EDR Frederikssund afdeling Almen elektronik kursus. Afsnit 9-9B-10. EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus. Joakim Soya OZ1DUG Formand

Transkript

1 Afsnit 9-9B-10 EDR Frederikssund Afdelings Joakim Soya OZ1DUG Formand 1

2 Opgaver fra sidste gang Pico, nano, micro, milli,, kilo, mega Farvekode for modstande og kondensatorer. 10 k 10 k m A Modstanden med pil Er variabel og kan indstilles Til kendte værdier Hvordan kan Rx bestemmes Rx 2

3 Farvekode modstande 3

4 4

5 5

6 Kondensatorer. To plader der er isoleret fra hinanden. Mellem de to flader er der et E felt Dielektrikum forhindrer at der går strøm Derfor kan de opbygges et stort E felt over mellemrummet Og demed kan der være to store ladninger der binder hinanden Kondensatorer måles i Farad C = 8,85 * εr * A / d (pf) 6

7 Kondensatorer Konstant strøm E = I*t/C = 1uA* 0,5 S/1uF = 500 mv 7

8 Kondensatorer opladning gennem modstand Tidskonstant = R*C = 1000 * 10mF = 10 S Tiden svarer til 63% af opladespændingen 8

9 Dielektricitets konstanter 9

10 Serie og parrallel Ligesom serie modstande 1/C= 1/c1 + 1/c2 + 1/c3... Ligesom parrallel modstande 2 ens i serie bliver det halve 3 ens i serie bliver 1/

11 Condensatorer og frekvens Da dette nu ikke er en almindelig modstand Beregner vi i stedet impedansen Altså den Ohmske værdi vi kan indsætte i Ohms lov gældende for en given frekvens... Men Strøm 90 grader før spænding Tip : f i Mhz og C i uf 11

12 Vi har brug for lidt hjælp her... Vores strømme og spændinger er nu blever afhængige af tid, eller mere precist Den fasevinkel de har i forhold til vores grundfrekvens... Vr = Ir*R Det betyder at der nu - går strøm i kondensatoren - og om 90 er en tilsvarende spænding over Vc =Ir * Xc Husk at det hele roterer med frekvensen 12

13 Beregn. 1. Et dobbeltsidet PCB, ε = 4,6, tykkelse 0,5 mm måler 2,8x10 cm. Hvad er kapacteten 2. Ved hvilken frekvens er Xc = 50 Ohm for kondensatoren i 1 3. omskriv formlen for Xc så du får hhv. f og C alene 13

14 Kondensatortyper Almen Faste kondensatorer 1 pf 1 uf, typisk spændinger fra 100 V og opefter Bruges til afkobling (fjernelse) af overlejrede HF spændinger Gennemkobling af HF spændinger (afbrydelse af DC vej) Afstemte kredse Typisk en lagkage eller rullekonstruktion af plast folie og og alu folie Værdi er farvekodet eller påtrykt elektronik kursus Elektrolytkondensatorer Er polariserede, og bruges til store strømme Udglatning i strømforsyninger Ripple fjernelse internt på spændingsforsying Drejekondensatorer med aksel Variable luftige æggedelere typidk fra 1pf til 300 pf Variable med plastfolie æggedelere typisk fra pf Trimmekondensatorer med skrue kærv Fast justering af kredsøb, typisk angivet 3-30 pf Vigtige karakteristika at holde øje med, afhængigt af brugen: Temperatur stabilitet egentlig en koificient Mekanisk opbygning Indre modstand Maksimal Spænding Enhver leder har kapacitet i forhold til sine omgivelser... det adskiller elektronik fra resten af verden... 14

15 Spoler En spole er en ledning som vi konstruerer Med det mål at arbejde på/med det magnetiske Felt. Spoler vil når der går strøm opbygge et Magnetfelt. Når strømmen afbrydes vil spolens Magnetfelt drive en strøm Kondensatorer opbygger elektriskladning Spoler opbygger magnetfelter Spoleeffekten måles i Henry 15

16 Beregning af spoler. 16

17 I praksis Luftspoler : L (uh) = N*N * d / (l/d + 0,43) * 100 Find en formel og brug den. Husk at se efter om Det er inch, mm, spole længde, radius, diameter Trådlængde... you name it.. Find program der gør det... uanset hvad 17

18 Spoler og frekvens Da dette nu ikke er en almindelig modstand Beregner vi i stedet impedansen Altså den Ohmske værdi vi kan indsætte i Ohms lov gældende for en given frekvens... Men Spænding er 90 grader før strøm Tip : f i Mhz og L i uh 18

19 Igen har vi brug for lidt hjælp her... Vores strømme og spændinger er nu blever afhængige af tid, eller mere precist Den fasevinkel de har i forhold til vores grundfrekvens... Vl =Ir * Xl Vr = Ir*R Det betyder at der nu - Hvis spændingen ligger over R.. altså der går strøm - Så må magnetfeltet være opbygget i L - altså har der tidligere været spænding over spolen Husk at det hele roterer med frekvensen 19

20 Beregn. 4. Hvilken L skal en spole ha for at have 50 Ohm ved samme frekvens som vi fandt i opgave 2 5. omskriv formlen for Xl så du får hhv. f og L alene 6. (hjemmeopgave) udregn en spole der kan ligge rundt om kondensatoren fra opgave 1, Gerne viklet på et passende stykke afløbsrør. 20

21 Spoler De fleste spoler er faste, eller med udtag der skiftes imellem Luftspoler vikles af tråd der er selvbærende, eller med keramiske/plastik afstivninger Spoler bør stå vinkelret på hinanden, eller i afskærmet hus for at undgå magnetisk kobling Mellem vindingerne i en spole er der capacitet som har indflydelse på hvad den kan bruges til Kærnemateriale koncentrerer typisk magnetfeltet, så der skal bruges færre vindinger for at opnå samme virkning Samtidig opnås en mindre magnetisk kobling til andre dele af kredsløbet. I de fleste HF konstruktioner anvendes i dag Ringkærner (toroider) det giver god afskærmning og dermed Forudsigelig Induktion Spoler kan værre tegnet med en prik i den ene ende denne angiver hvor N skal ligge når man anvender højrehåndsreglen (og det kan godt være at den bruges ved AC... men feltretningen har betydning) 21

22 Spoler og kondensatorers Godhed eller Hvor rent de 90 º mellem strøm og spænding står I en kondensator er der flere faktorer der afgør hvor godt den spiller - Hvis tilledningerne er lange i forhold til arbejdsfrekvensen (så kommer der jo en spole) - Hvis der er en tabsmodstand i nærheden af Xc.. de fleste af disse kan med design og komponentvalg holdes i ave I en spole er der også udfordringer - Den Ohmske modstand af tråden, herunder skineffekt - Magnetisk kobling til omgivelserne - Kærne materialets evne til at bære det ønskede magnetfelt - kærnematerialets hukommelse - Kapaciteten mellem vindingerne Selv med det rigtige komponentvalg er det ofte spoler der sætter grænser for ydeevne 22

23 Når spoler kobles Så er det en transformer Transformere bruges til at ændre forholdet mellem strøm og spænding.. Altså kun ved vekselstrøm... Primær viklingen er den vikling der påtrykkes strøm Sekundær viklingen er den hvorfra strøm tages. På jernet er Volt/Vinding den samme på primær og sekundær Primær : 250V over 100 vindinger giver 2,5 Volt per vinding Sekundær: 10 Vindinger giver 25 Volt Vi belaster sekundær med 1 Ampere. 7 Hvad er strømmen i Primær 8 Hvad er den indre modstand på primær og sekundær 23

24 En strømforsyning 24

25 Så er jeg færdig med at fylde jer med mine skrøner Håber i fattede noget... Vi ses. OZ1DUG Joakim 25