III nastava VRSTE OTPORNIKA NA*INI VEZIVANJA PRIMJERI

Report
III NASTAVA
VRSTE OTPORNIKA
NAČINI VEZIVANJA
PRIMJERI ZADATAKA
OTPORNICI
• Otpornici su elektrotehnički elementi i njihova
uloga je regulisanje jačine električne struje ili
ostvarivanje pada napona u strujnom krugu.
• Ako se unutar radnog područja otpor otpornika ne
mijenja u ovisnosti o jačini električne struje i iznosu
narinutog napona govori se o linearnim
otpornicima.
• Ako se otpor otpornika mijenja u ovisnosti o jačini
struje ili o iznosu narinutog napona u krugu govori
se o nelinearnim otpornicima.
• Glavni dijelovi otpornika su otporno tijelo i izvodi.
Treba upozoriti da dimenzije otpornika ne ukazuju
na veličinu njegovog otpora, ali su približno
srazmjerne nazivnoj snazi rasipanja.
• Prema tehnologiji izrade otpornici se mogu
razvrstati na slijedeće skupine:
- maseni (zapreminski) otpornici,
- ugljično slojni otpornici,
- metalno slojni otpornici,
- metal-oksidno slojni otpornici,
- žičani otpornici.
Nelinearni otpornici su otpornici kod kojih se
promjena otpora ne izaziva mehaničkim putem, nego
vanjskim
djelovanjima
svjetlosti,
napona,
temperature, magnetnog polja i pritiska, ovisno o vrsti
nelinearnog otpornika.
Otpornici kojima se otpor mijenja s promjenom
temperature nazivaju se termistorima.
Postoje dvije vrste termistora:
- sa pozitivnim (PTC) temparaturnim kojeficjentom i
- sa negativnim (NTC) temperaturnim koeficijentom
otpora.
Termistori s pozitivnim temperaturnim koeficijentom
nazivaju se još i hladni provodnici, jer na nižim
temperaturama bolje provode električnu struju.
Analogno tome, termistori s negativnim
temperaturnim koeficijentom nazivaju se i toplim
provodnicima, jer bolje provode električnu struju
na višim temperaturama.
Varistori (VDR - voltage dependent resistor) su
otpornici kod kojih se otpor smanjuje s porastom
napona.
Magnetni otpornici su oni koji mijenjaju otpor s
promjenom magnetnog polja, odnosno gustoće
magnetnog fluksa, u kojem se nalaze. Sa porastom
gustoće magnetnog fluksa raste i otpor. Nazivaju se
Hallovim pločicama.
Fotootpornici ili LDR (light dependent resistor) su
otpornici koji ovise o osvijetljenosti. Njima se otpor
smanjuje s porastom osvijetljenosti - iluminacije.
Kod otpornika ovisnih o pritisku otpor raste s porastom
pritiska kojem su izloženi.
Posebnu grupu otpornika čine nelinearni otpornici. Premda otpor bilo kojeg otpornika
ovisi, kako je navedeno, o više parametara, nelinearni otpornici su posebno napravljeni da
iskažu strogu ovisnost o nekom vanjskom parametru. To može biti ovisnost o naponu,
magnetskom polju (Hallove sonde), svjetlu, pritisku i dr.
LINEARNI OTPORNICI
Simboli konstantnog (a) i promjenljivog linearnog otpornika
(b),(c)
Otpornik se naziva linearnim, ako se struja koja kroz njega teče mijenja proporcionalno s
prisutnim naponom, tj. ako je kriva koja opisuje funkcijsku ovisnost I=f(U) pravac. Simbol
linearnog otpornika prikazan je na gornjoj Slici a) To je otpornik stalne nazivne vrijednosti.
Otpornici kojima se vrijednost može namjerno mijenjati su promjenljivi otpornici
(potenciometri, reostati), a prikazuju se simbolima kao na‚Slici b,c
NTC OTPORNICI zovemo toplim provodnicima ili otpornicima s negativnim
temperaturnim koeficijentom - NTC otpornicima. Često je u upotrebi i
naziv termistor. Na Slici je simbol NTC otpornika (promjena
6
temperature i otpora su protivnog smisla ↑↓ ).
PTC OTPORNICI
Otpor im raste s porastom temperature. Otpornici takvih
karakteristika imaju pozitivni temperaturni koeficijent, pa ih
nazivamo PTC otpornicima. Na Slici je simbol PTC otpornika
(promjena temperature i otpora su istog smisla ↑↑).
Kao i kod NTC otpornika uzrok promjene otpora može biti promjena temperature
okoline (ambijenta) ili vlastito zagrijavanje/hlađenje kao posljedica različitih
električnih opterećenja. Otpor im ispod određene temperature umjereno ovisi o
temperaturi, a jako se povećava iznad te temperature.
VARISTORI (VDR)
Varistori su naponski ovisni otpornici (VDR - Voltage Dependent
Resistor) kojima se otpor mijenja inverzno s privedenim naponom.
Opadanje otpora s povećavanjem napona je vrlo oštro izraženo.
FOTOOTPORNICI (LDR)
Fotootpornici su otpornici ovisni o svjetlu (LDR - Light Dependent
Resistor). Otpor im se smanjuje pri porastu rasvijetljenosti i obratno.
Koriste se kao svjetlosne prepreke, elementi za upravljanje plamenom,
mjerenje osvijetljenosti, vatrodojavu, u krugovima za regulaciju svjetla
kao prekidač za zatamnjivanje, kao strujni prekidači i dr.
Čest su element složenih modernih elektronskih krugova.
7
SPOJEVI OTPORNIKA
•
•
•
•
•
Serijski spoj – SERIJSKA VEZA
Paralelni spoj – PARALELNA VEZA
Mješoviti spoj – MJEŠOVITA VEZA
Zvijezda otpornika
Trokut otpornika
SPOJEVI OTPORNIKA: serijski
U1  U 2  ...  U n  E
I1  I 2  ...  I n  I
n
Ruk   Ri  R1  R2  ...  Rn
i 1
Serijski spoj je naponski
djelilac. Za npr. 2
otpornika vrijedi:
R1
U1  E
R1  R2
R2
U2  E
R1  R2
SPOJEVI OTPORNIKA: paralelni
I1  I 2  ...  I n  I
U 1  U 2  ...  U n  E
n
1
1
1
1
1
  
 ... 
Ruk i 1 Ri R1 R2
Rn
za 2 otpornikase dobija:
Ruk 
Paralelni spoj je
R1 R2
R1  R2
strujni djelilac, pa se za npr. 2 otpornika može pisati:
R2
I1  I
R1  R2
R1
I2  I
R1  R2
MJEŠOVITI SPOJ OTPORNIKA
SPOJ OTPORNIKA U TROKUT I ZVIJEZDU
TRANSFORMACIJA TROKUT - ZVIJEZDA
Ra 
Rb
R1
R3
R1  R2  R3
R2
R1  R2  R3
Rc 
R1
R2
R3
R1  R2  R3
TRANSFORMACIJA ZVIJEZDA-TROKUT
1
1
1
1
=
+
+
R0
RA
RB
RC
R1 =
R2 =
R3 =
RA
RB
R0
RB
RC
R0
RA
RC
R0
R1 = 50 oma
R2 = 100 oma
R3 = 50 om
R4 = 50 oma
R5 = 100 oma
U=12 V.
R10=R1R2/(R1+R2+R5)=20 W
R20=R2R5/(R1+R2+R5)=40 W
R30=R1R5/(R1+R2+R5)=20 W.
PODSJETNIK : Transfiguracija trokut u zvijezdu
Ruk= R10 +(R20+R4)(R30+R3)/(R20+R4+R30+R3) = 59,4 oma.
Ukupna struja Iuk=U/Ruk=202 mA.
15
Ako se ostvaruje transfiguracija spoja otpora u zvijezdu u ekvivalentni spoj otpora u trogao,
dobija se:
R56 = R5 + R6
R34 = R3*R4 / ( R3 + R4)
R'' = R2 + R34
R''' = R'' * R56 / ( R'' + R56)
Ruk = R'' + R''’ + R1
I = U/Ruk
16
SERIJSKI SPOJ IZVORA
Slika
Serijski spoj izvora
Slika Serijski protuspoj izvora
n
E   Ei
i 1
SERIJSKI SPOJ NAPONSKIH IZVORA
Serijski spoj
izvora koristi
se kada je
potreban veći
napon
potrošača od
napona koju
može dati
jedan izvor.
PARALELNI SPOJ IZVORA
Slika Paralelno spajanje izvora
Slika Prikaz struje izjednačenja
Paralelni spoj izvora koristi se kada je potrebna struja veće jačine od struje koju može dati
jedan izvor. Ukupna struja kroz potrošač, napon na potrošaču i struja izjednačenja određene
su izrazom:
I=
I1 + I2
U = U1 = U 2 = I R
U 1 = E1 - I 1 Ri1
U 2 = E 2 - I 2 Ri 2
I0 =
E1  E 2
Ri1  Ri 2
PARALELNI SPOJ NAPONSKIH IZVORA
Paralelni spoj
izvora koristi se
kada je
potrebna veća
struja
potrošača od
struje koju
može dati samo
jedan izvor.
Za zatvoreni krug koji grade grane
s naponskim izvorima, struja je:
20
21
22
24
25
26
27
28

similar documents