carte ccp probleme

Upload: gabi-pirvu

Post on 14-Jul-2015

1.316 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

CUPRINS

ul 1. Proprieteti generale ale componentelor pasive,

Notiuni teoretice1.1.'l.Parametrii comuni componentelor pasive.......... 'l.1.2.Determinarea tolerantelor parametrilor circuitelor electronice in functie de toleranlele componentelor pasive..................... 1.1.3. Determinarea coeficientului de varialie cu temperatura al parametrilor circuitelor electronice in functie de coeficientii de varialie cu temperatura ai componentelor pasive .............................. 1.1.4. Determinarea toleranlei globale a parametrilor circuitelor electronice in functie de abaterea componentelor pasive........................ 1.1.5.Solicitarea termicd a componentelor pasive.................. 1.1.5.1. Determinarea temperaturii corpului componentei ....................... 1 .1.5.2. Puterea nominald gi puterea termicd maximd admisibild 1.1.6. Determinarea puterii nominale

Probleme rezolvate eme propuse

ul 2. Rezistoare liniare1.11

. Parametrii rezistoarelor .2. Solicitarea electric6 maximd a rezistoarelor. Determinarea valorilor maxim admisibile ale mdrimilor electrice ................................

1.4. Proiectarea rezistoarelor realizate Drin tehnolooia

straturilor groase1,5. Relelele rezistive ..............1.6. Alegerea tipului de rezistor................

rezolvate propuse

| 3. Rezistoare dependente de temperaturi - termistoare ...., uni teoretice1.2. Termistoare PTC

rezolvate propuse

onente electronice

Qompotrorrlrr r'['clto|lico pasjvo

Probleme

Capitolul 4. Condensatoare

Capitolul

1

PROPRIETATI GENERALE ALE COMPONENTELOR PASIVE4.3.Componentele electronice pentru

a

putea

fi

utilizate

la

alcituirea

Capitolul 5. Inductoare ......-..5.'1.

5-2. 5.3.

Anexa A1. Valorile nominale ale seriilor de valori E6_E192 Anexa A2. Parametrii rezistoarelor RMG, RCG, RpM, RBC. RBA Anexa A3. Parametrii unor termistoare NTC produse de EPCOS..................... Anexa 44. Termistoare pTC de tip RXE fabijcate de firma Raycne. ........ . Anexa A5. Caracteristicile conductoarelor de bobinaj a;-Ern ..... .... ... Anexa 46. Tehnologia 9i proiectarea transformatorului de relea monofazic de micd putere

montajelor electronice (ansarnblelor gi subansamblelor) avdnd la bazi scheme llectronice ce evidenliazi funcliunile cerute aparatului sau echipamentului din fac parte montajele, sunt caracterizate prin intermediul unor parametrii ce dimensiunile funclionale, constructive Si tehnologice. Numai parametrilor in intreaga lor diversitate face posibili utilizarea onali a componentelor, asigurAnd echipamentului electronic funcliunile in condiliile unor costuri minime. Dezideratul economiei de piafd, acela de a realiza produse competitive, se poate atinge fbrd o cunoagtere profundi a specificului fiec6rui tip de in pafie, utilizandu-se in final aceea componentA a cdrei dimensiuni ce qi neelectrice corespund dimensiunilor functiei electrice proiectata. pentru a se asigura o anume stabilitate frecventei oscilaliei unui oscilator, necesar ca bobina $i condensatorul sd prezinte la randul lor caracteristici in

in

cadrul acestui paragraf se abordeazi o pane din parametdi nentelor pasive, comuni tuturor tipurilor acestor componente. Se au inde fapt acei parametrii care conduc putemic la modificarea valorii reale a

cu stabilitatea impuse.

Bibliografie

avdnd in vedere condiliile in care poate functiona componenta. Se [nalizeazi de asemenea solicitarea termicd maximd a componentelor pasive.

Ll, No{iuni teoretice

l.l.l,

Parametrii comuni componentelor pasive

Valoarea nominali XN $i toleranta t. Valoarea nominalS XN reprezind valoarea componentei ce se dorefte a fi oblinutd in urma procesului tehnologic, nominalizeazi componenta gi este marcate in general pe corpul acesteia in cod sau in clar. Toleranla t, rezultata in procesul de fabricaJie al componentei, exprimd in Procente abaterea maximd relativd a valorii reale X. fafe de valoarea nominalSXN; pentru toleranle simetrice, rezult6:

.

x. t=lmrr;ltcgiltivir t

-x,

(l.l)

^rV PentrLl tolcrnn.tc ersimctricc, cind tolcr n(a pozitiva t* este diteritd de cea , ccslcil sc vor dctcrruinu crr lL'llrliilc:

Cap. 1 proprietdti qenerale ale comoonentetor pasive

rlr

I

r,[)(jlfor]lqo

oasive

Probleme

,- =X'u-Xtvr=y

X,.- X*XN

x,

icntul tlc vafiafie cu temperatura exprime abaterea relativA a valorii la

.

tenrpcrirturii cu un grad Celsius.

Rezulti pentru toleranla simetrica relalia:

Tolerante datorate actiunii unor factori externi, t;, cum ar fi: vibralii mecanice, qocuri termice, electrice, etc.; sunt definite prinX

rlr.l=

!r-l(r.s) valoarea minimi, respectiv maxinr;itr

jXo

Xo

x = 1x,LL-4L - *! u - *, .* XN ^1y' ::,1:l,ITj, i"rp."tiv X.M, reprezinrd valonl reale a componentei.

'

(1.10)

X0 este valoarea componentei inainte de acliunea factorului 4 este valoarea componentei dupe acfunea factorului j.

j;

i","ld.i:ii,a

nominale $i tolerantele sunt standardizate ,^. internarlonal, date pnn seriilede valori Eo (prezentate ^ in anexa Al). Pentru definirea valorii -ii""i,*s,a' ,:';d:i""T,?

V"l-li:

Toleranlele

tj sunt precizate in

cataloagele producitorului de

fii'(l

pasive sau pot rezulta din clasa de stabilitate din care face parte

nominald XN qi toleranla

a'i",","":;il:f

tt,

umiditatea, presiune".

o Domeniul temperaturilor de utilizare t0,", oyl, reprezinta ,rr"r-llli,l maxim de temperature in can componentei in rimpur corpul componenrei in timpur ,"_0".",u,,, maxrmd. 1r'c^" Confotm unor nonne prezeTl: cararog prin caief.il,lill"lllll'i;f ITT:Th::.1.*:K,i,ii,l :n reprezinti 0., Nz este 0v si Nr esf, o":ile pentru care componenta e sri' supusd la r"."."rJ-.ffii.j -unrorm normelor ce precizeazd temperaturir,

X, [XN(l_t), XN(l+r)]

va avea valoarea r"uta

l-.--"'*

##":1.., ji:ill; "*"'

o

respecdve.

Toleranta globali,

tg reprezinte abaterea maxima a valorii reale a i fati de valoarea nominald care poate sa aparA in dmpul funcJiondrir intr-un circuit electric avind in vedere conditiile reale de

determinarea toleranJei globale t- vom aplica definitia tolerantei,

r"*r,r.'l8l,"d:#,r":jil.j;fifffr:llr"?Xjlll:

-

'\M ^N

^N

^N -^ot ^N

(

1.1 1)

l*l::,

fril;;;,;;; ,i

XM reprezintA valoarea maximd,

X. Xu=Xr (l+t)(l+texl+tr)...( I +tj) X. = XN (1 -tXl-ts)(l -tr)...(l-tt

valoarea minime. (1.12) (1.13) (1.14)

expnmd modificarea valorii comoc

o Coeficientul de variatie c:^tempratura^_

;;;.-"*

il"-I3t:l

Xr,r = XN (l +t+te+I'!+tt6+tt1+t!+... )

a valorii

componentei, rrr,

...,

H}ff,H::,::'"ponente(h'

l:Tf**il #ffi#""":,:,iff::l"ff.:,"#ff,,ijiJii;, 0". , pasive prin derinitie'"co;.;;;i;' =-XdT -

variatic r||

Avdnd in vedere cd t, to 9i tj sunt mult mai mici decat 1, se poate aproxrma: (1.15) XM XN (1+t+to+ttj) = Rezulta: (1.16) tg = t+to+ttj . ToleranJa de fabricalie t gi toleranlele ti sunt prezentate de producetor in Toleranla datorata temperaturii ts, trebuie insd determinati in funclie de Orice componentd funcJioneazd intr-un mediu ambiant cu temperatura 0", ( 1.17) 0.e [0-, 0rur], oa,n este temperatura minima a mediului gi 0"M, este temperatura maximaIn timpul funclionirii temperatura componentei 0",0"e [0",", 0"n],( 1.

tdx

componentele pasive au temperatura do, va fi:

Dacd variafia valorii X.cu temperatura este liniare o variafie liniard) atunci coeficientul

"

x. - x. X, or-e

I

d;

,"

0".,"t',,1,1

";.i;;"

;.,;

18)

(1.8)

temperatura 02. Considerdnd 0: - 0r=1 oC, rezultd:

unde X1 este valoarea componentei la temperatura

0l $i X2 este valoarcrr lrr

9". este temperatura minimi 0"* = 0".

a corpului componentei gi

gcM

0"v=0"v+A0

este cea maxlma. (1.1e) (1.20)

xt oc Dcci. i;r rr v:rliirlit. lirriir.t

"

x) - X,

l(

I

I))

cu tentpcritlUtil

ir vitblii

co|l1l)()nclll(.1,

A este supratemperatura datorata disipdrii de putere de cAtre componentd. In functie de coeficientul de variafie cu temperatura se poate determina cu tolc|irnta datoratd temperaturii, rezultand o anumita abatere pozidve, $i ncgativii. Dc oxcrrplu, (lilcar o1.> 0, rczultir,

Qjp. 1 Proprieteti qenerale ale componentelortr+

pasive

_(1.21)

{

;(J llx)ttolllo ()II)(I||()|I|(i() l)ilsivo

l'robXiru

= oe (0"u-00)

,.X11y r'!l Xi

(1.22) vedere cazul cel mai defavorabil, abaterea maximi, toleranta datoratd temperaturii, indiferent de serrnul lui c,e, se poate determina cu relalia,

te = cre (0.--00)

Avdnd

in

t=t crelaeM,A01a

0.23)(1

L,. , x,, ax, =s n,,, ; 1 t,lr tiir{l nlrrrtico(licienlide pondete.

I t,;x, x;

(l

= 11;1^ito {0"M-00, eo 0",,,}

)t\

,, -

*jt

,'j ./N u^/ x,=xr,\,I

1.1.2. Determinarea tolerantelor parametrilor circuitelor electronice in functie de tolcrantele componentelor pasiveSe considerd un parametru y al unui circuit electronic care depinde de valorile componentelor pasive, pe care le vom nota cu X1, X2. .. X.. parametrului y rl circuitului i se poate pune in legitura o functie f(Xr, Xr...X") ce stabile$te corespondenla intre componentele circuitului gi respectivul parametru y = f(Xr, X2..Xn). Componentels prezinta corespunzator tolerantele tr, t2...t,,. Toleranla parametrului y, notatl cu tv se poate detemina in mai multe moduri.a) Aplicarea defini{iei tolerantei

Pontru toleraIlte sinetrice, de forma

tti, toleran[a parametrului y, devitl

/,, = tIl/tiliL)(

r'

lalculul probabilistic. Un circuit este o alcltuire de componente electronice llterconectate r'lc irr vedcrca realizirii unei anumite funclii electronice' amplificare de set1,r'rrcrare dc semnal etc. Funclia obfinutd

l) *rt,

l,u -

Ir,,

(

}N ),, - trv

1.2s)

(t.26)

in unna interconectdrii cste depen ,1,' clcnrcntele schemei, are Proplietili in shlnsd legAture cu caractelil pentru fi r orrrlxrnentelor ce o alcdtuiesc Cum valotile acestom reprezinta r'orlponentA in pafie o variabili aleatoare daci se au in vedere operaltl rirl.itbile aleatoare, se poate conclttziona cd Si funclia electrolicd a circu r( irlizat este tot o variabili aleatoare 9i deci se supune proprietalilor acestora in acest caz tolerauta parametrului y, ty, poate fi determinata cu relafi'

unde

yN1,

respectiv yn} estc valoarea maximi respectiv minimd a parametrului y;

/r = rlE/,#

yN este valoarea nominalA.

b) Calculul " Taylor"

y=f(Xr,X:...X")Valorile X1, X:...Xn, sunt independente. Daca functia derivabild, sc poate dezvolta in serie Taylor,

f

este de

r

ori

"=1'

+(x1

-r,r*lr,=",*+(x', (x,

Aceste relalii servesc analizei inginerului la proiectarea ctrcu lrllirrcrul nebuie sd aleagd, pe baza experienlei' anunlite toleranle I ln lil , orrponente astfel incat parametrul de ieEire y se fie mcnlinut .,lx ci!ictte. Calculul coeticien{ilor de pondere ajuta la detennirarea compo ,r',ri|ci atutere are lrarc il]fluen.td asupra functioldrii circuitului, deci a Iol( fiinli (]ste bine si fie men{inutd scAzutd

xz;LO',

*....*

,,="*

*tr,-r,,r*lr,=r,r

-

xr*)z

a2yidtt x,.x,*

(x,

2l

- xrr)2 a21 2L d]

l.l.-1. l)cterminarea coeficientului de varia{ie cu temperatura al param( circuitelor clectronice in funcfie de coeficienfii de variatj

x,-x;r,(t .21)

Avind in vedere cd abaterile de forma X; - XiN sunt mult mai mici decit unu, se pot retine numai termenii de rangul intii, rezultdnd,

tcnlpcrilturil ai componentelor pasive. Sc consitleri un circuit electronic cancterizat de un parametru l'ce d( rl, virIrlilc c0rrtpomentelor, pe clue le Vom nota cu Xt' X2 X. Componentr , rx ticieolii cla varia{ie cu tenperatura o1, t[2...c[1, corespunzator' Notand dcPe] r rx lit icrrlul (lc va[ialic cu tcmper-atura al paramefiului y Si cunoscand f(Xr, X:.. X.), se propune determinr lrri y rlc valotilc corlllonentelor, Y =( i,rr l'

\-/N-:(x,-x'^*. a,

*l

jly, ),r lo

(

r

.2r)

)t]r r! l:rlrL i ,Ir'rI, littiti,.

tl,

I'

r1r'

t rl0

t*1tt':

temperatud prin in*,,"o,, alura pnn intermediul

jla, "r=l'\i q=

t(4 ax. .r

Xr.X:...X" sunr in.rpn.-,r--.^ ^ ,ninmi,jTitrJTl;, rarameftul

-olmoonente electronice

oasivecat_to

Probleme

rrri-ir"lsw

dr ",=t:++=i\ A, X,-iA i=lj dxi d0 fi?r

*.7h#*..r++ zd0 4*)ax,

"'"'^llirt. af dx"\

y

depinde de

llunci, temperatura corpului componentei va cre$te in timpconforrnitate cu

in figura 1.1.b

qi

relatia,, '{

(i.34)

,, =' )" .rr,*-,

';:'

-

"

]

(1.40)

(1.3s)

7 fi

iit

1 dxt

't

' "o"6cienfi de pondere

(1.36)

= o'(1.37)

RezuIe,

dy = 2hiai

ilil:

ll3^.*ll J ;*#;l.jJJ,lf, t"..:[, :f

cu ajulorul relaliei

(1 38)

rl

tR) "- -^-:,?,::"1".,:,

*,:-"a

_coencienrur de variarie cu

*ifj,,#;#ro*tr

ffiHT ;.ff".Ti:circuiteror erectronice

b) Temperatura corpului componentei

Fig. 1.1 incdlzirea componentei

1.1.4, Determinarea tolerantei t in runcgie de

abiteffiillJ,lfiffi:ff:"ror

,

Considerdnd. ca gi in cazur

fi :ffi',ili,'.;.ffiJ;;3#+3,:eh:t::Tl::::Ticcarac,erza, u qn' bebu trflT

iifl i*li:i:lxfi::#llTi','","termici a componentelor pasivepast

o-'i'* i'i;

ie

1.5. Solicitarea

(1.39)

_ 1.1.5.1. Determinarea temperaturii corpului componentei Considerdnd

*

.t..*,lu.n1T ,componenrd. iJ, :'#i,:'*" il, :Tff

orice

va. ca de ahfel penrru ori.,

3tr

I

,,:

"n

:l::in: f #;li:

;",*l::!! e, = e" +le,M

b) Temperatura corpului componentei

Fig. 1.2 Rdcirea componentei

;:,1;l:"'' "#; {':;:#J;lli.'::';X,;i lfrl"T;"i3'H".liii,'i,l i;ll - Dactr puterea disipatde1este ca cea din

o .^hn^_^_.

- DacA puterea disipa6 este de forma din figura 1.2.a (r-acirea componentei), atunci, temperatura componentei va scidea ca in figura 1.2.b gi in conformitate cu relalia,

figura Lla,

inc

-e,h '''

(1.41)

zirea componentei,

S-au utilizat notaliile: 0,,, temperatura mediului ambiant; 0"M. temperatura

Cap. .l proDrietdti oenerale ale componentelor Dasive

maxime ia care ajunge comul comnrlna.ra;._ _, rerruca de rimp. care ]i] TTo"jt"tei in regim pemanenr: r,h. consrirrlir Trebuie fricurd ob-*"i], j''.j^I:hL rh = .R$mc; C,h este capacrratea rermi(ii. "r,. vedere doar ,."r;-t;;';;],j:rrat]'re (140) {l'41) au fost deduse avdnd " irr conveclie; *, evacuarea cat,e m.oiu p,i,,Considerdnd cd temper :atura mediului ambiant 0", ia valon in intervalul, 0"e

l0QMAonorlo oloctronice

pasive

Probleme

Raportul ,, = I se numegte coeficient de umplere al semnalului dreptunghiular - tp periodic.1.1,5.2. Puterea

""rG."olri#;'.H [0"..0,r] -

jr'ff

i[#:ii

norninali !i puterea termici maxirnl admisibili

componentei.u",

"*"tJ::ror::1:; co.puftii "omponenrei va lua valori in intervarul, (.42) (1.41) 'n9:, t"., 0o1a reprezintd temperatrr* hi-;-x _^- . ambiant ; g"*, g"r..p."rinta:0"1""* minime, respectiv maximi a mediului temperaturaminimd, respectiv maximd a corpul.iTemperaturile e"h,ocM

Din punct de vedere termic, un parametru foarte important pentru orice componente pasive (electronicA) este puterea nominali, PN care reprezintA puterea maxima pe care poate si o disipe o componente la o functionare lndelungati intr-un mediu ambiant cu temperatura egald cu cea nominala, 0p 9i amplasatd in anumite condilii prezentate de producetor.Dupd cum s-a prezentat puterea evacuata de cdtre o componentd este,

0"u=0ur,.r+A0p il"":"1tteste supratemperatura corpurui componentei auro.i,,

=8-

sunt (1,.44)

P",=o(e,-eo)= 0M, Avdnd in vedere definilia putedi nominale, rezulte ce in acest caz 0o = eN, respectiv, pN = D(ou

(1.51)Pev= PN.

ai.io#ioil$i

Supratemperalura A0o depinde de tipul componentei rinrrt ^^_^^-(qh, D), puterea forma disipati

- er)=euU

eu

(r.s2)

acesteia.

Puterea nominale depinde

de factorul de disipaJie, de

temperatura

cateva cazuri intdlnite frecvent ,"tu1rtf,"n"u0"rl = 0*r+

in practica, 0"M se determina Pent: regim pe;manent (puterea disipatd p0 este constanta

cu

3

?n

ump),

l/Rrh , coeficienrul de disipare _= -, rentru puterea sub formd de in "^-_-? singular, cu durata impulsului decdt r,1 ii puterea

termicd.

(1.46) mai mare( | .411

;;;;;

;,:o"tt

t1

e"u=-.

o"r+#imouls singnlar, cu durata sind,,r-- ^.. , impulsuiui t,oor'ffi, a,.n"'"

maximd de utilizare a componentei gi de temperatura nominald. Temperatura nominalS este practic aleasa de proiectantul de componente. Ia valori in general ln intervalul 20'C....70 "C. Prin puterea temice maximd admisibild, notatd cu PAe se va injelege puterea maximd pe care poate sd o disipe o componente ce funcfioneaze intr-un mediu ambiant cu temperatura 0", astfel incat sA nu se depd$eascA puterea nominala PN, respectiv temperatura maximi 0y. Depiqirea puterii nominale a unei componente, conduce la o modificare nepermis de mare a parametrilor acesteia gi in ultima instanfa la distrugerea termice a componentei.

Pe-ntru putere sub formd de decdt t,6 9i puterea

q"= 6"rajt,

!

mai micr.i

(1'4{i) - Pentru puterea sur rorma de imnursnri periodice' cu durara impulsului ro mare decat r,1 nrai tt

UT,,

Pentru regim stafionar (permanent), avand in vedere ci puterea Pa6 reprezinte puterea maxima disipatA, rezulte cA in acest caz temperatura componentei este egal6 cu cea marimd, 0l,,I 9i in conformitate cu relatia (1.51), va fi-

r:;;;rll'j,'J:uri

hali^r:^^

Pm=Dl9u-0")Av6nd in vedere gi relajia (1.52), rezulti,

( 1.5

3)

o"r =

o*+3sub forma de

Pee-Pw#I,

ta-. _a

I

rl

54\

;il:'J.iJi::'"

e",=e^,*ff=a,

*!

impulsuri periodice, cu durata impulsurui r" nrai(

| | .4q)

\aM

-aN l

Reprezentand grafic pe Pa6 in functie de 0", rezulte aga zisa diagramd de

disipafie a componentei.

r.50)

Conform relaliei (1.54) 9i figurii 1.3, rezulti ce puterea temici maximd udmisibila poate fi mai mare decit puterea nominala dace temperatura mediului cste mai mic6 dccAt cca norr.rinalil 5i cstc urai micd decAt puterea nominald daci

t4

ts

temperarura mediutui Lcrnperarura mediur"i

lemperatura mediului esle mai mare.tc.;r

llag_pAgve -^_-,

Probleme

"rru.",;#.lffi "grra

^-.u t"n.il.l:il'l:1Ty,"nu,_devine egali cu zerr ;."xilfl:

j;,*:.:";.:*ll*;l

,-

lrr

('azurile b11- r'egim de impuls singular cu ti > 3trh gi b2r - regim de lsLrli periodicc cu ti; tp > 3tr1, devin echivalente cu a, deci Fi pentru aceste ii l)a6 va fi deterninatd cu relaliile (1.55) 9i (1.56).b12 Regim de inpuls singular cu durata irnpulsului ti mult mai mici ronstanta termici de timp tth.

I)unand condilia ca temperatura maximd a componentei in regim de ls sa devind egala cu temperatura maximi de utilizare, rezulte din relalia,41{),0N0r,r

Fig, L3 Diagrana de disipalie

U,pi =

U",

=**r

(1.s7)

I

;1,

iff

Din molive de simplificare."

"r

"0,,,"i. i"'., ffi J..,."",.,,,.j:.T."l'"ffi,

r,iTi;,*,"L.,il _::::1,

-A D\ou - oo, )'", = p, II UM UN Ii

aa-&Lrl,A

( 1.5

8)

'^'".,r*;;ii.;;;.lHffi

ji:l* j:t:i;:ru;f

lil :, :: $,:.,

ffi i;

fl-

Avdnd in vedere qi relaliile (1.55), (1.56), rezultA puterea tennica maxrm sibild in regim de impuls singular cu t;< 3t,6,Pea =

PufutiVM -VN

, dacd O,nr e

[0., 0r]I

(r.s9)(

t'na = Pu

o! - oau ttt', dacd o,v e lory. ovli

1.60)

Deci in acest caz puterea termica maxim admisibild este de (t,5/t1) on mar dcc0t cea de regim permanent, putand depAfi puterea nominalA.011

Fig. 1.4 Diagrann de disipalie 2 t( maxim. admisibili este egare cu ceir n."t- e" it,,, 'i; ':T:: mai micd 'il este gru]. decat ."u no-inula p.ntru

constanta

b22 Regim de impuls periodic cu durata perioadei mult mai micl termici de timp.

nomr-nala, 0"e [0N,

acest caz puterea

PunAnd condilia ca temperatura maximd in regim de impuls maxime de utilizare, rezultd din relalia (1.50), ccr

si he

egald

0u,0"v

=

P.

a) putere disipari

**r.i::'j#i,,i:"ff ff ff ?T"fi) nd-predominanr, in ucrarea de fale, in , . -Ca $j in paragraful precec admisibira p."r, ,i""rl"ij;:'":::. ".": derermina purerea rermica maxinl idenric pentruI

,T

(1.61)I

4-D@MAvOnd

I A -ouu e"rli %ffi,

(t .62)

in vedere gi relaqiile (1.55), (1.56), rezultd puterea termicd maxrm [0.. 0r]0p1l

Avdnd in vedere cele ""r"r#llte expuse anterior,Pa6

tn,r-o

$i

0! [0rn, oar{].

ld in acest caz,Pnet

rezultd. 1.55)

=;en

, dacd 0,r4

e

(1.63) (1.64)

= Pry, daci 0uye [0",,

Ory](

PAe

=

pN !u-&L

t'no

qytoM

01u . daca 0,r e 105. oN --1 /

= D(0M _ \oM

)

daci 0,e [0N, 0v].

(r.56)

l)cci in regim de impuisuri periodice dreptungbiulare cu perioada mult illti r)ricii (lccart constanla tennici, Pulerea termica maxim admisibili este de l/y lll'l ttriri nrirlc lulii (lc cea clc rcgirrr Pclnrirrrcnt, putand 1i mai mare clecat putereaIt||nrinirlil.

I(r

It

Cap. 1 Proorietdli oenerale ale comoonentelor oasivc 1.1.6. Determinarea

Cortrpon(rrlc clr:r:lrorrrrr. l,r'.rv,,

l'robloIrc

puterii nominale

la care este solicitate, putandu-se detennina pute."u ii.ipo,a. Pundnd condilia ca puterea disipatd si fie mai micd sau cel mult egali puterea maxim admisibilA rezulte, din paragraful 1 .1.5.2, puterea nomrnalA:

circuitelor electronice rezulta valoarcl parametrului fundamental al componentelor pasive (RLC) gi mdrimile electrict, ----'^-crr

Din

proiectarea electricA

a

t .-LrtUAO r ). / '//.\, ). r t,t,,.o t 8 \ itt t if l. '+0.16 I(l - r0.5 l0 -+10 - 016 l0 ' 110 I 0.5 ro I * rolo.ro+

(

r tralto+

i ! ,',.J

10

0.51

' ' ..1*

l0 . . 0.16. l0

.

0,51

0 .) = i0,0166856 = 11.668567o

- renrru regtm permanent, impuls singular cu ti > qh.impuisuri periodicePN>

crr

Pd, pentru

pentru e,,_q," - Pentru impulsuri singulare cu t; < r,1 Pn2 p t p.ntru 0,\,1 i0N'ft,

p ., tr." ou-0,

0", s

0N

(1.6s)0N < 0.M 1Qs, tp pvL .,_.0,e"_0,"PN >PN >

0..

e,,

u^=t---.u, " \Rl+R4',IIr1|1,

lpp\

R2+Rt)scrie sub

se noteazA cu

r1=(t/8, gi cu r2=R3/Ra atunci U6 se poate

I r25 10 o, t.l25_950'0504w0,

Se poate

utiliza in acest caz componenta cu puterea nominal6 de

tW.

| u^=l 1 - 1+r' \u "[1+r,]demonstrat cA toleranla rapoartelor de rezistenle este trl= tr-t: 9i trz=t:-t+ ceea conduce la solu{ia:

din figura 1.9a. Pcrrlrll care se noteaz6: R1/R2=R3lRa=r cu toleranJele t. 9i coeficienlii rh' temperature oq , s6 se calculeze ALr (amplificarea in tensiune) 9i coeficicntrrl r'l1,2.16. Dacd se consideri amplificatorul diferenlialde varia(ie cu temperatura.

-ua

r{l rr,)

(t r

',)(a -rr)

''i

r,(t(1

',r)12)

+

rr)(r,

'')

Probleme propuse1.3.1. Sn se determine toleranla globali a unui inductor ce arc t = 5Vo, u4 300 ppm fC Si functioneazA intr-un mediu cu temperatura 0a [-20, 90]"C, e"

!

20"c.Fig. 1.9a. Anpli.litrrtontl di.ftt?tllial

fl

(i1't\il ol4oli(itnl

R: tg= 41,1

qo

2fl

l()

Cao.

'1

Proorietdti oenerale ale componentelor oasive

Compononto electronice

pasivs

Probleme

solicitArii termice este + 6%. in timpul functionirii temperatura corpului rezistorului ia valori in intervalul t-20, 110] oC. Temperatura de referinfa estede 20oC.

1.3.2. Si se determine toleranla globali a unui rezistor care are toleranta dc fabricaJie t = + 5Vo, coeficientul termic -500 ppm / oC, abaterea in timp datoratii

Se dau:U2

=;:=Ul rrl i^2

R.

UI

Rl, tl,Ct'1;R:, tz, (!zlUr. t3, (r3;

l"

t,,ppmlc

Fig.

I.l2 Diri?or rc?irtiv

R: rg 1 I5.5o; 1.33. Se

R:

t,2 = 14. | 8 Vo. a.,2el-52:2521

termic _ 300 ppmPC. in timpul funclionarii temperatura condensatorului se modifica in intervalul t_10, g0]oC.Temperatura de referinta este 20oC.

de fabricafie

se determine toleranta globala a unui condensator ce are toleranta

t = + 2,5Vo, coeficientul

1,3.7. Si se calculeze toleranfa qi coeficientul de varialie cu temperatura a amplificdrii amplificatorului din figurd, in funcfie de toleranfele $i coeficienJiide varialie cu temperatura ai rezistoarelor R1 9i R2. Se dau:

R:tg+43qo1.3.4 Si se calculeze toleranla gi coeficientul de variaJie cu temperalura a unui rezistor echivalent conecterii serie a doui rezistoare, Rr 100 e cu = toleranfa tr = t57o gi coeficientul de variatie dr = tl00 ppm/.C 9i Rz = 510 e cu toleranfa t: = 157o gi coeficientul de variatie cu temperatura d2 1250 ppm/"C. =u-------r-

"

UN ui

R'I

Rl

R1, t1, o,1; R2, t2, d2l

Rr&Rs _{--

R: to=111ra,t; ga=c[z-c[r

Fig. 1.13 AilrpliJicator inversor

I

^ --r--^R:r"

Fig. 1.10 Conexiune serie rezistoare

L.3.8. Sd se calculeze toleranta $i coeficientul de varialie cu temperatura a amplificdrii amplificatorului din figuri, in funciie de toleranfele gi coeficienlii de varialie cu temperatura ai rezistoarelor Rr 9i R2.Se dau:

= 152o. a,

"=

1225,4 ppm/C

Un ^- u,R)

Rr+R)Rr

ppm/"c.

1.3.5. Sd se calculeze toleranla $i coeficientul de varia{ie cu temperatura al rezistenlei echivalente conectArii in paralel a dou6 rezistoare R1 gi R2, gtiind ci Rr = l0KQ, !2,5Va, or = 200 ppm/C qi R, = 8,2 Ke,t2= !5Ea d2 tl00 $i =

Rr, tr, ctr;R2, t2, c2;rA = l:

\=

R:

R;;lrr

+

12 |

q^ =; {rt i^2 =-\q-q)^l

Fig. 1.14 Atnplilitaror nei versor

tJ

UI

I

JU"

R,

Fig. 1.11 Coneiune paralel de rezistoare

R: to= 13,377o.

croe

[35,16; 145]

ppn/c

1.3.6. Sd se calculeze toleranfa Si coeficientul de varialie cu temperatura al tensiunii U2, gtiind ce Rr = 510 d2, t, = 12,5o7o, c[rr = 200 ppmfC, Rz I Kf,), rr = =+2.5Va, arz= 1250 ppmfC, Ur=10 V, cu h= !2,5Vo $i 61rr=100 ppm/"C.

1.3.9. Se dau doud rezistoare R1 pi R2 conectate in serie $tiind cd rezistenla echivalenti rezistorului sede este de 1,4kQ, sA se determine ce tipuri de rezistoare pot fi Rr fi R2, astfel incat sd se obtind coeficientul variaJiei cu temperatura al rezistorului echivalent zero gi sd se calculeze R1 9i R2. Rezistoarele Rr $i R2 pot avea coeficien{ii de variaiie cu temperatura: 200ppm./ oc; -3ooppnr/ oc; tlooppm/ oc. R: Rr= 560 Q qi R2= 840 Q, dacd dr=-300 ppm/C qi or=200 ppm/OC Rr=ti40 Q si Rr= 566 I, dlcl cxr=200 pprnlc 9i oz=-300 ppm/C.sau

30

.il

CaD. 1 Proorietdti qenerale ale componentelor pasive

Comoononte electrollico prulv0

Probleme

1.3.10. Se dau doui rezistoare Rr 9i R2 conectate in paralel. $tiind cd valoarea rezistorului echivalent paralel este de 300Q, sd se determine ce tipuri de rezistoare pot fi conectate in paralel astfel ca rezistorul echivalent sA aibi coeficientul de varia{ie cu temperatura zero gi sd se calculeze valorilc rezistoarelor R1 gi R2. Rezistoarele R1 gi R2 pot avea coeficienlii de varialie cu temperatura: 200ppm/C; -3O0ppm/c; +sopp6/9.Si Rre 500 Q, dacd c,=-3QQ ppm/C 9i crr=200 pp-/C sau R1=500Q Fi Rr= 750 Q daci a'=200ppm/C Fi cxr=-300ppmpc.

1.3.14. 56 se calculczc irrtcrvulrrl (lc vnriatie al

amolilicirii circuitului din

ligura 1.t8.Se dau:

"

Rj

Rt'

R: Rr= 750 Q

Rr=100 0, t5%,-300 ppm/C; R2=l kf2, +2,5Eo, -250 ppmfC;e" [-40,105]oCl0o=250C.

J""Fig. 1.18 Amplificator inversor

1.3.11. Se se calculeze intervalul in care poate lua valori tensiunea U2, pentru circuitul din figurd. Se precizeazi:u2

t

=; Rr i;u1: f^2^t70, 7o,

R: Ae [-10,79; -9,21]1.3.15. Sd se calculeze toleranfa $i coeficientul de varialie cu temperatura a in serie a doua capacitali Cr, parametrii tr li dr, cu capacitatea C2 avand parametrii t2 gi ct2. avand

U r= 1OVt 17o;

Rr=l kO, +l Rz=1kQ, tl0o=2ooC.

1100ppml',C;

Ur

capacitiJii echivalente oblinute prin conectarea

+100ppmfC;

Cr

Cu

C,

e, [-30,100]oC;

R: Uze [4,86: 5,14] V

Fig. 1.15 Divizor rezistiv

-Hl-----rc Conexiwte serie Fig. 1.19

'--f l'-.' R:r =l]::ry-.' .^ _Cg,+Cal

1,3,12,Se

Se consideri circuitul din figura 1.16. Cunoscdndu-sc1.3.16.

caracteristicile componentelor gi a tensiunii de intrare U1 si se calculeze limitelc intervalului de valori in care se poate afla tensiunea U2.

di:

"2= &+R2"1'Rr=2kQ, +570,

,,

Rz

Si se calculeze toleranla si coeficientul de variatie cu temperatura a de rezonante a circuitului oscilant paralel, $tiind c6: L=100 pH, t;X2,57o. ar=200 ppm/C, C=100 pF, tc = tl7o, ac=100 ppm/C

i

c

200ppnPc' +5%, -5O0ppmfc; Rr=l kQ, U r9Y,+lVo, -1O0ppmfC;e" [-40,100]oC; go=2ooc.

r--r o--.1U, Fig 1,16 Dirizor rezistiv

t---t

ts

Fig. 1.20 Circuit oscilant paralel

R:

11"

R: Uze [2,63; 3,36lV1.3,13,Se dd:^ ^ -uo u,-

= 11 .75o;, ct," =

-I

50 ppm/C

Si

se calculeze intervalul

in care ia valori amplificarea circuitului

din figura 1.17.

1.3.17. Se se determine interyalul de variatie al frecventei de teiere f,, a ui trece jos din figura 1.21, gtiind cn R=100 f), cu tp= !1Vo, ur.= !50 9i C = 1 nF, c! tc= llEa, ct=t 3oppm/"C. Circuitul funclioneaze intrmediu cu temperatura cuprinsi in intervalul [-40,120]0C qi 00=200C.

Rs+RzR,

.

R

r}kt2,

X2,5Vo, +25Oppm/C;

F\z=l}k{), +2,5vo, +25Oppmf0"e [-55,125]"C;0o=200C.

c;

I Fig. Ll7 Atnplifcan'r neinv narl{: Ae 15,49;.lL6,5 ||

1; L

J".

l*Fig. 1.21 Filtru RC ttece jos

R: f,e [1,545: 1,634]MHz

.l.l

Cap.'1 ProDrietdti 06nrale ale comDonentelor paslve

puulva

Probleme

1.3.18. Si se determine intervalul de varialie al duratei t a impulsulrri mono^stabilului din figura 1.22, ttiirrd ci R=10 kC2, cu tR= tl7o, c[R= t50 ppmfC 9i C = l0 nF, cu tc= lIVo, oc= +30 ppm/C. Intervalul de temperarur,n

in care func{ioneazd circuitul este [-20, 90]'rC

Si e0=200C.

R:

r,, =r(r, +r.);

o,,= (o,*o,)' ,,,={+j#.

,.),",,=fryg+",),

t=RCln2

1.3.22. SA se determine toleranJa qi coeficientul de varialie cu temperatura frecventelor de teiere f1 9i f2 ale relelei divizoare de tensiune din figura 1.25.Se dau:

'serie^se obtine o capacitate echivalenti C,

Fig. 1.22 Circuit nbnostabil

lt s

I2t Rrc,R,R. 2tr1;fiGt+cz)

R: ce

167

,52

71,071tt

1.3,19. Se se calculeze capacitdfile C1 9i C2, gtiind9i ([r= -150

ppm/c

ppm/C.

=

conectarea lor in 100 pF gi d.=0. Se de clr=100

ci prin

,

tr,t+,

C[r,C[q

Rz,

Lz, A,z,

Ct,tz,0,z,Fig. 1.25 Relea RC

R: Cr=166,66 pF'

C

z=250 pF

1.3.20. Sd se determine intervalul de variatie al frecventei de frdngere fn

I

ryr =1(rr

+r:); ayt=

\ar

+

a):11

relele-i de intarziere din figura 1.23, qtiind cd R=10 ke, tR=112o, c(R=150 ppm/C qi C=10 pF, tc=+lEo, o"c=+30 ppm/C. Circuitul funclioneazA intr-unmediu cu temperatura cuprinsd in intervalul [-40, 1 10]0C $i 00=200C

n,

r,

= +lzon.,

nrffi {or,' * ^,,

*

or2 =

.2oRtR2#+1nro, * n,or\

-9ffff

ff4),

'u

.--

I2zRC

1.3.23. Si se determine toleranla fi coeficientul de varialie cu temperatura frecvenlei de oscilalie a oscilatorului cu punte Wien din figura 1.26.

Fig. 1.23 Circuit RC

Se dau:1

R: fje [1,547; 1,634]MHz.1.3.21. Sd se calculeze toleranla gi coeficientul de varialie cu remperarurir al frecvenfelor de teiere fr gi f2 ale refelei de avans a fazei din figura 1.24, $tiind ce Rl are parametrii t1 gi cr1; R2 are parametrii t2 o2l C are parametrii t3 qi c[3. $i Rr, tr,Rz, tz,

Ctr Clz

Cr, t3, c[3 C2.ta, aa"

r.- -L |'"-

21rR1C

Fig. 1.26 Oscilator cu punte WienRr+

R,Fig. 1.24 R?|ru ItC

R: rrl=T,ttrlttlt+14

2

i",,=

d lat+q,+q,2

34

].5

Cao.

'1

Proprietdti oenerale ale comDonentelor pasive

..lQe0pg!e!!e_q!eq[qtico pi riivr

r

Probleme

1.3.24. SA se determine toleranla gi coeficientul de varialie cu remperatull a frecventei de oscilalie a oscilatorului cu punte Wien daca: R1 Rz si au t = = lVo, ap= 100ppmPC; Cr = Cz si au Ea,ac=!30ppmPC

!

I

t=t2

1.3.30. Un rezistol cu corsllnlr lcrnrictr de timp qh =l5s Si coellcientul de disipalie termicA D=l2nrW/'C lunc{ioneazd in regim de impulsuri pedodice Si disipd o putere de 0,5 W. Si se determine intervalul in care ia valori temperatura componentei dacd: 0) tp=1ms , lEl/5, 0" [-10,70]"C,b)

R:

tto

= 1 3 7o;a. = t139 OO-it1 '

1.3.25, Se se determine toleranta inductorului echivalent obtinut priconectarea in serie a doui.inductoare dac6:

tp-l[s. Fl12.0. e [-20.80]"C.

\=l5Vo,Lz=2mH,tz=!5Vo; bt L| =fr- lmH.t, =tz=!34o, c) L1 = J 6|1, 1r =!5 7o,Lz= | mH,t2=X2%.= 1 mH, R: a) ts = t 57o; b) rs =

a) Lr

t

1,5

Vo:c)ts=+ 4,5

,it,

R: a) 0" e [- l0; 78,3]'C; b) 0. e [-20; 100,8]"C. 1.3.31. O componentA pasivi cu coeficientul de disipa,tie termica D=l1mW'C, disipd in timpul func{iondrii sale in regim permanent o putere de 0,33W. SA se determine intervalul in care ia valori temperatura corpuluicomponentei, dace, 0" e [-5,65]'C; b) 0" e [-30,90]'C.

inductorului echivalent obtinut prin conectareaparametrii:a) Lr b) Lr

1.3,26. SA se determine coeficientul de variatie cu temperatura irl in serie a doui inductoare c,rr

R: a) 0 e [-5; 95]'C; b) 0 e [-30; 120] 'C.1.3.32. Se da o componenta pasivi cu Pr=1 W, gr=12509,0N=700C. Sa se

= 100 !tH, (Ir = 100 ppm/oC, L: = 100 pH, s: = -300 ppm/oCl = l0 pH, ar = -200 ppm/oC, L: = 40 !LH, crz = -200 ppmPC; c) Lr = I !rH, ar = -200 ppmPC, Lu = 5 pH, oz = -400 ppmfC.R: a)crs

puterea maxim admisibil6 dacd componenta funcfioneazi

in regim

= -100 ppm/oC; a5= -299 ppntoc;

c(s

= -336

ppnllt,

intr-un mediu cu temperatura: 0"e [-20: 100]iC; ) 0"e [-10: 70]"C.

1.3.27. Sd se determine toleranta inductorului echivalent obtinut prirlconectarea in paralel a dou6 inductoare dac6:

R: a) PAe=0,454 W; b) PAe=1 W.1.3.33. O componentd pasivd functioneaza in regim de impulsuri periodice

= I nrI{, \=!5Va, Lz= I mH, tz=!8Voi = l0 nrll, \ = !4 Ea,L2= 5 mH,tr= 12 Eo. c) Lr = l0mH, t1=l)16,12=l0n*I,t2=!2Ea. R: a) tp = t 6,5 Va:b) t, = X 2,66 Vol c) t, = 12 ,'i , 1.3.28. Se se determine coeficientul de vadatie cu temperatura ll inductorului echivalent obtinut prin conectarea in paralel a doud inductoarc t,rra) Lr b) Lr

tp=i00 ps gi factorul de umplere Fll3. Se se determine puterea maxim :risibili a componentei, qtiind cA are parametrii Pr=0,33 W,0v=155"C,Ac

I-5. (5]"C.

rrh=10s $i cA functioneazd intr-un mediu cu temperatura:

) e" [-20; 100]oC.

palametdi: a) Ll = I mH, ar = 100 ppmPC ,Lz=2mH, az -300 ppmPC; = b) Lr = 1 mH, ar = 100 ppmPC, Lz 2 mH.ou = = -100 ppmPC; c) Lr = I mH, crr =-100 ppmfC ,Lz=2mH, az= 200 ppmPC. R: a) ch = -33,3 ppmPC; t; op = 33,3 ppn/oc; c) dp = 0,0 ppnV,,r, 1.3.29. O componentd pasiv6 cu constanta termice de timp r,1 =l1y 5 11 coeficientul de disipalie rermice D = l5 mW.C, disipd in timpul functionrrrrr sale in regim permanent o putere de 0,4 W. 56 se determine inteivalul in car.r, iir valori temperatura corpului componentei dacd:a) 0, e [-10,60]"C; b) 0. e [-30,90]"C.

R: a) PAo=0,99 W; b) PAo=0,573 W.1.3.34. Sa se determine puterea nominala a unei componente pasive care in regim permanent o putere de 80mW. Componentele pasive utilizate au xrii: PNe {0,1W; 0,3W: 0,5W; lW}; 0u=1000C; 0^=20"C qi functioneaza -un mediu ambiant cu lemperatura. 0,,e [-5; 60]"C;) 0" [-20; 90]oC.

R: a) PN=O,1W; b) PN=0,3W.1.3.35. intr-un circuit electronic se pot utiliza componente pasive cu PN {0,1W; 0,2W1 0,iWi 0,5W}; gu= l25oC; 0N=600C; r,6>3s. in

R:a)0.e l- t0:36

U(r,61.(': tr) 0,

r

l-30;

6,(rl"r,

nlclrii:

\l

Cao. 1 P roprietdli oenolql-9-alCi9IllQ!9flgpl parilvr

)

oloclrolico pirsivq

r-rpplq!]g

timpul functionerii in regim de impulsuri componenta disiPl puterea P,r=0' i5W Temperatura mediului ambiant ia valori in inteNalul 0"e[-5' 55]0C Si rr' determine puterea nominald a componentei dacd semnalul dreptungllittlrtt periodic prezinti parametrii: a) te=lOms T-l/2b) to=1p; y-174.

Capitolul 2

REZISTOARE LINIAREl. No(iuni teoretice

-'

R: a) PN=0'2W b)Pn=0'|WRezistorul liniar fix reprezintd un rezistor liniar cu rezistenla fixd R, ce Doate fi modificatd de utilizator. Principala clasificare a acestor rezistoare o constituie modul tehnologic rcalizare a elementului rezistiv; din acest punct de vedere se pot clasifica in: rezistoare bobinate, al cdror element rezistiv este realizat prin bobinarea unui conductor de inaltA rezistivitate pe un suport dielectric;

1,3,36. SA se determine puterea nominale a unei componente prsir"r' func{ioneazi intr-un mediu ambiant cu temperatura 0"e [-20; 90]"C qi disil)l't rrl timpul funclionfuii, ant in regim permanent, cat qi in regim de impuls o pLrl'rl de 0,22W. Parametrii componentelor utilizate sunt: Pre {0,1W; 0,2W; 0,3W; 0,5w; 0'66w}; 0r"r=1150C; 0*=700C: t,r,:'xr Componenta funclioneazd in: a) regim permanent; b) regim de impulsuri periodice, cu te=1 ms, 1_ 1/3.

rezistoare peliculare, al cdror element rezistiv este o peliculi rezistivi depuse printr-un procedeu tehnologic specific pe un suport dielectric; rezistoare cu folie metalicd, al caror element rezistiv este o folie metalicedepusi pe un supofi dielectric. rezistoare de volum, cand elementul rezistiv al rezistorului este de fotma unei mase compacte oblinuta prin amestecul unei pulberi metalice de inalte lezistivitate cu un liant de legaturA. Elementul rezistiv constituie componentaca atare.

R: a) PN=0,5 W; b) PN=0.2

W

1.3.37. Se utilizeaze componentele pasive cu parametrii: Pre {0,1W; {).1W 0,5W; 0,7W); 0u=1100C; 0r.r=600C; t6>5 s. in timpul funcJionirii in regirl 'l'' impuls componenta disipi puterea de 0,28 W ti temperatura mediului anrbirrttl

in

valori

componentei daci semnalul dreptunghiular periodic prezintA parametrii:a) te=l5ms

in intervalul l-20, 9010C. Sa se determineT-l/2'T_ 1/4.

puterea nonrnllir

rl

b) tp=15ps'

R:

a) Pr.r=0,5 W; b)

Pr=0 \ W

1.3.38. Se utilizeazd componentele pasive cu parametrii: PNe {0,lWl 0.''W, 0,4W; 0,6W1 0,8wli eM=1150C; 0N=700C; c,r.>5s in timPul funclionerii, rlril trl permanent disipa puterea de 0,33 W. Si se detcltttitt'' regim de impuls cit

li

puterea nominal6 a componentei dacd: a) funcfioneazi in regim permanent 9i e^ [-10; 90]0C;

mai utilizate in electronicd dintre acestea sunt rezistoarele peliculare, crre ta avantaiul unor dimensiuni mici, a unor parametri buni, dezvoltarea fiind continud ajung6ndu se la parametrii actuali greu de imaginat cu timp in urmA. Evolufia in timp a rezistoarelor, ca de altfel a tuturor componentelor )nice, a fost in concordantA cu evolulia electronicii. In electronica s-a in general o cregtere a frecvenlei de lucru a circuitelor, pentru a cdt mai bine la o funclionare a acestora in timp real , precum Si pentru re asigura circuitelor realizate o creqtere a fiabilitdfii 9i rezistoarele au fost rvoite se satisfacd anumite cerinle funcJionale. Indiferent cdt de bune ar fi fost tele integrate de superclasd (VLSI, MCM, etc.) ele nu pot funcliona la proiectati firi a avea in vedere gi componentele pasive inglobate in

b) funclioneazi in regim de impulsuri

periodice,

cu to=lp5 9i

pl/2'

trrt

temperatura mediului ambiant este 0o [-5; 60]0C.

R: a) PN=0,6W; b) Px=0..)W

modulului electronic. Avdnd in vedere ultimele evolulii ale componentelor active, (cele pe baze CaAs) care au frecven{e de funcJionare de ordinul GHz, in multe situalii esentiald a utilizArii acestor componente a devenit frecven,ta la care h utilizate componentele pasive in general. Rezistoarele pot fi de asemenea clasificate in funclie de valoarea maximi de utilizare, Jei, puterii nominale, tensiunii nominale, frecvenia tipul terminalelor.

38

l()

Cap- a8e?:1g!oare l rlll.Uo

(ionrl)r)rr' lr' r' r\ilrof

t(:c l)il:itvo

lrrobli)|l]e

2.1.1. Parametrii rezistoarelor

l( rll)crir(lrrir rrrirrirrur

prezentate in capitolul

atara mdrirnilor caracteristice comune tuturor componentclor |ir"r\' l, rezistoarele mai Prezinta 9i alli parametrii specilicr t rr" cat fabricantul de componente pune la dispozilia utilizatorului infolnrrrtii prtsrr ' ample privitoare la comportareit electrica $i neelectricA a componentelor posibil ca din multitudilea de componente existente si se rl(l('l'l' cu atat este

in

Lr

rezistorul cu performanlile optime corespunzatoare unei anumite aplicatii Rezistenta nominali, Rs [f)], reprezinti valoarea rezistenlei ce se tlrrr' te a se obline in procesul de tabricalie 9i este marcatd in general pe c()rl)rrl 0 rezistorului. Se masoara in curcrt continuu, la tempcratura de refetintri f20'C sau 25 "C). Valorile nominale sunt confontl seriilor de valori E,'' r" rr.

tlc utilizare 011. I)ili'fcllir 0pr - 011 cs(c dcpendentd de rr'listcn(l lcnlicii (lc conilLrctic dc la clentetttul rezistiv la suprafafa rczistoruiui. Ar.casta sc poate aproxinra ca tiild egali cu cea a elementului de pfotectie. La |tlistoarelc pclicuiare latcuite, diferenfa opr - 0y este mici (rezistenla termica de lrrrrcluclie a lacului este nrici) ;i se poate aproxima in practici Opr 0v. La = rczistoiuele bobinalc in corp ceramic onr >) 0n, datorita rezistetlei tetmice de rrrDductie ridicatd a elementului rezistiv. De exemplu, sunt rezistoare bobinate rt' au 0s = 200"C 9i 0,,1 = 350'C. Catcgoria climatici, N1/N2/Nr, exprima condifiile climatice la care Irrbuie verificat un rezistor de cdtre producitol'. Domeniul temperaturilor de depozitare, [0,r.,0,rnr], reprczinti intervalul rrraxim de teIrrperaturA in care poate fl depozitat o vrene indelungati utttfzistor.

anexa

Domeniul valorilor nominale, [RN., RNlr] reprezintd intervalul nrrtrrrr in care sunt incluse valorile nonrinale pentru un anumit tip de rezistor prodtrs 'l' o anumiti fimrd. Valorile uzuale sunt cuprinse in intervalul 0,1 Q l0 \lo sunt realizate ins6 5i rezistoare de valoare foarte mica, pand la sute dc lrl) precum gi de rezistente foarte mare, p0ni la 100 Tfl. Toleranta t ( cle fabricatie ), este abaterca relativA maximA a valorii tt rrl' ltrrIl a rezistentei tajd cle valoarea nominalA liezistoarele au toleranle simetricc in mod frecvent de la i 0,1% la ! 207c; valoarea minimd poate fi dc 0,0005o/o. Se deternini conforlr rela{iilor prezentate in capitolul 1' Tolerante datorate divertilor factori, ti' exprimd abaterea rezlstenlcr ll actiunea diver5ilor tactori electrici ti neelectrici Toleranla globalS, tg, reprezintA abaterea maxim6 totald a valorii rcrrl" rezistenlei fald tle cea nomiualS ce poate sd apard in timpuJ functiottrtrLr rezistoruluj in anumite condilii reale de funclionare. Se determjni cu lcl;rlr'1 (r.16).

A l.

Coeficientul de variafic cu temperatura oe Ippm/'C] exprimai abaterea virlorii rczistentei la variatia tenperaturii corpului sdu cu I oC. in tunctie de tipul elenentului, rczistiv, rezistoarele pot avea coeficienfi |ozitivi, negativi sau o anumiti abaterc in jurul lui zero, deci de fonna tcr. Din I(cst pLrnct de vedere, rezistoarele au evaluat foafte ntult, ajungindu-se la un t rrcficient de t l ppn/oC.

Coeficientul dc varialie cu tensiunea, ou [ppn/V], exprimi abaterear('zistenfei la variagia tensiunii de la bornclc rezistorului cu I V. Tensiunea termoelectricd, Uk. r'cprezintd tensiunea continud ce tparc Ia hotrrele rezistolului datoriti diferentei de telnperaturai dintre tennir]ale. RezistenJa de izolafie, Ri?, este rezistenta dintre terninalele rezistoruluirli

corpul acestuia.

Temperrtura nonrinali,0N, este temperatura mediului alnbiant la calehi (letertnina (definegte) puterea nominald.

Clasa de stabilitate, exprim6 abaterea maximi a valotii tezislerrt' ' rezultatA in urma unor ilcercdri specifice de luDgd 9i scurta durata la dilrr'1'I

factori electlici $i neelectrici. Este de altfel un alt mod de a prezenta xhatcr il' Domeniul temperaturilor de utilizare, [0-,0rr], reprezintd inter\ irlrrl maxim de tcmperaturi in care poate fi utilizat rezistorul' Temperatura punctului fierbinte (hot spot)' opr' reprezintd tenrperirlrrr maxilnd la care poate ajunge cel r.r.rai fier-binte punct din inteliorul tezistortrlrrr Rezistoarele sunt col'nponente pasive disipative' disipind practic toati pttlL r' electrici la care sunt solicitate. Putelea este de fapt disipatA de eler)l!rrlrrl rezistiv. iar de 1a acesta se transmite prin conduclie termicA la suPrrrlirl rezistorului de unde nai ales la componentele din tehnologia THT (Thtottr'ltI

r

Puterca nominali P1 [Wl reprezinti puterea n]aximi pe care poate sI o rlisipe rezistorul la o funclionarc continua intr uu mediu ltlnbillnt cLr teruperatura r,1qrLl6 cu cea nonrinai5, vezi paragraful 1.1.5. Puterile norninale nu sLLnt l Xcneral standardizate international, intilrindu-se divcrse valori, ce pot diferi de Il o finni la alta pentru acela;i tip de rczistor. Cdteva valori sunt 0,1 W: 0,125 W: 0,2 W: 0.25 W; 0,33 W; 0,4 W; 0,5 W; 0,6 W; 0,75 W; I W; 2 W: 3 W; etc. Coeficientul de disipatie D, r'eplezinti pr.itcrea evacuatd cle rezistor la xxlificarea tcmpe|aturii corpului cu I 'C sau K. Rezistenta termici R1,, [K/W sau'C/W] este inversul cocficientului de rlisipare, exprirnind variafia tenperaturii conponcntci la evacuarea cdtre mediulInrbiant a unei puteri de

r

lW.

Hole Tehnology) Prin convecfie se transmite cdtle mediul ambianl. l)"' tcnperatura cea rlai ridicatd o are elementul rezistiv' iar maxinul tcrnpcr;tlttr clenrenlLrlui rczistiv cste in gcnefttl in centrul ltri, lrccltslit collstittlilr(l 0r,r | ., oricc lilt tlc rczislor lcll)l)cllllltrit llttncltllrti licrlritrtc t slt' tllili tllltr tl' rl.l(l

Putcrea termici maxim admisibili, PAo, este puterea maxima pe care lx)irlc sA o disipe ul1 anumit tip de rezistor in fulcjie de temperatura rnediului nlrl)iitl]t irl carc 1'rrnctioneazS. I)utcre:r rrr:rxinr admisibil:'r P1. r'cllczintr"r pLrlcrca nrlrxitni lil cate poilte lr sr)licitll {1nr'rr{rl)rrrr lrnrtrril liIrlt ttzislot itt litttyrttl litttcliottiuii.

Cap. 2 Rezisloare Iiniare

lqmlqleug_decledqe

pasivo

Probleme

Tensiunea nominali UN, reprezintd valoarea maximi a tensiLurl continue ce poate fi aplicatA la bomele unui rezistor, indiferent de valoarcrr rezistenlei, la o func{ionare indelungate. Este limitati. din motive de strepungclcdielectricd a pdrJilor constituente izolatoare. Tensiunea maxim admisibili Ua, este valoarea maximi a tensiunii ll care poate fi solicitat un rezistor in timpul func{iondrii. Rezistenfa critici, .R"", reprezinte valoarea rezisten(ei pentru un anunrrr tip de rezistor cu o anumite dpodimensiune, rezistor ce poate fi utilizat simulturr la puterea nominal6 qi tensiunea nominald. Factorul de zgomot, F [pV/V sau dB], reprezintd raportul dinrlc tensiunea de zgomot a rezistomlui gi tensiunea continud de I V ce este aplicllil la bornele sale. Inductanta paraziti,, Lp, constituie inductanla nedorite a rezistorului, cc depinde in mod deosebit de structura constitutiv6.

I

DacA RN ( R",, rezistolul nu poate fi utilizat la tensiunea nominald, pentru ci in acest caz puterea disipatd ar fi,r12P,1

=::>

PN

(2.2)

p[(crea nominale, iar tensiunea va fi, U

;i

s-ar depdgi puterea nominale. Pentru acest caz, rezistorul va

fi

utilizat la(2.3)

I

=

JPN RN

uN in aceasti situatie, rezistorul vaputerea maximA disipat6, se va reduce la,

e.4)

fi

utilizat la tensiunea nominald, iar(2.s)

Capacitatea paraziti, Cp, este capacitatea nedorite a rezistorulLri, depinzdnd de solulia constitutive Si de tipul materialelor izolatoare utilizate.2.1.2. Solicitarea

P=

y-N-

rr2

< PN

RN

electrici maximi a rezistoarelor. Determinarea valorilor maxim admisibile ale mirimilor electrice.

in concluzie, un rezistor cu parametrii Rp,fttncJioneazd intr-un mediu ambiant

P11, Up, 01a, 0,,, 0y,

D

ce

Pentru orice componenta electronicd ce este utilizad intr-un circuit electronic, proiectantul trebuie se utilizeze componenta la anumite valori lr mdrimilor electrice astfel incat sd se asigure buna functionare a componentei. lrr cazul rezistoarelor, mirimile electrice - tensiune, curent, putere - trebuic determinate astfel incet se nu se depafeascd puterea nominalA, respectiv temperatura maximi de utilizare gi tensiunea nominala. Rezultd ci pentru ull rezistor, in func{ie de parametrii nominali (putere, tensiune) mdrimile electricc vor avea anurnite valori maxime care nu trebuie dep6$ite in timpul func{iondrii. Aceste valori le vom numi valori maxim admisibile $i le vom nota cu indice A. Conform paragrafului 1.5, un rezistor cu puterea nominalS PN, poatc disipa in funclie de temperatura maxime a mediului in care functioneazi rrputere maximd Pa6. Pe de alte parte, pentm un rezistor cu puterea nominala PN qi tensiunea nominale Ury, trebuie facutd o analiza avand in vedere intervalul

cu temperatura maxima oaM va putea fi tolicitat la o funclionare indelungatd in regim permanent la o putere maxim fdmisibili PA, ce poate fi deteminatd cu una din relaliile, (.2.6) P.o.= PN, dacd e,. 6 st'opteaza pentru rezistorul pdldrie.

Ro=(0,7-0,8)RN

(2.26)

calculul dimensiunilor l, L se utilizeazd relaliile:

fp ^ l= l !!-

>0.15tnttt

3) Calculul dimensiunilor l,

Lse incepe calculul cu laturir

./&\

l/ r"n"(2.27)

in dimensionarea rezistorului dreptunghiular

av0nd dimensiunile cele mai mici. Astfel, dacd N < I rezistorul se realizeazd sulr formi geometrici dreptunghiulard fig. 2.1-(a) 9i se folosesc relatiile:

i.= /l 0.7s-a+

tp\r

p. I )|

_:2

. L, = 2t

+ I1,1

L=INN>o,isn,,t,

fPp

de remarcat ca solutia nu este unica, deoarece fie L', fiede calcul este ln;=1.

se aleg. O

\l I

Po J'J

(2.2lrRefele rezistive

I=

---{Rlv

PL

Latura L se mdre;te la 0,75 mm, dacd este cazul, din considerente tehnologice. Daca 1 < N < 6, rezistorul se realizeazd sub forma dreptunghiulard clirr fig. 2.1-(b) pi se folosesc relaliile: t=t

= l!:?.'1/n'p"

rg.15,n(2.2 r)

in legiturd cu dimensiunea finald a rezistorului

este necesar sd

fie

remarcitl

faptul cA, la valoarea obJinute prin calculul conform relaliilor (2 .2I), (2 22) esrc necesar sd fie adiugatd portiunea comune element rezistiv -zond de contacllr ( care este in general 2x0,5 nm, sau 2x0,75 mrn. in rela{iile (2.21) }i (2.22), in cazul in care rezistorul se realizeazi ctt ajustarea valorii, prin realizarea unei taieturi 1,,, alunci se fac urmdtoal('1.

inlocuiri: -in Iocul lui Ilp. sc ulilizcuzrl lczislcnla dc oligittt'tl(1

Utilizand tehnologia straturilor groase 9i subJiri 9i a foliei metalice se o mare varietate de reJele rezistive. Reteaua rezistivd cuprinde mat rezistoare realizate pe acelagi substrat gi in aceeagi capsula. Pot fi cate. avdnd in vedere o multitudine de criterii. Cateva din acestea sunt: . in functie de tipul tehnologiei de realizare, sunt cu peliculi groasi, si folie metalic6. Nu se utilizeaza la realizarea re{elelor rezistive pelicula carbon pi rezistoare bobinate. Parametrii tipici ai relelelor rezistive vor fi cei fici tehnologiei utilizate (pelicula groase gi subiire, folie metalici): . NumArul gi modul de interconectare al rezistoarelor. Num5rul este de la 2 la ordinul zecilor. Rezistoarele pot fi neconectate ic intre ele (independente), figura 2.3a sau conectate confom unei scheme ice a unui circuit uzual (divizoale, atenuatoare, punti Wheostone' circuite comancla afigajeJor cu diode luminiscente, etc.); figura 2 3b. Valoarea .istoarclol unei retele rezistivc. porlc I'i aceeaqi sau pot avea valori diferite, in funclic dc aplicllic.

.ll

vs!.4liez

istoa re liniare

Probleme

lij t5 i4 13

111:: ++*+*

1Z

10 ::

g10 15

::1

'2

Ilci

lJIJJ 1-r 3 4a)

i3 i:78

gi terrrice, precurr gi o dispersie mult mai micd a acestora, in special a $i coeficientului termic; toate rezistoarele func,tioneazi la aproximaliY i temperatura, ceea ce conduce la o mai mici variaJie cu temPeratura 9i la itate termicd in timp mai bund; se pot realiza Si valori nestandardizate ale

5"

l"

1?315iib)

Fig' 2'3 Rerele reaistive cu rezistoare ndepetlde te sau cu utl temtinar r:ntttutt

i nominale. Retelele rezistive disponibile sunt realizate Pentru circuitele rezistive divizoare simple gi decadice de tensiune, punli Wheastone, atenuatoare ,l'gi fI, senzori de curent, interfete telefonice, circuite pentru adaptarea de transmisie, circuite pentru comanda afiqajelor cu 7 sgmente, etc. Pot 1![lizate si la cererea utilizatorului, in concordante cu posibilitadle de rl re ale producatorului. Pot de asemenea intra in structura altor retele sau circuite pasive integrate, cum ar fi: filtru RC, circuite RC pentru contactelor mecanice, circuite RC pentru adaptarea liniilor dee,

terminaleloi este cel spc(.tllF rezistoarelor sau cel al circuitelor integrate uzuale. Au terminale atat lx. ttu L,:T. .a, qi SMD. Sunt disponibile ii.r capsule Sf lSingt"intine rarl,,p"r, ulP (Dual Inline Packager,uu Fp rFlnr packl,ltgura 2.4.

qi ,..j,. Iu.rrru' de tipul rerminalelor, respectiv tipul capsulei. '''ttunatelor estela 3 Ia ordinul zecilor. Tipul

Nurlnlxl

filtre de re{ea, etc.

Caracteristicile unei re{ele rezistive sunt cele specifice rezistoarelor,insA gi parametrii specifici, cum ar fi: puterea nominale a fiecdrui rezistor, gi a retelei; tensiunea nominala este uneori dat6 pentru structura sene a circuitului rezistiv; in ultimul timp sunt dali parametrii ce se ref-eri tupofiul rezistoarelor: toleranta raportului, coeficientul de variatie cu

al raportului.

Alegerea tipului de rezistor

Fig. 2,4 Capsule specifice relelelor rezistit)e

--.._ enumerem:

U-tilizarea retelelor rezistive prezjrrtA

o

serie de avantaje, printrc

{.lll

;";:::^-'uurafr proces tehnologic. asigur6ndu-se, corlplrrirliv ,"'q' (rre\ drn riltL*i criri'ritc), o4tt

O retea rezistivd lrr, n, _ urrrclrslunea de cateva ori mai micd fatd de spatiul pe cablajul lmprimat p..r,rr,, l-ar ocupa realizarea aceluiagi circurt cu rezrstoare discrere: obline o precizie gi o srabilirate mulr mai buna a funcriei de trrn\ti.r ,l ^,"j.,.S: ;;x::]:' trrd de. realizf,rea Iui cu rezisroare discrere. Aceasra pre(.r/r( $,mar multor_ facrori: roate rezistoarele rc[elci se oblinrcproductibiririllc slrlx.ri.i*ir

j-^I.Ou..:.,

dimensiunii modului electronic.

Alegerea tipului de rezistor ce trebuie utilizat intr-un anumit circuit rnic, implicd determinarea parametrilor minimi/maximi ai rezistorului incat sd se realizeze parametrii minimi/maximi ai circuitului respectiv. tipurilor de rezistoare trebuie facuta odate cu proiectarea electricd a tului electronic avind in vedere parametrii ce se impun circuitului, itiile reale in care trebuie sa functioneze circuitul, fiabilitatea 9i pre{ul de tehnologiile de realizare gi testare, componentele avute la dispozi,tie. in vedere cd lucrarea de fatA se adreseazd studenfilor din anul I (qi nu lor) care nu posedl incd cunoqtinle aprofundate despre circuitele ce. nu se poate realiza in cadrul acestei lucriri o tratare complexa a ii tipurilor de componente pasive, ci se va incerca o tratare simplificata a :i probleme, incercandu-se sa se scoati in eviden{d principalele aspecte ce ie avute in vedere la alegerea tipului de rezistor. Nu existd reguli exacte, relete, algoritmi, care sd includi multitudinea de ce trebuie avutA in vedere la alegerea rezistoarelor utilizate intr-un t circuit electronic. De aceea se va considera ca o parte din aspecte pe trebuie sA Ie aibi in vedere proiectantul de circuite, la alegerea tipurilor devor reiegi din rezolvarea diverselor probleme ale acestui paragraf. Din cele precizate se evidenliazd faptul ci stabilirea rezistorului ce va iza intr-un produs electronic rezistenla din schema electricd, este de fapt ptoblcni n.rulticriteriali. necsltl cslc ai rnotivul penlru care este extrem de ( sai lic Drecizrlc eottrlilit' cc llcbuie satislicute de rezistentra din'l()

in

crt(hrrl

r.rr r.czisloarele dist...rr,

'

c.ractcrisri(.ir.l

c4p-

2

&ezlllo-alq]rluetL

(

i)rtll)orrrrrrl{) oloollorlico l)illilvr)

I)r (Jbl0rrrc

acest sens trebuie aiese acele rezistoare care satisfac conditiile:

parametrilor este t*11. . . tgrn. a srtisfuce cerinrelc irrrpure rnrelior. deci penlru o rlegcrt" corect;r ^ .,-..1:,'1],, rezrstol ce pocte li. ulilizat in concordantd a. trpulur de cu ccrinfele impuse cilcuitului in care este utilizat, trebuie parcurgi urmetorii pagi: a) Alegerea tipuiui de rezistor in funclic de t.,op"r"trru mediului anrbianr. rrra

rll valori ale rezjstenlelor notate Rr, ...globald)

electronic caracterizat de'? parametfl pe care

care este solicitat rezistorul: curent continuu, curent alter.nativ, rmpusurr. combinalii dintre acestea, etc. Avand in vedere condi{iile ."ui" in .r,. u,, tuncliona circnitul se gtie temperatura mediului ambiant 0,e 10.,,,, 0,,1a1. Sc cunosc de asemenea, parametdi circuiturui ce sunt influentati de varorirf rezistorrelor. relatii cle determinare ale acestora iffflte"telEi abatcr.ile rtaxrne rnpLr5e. pentru generalizare vom consiclera ca avem un clrcurl

eficienjd economicd optimA $i periormanle corespunzdtoarc lrr costuri minime. Un algoritm minim ce trebuie avut in vedere de proiectantul electronic irl alegerea tipului rezi!,tor ce poate fi utilizat intr-un circuit electronic ert" .de pfezentat in continuare. , Date iniyiale. Din proiectarea electricd a circuitului rezulta 1n generrrl valoarea reale- R a rezislenfei lezistorului qi una din rnErimile electrice la calt, este solicitat: U0, I0, p0. Se cunoa$te, de asemenea, forma semnalului electric l;r

in condilii.de

schema electricE. Iimitele minime/marinre impure de lunctionarea.in intrc!rl n..r..t,i." i" .u.e-poare cu sn r,,l supusd. Nunai o sutisfacere deplind de cdtre o componenti a tuturo, cltcrrjl()l erecrnce. mecanlce. termice, tehnologice, etc. face posibil utilizarea rezistorulrldomeniu- gi la solicitdrire potentiare erectrice qi

-

1,,

,

1,,

'i

pcntru Q,,y

!

d,y

(2.32) (2.33)

o, 1,, r.!, ay :!r uuy '' f,1,lcgim de impuls,

nenrru a,M - d\

('onlbrm inecuatiilor (2.32)-(2.33) se alege rezistorul cu puterea nominald in ir|lcdiat supclioard. Se deterlr.rind citlerea de tensiune ]a bomele rezistotuluiu, = t[P. R Sc conpard U1 cu Ux. DacI U;(Us, rezistorul ales anteriort

(2.34)este

corect. Dacd

l,>UN, se va alege rezistorul cu U1 imediat supetioara'

b3) pentru inrpulsuri periodice' cu'!11((tp'PN >

4

Y.

Pentru A.rM < dN

(2.35)(2.3 6)

,, , ,,

y

ii vom nota cu f1...f,,,

R,,,

gi cd abaterea maxima (tolerantrl

ce clepind clt,

Sc alege confbrm inecua!iilor (2.35)-(2 36) rezistorul cu Puterea nominald de impuJs 5i sc irnediai superioard. se determina cdderea de tensiune u; in reginr daci compafd cu tensiunea nominald. Dacd U1(U1' rezistorul este ales corect; tJ;>Ux, se alege rezistorul cu tensiunea nominald inediat superioara pot fi Avdnd in vedere cele expuse in paragraful b), rezult6 rezistoarele ce in utilizate in funcfie r1e solicitarea electrica Este evident ca fiecare rezistol llnctie de reristoarele avute la dispozilie, poate fi de mai multe tipuri' Avind in c) Detentinarea tipului tle rezistor in func(ie de valoarea nominall (codurile) de rezistoare oblinute la punctul b)' sc vor utili/-a vedere tipurite numai acilca care sunt realiT-ate de ploducdtor-i' adica, trebuie ca'Re [Rn,,,, R'rr,r] pentru ficcare tiP de rezistor'

#*.

pentro g,,14 >

01tr

(2.37)

ovtI^, ,"

Conform inecuafiitor (2.30) (2.31) se alege rezistorul cu puterea nominalil

#+,

peltrtu oa > oN

(2.3 r)

.It ^r=

tljt

,]*l"rrf(2.39)

r,. di

n\iunc! t) Itin

lli

Dt

l

rn:rre

tlctlll lensttrnel

u.ri"*.

rezrsronrl

[,_

b2) pcnlnr irrrltrrlsrrr.i sitl!Lllirr!. cu rrt,1, respectiuIczonanta

.u[rc >R, la inalte frecven!6, pdni la frecventa de l. _1 tn. fo - f, rl ;: , impedanta este inductivd, la rezonanfe este

\a-

"

-

r*l 9)

-n

\4, ) ".

Rezult6,

IczistivA Si peste frecvenla f0 devine capacitivd. Rezultd de asemenea cA rezistoarele de rezistentd mici se vor comporta iv la inaltd frecvenlA, iar cele de rezisten,tA mare vor avea impedan,ta tlva. 2.2.19. Se noteaza r = Rr / Rz. Sd se determine toleranfa si coeficientul ilicdlii amplificatorului neinversor din figura 2.13 in funcfie de toleranfa $iI raportului r.

q=r,lld'-1Existenta ", rezonantei depinde de valoarea lui a: pentru a< I , nu existi solutie real.l, dcci nu irvcnr rczonanti; pcntru l= I, rczLrlttr te0;

(t)

Rezolvare:

, Un Ui

Rr

+R, l+r Rt r+vFig.

Se noteaza cu tfu toleranta raportului r si cu d., coeficientul termic. Toleranfa amplificerii tA va fi:

lvneinve

tlv..Trsct

, - . . ,.-, ,r' _rdA, _r'r-l-r-)-i^ Adrt lrr t(a ,)a d. =-: ar =--L A Adr 1+r

|

--

t, l+r

_L2.

b) Pcntlu fcalizarea cu rezistoare discrete, se vor utiliza, Rr de tip TG 950 ancxa All), cu parametrii: Rr = 100 MQ, UN = l0 KV, PN =2W, c\ = 25 "C,t' =11vo,0y= 125"C,0M = 275'C. Rz este de tip TG 93l(vezi anexa cu parametrii: R:= I Mf,,Ur=4KV; PN = 1 W, 0n = 125'C, 0v = 225"C, t lVo, (x2 = t 25 ppmfC. Sunt rezistoare de inaltA precizie avand in vedere ridicate a tensiunii qi curentului. Se va calcula toleranJa globale, in acest caz. Toleranta raportulul, u,

13

Antplificator

r

tu=- r t- =!r,98va 1+r'

Coeficientul de variatie cu temperatura al amplificdrii, va fi,

Datorite faptului ci pentru R1 = 99 MO, nu este valoarea standardizate, slles Rr = 100 MQ, de unde rezulta pentru raport, o abatere de,

2.2.20. SiL se determine toleranta globale a raportului tenslunilor ullll divizor rezistiv ce funcfioneazd intr-un mediu cu tempiratura maximd ,,t,, de 50utilizdnd pentru realizare: a) o retea rezistivd de tip THV l0 (Anexa A.g); b) rezistoare discrete de tip TG (Anexa A.g). Rezolvare:

R"l ,t= 1=_=0.0099 "1 "2 . Iu= 0.0101- 0.0099 ^ o'.olo;i =tPPtntermic mult diferit.

in ceea.. privegte varialia cu temperatura. cele doud rezistoare vor il

Puterea disipatd, de cele doud rezistoare, este,

I12Pdr

notat cu u,

a) Confom anexei A8, reteaua rezisdve de tip THVI0 are urmatorr.rl, caracteristici: Rr = 99 MQ; Rz = 1MO; Ur= 10KV; t] =t2= j 1qo; r.=tO..,r Va, ur = ps, =t30ppm/"C; a, = 1 l0 ppm/"C, 0r.r = 125"C; 0r,r = 175"C. Avdnd in vedere aceste date, se va determina abaterea raportului tensiu|tl

',1

=+=o.eswII2

Pdr=2-19,,-"2Supratemperatudle celor doud rezistoare vor fi,T1 = Pa1 ft,n, =

tr--J l, =t0.247?o d,,---J a" =!9,9 pwnlo C 'I+rt12 "I Rl+ R2Supratemperatura fald de mediul ambiant, vaPuterea disipatd de cele douA rezistoare este,

{! of_TI

T2=Pd,Rd,2= I "C Pentru a calcula abaterea datoratd temperaturii, vom aplica definitia

p d

"Tufi:

"max 'lJ It

II

4max =

'f

LT = PrRu, = Pd

tut

p 'N

_T tv

R. +R^ tmrn zmax

zmax ^^

= I7o

c

Toleranta datorati temperaturii,

tTU = t)an47l= o,o46sE"Stabilitatea termicd poate fi aproximat d,la 0,2 Va. Rezultd in acest caz, cu aproximatie, o toleran!d globale,

t",=!0,493

Vo.

106 (1 + 25 x 10'6 x 79) = 1.001.985 c) 6 = lo8 (1- 25 x 10 x 3l) -- 99.922.500 a tr" = 0,9 Vo Avand in vedere stabilitatea termice rezistorul Rr va fi mult mai solicitat. vond in vedere datele din catalog, aproximdm stabilitatea la X 0,2 Ea. Rezultd, in total, tg" =3,08 %. Compardnd cele doud rezultate obfinute, rezultd clar ca utilizand refeaua precizia e mult mai bund, aproape cu un ordin de mdrime, degi in

=

70

1l

J

oloclronlco pitslvr)Cao. 2 Rezistoare liniare

Problomo

ambele situatii s-au utilizat . rezistoale realizateaproximativ aceeagl Paramerrn' -'-"

in

aceeaEi tehnologic' 5i rtt

de.rctcrttttt luanO in uld"re dimensiunile, suprafaJa ocupata pe cablaj pulin 640 tttttt t"ri.ti;; ;;; ; t t+ mmt, iar cele doui rezistoare vor ocupa cel

2.3.7 . Un rczistol cu pulctcit ttotttinitltr l'r'r= I W $i cu valoarea nominald tt20 kO, lunclioneazil in(r-ur) ntcdiu cu intervalul de temperaturd [-55, li)C. Si se calculeze curentul maxim ce poate trece prin rezistor. R.: 0.61 mA

2.3. Probleme ProPuse

''ll 2.3.1. Un rezistor cu peliculS de carbon' de tip MCCFR0S2JOl02A (ltrl nK di reni c-ontinuu de 20 mA 9i functioneazd intr-un p."*t O" un tZ:l temperatura maxrrrrn ".t" ambiant cu temperatura maxtma de 70oC' Sa se determine 1 Ko corpul rezistorului in timpul funclionirii daci Rr = p""" i" ".i""ge ""." R: gcM = I 14 i

l, cu valoarea nominal5 RN= 100

2.3.8. Un rezistor cu peliculd de carbon, de tip MCCFR0W8J010IA20 C2, funclioneazd intr-un mediu cu intervalul (cmperatura t-20,90fc. Sd se calculeze tensiunea maximA ce Poate fi la bornele rezistorului. R.: 2,9 V 2.3.9. SA se calculeze tensiunea maximd la bornele a-b din figura 2.14 cA R, este de tip MCCFR0W8J0I04A20 [23], avdnd Rrr= 100 kQ 9i Rz de tip MCCFR0W4J0624A50 [23] cu Rzr=620 kQ (ambele cu peliculd de ). Circuitul functioneaza intr-un mediu cu intervalul de temperaturd [-20,

2.3.2.SisedeterminetemperaturamaximatacarePoaleajungecr't1'rrl [23] erttr' unui ,"ri.to, cu peliculi de carbon, de tip MCCFR0W-4J0101A50 la botttt'tt de 70"C' avdnd iu*t.n"i"J lno-'tn mediu ambiant cu temperatura tensiune continuA de 4 V ii o rezistenla de 100 Q . R: ocv = 75,1 r

l'c.c+_-F-]-

R:

R:

Fig.

2,

11 Conexiwre rcrie

2.3.3.SedaunlezlstolcuPl=0,25W9icrg=-480ppm/occearelabtlttlr, R:'it:"i:l o tensiune continue de 25 V 9i rezisten.ta de 10 KQ' ! .=- ! 1E: cu lemperatura variabila in intervalul I '{l funclioneaze intr-un mediu ambiant ^-.^ ,^l-..-r. ^^O^ ,-,^ este toleranla globrtlit 't "l^h'l,i 801"C. TemPeratura de referinid este 20"C;,

R.: 290,1 V

acestuia, tg?

R:tg=ttt.5'i

2.3.10. Se se calculeze puterea maxima pe care o pot disipa doua Rr $i R2, conectate in paralel, $tiind ca Rr are puterea nominald r,5W $i valoarea nominald Rrlr=1 MQ qi R2 are P211=lW 9i R2v=2 Mf). itul functioneaze intr-un interval de temperaturA de l-30,1001 "C.

cu Pr=lW cc esll 2.3.4. Sd se determine toleranla globald a unui rezistor i, 170',".: parcurs de un curent de 2 mA, are RY = 100 KQ' t = Palrurs uc 1^l-O: ,0"01;,1 ,,1

o --t

-

,-t -l-lR:

?_' o

intervalul [0' /{}l iun.llon"ora intr-un mediu cu temperatura variabild inTemperalura de relennla este

{

^^olu L'

Fig. 2-15 Conexiwte paralel

R.:tg=11,8"1

R.:0,184 W2.3.11, O rezistenta cu valoarea 470 kO este parcursd de un curent de I

kQ' funcfioneazi intr-un mediu ambiirrll [23] , av0nd rezistenJa nominali RN=1

2.3.5. Un rezistor cu peliculd de carbon' de

tip MCCFR0S2J0102A')ll

cuintervalulmaximdetemperaturdt-30,100)"C.56secalculezepulctr.tt maximd cu care poate fi incircat rezistorul'R.: 0,25W

Stiind cd trebuie sA functioneze intr-un mediu cu temperatura cuprinsd in [-40, 90]oC, sd se aleagd rezistorul sau rezistoarele ce pot fi utilizatefoile de catalog disponibile. R.: MOlS sau WA82, [24] 2.3.12. O rezistenle cu valoarea de 100 Q, cu o cadere de tensiune la de 2OV, functioneaze inf-un mediu cu temperatura cuprinsd in intervalul 10, 801'C, sd se aleage fipul de rezistor ce poate fi utilizat. R.: rezistor bobinat de putere, SQP5, SQP7, WA85, WA87, [24]'I \

2.3.6. Un rezistor cu pelicul5 de carbon' de tip MCCFR0S2J0105A'r(| intr-un mediu cu intervrrlttl 123l. cu rezistenta nominali R5=l Mf)' funclioneazd puterea maxima la care poll! ll lli.np..ri"r, i+0, looloc. Sd se calculeze incdrcat rezistorul. R.: 62,5'12 rrrW

Qqlp_949.q!9919[9aiqo

pi r i iv

rr

Probleme

yaloare - 2.3.13. O rezistenli demediu 10 ke, fiind parcursi de un curenl (lr intr,un cu temperatura cuprinsi in inreryatur 19T1.j:":tj**:e 40,120)"C. Sd se aleagt tipul deI

2.3.19, O relea rczislivil. avrirttl schclrta electlicd din ligurd, se rcaltzeaz|

rezistor ce poate fi utilizat. R.: rezistor bobinat de purere, Sep2, Sep3, WA83, WA84, l2,tl

prin tehnologia straturilof groasc. ll(]leaua functioneazd intr-un mediu cu lcmperatura cuprinsd in intervalul t-10,100fC. $tiind ca Rr=10 kf) $i este parcurs de un curent de 1mA gi R:=470 kQ, fiind parcurs de un curent de 0,5mA, si se calculeze putedle nominale ale rezistoarelor retelei'

2.3.14. O rezistenJd de valoare 1 ke gi o cddere de tensiune la bornc (lc llV, funcfioneazi intr-un mediu cu temperatura cuprinse in intervalul I 55. 1251"C. Sd se aleagi tipultle rezistor ce poate fi utilizai. R.: MOIS, wA82. l2,tl 2.3.15. O rezistenti de valoare I kQ gi o cddere de tensiune la bornc (l(. mediu cu temperatura cuprrnsd in intervalUl [-20,90]'C. Sd se aleagd rezistorul cu gradul de incarcare in putere mrrilr posibil.

20V, funclioneazd intr-un

Fig. 2.17 Relea rezistird

R.: Rr: 0,125 W; R:: 0,250 W

R.: MOIS, WA82, I24

|

2.3.20.IJn rezistor cu peliculi de carbon, MCCFR0S2J0332420 [23] cu Rr=3,3 kO funcjioneazd intr-un mediu cu temperatula 0,= 80'C. Sd sedetermine curentul maxim care poate trece prin rezistor astfel incat temperatura corpului seu sA nu depdgeascd 120'C. 2.3.21. DouA rezistoare Rr (PNr=lW, RNr=2 kO) gi Rz (Pr.r:=O,5W,

2.3.16. O rezistenfd de valoare 100 e, avind o cddere de tensiune lir , funcfioneazd intr-un mediu cu temperatura cuprinsd in intervalul 9",ll" 9^"^1y, [-40, 100]'C. Sd se aleagd rezistorul care indeplinegte minimal cerinlele tL.solicitare gi la care gradul de incarcare sd fie cel mai apropiat de 0,5. R.: Multicomp p/N #,2.3.17. O rezisten{A cu valoarea[2.11

R.: 10 mA R^r=l

de 2 Mf),

100.pA y,functioneazd intr-un mediu cu temperatura cuprinsi in intervalul [-30. ruul L. Ja se aleaga hpul de rezistor (rezistoare) ce poate fi utilizat in conditiilc unui gabarit minim R.: Multicomp p/N #, [23j

este strebatuta de un curent d(.

kC)) sunt conectate in serie gi functioneaza inft-un mediu cu temperatura ambiantd 0,=100'C. Se se determine tensiunea maxima care poate fi aplicate la bomele grupului, astfel incat temperatura corpului celor doui rezistoare si nudepdgeascA 120'C, respectiv 130'C.

R.: 38.4 V

2.3.22. Sd se analizeze solicitarea electrica

a

doud rezistoare

R1

2.3.18, O re,tea rezistivd, av6nd schema electrica din figurd, se rcalizeazi prin tehnologia straturilor groase. Reteaua rezistivd func{ionJzd intr_un medrrl cu temperatura cuprinsA in intervalul [_25,100]uC. $tiind ca R are valoarea ile 330 Q, iar curentul maxim ce trece prin terminalul comun al rezistoarelor estc de 150 mA, sd se calculeze puterea nominali a rezistoarelor retelei.

(PNr=O,5W, RNr=300 kQ) $i R2 (PN2=lW, Rr.ru=100 kQ) conectate in paralel, precizand valoarea tensiunii care se poate aPlica la bornele celor doua rezistoare atunci cdnd temperatura mediului ambiant variazi intre -10"C $i + 180'C.

R.: Un=316 V pentru -10'C < 0 3pentru0ry2

ONz

= 70 "C, u^= < 180'C.

T -'r

30 3

01a2;

UA= 0 pentru eM2< 0

precizand valoarea tensiunii care se poate aplica la bornele grupArii serie, atunci cand temperatura mediului ambiant variazd intre -20"C ii + 175'C.

2.3.23. SA se analizeze solicitarea electrice a doui rezistoare R1 (Prr-0,5W, Rrr=510 kQ) $i R2 (PN2=1W, Rr.rz=100 kQ) conectate in serie,

R.: Un= (RN1+RN2)Ia; Io= 161 1 1o,, 1oz ) =Ir,r I Ier= Uer/Rr.rr ; Ua=Fig. 2.16 Reyea rezistivd (Rx 1+Rx2)Up1/R111= 4 I 9V pentru -20"C(R3+Rr).

a) in absenta termistorului curentul de varf Ip este Ip=U/Rn=50 A b) cu termistorul introdus in circuit Ip=U/(Rzs+Rr)=9,01A3.2.19. In circuitul din Figura 3.15. tensiunea de intrare U este 220Vc( ' condensatorul C are o capacitate de 47ptF, dioda D un curent ID=1,2A, un cur('trl maxim admisibil de IFM"*=l2A qi Rp30,2Q, iar circuitul electronic absoarbc tttr curent de ice=O,8A. 56 se verifice dacA termistorul NTC care are caracteristi( ilf Rzs=20Q ti B=3600K asigure proteclia necesard diodei D. Dar dacd U cstr'220-,1ca'!

Tcnsiunile

pe intrarea inversoare a operaJionalului Y,- Si pe

intrarea

ncinversoare v,+ sunt date de relatiile:

' ^

lOY Rr +R2+R3

Vn

-V" ^ RR+R/

V..R, +V.. R,Rn FR/

+lOY +Rz

1. In momentul inchiderii comutatorului K condensatorul C se comporl'

Rezolvare:

( rl

a. Se consideri ci temperatura ambiantului este mai mici decAt 49"C ceea inseamni ci Vo este -10V. Daci temperatura crette peste 50,5'C, R1 ajunge valoarea de 2KQ gi in acest caz valoarea lui V* inainte de momentul comutirii

un scurt circuit. Curentul prin dioda esteU/(Rzs+Rp)+Ice=220Vl(20+0,2)+0'8=protec,tia este asigurata.1

ltn,',,

V-=2,86V. Pentru ce CIO este ideal (V;*)l

1,69-4. Rezultd cd

Ipnu Inv"*=l2A cecrt "' Umax/(R25+Re)+Ice=3 duce la posibilitatea distrugedi diodei. In acest caz se reconrattrlilvaloareautilizarea unui alt tip de termistor (Rr5>27O)

cd

de vdrf iar

'

l

o.lo31o.

0. R/ + 2.86. RP '

2oo.lo3

- f/

-

RI + 2,86(200 .to3200

-

n., )

3.2.19. Se consideri circuitul din figura 3.15a care este un detector (l(' temperatura realizat cu un circuit integrat operalional (CIO) si un terrnislrrl PTC. Se se dimensioneze elementele circuitului pentru o sesizrtc rl

b. Presupunem cA temperatura incepe sd scad6 de la o valoare mai mare 50,5"C spre temperaturi mai rnici de 49"C. In acest caz Ve la temperaturi mai

de 50,5"C era +10V. Cand temperatura ajunge la 49"C Rr ajunge la de 200Q iar V* este Vx=0,377V. Inlocuind in relaliile iniliale rezulti:

temperatudi de

operational ideal (Vo este

50 'C11'C, gtiind ce se utilizeazd un amplillcirl(rl tl0V, Ri=-' r{- vt-=0) Fi un termistor PT(' ( rlt04

Rrrn=,rqno=200o si Rrt lM=50.5"c:l=2kC)

llr5

"0q,mpa!q!1C_91_eSljoni(ir)

l)ilrilvo

Probleme

p ,tr=-----r0-

,, -tu',*,. =lo-4rtot77 & =4*,u, ' to.1o'zoo. r ol l0.R/ *0.:zu(zoO.to, -n,) _

o

3.3.5. Un terIrlistor de tip EPCOS 857164K0150 avand R25=15Q, disipe pu(ere de 0,375W intr-un mediu ambiant cu temperatura de 20"C. Si seeze temperatura coryului termistorului

fi

rezistenta sa.

R.: 0"=70 'C, R=4,180. 3.3.6. Si se determine curentul maxim ce poate trece printr-un termlstor rip EPCOS 857164047 | avand R25=470Q, ce functioneazA in condilii de ie maxim6, (P=Pr5) intr-un mediu ambiant cu temperatura de 20"C. R.: I=76,2 mA. 3.3.7. Sd se calculeze tensiunea la bornele unui termistor de tip EPCOS 164K0470 avand R2s=47O, ce functioneazd la puterea nominalA infi-unu cu temperatura de 300C.

egaldnd cele doui valori ale lui R2 se obline o ecuatie cu o necunoscutA Rr:

respectand rapoartele respective, suma rezistoarelor care formeazi rapoiut(.|, oricum a fost aleasi aproximativ.Se aleg valorile:

-10.R/ +2,86(200.103 -R1) *10.R, +0.3.t7Q00.103 _R1) 200 ." 200 de unde Rr=27,86kQ; Rr= 1,72 ke. Rr=S,2gke R*=172,14 pt, Si Aceste valori nu se regEsesc ca valori nominale in serile de valori gi tr.ebrrir.,,r alese valori apropiate. In cazul nostru important este raportul obliI l x=Rr/Rz=4,81 ii y=RR/Rr=61,78. Alegerea valorilor nominale se lirr r,

R.: U=1,86V. 3.3.8. Un termistor NTC de tip EPCOS 8571640471avand R25=470e),parcurs de un curent I=20 mA iar tensiunea la bornele sale este U=4,53 V. se calculeze temperatura de funcfionare a termistorului.

RrI,T4ttVokdl:R:=5,1ts7o kQ

Rz=8,45

t t Zoke;

Rt=27 ,4

tt o/ok{,; Rn=i69rr?

ktl,

3,3. Probleme propuse

R.: 0=45 'C 3.3.9. Funcfionarea unui montaj electronic intr-un mediu ambiant cu de 25"C determind la bornele unui termistor NTC. oarcurs de un de 10mA, o cidere de tensiune de 8V. CunoscXnd factorul de disipa-tiesa se precizeze temperaturr maximA a corpului precum gi valoarea corespunzitoare a rezistenJei la 25'C, R25, materialul din care este fabricata componenta are constanta B=2200K. R.: ecM=3OoC, R=903,6O.

ambiant este de 480C qi prezintd o rezistenfa teimicd de 60 K/W.

3.3.1. SA se determine vaioarea rezistentei unui termistor, gtiintl ril fenslunea de Ia bornele lui este de gV, cd supratemperatura sa fa!6 de |ltcrlrrrlR.: R=l{l)Il

cd

D ca fiind l6mW"C.

3.3.2. Sa se determine temperatura corpului unui termrsror ,,, functioneazd intr-un mediu cu temperatura Oe iO0C, $tiind ca rezrstcllrl termistorului este 90Q, tensiunea la borne este 9V gi coeficientultermicd este de 18mWoC.

de disilrrrlt|

R : 0"= 7tt"t

3.3.10. Un termistor prezintA la temperatura de 25"C o rezistentd 250Q gi un coeficient de varia{ie cu temperatura o'zs= - 3,lVo|C. Sd. se rezistenla termistorului la capetele interyalului de temperaturd (10"CR.: Rio=448,5 O, Rto=53,3

ambiant cu temperatura de 300C.

. 3.3.3, Un termistor este parcurs de un curent de 100mA, are la bor.rrr.rr tensiune de 8V gi un coeficient de disipalie termice de l6mW0C. Si ,,r, determine temperatura corpului termistorului ce funclioneazeinrr-unr(,rlrr,

9.

3.3.11. Se se determine rezistenla

^r^ lu L.

calculeze rezistenta termistorului qi coeficientul de disipatie termrca, rlr(i1 temperatura corpului termistorului este de 600C-

R : O"=titt"t' termisror functioneazA inft_un mediu ambiant cu tenrpcrarur.ir rrl 1..3:4.^U: drsrpand o purere de 0,5W 9i av6nd la borne o tensiune de 5V. Sri ,,r,

coeficientul de varialie cu al unui termistor de tipul EPCOS 851164047 | av6nd R,s=470f), la intervalului de utilizare (-550C-+1 250C). R.: R 5s=32,9kcr, R ps=25,6 (1, ct-ss= -7,2Vo/"C, cjtzs= -2,IVol"C.

gi

It.: It=50Q, D=10 nrW/l

'r

'

3.3.12. Un grup serie rezistor (R)- termistor NTC (R1) prezinti la 0r=25'C rezistenta R,r=177 Q gi la temperatura 0z=85"C rezistenta 7,32 O. Sd se determine parametrii B gi R25 ai termistorului. Se cunoa$te 7 Cl. iur vlriuliir lczistonrlrri (u tcrnperrtura se considerd neglijabila. It.: B=33(X) K, R?5= I 30 O.

0(r

t(I/

puulv0

Probl6me

al unui termistor echivalent .conecdrii in

3.3.13. Si se calculeze toleranta gi coeficientul de variatie cu rempcrirnltrt

serie

a doue termistoare R.|

r.tl

toleranta tr qi coeficientul de temperaturA or cu R2 cu toleranta t2 gi

echivalent cu valorile preluate pentru termistoarele EpCOS 857164K0151

coefici rtrrl de temperature cx2. Se se faseze grafic caracteristica termica a termlsrof[l lrrr

3.3.16. Sd se crlcLrlczc lolcrunlu $i coolicientul de valiafie cu temperatura tcrmistorului echivalcnl. c(ucctArii in paralel a unui termistor cu pammetril tr, dr, cu un rezistor avand parametdi R, t2, c2. Sd se traseze grafic termic5 a termistorului echivalent cunoscand urmetoarele date: tip EPCOS 857164047R,,

|

cu R25=470Qt-l

Rx=l50Q

fi

R=470Q, d2=0.

qi 8571640471 cuRzs=47\Q.

l---iL,- J | .o/

I | -

Rr*Fig. 3.16 Termistorul echivalent conectdrii in serie a doud

|

-_

+ d__L4 t"/ Rr'

K

R,,,=+5*1,

"'

d,

R-,

+a.+ R,,

ti,

.

Fig. 3.19 Desen pentru problema 3.3.16

&,

R.: Vezi problema 3.3.14. 3.3.17. Se se calculeze toleranta gi coeficientul de varia,tie cu temperatura

rcrmica a termistorului echivalent cu valorile preluate pentru terrrusroarctrEPCOS B57164K0151 $i B571640471.

3.3.14. SA se calculeze toleranta fi coeficientul de varialie cu Emperrllll al unui termistor echivalent conectarii in paralel a doud termistoare: R11, avirrrrl toleranla tl gi coeficientul de variatie cu temperatura clr, cu RT2 avand toler ln t2 gi coeficientul de variatie cu temperatura (x2. Si se traseze grafic caracrens (,tl

termistorului echivalent, conform conexiunii din figurd:Rr, dr.

tr

Rr, or.tr

Rr, oa h

J ttt--V-J-l

Rn r

Fig. 3.20 Desen pentru problema 3.3.17

t..-.

VlRnI

- -r+t:J:./

Rr.

se traseze grafic caracteristica termice a termistorului echivalent R"o in (0, 80)'C. Se vor folosi urmetoarele date: termistor NTC tip EPCOS 1640471 cU Rzs=470Q, Rr=100O, dr=0, R2=470Q,012=0.

Fig. 3.17 Termistorul echivalent conectdrii in paralel a.loud termistoare

R.: a'P = (R, +Rr)rR,

fi'R,+ R,

+Rr

)

o,*

R'*R, o"* RTR. ar (R, +R7.XRr +&+Rr) R!+&+Rr

f,.;

1-

'

=

R,' /r l &'

tz

R,-R,,

il

. d -qt Rt--q2 tltl "^-R..'R.

RrR, R,fi' r""=(R,+R'XR, +R,+R?)' R, R'tR, ,.* (R,+Rr)(R,+R,+Rr) ,-' ,.* +R,+R,'3.3.18. Sa se calculeze toleranJa qi coeficientul de variaJie cu temperatura termistorului echivalent, conform conexiunii din figurd qi sA se traseze rezistorului echivalent Re, functie de temperature in intervalul (0, )'C. Se vor folosi urmdtoarele date: termistor NTC tip EPCOS 857164047IRus=470O, Rr=470Q, cr'=0, Rz=100 f2, az=0.R'

parametrii Rr, tr,

dr cu un rezistor av6nd parametrii R, t2, c2. Si se trasczr, grafic caracteristica termice a termistorului echivalent cunoscdnd urmatoafclrdate: termistor tip EPCOS 8571640471 cu R25=470el

3.3.15. Si se calculeze toleranta Qi coeficientul de variatie cu remperatulrl pentru rezistorul echivalent obtinut prin conectarea in serie a unui termistot.crr

fi R=100O,

sz=O.

R, tz,

cz

Fi', tr,

c,

R.

o---1 1 |F

| -,"/R'Fig.3.2l

l-1-J

|

l----{

Fig. 3.18 Desen pentru problema 3.3.15

-

=

o--l

.F/

/ l

" = "1 zn-tr2rctg|

f

(4.6)IN

criticd f2, corespunde situatiei cand prin condensator trece curentul

rrrrtlcnsatorul disipd puterea PN:

r) .N .N =t .- !L.'o8o2CN

I^,

tzn' tgi

r2-

2T. cpN

(4.7)

qi al modificirii impedanfei. Se vor avea in vedere, asemenea gi dimensiunea, greutatea, tehnologia de plantare, testare, fi preJ. In final se alege tipul de condensator care satisface toate conditiileelectrice, precum 4.1.4. Solicitarea electrici a condensatorului

\lnl)olic, graficul

este:

UA IA UN'INIA

in vedere analiza valorilor admisibile (tensiune, curent) ce se pot aplica la bomele Analiza se realizeazi in regim sinusoidal. Considerdnd un condensator cu parametrii: C, UN, IN, pN, tg6; pentru solicitdrii electrice se calculeazd mai intii puterea maximd pe care trebuie sldisipe condensatorulPdM

Solicitarea electricd a condensatorului are

f'Fig.4.3I l{

I

f.in

SoLicitarea termica

frecventa

(

i sunt trei domenii de frecvente pentru care:

= UNJNtgS. Sunt doud cazuri:

P" , deci nu exist6 posibilitatea depdgirii puterii nominale, posibilitatea depigirii Ury 9i Ix. in acest caz existi o frecventd pe care o numi frecventi critici, corespunzeroare situatiei cind prin ionecror curentul IN gi la bornele condensatorului este tensiunea U":P"., c^ =-c. t to7 100d29.8

Se alege C2=82pF

41 82 cs- 4'7 +82 -

oF. caDacitatea maxlm,l

disipad de rezistor este:toleranta de t7%.Se d6:

r-= zo. nC ' -1

R=1kQ, Im*=l0rnA C=1nF, Uc.*=10V 0" [-10, 70]oC 0*r = 20"C128

HAN_J,

r_______________{

t',r

,+

=i

,,2 ,s =+=25ttwa

ll

este rezistor cu peliculd de carbon [23], din catalog rezulta:

0x=7609, 0u=1550C gi puterea nominaldFig.4.6 Filtru RC

rezistorului va fi:

l29

ICap. 4 Condensatoaro(

)o

0tp8-!9,!-tg 0l0ulrurllLU ptlL,lvu

Problomo

p..

n>

p.ouo

a _a -ou0,r1

-0f

=25.t0-b.155-70 =r2.rriw 155-90

Avind in vcdcfc illlcrvillul dc Lolllpcraturl in care Iunctioneaza lezistolul (()5{)CPN Deci exist6 limitare in putere, cele doud frecvenle critice fiind: P,,

4A

ry6 ,Cru

li sc analizeze solicitarea electric oblinut prin conectarea in prrulel a doud condensatoare cr qiLl. "ond"ntutotoluilozolvare:

4.2.13. Se dau doui condensatoare C1, C2 cu parametrii: Cr=12nF, 'C'=OS"F, INr=0,05A, P-ry1=2mW, t! 61=J.lQ a, UNz=160V, INz=O,1A, !rr1ZSV, Pu=0,lmW, tg32=8.10-3.

'

21tU'NC

N

.tg6

f7=.,;; . - ""N-N

I2n' tg 6=627kHz

lc

unalizeazA individual solicilarea elecrrica a fiecArui condensator. I'utcrea maxrmd pe care trebuie sd o disipe C1 este:P6y1=Up1I11 tg

3,=0,625.y7.p",

Orientativ solicitarea poate

U^ I^ U,'1,

fi

reprezentate astfel:

sta o singura frecvenF cddce

,,, = z,VGr= ze5xa,IA

maxlmd pe care trebuie se o disipe C2 este: Pur,rz=UNz.INz.tg 6:=0, 12gmW >pNz.stA

I

IN

frecvenfele critice:

J, =---fr63'7

^

p 'N)

Hz

ffF63'7 KHz

' 2r.CrULrrr$,

Fig,4.10 Soticinrea

tennica infrecve ta

Deci, se poate spune cA exist6 trei domenii de frecvenle pentru care valabile relaliile: a) f3 637H2UA=UN=50V Ie=oCuUN

- I u.>t96, J)=a=l'86KHz -=I.llKltz - 2rPN2C2trrsiindu-le pe amdndoud pe acelagi grafic orientativ:

r32

133

Cap. 4 Condensaloarou,l

I

;ornpolOlq olQ0ll(.)ltlc l)rlrilv(,

Probleme

.

Pentru

l > 26,5 kllz,

^, u^,=':-=4.1t0,05A

10"

",, _ ,.C,u

I

"."

,,_

t0"

,

l,ll KHz

1,86

KHz

26,5 KHz

Fig.4.ll

Sotlcttarea termica infrecyenta a ntai multor condensatoare nr()ntate in paralel

= ^, l)r'ci prin condensatorul C2 poarc sA treacA curentul I12, iar prin condensatorul ( 'r sc limiteaze curentul la:

^,

=

nin1u

^,.u ",1

=u

\qV

Condensatoarele Cr gi Cz fiind conectate in paralel, la bornele condensatorului echivalent C se poate aplica minimul tensiunilor maxime ce pot fi aplicate la bomele condensatoarelor Cr gi C2. Deci UcA=min{UAr, UA2} Se analizeazd fiecare interval ce a rezultat din solicitarea condensatoarelor C1 qiC2.

ll)(

.t=a ctI N7

U

AC='

.^ .^ o l'4 t06 12 I0 Y

16&114

ri

pe acest interval se limiteaze curentul prin condensatorul C, la valoarea:I -c =

+ I'cl= 116,8 nA

l )(

.

Pentru f< 1,11kH2, Uer=25V 9i UAr=160V Uua=min{U,1, Ulz}=25V Pe acest interval se limiteazd tensiunea la bornele condensatorului C la

ci un grafic orientativ pentru solicitarea lui C, este: u.l

?5v

.

.

Penlru

l.l lkHz < f < l,8bKHz, Urr=25V.a putea compara pe UAr cu lp

U

.- ,l\ot

lP

N2^ 218o2

Pentru

Ua2, calculim ftecven