają rezystancję a dla 6 cztery pierwsze.
11.Parametry charakterystyczne rezystorów:
-rezystancja znamionowa
-tolerancja rezystancji znamionowej
-stabilność czasowa
-temperaturowy współczynnik względnych zmian rezystancji
-względne zmiany rezystancji przy cyklicznym obciążeniu mocą elektryczną
12.Parametry dopuszczalne
-napięcie graniczne rezystora
-maksymalna temperatura pracy
-moc znamionowa przy pracy ciągłej
13. Charakterystyki potencjometrów
-charakterystyka A - zależność liniowa - regulacja napięć i aktywna regulacja barwy dźwięku
-charakterystyka B - wykładnicza - pasywna regulacja barwy dźwięku
-charakterystyka C - logarytmiczna - regulacja głośności w sprzęcie
-M+N(audio) - odcinkowo liniowa - układy regulacji balansu
13) Zjawiska nadprzewodnictwa- stan materiału polegający na zerowej rezystancji, osiągany w niskiej temperaturze. Nadprzewodnictwo można zaobserwować: cynie, rtęci, ołowiu.
14) Rezystancja na kwadrat - wielkość charakteryzująca warstwę reuptyczną rezystora naniesioną na podłoże dialektyczne.
Definicja wzorem: R_k = ᵨ/n
gdzie:
ᵨ= rezystywność
n= grubość warstwy

15) Zjawisko naskórkowości- zjawisko natury magnetycznej polegającej na powstanie niejednorodnego rozkładu gęstości prądu w przetworniku. W przypadku przetwornika o przekroju kołowym gęstość prądu rośnie w miarę oddalania się od przewodu. Zjawiska naskórności ma niekorzystny wpływ na elementy magnetyczne w których powoduje wzrost pasożytniczej uzwojenia elementu.
W celu ilościowego opisu zjawiska naskórkowości wprowadzono pojęcie głębokości unikania:

= 50,3

Głębokość unikania - odległość od powierzchni przewodu na której gęstość prądu maleje e-krotnie w stosunku do tej gęstości na powierzchni przewodnika

Materiały dielektryczne

1.Indukcja elektryczna

=1+K - względna przenikalność dielektryka
K(kappa)-podatność dielektryczna(wielkość bezwymiarowa)

- przenikalność elektryczna w próżni
E- wektor natężenia pola elektrycznego
D- wektor indukcji elektrycznej
2. Współczynnik względnych temperaturowych zmian przenikalności elektrycznej

- przenikalność elektryczna
T- temperatura
3. Wymagania stawiane materiałom dielektrycznym dotyczą:
a) elektryczne

• Wartość przenikalności elektrycznej

• Wartość współczynnika TW
  

• Duża wartość rezystywności

b) ciepne:

• Szeroki zakres dopuszczalnych temperatur pracy

• Odpowiednia wartość konduktywności cieplnej

c)mechaniczne:

• Wysoka wytrzymałość mechaniczna

• Łatwość obróbki mechanicznej

d)chemiczne i środowiskowe

• Odporność na czynniki chemiczne

• Zachowanie materiału przy bardzo niskich ciśnieniach

• Odporność na wilgoć

4. Wytrzymałość elektryczna - największa wartość natężenia pola elektrycznego, jaka może istnieć w dielektryku bez wywołania przebicia.

Wytrzymałość elektryczna zależy od:

• Temperatury

• Rodzaju napięcia oraz częstotliwości napięcia zmiennego

• kształtu elektrod

5. Rezystancja dielektryka:

6. Klasyfikacja dielektryków
1)
- naturalna
- sztuczna
2)
-ograniczona
-nieograniczona(wiecej na str. 56.)

7.Zależność składowej polaryzacji elektrycznej równoległej do pola elektrycznego od natężenia tego pola może być nieliniowa o charakterze pętli histerezy.
Charakterystyczne punkty krzywej histerezy P(E):

• 
  - polaryzacja remanencji - odpowiada braku pola elektrycznego E=0

• 
  - natężenie pola koercji - odpowiada braku polaryzacji P=0

• 
  - polaryzacja nasycenia

8. Temperatura Curie - temperatura powyżej której materiał ferroelektryczny traci swoje właściwości ferroelektryczne - zanika jego struktura domenowa wskutek dominacji ruchów cieplnych cząsteczek
9. Parametry charakterystyczne kondensatorów:
- pojemność znaminowa
-tolerancja pojemności znamionowej
-stratność
-temperaturowy współczynnik względnych zmian pojemności :


-rezystancja izolacji

10. Parametry dopuszczalne:
-napięcie znamionowe
-zakres temperatur pracy

11. Stratność-tangens kąta pomiędzy składową rzeczywistą impedancji a jej składową urojoną.
12. Dobroć - ctg kąta pomiędzy składową rzeczywistą impedancji a jej składową urojoną.
13.Częstotliwość rezonansowa - powyżej której moduł impedancji kompensatora jest rosnącą funkcją częstotliwości. Kondensator nie powinien być stosowany.
14. Przykładowa klasyfikacja kondensatorów(sposób wykonania):
a)
-zwijkowe
-płytkowe
-rurkowe
-monolityczne
b) zastosowany dielektryk:
-tworzywowe
-ceramiczne
-mikowe
-papierowe
-powietrzne
-szklane
-elektrolityczne
15. Materiałami dielektrycznymi najczęściej stosowanymi w produkcji kondensatorów typu MIS
dwutlenek krzemu(
-3,9) i azotek krzemu(
-7,5)
16. Efekt piezoelektryczny prosty - polaryzacja powstaje pod wpływem naprężeń mechanicznych. Wówczas pod wpływem sił zewnętrznych powstają zniekształcenia siatki krystalicznej.
17.Efekt piezoelektryczny odwrotny-naprężenia mechaniczne powstają wskutek działania zewnętrznego pola elektrycznego.
komentarz do pkt. 16 i 17
W piezoelektrykach zachodzi wzajemne sprężenie zjawiska mechanicznych i elektrycznych.
W piezoelektrykach mogą powstać poprzeczne i podłużne fale akustyczne, rozchodzące się w objętości oraz na powierzchni piezoelektryka. Prędkość powstałych tak fal akustycznych jest znacznie mniejsza od fal elektromagnetycznych.




Materiały i elementy magnetyczne.
1.

L - Indukcyjność

przenikalność magnetyczna próżni
S- pole przekroju induktora
z - liczba zwojów

2. Zastosowanie magnetyków
-transformatory / (konstrukcja podzespołów magnetycznych)
-filtry elektryczne / (konstrukcja podzespołów magnetycznych)
-główne pamięci dysków /(technika zapisu magnetycznego)
-głowice zapisu/odczytu urządzeń audiowizualnych / (technika zapisu magnetycznego)
-magnesy trwałe w głośnikach / (podłoża taśm magnetycznych)
-rdzenie anten ferrytowych / (podłoża taśm magnetycznych)
-poduszka magnetyczna

3. Ze względu na obecność dipoli magnetycznych ciała można podzielić na:
-diamagnetyki
-paramagnetyki
-ferromagnetyki
-antymagnetyki
-ferrimagnetyki

4. Związek między wektorem indukcji magnetycznej B, a wektorem natężenia pola magnetycznego W w próżni:




- przenikalność magnetyczna próżni

- względna przenikalność magnetyczna
K- podatność magnetyczna magnetyka

5. Ferromagnetyki i ich temperatura Curie Hemperatura w której ferromagnetyki - gwałtownie maleje ich przenikalność.
- kobalt

-żelazo

-nikiel

-gadolin

6.Magnetostrykcja - zjawiska występujące w ferromagnetykach i antyferromagnetykach polegające na sprężystej deformacji materiału czyli zmiana odległości miedzyatomowych występująca wskutek oddziaływania pola magnetycznego.
7.Krzywa magnesowania(histerezy)

zależność indukcji pola magnetycznego
ferromagnetycznego od natężenia pola magnetycznego H uwzględniająca zmianę kierunku magnesowania



- - - - - - krzywa pierwotnego magnesowania


I - dla niewielkich wartości natężenia pola magnetycznego zależność B(H) jest liniowa a proces magnesowania odwracalny
II - zwiększenie natężenia pola magnetycznego związane z ustawienie momentów magnetycznych zgodna z liniami pola oraz zmiany granic domen. Zamiany granic mogą mieć charakter skokowy. Zmiany te są nieodwracalne
III - w silnym polu magnetycznym występuje praktycznie jedna domena, gdyż orientacja momentów magnetycznych wszystkich domen są zgodne z liniami pola. Widać też nasycenie czyli sytuację gdy dalszy wzrost natężenia pola praktycznie nie wpływa na indukcję gdyż osiągnęła ona swoją wartość maksymalną.


- indukcja remanencji

- natężenie pola koercji

- indukcja nasycenia

8.Przenikalność :
- dla obszaru 1 i

-przenikalność początkowa
-dla obszaru 2 i 3 na krzywej pierwotnego magnesowania
przenikalność przyrostowa

9.Rodzaje materiałów magnetycznych:
-miękkie:
a)metaliczne(żelazo)
b)niemetaliczne (ferryty magnetyczne miękkie np. MnNi,Mn-Zn)
-twarde:
a)metaliczne(stal hartowana)
b)niemetaliczne(magnes recydymowy)

10. Temperaturowy współczynnik względnych zmian indukcyjności:

L- indukcyjność
T -temperatura

11.Dobroć cewki

- kąt strat

pulsacja
L - indukcyjność
R- rezystancja strat

12. Części podzespołu magnetycznego

-uzwojenie(zwojnica)
-ekran
-magnetowód(rdzeń magnetyczny)
-korpus induktora(karkas)
-obejmy i inne części konstrukcji mechanicznej

13. Niektóre magnetrony mają szczelinę, Im większa długość szczeliny tym mniejsza indukcyjność i większy zakres prądów dla których indukcyjność jest prawie stała.
14.

p- przekładnie zwojowe transformatora

- liczba zwojów na uzwojeniu pierwotnym

- liczba zwojów na uzwojeniu wtórnym

15. Efekt magneto rezystancyjny(gigantyczny efekt magnetooporowy GMR) - zjawiska kwantowe mechaniczne polegające na powstaniu olbrzymiego magneto oporu w cienkich warstwach wielokrotnych (F)(NF/F)*N) N- ilość warstw. Jest wykorzystywana np. w dyskach komputerowych.

---