of 26/26
summer school 2013 Provodnici kroz koje protiče električna struja u većoj ili manjoj mjeri protive se njenom proticanju Mjera protivljenja nekog materijala proticanju električne struje naziva se električna otpornost R Jedinica za električnu otpornost je 1(Om) Električna otpornost provodnika zavisi od: Tipa materijala (specifična otpornost ρ) Dužine provodnika (l) Poprečnog presjeka provodnika (s) Temperature okoline (T) Pojam električne otpornosti

č elektri čna otpornost R - etf.unssa.rs.baslubura/Elektrotehnika_MAF/3 Pojam elektricne... · summer school 2013 Specifi čna elektri čna otpornost materijala je mjera opiranja

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of č elektri čna otpornost R - etf.unssa.rs.baslubura/Elektrotehnika_MAF/3 Pojam elektricne... ·...

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Provodnici kroz koje protie elektrina struja u veoj ili manjojmjeri protive se njenom proticanju

    Mjera protivljenja nekog materijala proticanju elektrine strujenaziva se elektrina otpornost R

    Jedinica za elektrinu otpornost je 1 (Om)

    Elektrina otpornost provodnika zavisi od: Tipa materijala (specifina otpornost )

    Duine provodnika (l)

    Poprenog presjeka provodnika (s)

    Temperature okoline (T)

    Pojam elektrine otpornosti

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Elektrina otpornost provodnika data je izrazom:

    - specifina otpornost provodnika (m)

    l - duina provodnika (m)

    S - popreni presjek provodnika (m2)

    Elektrina otpornost provodnika

    ( )1l

    R OmS

    =

    l

    22

    4

    dS r

    = =

    d

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Specifina elektrina otpornost materijala je mjera opiranjamaterijala provoenju elektrine struje

    Specifina elektrina otpornost materijala ()

    Materijal Specifina otpornost (-m)

    Naterijal Specifina otpornost (-m)

    Srebro 1.645x10-8 Silicujum 500

    Bakar 1.723x10-8 Germanijum 20-2300

    Zlato 2.443x10-8 Drvo 108 1014

    Aluminium 2.825x10-8 Staklo 1010 1014

    eljezo 12.30x10-8 Liskun 1011 1014

    Olovo 22x10-8 ilibar 5x1014

    Merkur 95.8x10-8 Guma 1013 1016

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Primjer:Elektrina otpornost materijala

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Primjer:

    Elektrina otpornost materijala

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Primjer:

    Elektrina otpornost materijala

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Prethodni izraz za elektrinu otpornost nije uzimao u obzir efekattemperature. Kod provodnika sa poveanjem temperature poveava sebroj slobodnih elektrona koji prave sudare unutar materija i poveavajuelektrinu otpornost

    Poveanje/smanjenje otpornosti sa temperaturom je skoro linearnafunkcija i karakterie se pozitivnim/negativnim temperaturnimkoeficijentom

    Zavisnost otpornosti od temperature

    Apsolutna nula

    Nagib:

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Zavisnost otpornosti od temperature

    Primjer:

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Zavisnost otpornosti od temperature

    Primjer:

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Za otpornike kod kojih je otpornost konstantna i ne zavisi odjaine struje kroz njega ili narinutog napona kaemo da suotpornici sa stalnom otpornou

    Danas postoji nekoliko tehnologija izrade fiksnih otpornika, anajei su:

    ugljenoslojni,

    metal-film,

    folijski,

    iani i

    film otpornici

    Otpornici sa stalnom otpornou

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Ugljenoslojni otpornici su izraeni od keramike jezgre na koju jenaneen tanki sloj istog ugljenika kao otporni materijal.

    eljena vrijednost otpora moe se dobiti odabirom debljine naneenogsloja ugljika ili narezivanjem ugljikovog sloja u obliku spirale

    Tipine vrijednost ovog tipa otpornika su do 10M, tolerancija su 2%,5% i 10%. Maksimalna disipacija im je do 2W.

    Najee se upotrebljavaju u visokonaponskim ureajima i ureajimaizloenim povienim temperaturama

    Otpornici sa stalnom otpornou (ugljenoslojni)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Na keramiku jezgru nanosi se tanak sloj metalnog filma, najeelegure nikal-kroma (NiCr). Ponekad se koristi antimon ili zlato saplatinom i tantalovim nitridom

    eljena vrijednost otpora se moe dobiti narezivanjem spiralnog utora umetalnom sloju. Tipine vrijednosti otpora su do oko 20M.

    Tolerancija izmeu 0.05% i 2%, a snaga ne prelazi 2W

    Koriste se u praktiki svim elektronskim ureajima,a mogue ih jeprepoznati po plavoj boji tijela.

    Otpornici sa stalnom otpornou (metal-film)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Na keramiki nosa nanesen je nekoliko mikrometara tanak film otpornelegure, najee nikal-kroma s primjesama

    eljena vrijednost otpora postie se svjetlosnim graviranjem otpornoguzorka. Tolerancija moe iznosti svega 0.005%.

    U procesu izrade mogue je postii vrlo visoku preciznost, a zbognjihove dugovjenosti koriste se u ureajima gdje je potrebna visokapreciznost, stabilnost i dugovjenost (audio tehnika, elektronske vage,vojna industrija

    Otpornici sa stalnom otpornou (folijski)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    iani otpornici sastoje se od keramike osnove na koju je namotanaotporna ica (Khantal, Cekas, Konstantan i sl.)

    Zbog boljeg hlaenja, ovakve otpornike moemo nai ugaene urebrasto metalno kuite, ili potpuno nezatiene.

    Najee su malih otpora, do najvie reda 10 k, jer bi za vee otporeica trebala biti ili vrlo tanka ili velike duine.

    Ovakvi se otpornici najee izrauju kao otpornici vee snage, od 1Wdo 1kW, a koriste se u sklopovima gdje se zahtijeva velika disipacija.Tplerancije su najee 5%.

    Otpornici sa stalnom otpornou (iani)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Na podlogu od keramike se nanosi otporni sloj koji se izrauje od oksidarutenija, iridija ili renija. Debljina sloja je reda veliine 100mikrometara, to ih ini i do 1000 puta debljim nego otpornike sa tankimslojem.

    eljena vrijednost otpora se dobiva uzastopnim nanoenjem otpornogsloja. Ovaj proces izrade je jeftiniji, a otpornici podnose vee snage

    Uobiajene tolerancije su 1% i 5%, a vrijednost otpora je do 100M.

    Otpornici sa stalnom otpornou (film)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Kod ovih otpornika otpor se mijenja runo zakretanjem osovine ilipomjeranjem klizaa

    Najee se koriste u ureajima kao djeljitelji napona, na primjer zapodeavanje jaine zvuka u audio ureajima

    Kao otporni materijal koristi se ugalj, metalni film, vodljiva plastika ilikeramal (kompozitni materijal izraen od keramike i metala)

    Promjena otpora moe biti linearna i logaritamska.

    Promjenljivi otpornici (potenciometri)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Trimeri se koriste u kolima kada otpornost treba tano odrediti u tokunjihovog podeavanja i koju ne treba esto menjati u toku eksploatacije.

    Po konstrukciji se ne razlikuju mnogo od standardnih potenciometara,sem to su manjih dimenzija i, kao i oni, mogu biti jednookretni ivieokretni, sa nenamotanim (ugljeninim, kermetnim) ili namotanimotpornim elementom

    Promjena otpora moe biti linearna i logaritamska.

    Promjenljivi otpornici (trimeri)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    U strujno kolo potenciometri se mogu povezati na dva naina: Kao potenciometarski razdjelnik

    Reostat

    Povezivanje potenciometra (trimera) u strujno kolo

    Potenciometarski razdjelnik Reostat

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    To su otpornici kojima se otpor mijenja sa temperaturom

    Postoje dvije vrste termistora: sa pozitivnim (PTC) temparaturnim kojeficjentom otpora

    sa negativnim (NTC) temperaturnim koeficijentom otpora

    Termistori s pozitivnim temperaturnim koeficijentom nazivaju sejo i hladni provodnici, jer na niim temperaturama bolje provodeelektrinu struju.

    Termistori s negativnim temperaturnim koeficijentom nazivaju se itoplim provodnicima, jer bolje provode elektrinu struju na viimtemperaturama.

    Nelinearni otpornici (termistori)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    NTC otpornici su termistori sa relativno velikim negativnimtemperaturnim koeficijentom otpornosti.

    Najee se izrauju od polikristalnih oksidnih poluprovodnikihmaterijala oksida prelaznih metala

    Veliku primjenu su nali oksidi kobalta (Co2O3), titana (TiO2),aluminijuma (Al2O3), nikla (NiO), mangana (Mn2O3), cinka (ZnO),

    NTC otpornici

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Termistori sa velikom pozitivnom vrednou temperaturnog koeficijentaotpornosti se drugim imenom zovu pozistori.

    Koriste se kao ograniavai struje (za prekostrujnu zatitu) i kaolimitatori temperature, za zatitu motora, za regulaciju struja u telefonijiza zatitu telefonskih linija, itd.

    PTC otpornici

    T25

    RCR25Rmin

    Tmin TC Tp Tmax (oC)

    Rp

    Rmax

    ()

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Varistori ili VDR otpornici su otpornici kod kojih se otpornostnelinearno mijenja sa promenom jaine elektrinog polja, odnosnonapona na njima

    Koriste se za zatitu osjetljivih potroaa od prenapona.

    Varistori se najee izrauju od cink oksida

    Nelinearni otpornici (varistori)

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Fotootpornici su poluprovodniki otpornici kod kojih se otpornostsmanjuje pod uticajm svjetlosti.

    Rad poluprovodnikih fotootpornika zasnovan je na efektufotoprovodnosti (unutranjem fotoelektrinom efektu).

    Izrauju se od kadmijum sulfida (CdS), kadmijum selenida (CdSe),kadmijum sulfoselenida (CdSSe), cink sulfida (ZnS)

    Nelinearni otpornici (FotoFotoFotoFoto----otporniciotporniciotporniciotpornici)

    CdS ili CdSe element

    Zatitni stakleni prozor

    Metalno kuite

    Keramika osnova

    Prikljuci Osvjetljenost

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Ommetar je mjerni instrument za mjerenje elektrinog otpornosti reda odnekoliko do nekoliko stotina k

    Tanija mjerenja otpornosti izvode se mosnim metodama kao to su Vitstonov iTomsonov most.

    Prvi slui za mjerenje veih otpora (reda veliine od jednog do nekolikodesetaka M), a Tomsonov most za mjerenje malih otpora (reda veliine odjednog do ).

    Mjerenje otpornosti

    Ommetar Vitstonov most Tomsonov most

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    1. Ospojiti strujno kolo od

    izvora napajanja

    Postupak mjerenje otpornosti ommetrom (multimetrom)

    2. Ospojiti eljeni otpornik od

    ostatka strujnog kola

    X

    X

    X

  • sum

    mer sch

    ool 2

    013

    Detekcija kratkog spoja u

    strujnom kolu

    Postupak mjerenje otpornosti ommetrom (multimetrom)

    Detekcija prekida u strujnom

    kolu

    Zvuni signal

    Kratki spoju kolu

    Prekid u kolu