Принципы работы и характеристики пассивных элементов (резисторы, конденсаторы, катушки)

1.

Принципы работы и
характеристики пассивных
элементов (резисторы,
конденсаторы, катушки)
Выполнил:
студент группы Рбд21
Кузьмин И.А

2.

Введение
• Определение пассивных элементов в
электронике.
• Основной признак активного элемента – его
способность отдавать электрическую энергию. К пассивным элементам
относятся потребители и накопители электрической энергии, базовыми из которых
являются резисторы, конденсаторы,
индуктивности, трансформаторы,
переключатели и реле.

3.

Общие характеристики пассивных
элементов
1. **Пассивность**: Пассивные элементы не обладают усилительными свойствами и не способны к
активной генерации или усилению сигналов. Они предназначены для изменения параметров
электрических цепей без активного вмешательства в сигнал.
2. **Энергетические потери**: Пассивные элементы могут приводить к потерям энергии в
электрической цепи из-за их электрических свойств, таких как сопротивление (для резисторов),
диэлектрические потери (для конденсаторов) и потери энергии в магнитном поле (для катушек).
3. **Омов закон (для резисторов)**: Резисторы подчиняются закону Ома, который устанавливает
линейную зависимость между током, напряжением и сопротивлением в электрической цепи.
4. **Вариативность характеристик**: У пассивных элементов могут быть различные характеристики,
такие как номинальное сопротивление (для резисторов), емкость (для конденсаторов),
индуктивность (для катушек), температурные стабильность, допуски по параметрам и др.
5. **Реактивные свойства**: Конденсаторы и катушки обладают реактивными свойствами.
Конденсаторы представляют емкостные реактивности, а катушки - индуктивные. Эти свойства
определяют взаимодействие элементов в переменных и переменных по времени электрических
цепях.
6. **Электромагнитное воздействие**: Катушки создают магнитное поле при прохождении тока
через них, что имеет значение при конструировании индуктивных элементов цепей и устройств с
электромагнитной совместимостью.

4.

Резисторы
Резисторы — это элемент, с помощью которых осуществляется регулирование и распределение
электрической энергии между цепями и элементами схем. Принцип работы резисторов основан на
использовании свойств различных материалов, оказывать сопротивление электрическому току.
Классификация резисторов:

5.

Постоянные резисторы — резисторы, у которых значение сопротивления постоянно и не зависит от
внешних воздействий (температуры, света, протекающего через него тока, приложенного
напряжения и т.д.).
Мощность постоянных резисторов:
Переменные резисторы — резисторы, у которых значение сопротивления меняется при помощи
специальной ручки (вращающейся, или ползункового типа). Ярким представителем переменных
резисторов является регулятор громкости на твоих компьютерных звуковых колонках.
Подстроечные резисторы — резисторы, предназначенные для редких регулировок, у которых
значение сопротивления меняется при помощи шлица, вращаемого отвёрткой. Устанавливаются
подстроечные резисторы, как правило, на печатных платах радиосхем. Чаще всего, переменные и
подстроечные резисторы подключаются на схемах как делители напряжения, или как делители тока.
Основными параметрами резисторов являются:
номинальное сопротивление,
допуск,
номинальная мощность рассеяния,
максимальное рабочее напряжение,
стабильность сопротивления.

6.

Характеристики резистора
Среди основных параметров выделяются такие характеристики резистора, как:
сопротивление по номинальному значению,
возможное отклонение,
рассеиваемая мощность,
предельное рабочее напряжение,
максимальная температура,
температурный коэффициент сопротивления,
частотный отклик
шумы
Кодовая и цветовая маркировка резисторов
Буквы «Е», «К» и «М2, обозначающие кратные приставки и расставленные как децимальные
запятые. Буква «Е» – 1, буква «К» – 1000 и буква «М» – 1000000. Вот примеры как это выглядит и
расшифровывается:
12Е – 12 Ом;
К12 – 0,12К – 120 Ом; 1К2 -1,2 кОм; 12К – 12 кОм;
М12 – 0,12М – 120 кОм; 1М2 – 1,2 мОм; 12М – 12 мОм.
Второй способ маркировки резисторов
Отличается тем, что все обозначения цифрами, то есть и значение и множитель. Обозначение
состоит из трех цифр: первые две – значение, третья – множитель. Множители: «0», «1», «2», «3» и
«4». Понять это можно, если знать, что они показывают, сколько нулей надо дописать к значению:
120 – 12 Ом 121 – 120 Ом 122 – 1200 Ом 123 – 12000 Ом 124 – 120000 Ом

7.

Третий способ. (Цветовая маркировка резисторов с 6-ю полосами)

8.

Конденсаторы
Конденсатор — это элемент, предназначенные для создания в электрической цепи требуемого
значения электрической емкости.
Конструктивно конденсатор представляет собой устройство, состоящее из двух или более
электропроводящих пластин (обкладок), разделенных тонким слоем диэлектрика. В качестве
диэлектрика используются твердые органические (бумага, пленки) и неорганические (слюда,
керамика, стекло) вещества, жидкости и газы.
Принцип работы конденсатора основан на его способности накапливать заряд на своих обкладках,
если к ним приложено напряжение.
Классификация конденсаторов:

9.

• Конденсаторы постоянной емкости — это конденсаторы, чья
емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации
аппаратуры не меняется.
• Конденсаторы переменной емкости — это конденсаторы,
которые применяются в цепях, где требуется изменение
емкости в процессе эксплуатации. При этом изменение емкости
может производится различными способами: механически,
путем изменения управляющего напряжения, изменением
температуры окружающей среды и .т.д.
• Подстроечные конденсаторы — это конденсаторы,
которые применяются для первоначальной настройки
аппаратуры или периодической подстройки цепей, где
требуется малый диапазон изменения емкости.
• Саморегулируемые конденсаторы — это конденсаторы, у
которых емкость изменяется под действием приложенного к
конденсатору напряжения. К саморегулируемым
конденсаторам относятся и полупроводниковые диоды,
называемые варикапами. В основу действия варикапа
положена зависимость емкости полупроводникового диода от
приложенного к нему обратного напряжения.

10.

Обозначение конденсатора на
схеме
а) постоянной емкости; б) подстроечный; в) переменный; г) электролитический.
Основные параметры:
номинальная емкость
допустимое отклонение емкости конденсатора от номинальной,
допуск,
номинальное рабочее напряжение,
температурный коэффициент емкости.

11.

Кодовая и цветовая маркировка
конденсаторов
Кодировка тремя цифрами
Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество
нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При
емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0».
Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5
пФ.
Кодировка четырьмя цифрами
Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра
указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах (pF).
Цветовая маркировка:

12.

Катушка индуктивности
Катушками индуктивности — называют элементы, основным свойством которых является эффект
преобразования энергии электрического тока в энергию магнитного поля и обратно.
Катушки индуктивности используются в стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и
преобразующий уровни напряжения. Так же катушка используются также в
качестве электромагнитов–исполнительных механизмов.
Условно графическое обозначение катушки индуктивности:
а) без сердечника; б) с отводами; в) с магнитоэлектрическим
сердечником; г) с ферромагнитным сердечником; д) с медным сердечником; е) с зазором в
ферромогнитном магнитопроводе; ж) с индуктивностью, регулируемой путем изменения положения
магнитопровода.
Классификация катушек индуктивности.
Катушки индуктивности можно классифицировать по ряду признаков:
По конструкции они подразделяются на:
однослойные и многослойные,
на каркасах и бескаркасные,
с сердечниками и без сердечников,
на экранированные и неэкранированные,
высокочастотные и низкочастотные
По назначению катушки индуктивности подразделяются на:
контурные,
катушки связи,
дроссели высокой и низкой частоты

13.

Основные характеристики и параметры катушек индуктивности
Основными характеристиками катушек являются:
индуктивность,
собственная емкость,
активное сопротивление,
добротность (Добротность катушки индуктивности определяет отношение между активным и
реактивным сопротивлениями катушки.)
температурная стабильность индуктивности.
сопротивление потерь

14.

Заключение
Важность пассивных элементов в электронике:
1. **Формирование фильтров**: Пассивные элементы используются для создания фильтров различных типов (например,
фильтры низких и высоких частот, полосовые фильтры). Это позволяет фильтровать шумы, устранять помехи и обеспечивать
нужный спектр сигнала.
2. **Управление энергией**: Пассивные элементы позволяют управлять и распределять энергию в электрических цепях.
Например, резисторы регулируют ток, конденсаторы хранят и высвобождают энергию, а катушки помогают создать
индуктивность и фильтрацию.
3. **Стабилизация сигналов**: Пассивные элементы значительно влияют на стабильность и надежность работы электронных
устройств. Они помогают устранить различные помехи и позволяют снизить влияние внешних факторов на работу
электрических цепей.
4. **Управление временными задержками**: В некоторых случаях пассивные элементы используются для создания
временных задержек в цепях, что может быть критически важно в некоторых приложениях, таких как синхронизация сигналов.
5. **Экономическая целесообразность**: Пассивные элементы обычно более доступны по цене и проще в применении, чем
активные компоненты. Это делает их привлекательным выбором во многих ситуациях.
6. **Совместимость с другими элементами**: Пассивные элементы легко интегрируются в различные электрические схемы и
устройства, что позволяет создавать сложные системы с минимальными затратами и усилиями.
В целом, пассивные элементы играют ключевую роль в создании электронных устройств, обеспечивая их надежную работу,
стабильность сигналов и возможность контролировать и управлять энергией и параметрами схем.