Az elektronikai alkatrészek alapvető típusai és működésük

Üdvözöljük az elektronika lenyűgöző világában! Mindennapi életünkben különféle elektronikai eszközökkel találkozunk, mint a tévé, számítógép, mobiltelefon - mindezek az eszközök több alapvető elektronikai alkatrész aprólékosan megtervezett összeszerelésével készülnek. Az elektronika minden műszaki területen kulcsszerepet játszik. Az elektronikus rendszerek felépítéséhez szükséges eszközök átfogó, rendszerbe illesztett összefoglaló ismertetése olyan készséget alapoz meg, ami segíthet a mérnöki tevékenység során az optimális műszaki megoldás megtalálásában.

Az elektromosság alapjai

Ahhoz, hogy megértsük az elektronikai alkatrészek működését, először tekintsük át az elektromosság alapfogalmait: a feszültséget, az áramot és az ellenállást.

Feszültség

A körülöttünk található fémek, mint a vas, réz, arany, egyik tulajdonsága, hogy a bennük lévő elektronnak nevezett részecskék elmozdulhatnak, és összevissza vándorolhatnak a fémen belül. Időnként az is előfordul, hogy valamilyen külső körülmény hatására egy bizonyos helyen több lesz belőlük, mint máshol. Annak jellemzésére használjuk a feszültséget, hogy milyen nagy az elektron többlet az egyik pontban egy másik ponthoz képest. A feszültség mértékegysége a „volt” és V betűvel szoktuk jelölni. Például, egy ceruza elem 1,5V-os feszültséget szolgáltat.

Áram

Ha egy feszültségforrás pozitív és negatív pontját összekötjük egy drótdarabbal, akkor azok a bizonyos elektronok a fémben szabadon mozogva elindulnak az elektron többlettel rendelkező helyről az elektron hiányos területre. Ezt hívjuk elektromos áramnak, mert az elektronok „áramlanak”. Miközben mozognak, ütköznek a fémdrót atomjaival, amik ettől felmelegszenek, mozgásukkal mágneses teret is keltenek. Tehát az elektronok áramlása munkát végez. Minél nagyobb a feszültség (nagyobb elektron többlet az egyik helyen), annál nagyobb áram folyhat a vezetékben. Az áram mértékegysége az amper (A).

Ellenállás

Az ellenállás az áramot vezető drótdarab tulajdonsága. Minél vastagabb egy drót, annál kisebb, minél hosszabb a drót, annál nagyobb az ellenállása. A drót anyagától is függ a vezetőképessége. Egy aranyból készült drót, nagyon jól vezeti az áramot, tehát kicsi az ellenállása. Jól vezeti még az áramot a réz, kevésbé jól az alumínium. Egyes anyagok, mint például a gumi, PVC, üveg egyáltalán nem vezetik az áramot, vagyis nagyon nagy az ellenállásuk. Ezeket szigetelő anyagoknak hívjuk. Van, amikor a vezeték ellenállásának a növelése kifejezetten fontos, mert csökkentenünk kell az áram nagyságát, hogy egy alkatrész ne menjen tönkre, például a LED világításokban korlátozni kell a LED-en átfolyó áramot.

Minden, amit a 250:1 DC motorokról és CDI rendszerekről tudni érdemes

Ohm törvénye

Georg Simon Ohm (1789-1859) német fizikus vizsgálta a vezetőképesség, áram és feszültség matematikai kapcsolatát. Így néz ki a róla elnevezett összefüggés: R = U / I. Ebben a képletben az R az ellenállás, U a feszültség, I az áram. Szavakkal annyit jelent, hogy a vezeték ellenállása kiszámolható a feszültség és az átfolyó áram hányadosaként. Az ellenállás mértékegysége az ohm (Ω). A nagyobb értékű ellenállásokat ezért nem is Ω-ban, hanem KΩ (kiloohm, az ohm ezerszerese) vagy MΩ (megaohm, az ohm egymilliószorosa) értékben szokták megadni.

Kirchhoff törvényei

Meg kell még említeni két igen fontos összefüggést, melyeket Gustav Robert Kirchoff (1824-1884) német fizikus nevéhez fűződnek. A csomóponti törvény szerint egy csomópontba befolyó és onnan kifolyó áramok összege 0 (zéró). A hurok törvény kimondja, hogy egy hurokban a feszültségforrások összege megegyezik a feszültségesések összegével. Ha egy áramkörben körbejárunk, akkor előjelesen összegezve a feszültségeket, pont nullát kapunk.

Egyenáram és váltakozó áram (DC és AC)

Eddig egyenáramokról beszéltünk. Elemek és akkumulátorok egyenáramot szolgáltatnak. Jelölni is szokták a feszültség típusát egy „DC” (direct current) felirattal. Azonban az elektronikában nem csak egyenáramokkal találkozunk. Ha egy feszültségforrás pólusai periódikusan felcserélődnek, akkor váltakozó feszültségről (áramról) beszélünk. Ez van a konnektorunkban. A váltakozó feszültség jelölése „AC” (alternating current). Váltakozó áram esetén sokkal könnyebb a feszültség szinteket átalakítani, egy transzformátornak nevezett berendezéssel. Ezért az iparban és a háztartásokban is váltakozó áramot használunk.

Az elektronikai alkatrészek osztályozása

Az elektronikai alkatrészeket sokféleképpen osztályozhatjuk és különféle kategóriákba sorolhatjuk, de van három fő felosztás, amelyek általánosan elfogadottak:

1. Aktív és Passzív eszközök: Az összetevők lehetnek passzívak, azaz csak elektromos energiát vonnak be, vagy aktívak, amelyek aktívan befolyásolják a jeleket (erősítenek, kapcsolnak).
2. Diszkrét eszközök és Integrált áramkörök: A diszkrét alkatrész az elektromos áramkör egyetlen domináns funkcióval rendelkező részeként definiálható. Ezek lehetnek passzívak vagy aktívak. Az integrált áramkörök (IC-k) ezzel szemben egyetlen chipbe vagy félvezetőbe épített mikroelektronikai számítógépes áramkörök, amelyek általában sok különböző funkciót látnak el.
3. Szerelési mód szerinti osztályozás: Az alkatrészek a szerelési mód alapján is osztályozhatók. Ezek a típusok a klasszikus THT (átmenő lyuk technológia) konstrukciók, vagy az SMD (felületre szerelhető technológia) kialakítással felületre szerelhető technológia.

Alapvető passzív elektronikai alkatrészek

A passzív alkatrészek azok, amelyek nem rendelkeznek nyereséggel vagy irányultsággal. Fő feladatuk az energia tárolása, disszipációja vagy korlátozása.

hogyan kössük be a 13 pólusú vonóhorog aljzatot?

Ellenállás

Az ellenállás a diszkrét alkatrészek egyik leggyakoribb típusa. Céljuk, hogy korlátozzák az átfolyó áramot, és annak többletét hővé alakítsák. Az ellenállások lineáris komponensek, ami azt jelenti, hogy a fellépő feszültségesés egyenesen arányos az átfolyó árammal. Az ellenállások alakban különböznek egymástól, ami a felhasználástól függ, de a legelterjedtebbek a henger alakú karbon ellenállások, amelyek házán színes csíkok határozzák meg az adott alkatrész ellenállás értékét.

Kondenzátor

A kondenzátorokat ugyanolyan gyakran használják, mint az ellenállásokat. Passzív diszkrét alkatrészek, energia tárolására tervezve. Ennek lehetővé tétele érdekében a kondenzátorokat két, dielektrikummal elválasztott lemezből készítik, és ezeknek a lemezeknek a közöttük lévő elektromos mezőjében tárolják az energiát. Ezeknek az elektronikus alkatrészeknek számos alkalmazása létezik, a hagyományos szűréstől az áramellátó rendszerekben a kisülőlámpák áramköreiben történő energiatárolásig.

Induktivitás (Tekercs)

A tekercs egy elektronikus alkatrész, amelynek működése elektromágneses indukción alapul. Tekercs alakja van egy ferromágneses mag alappal, általában henger alakú, de léteznek mag nélküli tekercsek is. Ezeket az alkatrészeket mágnesszelepeknek nevezzük. Az induktorok, hasonlóan a tekercsekhez, olyan elektronikus alkatrészek, amelyek az elektromos áram hirtelen változásának megakadályozására vagy annak értékének korlátozására, teljesítményveszteség nélkül (váltakozó áramú áramkörökben) használhatók. A tekercsekhez hasonlóan az induktorokat is mágneses magon, tekercsként gyártják.

Alapvető aktív elektronikai alkatrészek

Az aktív komponensek azok, amelyek nyereséggel vagy irányultsággal rendelkeznek, és képesek befolyásolni az áramkörben a jeleket vagy az áramot.

Dióda

A dióda feladata a töltés áramlási irányának korlátozása. Az áram akkor folyik át rajta, ha az anód pozitívabb feszültségre kerül, mint a katódja. Ekkor a szimbólumban felismerhető nyíl arra utal, hogy áram indul meg a pozitív kivezetéstől a negatív felé. Ezt hívjuk nyitó iránynak, mert a dióda úgy csinál, mintha egy sima egyszerű vezetékdarab lenne. Ha a pozitív pólust a katódra kapcsoljuk, akkor az áram „falba ütközik”, a dióda lezár, azaz nem folyik rajta áram. Ezt hívjuk záró iránynak. A dióda ekkor úgy viselkedik, mintha elvágtuk volna a vezetéket. Az egyenirányító diódák a diszkrét félvezető alkatrészek egyik klasszikus példái, fő céljuk a váltakozó áram egyenirányítása, így mindenféle váltóáramú adapterben elterjedtek.

Relék vizsgálata Lada 11 modellekben

Tranzisztor

A tranzisztor kapcsolóként és erősítőként működik. A bipoláris átmenetes tranzisztor egy másik példa a diszkrét félvezető alkatrészekre. A szilícium alapúak jelentik a modern elektronika világának gerincét. A tranzisztoroknak köszönhetően könnyen kialakítható egyfajta elektromos energia által működtetett kulcs. Ezenkívül ez az elem felerősítheti a jeleket, ami különösen hasznos az analóg kiviteleknél. Léteznek bipoláris tranzisztorok (pnp és npn) és térvezérelt eszközök (pn átmenetes és MOS tranzisztorok).

Integrált áramkörök (IC-k)

Az integrált áramkörök vagy IC-k a chipbe vagy félvezetőbe beépített mikroelektronikai számítógépes elektronikus áramkörök, melyek egyetlen összetevőként funkcionálnak egy egész rendszer helyett. A mikrokontrollerek minden digitális eszköz szívét képezik, és vezérlik az eszköz által végzett minden feladatot.

Szerelési technológiák

Az alkatrészek szerelésének módja is fontos kategória. A klasszikus THT (Through-Hole Technology) konstrukcióknál az alkatrészek kivezetéseit a nyomtatott áramkör fémezett furataiba illesztik be. A forrasztás hullámforrasztó vagy szelektív hullamforrasztó géppel, vagy kézzel történik. Az SMD (Surface-Mount Device) kialakítással felületre szerelhető technológia a miniatürizálás miatt egyre elterjedtebb, lehetővé téve a kisebb és sűrűbb áramkörök megépítését.

Különleges és speciális alkatrészek

Az alapvető komponensek mellett számos speciális elektronikai alkatrész létezik, amelyek különleges feladatokra készülnek.

• PIN-dióda: Kívülről úgy néz ki, mint egy klasszikus félvezető dióda, belső felépítésükben mégis különböznek egymástól. A P és N félvezető rétegei között egy kevéssé adalékolt, belső félvezető tartomány található. E megoldásnak köszönhetően a PIN-diódák rossz egyenirányító tulajdonságokkal rendelkeznek, de nagyon jól működnek a nagyfrekvenciás jelekkel.
• IGBT-k (Szigetelt Kapu Tranzisztorok): Két tranzisztortípus előnyeit egyesítik: az unipoláris tranzisztorok könnyű beállítását a bipoláris konstrukciók áttörési feszültségével és sebességével.
• TVS diódák (Transil diódák): Ezeket az alkatrészeket többnyire más elektronikai alkatrészek védelmére használják a túlfeszültség pusztító hatása ellen. Az ilyen szerkezetek a varisztorhoz hasonlóan működnek, de sokkal gyorsabbak - reakcióidejüket pikoszekundumban adják meg.
• Vákuumcsövek: A klasszikus vákuumcsövek is különálló alkatrészek, bár ritkaságnak számít manapság az ilyen kivitelezés. A tranzisztorok feltalálása előtt ezek az alkatrészek képezték a legtöbb vezérlőrendszer magját.

Elektronikus komponens rövidítések

Az elektronikai iparágban széles körben használt elektronikus alkatrésznevek rövidítéseit az alábbi táblázat foglalja össze:

tags: #3 #labu #elektronikai #alkatrész #típusok #és

• prémium sportautó tapasztalatok
• Gyakori futóműhibák a Suzuki Wagon R 4x4 modellnél
• tudnivalók a Ford Transit kijelzőjének vezérléséről
• Kormánymű felújítás Toledo 2001
• Részletes útmutató a járművontatáshoz