41
KIT COMPONENTE DL 3155R52

LABORATOR COMPONENTE

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: LABORATOR  COMPONENTE

KIT COMPONENTE

DL 3155R52

Page 2: LABORATOR  COMPONENTE
Page 3: LABORATOR  COMPONENTE

KIT COMPONENTE

DL 3155R52

Page 4: LABORATOR  COMPONENTE
Page 5: LABORATOR  COMPONENTE

GHID PRACTIC

Rezistoare

Condensatoare

Inductanțe

Tranzistor

Transformator

Amplificator operașional

DL 3155R52 - KIT COMPONENTE

Page 6: LABORATOR  COMPONENTE
Page 7: LABORATOR  COMPONENTE

Obiective: Generalități, gruparea rezistoarelor, codul culorilor

Cerințe: Modulul experimental DL 3155R52

Instrumente: Ohmetru

Rezistoare

Page 8: LABORATOR  COMPONENTE
Page 9: LABORATOR  COMPONENTE

Rezistorul este elementul de circuit utilizat pentru:

- limitarea curentului în instalaţii, aparate şi echipamente;

- element încălzitor.

Are simbolul din Fig., fiind caracterizat prin mărimea pozitivă R, numită rezistenţa electrică a

rezistorului. Această mărime este constantă în timp şi independentă de valorile tensiunii,

respectiv intensităţii curentului electric.

Ecuaţia de funcţionare, care este legea lui OHM:

U(t)=Ri(t)

pune în evidenţă proporţionalitatea existentă în fiecare moment între tensiune şi intensitatea

curentului, căreia îi corespunde caracteristica liniară din fig. a cărei pantă este chiar valoarea

rezistenţei electrice a rezistorului.

Rezistorul care are rezistenţa electrică nulă se numeşte scurtcircuit (conductor

perfect). Simbolul şi caracteristica scurt-circuitului sunt ilustrate în Fig.4.2. Rezistorul

de valoare infinită se numeşte întrerupere şi are simbolul şi caracteristica prezentată în

figură.

Parametrii nominali:

→ Rezistenţa nominală – valoarea (exprimată în Ω) pentru care a fost construit rezistorul;

→ Toleranţa (abaterea) admisă faţă de rezistenţa nominală, în plus sau în minus;

→ Puterea de disipaţie nominală Pn

– puterea (W) ce poate fi degajată de rezistor fără a se

încălzi peste limitele admise.

Considerații teoretice

Page 10: LABORATOR  COMPONENTE

Gruparea În serie a rezistoarelor ohmice

Rezistorii ce pot fi procurati au anumite valori ale rezistentei electrice, existand standarde

ale producatorilor. Atunci cand veti realiza diferite circuite veti consta faptul ca va sunt necesare

si valori ale rezistentei electrice diferite de cele ale rezistorilor oferiti de producatori sau de cele

ale rezistorilor de care dispuneti. In acest caz veti utiliza mai multi rezistorilori, fiind necesar sa

stabiliti cum trebuie sa-i grupati pentru a obtine valoarea dorita pentru rezistenta electrica.

Un rezistor poate inlocui o grupare serie formata din mai multi rezistori daca, prin

conectarea acestuia intre aceleasi puncte, nu va modifica tensiunea electrica de la borne. Altfel

spus, curentul electric prin rezistorul echivalent trebuie sa aiba aceeasi intensitate ca si curentul

prin generatorul conectat intre acele puncte. Vom obtine expresia de calcul a rezistentei electrice a rezistorului echivalent, pentru o

grupare de trei rezistori, utilizand: legea lui Ohm pentru o portiune de circuit, atat pentru fiecare rezistor din acea

grupare serie, cat si pentru rezistorul echivalent (curentii electrici avand acceasi

intensitate):

,

expresia diferentei de potential la bornele gruparii in functie de tensiunea electrica pe

fiecare rezistor din acea grupare:

conditia necesara pentru o comportare echivalenta (mentinerea tensiunii la borne si a

intensitatii curentului electric prin generatorul care ar fi conectat la bornele gruparii):

obtinand astfel expresia:

Aceasta poate fi generalizata pentru n rezistori grupati serie:

3

3

2

2

1

1

R

U

R

U

R

UI

sR

UI

)RRR(IIRIRIRUUUU 321321321

)RRR(IIRU 321s

321s RRRR

n

i

is RR

Page 11: LABORATOR  COMPONENTE

Gruparea în paralel a rezistoarelor ohmice

Determinand valoarea rezistentei unei grupari serie formate din n rezistoare

ohmice identice, veti consta faptul ca valoarea rezistentei rezistorului echivalent este n

ori mai mare decat a unuia singur din acea grupare.

Cum puteti proceda in cazul in care aveti nevoie de o valoarea de n ori mai mica?

O solutie simpla consta in gruparea acestora in paralel.

Vom proceda in mod asemanator determinarii rezistentei rechivalente a unei

grupari serie, utilizand:

prima legea a lui Kirchhoff la unul dintre nodurile ce delimiteaza acea

grupare si legea lui Ohm pentru o portiune de circuit:

conditia de comportare echivalenta:

,

obtinand astfel expresia de calcul a valorii rezistentei electrice a rezistorului ce

poate inlocui gruparea paralel:

relatie ce poate fi generalizata pentru n rezistori:

321

321R

U

R

U

R

UIIII

321 R

U

R

U

R

UI

Rp

UI

321p R

1

R

1

R

1

R

1

n

i ip R

1

R

1

Page 12: LABORATOR  COMPONENTE

Grupare mixta

In cazul in care o grupare de rezistori poate fi descompusa in grupari simple, serie si paralel, veti

putea determina cu usurinta rezistenta echivalenta a acelei portiuni de circuit.

Pentru exemplul prezentat in figura alaturata, remarcati faptul ca :

pe ramura superioara a acestei portiuni de circuit exista doua grupari paralel, acestea

fiind grupate in serie (o grupare paralel formata din trei rezistori si o grupare paralel formata din

doi rezistori)

pe ramura inferioara exista o grupare serie formata din trei rezistori.

Daca toti rezistorii sunt identici, avand rezistenta electrica de 10kW, valoarea rezistentei

echivalente a portiunii de circuit cuprinsa intre nodurile A si B poate fi calculata astfel:

Se determina rezistenta electrica a ramurii superioare:

, , >>

apoi a ramurii inferioare:

Cele doua ramuri fiind grupate în paralel, se obtine:

>>

3

RR AM

2

RR MB

6

R5

2

R

3

RR IAB

R3R AB2

R15

23

R3

1

R5

6

R

1

R

1

R

1

AB2AB1AB

652,023

R15RAB

Page 13: LABORATOR  COMPONENTE

Marcarea rezistoarelor se face în clar sau folosind codul culorilor prezentat mai jos.

Page 14: LABORATOR  COMPONENTE
Page 15: LABORATOR  COMPONENTE

Obiective: Generalități, gruparea condensatoarelor

Cerințe: Modulul experimental DL 3155R52

Instrumente: Multimetru digital, capacimetru

Condensatoare

Page 16: LABORATOR  COMPONENTE

Este elementul de circuit având simbolul ilustrat în Fig 4.10 şi care este

caracterizat prin mărimea pozitivă numită capacitate electrică. Unitatea de măsură

pentru capacitate electrică este farad (F).

Fig.4.10. Condensator. Fig.4.11. Condensator în c.c.

Condensatorul electric este realizat din două armături metalice între care se aplică o tensiune

electrică U. Plăcile sunt încărcate cu sarcini electrice egale şi de semn contrar +q şi –q.

Un condensator plan are armăturile formate din două plane paralele, de secţiune A, aflate la

distanţa d între ele. Capacitatea electrică se determină în acest caz ca fiind:

C=ε0 A /d

unde ε0 este permitivitatea vidului. ε0 = 8,85⋅10-12

F/m

În curent continuu, condensatorul constituie o întrerupere a circuitului – Fig.4.11. În cazul

mărimilor variabile în timp, ecuaţia de funcţionare pentru condensator este:

I(t) = C Δu /Δt

Condensatoare ceramice – folosesc ca material izolant între plăci o ceramică formată din

oxizi, silicaţi, titanaţi şi ziconaţi ai diferitelor metale, caolin, talc etc.

Condensatoare cu hârtie – realizate prin bobinarea a două folii de aluminiu care

alcătuiesc armăturile, separate de două sau mai multe folii de hârtie impregnate.

Condensatoare cu peliculă din material plastic –au armături de aluminiu (folii sau

pelicule depuse) între care se află un strat pelicular izolant (polistiren-stiroflex, polietilenă etc.).

Condensatoare cu mică – armăturile sunt depuse alternativ între straturi de mică.

Condensatoare electrolitice – folosesc ca dielectric o peliculă foarte subţire de oxid

unipolar (Al2O

3, Ta

2O

5,Mb

2O

3). Una din armături este construită din metalul pe care se obţine

stratul de oxid dielectric. A doua armătură este un electrolit. Pentru a menţine stratul de oxid,

armătura metalică trebuie să fie întotdeauna pozitivă faţă de electrolit, deci aceste condensatoare

au polaritate.

Considerații teoretice

Page 17: LABORATOR  COMPONENTE

Gruparea in serie (in cascada). In acest tip de grupare, condensatoarele se leaga unul dupa

celalalt (in sir) ca in figura urmatoare.

C1 C2 C3 C4

A +q -q +q -q +q -q +q -q B

U1 U2 U3 U4

U

In aceasta grupare fiecare condensator are aceiasi sarcina q datorita fenomenului de inductie

electrostatica, dar in schimb, diferenta de potential pe fiecare condensator este diferita, fiind

invers proportionala cu capacitatea condensatoarelor astfel:

q q q q

U1 = ---- ; U2 = ---- ; U3 = ---- ; U4 = ----

C1 C2 C3 C4

Capacitatea echivalenta la bornele AB, a acestei grupari, capacitate pe care vrem sa o

determinam, este capacitatea acelui condensator care – inlocuind gruparea si avand aplicata

intre armaturi o diferenta de potential U egala cu suma diferentelor de potential aplicate

condensatoarelor din grupare – se incarca cu aceiasi sarcina q:

U = U1 + U2 + U3 + U4 inlocuind vom obtine;

4321 C

q

C

q

C

q

C

q

C

q ; impartim relatia cu q si vom obtine:

4321

11111

CCCCC unde C reprezinta capacitatea echivalenta a gruparii

in serie a condensatoarelor.

Pentru cazul in care legam n condensatoare, atunci relatia de devine:

n

i iCC 1

11 iar pentru cazul in care se leaga doar doua

condensatoare, capacitatea echivalenta se calculeaza

cu relatia:

21

21

CC

CCC

Page 18: LABORATOR  COMPONENTE

Gruparea in paralel (in suprafata). Aceasta grupare se realizeaza legand impreuna intr-un

punct (in punctual A de exemplu) cate o armatura a fiecarui condensator si in alt punct (de ex.

in punctual B) celelalte armaturi ale condensatoarelor, ca in figura de mai jos.

C1

C2

A B

C3

U

In cazul acestui tip de grupare, se observa ca fiecare condensator este conectat la

aceiasib diferenta de potential U si va avea corespunzator sarcina:

q1 = C1 U; q2 = C2 U; q3 = C3 U;

Capacitatea echivalenta ce trebuie determinata este capacitatea acelui condensator care

– pus in locul gruparii si aplicandu-i-se diferenta de potential U – se incarca cu o sarcina egala

cu suma sarcinilor cu care s-au incarcat condensatoarele din grupare:

Deci la bornele AB vom avea:

q = CU; unde q = q1 + q2 + q3

inlocuind vom obtine:

CU = C1U + C2U + C3U impartim relatian cu U si vom obtine relatia:

C = C1 + C2 + C3 cu care se calculeaza capacitatea echivalenta a gruparii

condensatoarelor in paralel.

Pentru n condensatoare grupate in paralel avem:

n

i

iCC1

Page 19: LABORATOR  COMPONENTE

Obiective: Generalități

Cerințe: Modulul experimental DL 3155R52

Punte RLC

Bobine – inductanță

Page 20: LABORATOR  COMPONENTE
Page 21: LABORATOR  COMPONENTE

Este elementul de circuit cu două borne având simbolul ilustrat în Fig.4.8, caracterizat

prin mărimea pozitivă L numită inductivitatea proprie a bobinei. Unitatea de măsură pentru

inductivitate este henry (H). Această mărime apare doar în curent variabil în timp. Ecuaţia de

funcţionare pune în evidenţă proporţionalitatea existentă între tensiunea la borne şi variaţia în

timp a intensităţii curentului electric:

U(t)=L⋅Δi /Δt

În curent continuu, inductivitatea nu apare şi ea nu contribuie la modificarea intensităţii

curentului electric –Fig.4.9.

Inductivitatea proprie a unei bobine care nu se găseşte în apropierea unui material

feromagnetic se determină cu relaţia:

L ≈ μ0⋅N2S / l

unde: N este numărul total de spire, l este lungimea bobinei, S este aria secţiunii transversale

iar μ0 este permeabilitatea magnetică a vidului. μ0⋅=4π⋅10-7

H/m

Considerații teoretice

Page 22: LABORATOR  COMPONENTE
Page 23: LABORATOR  COMPONENTE

Obiective: Tipuri de tranzistoare, funcționarea tranzistoarelor

Cerințe: Modulul experimental DL 3155R52

Multimetru digital

Tranzistor

Page 24: LABORATOR  COMPONENTE
Page 25: LABORATOR  COMPONENTE

Tranzistorii se realizează pe un substrat semiconductor (în general siliciu, mai rar germaniu, dar nu

numai). Tehnologia de realizare diferă în funcţie de tipul tranzistorului dorit. De exemplu, un tranzistor

de tip PNP se realizează pe un substrat de tip P, în care se creează prin diferite metode (difuzie, de

exemplu) o zona de tip N, care va constitui baza tranzistorului

Tranzistoarele pot fi folosite în echipamentele electronice cu componente discrete, în

amplificatoare de semnal (în domeniul audio, video, radio), amplificatoare de instrumentatie, oscilatoare,

modulatoare si demodulatoare, filtre, surse de alimentare liniare sau în comutaţie sau în circuite integrate,

tehnologia de astăzi permiţând integrarea într-o singură capsulă a milioane de tranzistori.

Simbolurile folosite în mod curent pentru tranzistori:

Tranzistor bipolar PNP Fototranzistor JFET

Tranzistor IGFET canal N

Funcționare:

Tranzistorul este alcatuit din emitor(emite sarcini electrice pozitive sau negative), colector(capteaza

sarcinile emise de emitor) si baza(controleaza numarul de sarcini electrice captate de colector). In functie

de tipul sarcinii electrice emise de emitor se stabileste si sensul curentului prin tranzistor.

Curentul bazei controlează curentul dintre emitor şi colector. De exemplu, dacă la bază se transmite

un curent mic, atunci şi la emitor-colector va fi un curent electric mai mic pânã cand la bază se va

transmite un curent mai mare.

Considerații teoretice

Page 26: LABORATOR  COMPONENTE

În dependenţă de alternarea regiunilor, după tipul de electroconductibilitate, se deosebesc structuri tip

p-n-p şi n-p-n. În fig.1.2 sunt prezentate structurile p-n-p şi n-p-n ale tranzistorului bipolar şi

reprezentarea lor în circuitele electrice.

Fig.1.2. Reprezentarea tranzistoarelor bipolare

Ca element al circuitului electric, tranzistorul bipolar este utilizat în aşa mod, ca unul din pini să fie

conectat la intrare, iar altul – la ieşire. Al treilea pin este comun. În dependenţă care din pini este comun,

se deosebesc trei circuite de conectare ale tranzistoarelor bipolare:

- bază comună (BC);

- emitor comun (EC);

- colector comun (CC).

În fig.1.3. sunt prezentate aceste trei modificări de cuplare a tranzistorului bipolar în circuitul

electric.

Fig.1.3. Schemele de conectare ale tranzistoarelor bipolare

n

n p

E C

B

p p n

E C

B

E C

B B

C E

p-n-p n-p-n

JC JE JC JE

IB

BC IC

Iieş. Iintr.

IE

IC

Iieş.

IE

IB

Iintr.

EC IE

Iieş.

IC

IB

Iintr.

CC

Page 27: LABORATOR  COMPONENTE

Obiective: Descriere, principiul de funcționare

Cerințe: Modulul experimental DL 3155R52

Multimetru digital

Transformator

Page 28: LABORATOR  COMPONENTE
Page 29: LABORATOR  COMPONENTE

Transformatorul electric este o maşină electromagnetică statică de curent alternativ, care

transformă o energie electromagnetică primară de anumiţi parametrii (u1,i1) într-o energie

electromagnetică secundară de alţi parametrii (u2,i2), frecvenţa rămane insă constantă (f1=f2=ct.). Cei doi

parametrii care ne dau puterea: u-tensiunea şi i-curentul, suferă prin transformare schimbări inverse, astfel

dacă tensiunea se micşorează, curentul se măreşte şi invers.La baza funcţionării transformatorului stă

principiul inducţiei electromagnetice.

Din punct de vedere constructiv, transformatorul are două părţi principale:

1)circuitul magnetic- reprezentat de miezul de fier şi construit din tole de oţel electrotehnic pentru

reducerea pierderilor în fier;

2)circuitele electrice- reprezentate de două sau mai multe înfăşurări din Cu sau Al, realizate în jurul

circuitului magnetic, fiind deci cuplate electromagnetic.

Infăşurarea care primeşte energia de la o sursă se numeşte infăşurare primară, iar cea care cedează

energia unei reţele sau unui consumator se numeşte infăşurare secundară. După cum tensiunea înfăşurării

secundare este mai mare sau mai mică decat cea a înfăşurării primare, transformatorul este ridicător sau

coborator de tensiune.

Schematic un transformator monofazat, care are două înfăşurări este reprezentat în figură

Фu

i1 N1

N2 i2

u1

u2 zs

i2

Фσ1 фσ2

fig.1

u1 - tensiunea de alimentare a primarului;

i1 – curentul din primar, cand în secundar avem legată impedanţa de sarcină zs;

u2 – tensiunea la bornele secundarului rezultată prin inducţie electromagnetică;

i2 – curentul din secundar;

фσ1,фσ2 – fluxurile de scăpări ale primarului şi secundarului;

N1,N2 – numărul de spire a înfăşurării primare respectiv secundare.

După numărul de faze putem avea transformatoare monofazate, trifazate sau speciale (ex:tri-

hexafazate).

Considerații teoretice

Page 30: LABORATOR  COMPONENTE

Rolul circuitului magnetic:

1)Concentrarea liniilor de câmp

2)Sustinerea înfasurarilor

3)Transmiterea cuplului , fortelor

4)Transmiterea caldurii

Regimul nominal al transformatorului: este regimul definit de ansamblul valorilor

mărimilor înscrise pe plăcuţa indicatoare a transformatorului şi care caracterizează funcţionarea în

condiţii prescrise (regimul de sarcină pentru care a fost proiectat).

Datele nominale ale unui transformator sunt:

- puterea nominală-SN (VA)- reprezintă puterea aparentă la bornele

circuitului secundar;

- tensiunea nominală primară-U1N(V)-reprezintă tensiunea aplicată

înfăşurării primare în regim nominal;

- tensiunea nominală secundară-U2N(V)-este tensiunea rezultată la bornele

secundare, la mersul în gol, primarul fiind alimentat cu tensiunea U1N ;

- raportul nominal de transformare- k- este raportul între tensiunea primară

şi cea secundară la mersul în gol;

- curentul nominal (primar şi secundar)- curentul de linie I1N,I2N(A);

- tensiunea nominală de scurtcircuit-usc-tensiunea aplicată unei înfăşurări

cand cealaltă este legată în scurtcircuit, iar în înfăşurarea alimentată curentul are valoare

nominală;

- frecvenţa nominală- 50Hz în Europa, 60 în America de Nord;

- randamentul-η;

- schema şi grupa de conexiuni.

In funcţie de utilizarea lor, putem avea mai multe tipuri de transformatoare :

-transformatoare de putere –folosite în transportul şi

distribuţia energiei;

-transformatoare speciale de putere-folosite pentru alimentare cuptoarelor

metalurgice, a redresoarelor etc.

-transformatoare pentru reglarea tensiunii;

-autotransformatoare;

-transformatoare de măsură;

-transformatoare pentru încercări de izolaţie de înaltă

tensiune.

Page 31: LABORATOR  COMPONENTE

Principiul de funcţionare

Schema de bază a unui transformator

Aplicând legea inducţiei electromagnetice la cele două înfăşurări ale transformatorului avem:

Din cele două relaţii rezultă că între numărulsdsd de spire al înfăşurărilor şi tensiunile din primar şi

secundar există un raport dat de relaţia:

Astfel, prin varierea numărului de spire se pot obţine tensiuni diferite. Dacă se neglijează pierderile

din transformator, putem egala puterea din primar cu cea din secundar, rezultând:

Deoarece transformatoarele au un randament foarte mare (la cele de puteri mari fiind peste 99,5%),

această relaţie constituie o bună aproximare.

Pierderi în transformator

Pierderi în circuitul magnetic – nu tot fluxul magnetic trece prin miezul magnetic al

transformatorului. În plus, circuitul magnetic nu se comportă perfect liniar, ci are histerezis.

Pierderi în înfăşurări – prin efect Joule.

Curenţii vagabonzi – induşi în miezul magnetic, care este un material conductor.

Magnetostricţie.

Page 32: LABORATOR  COMPONENTE
Page 33: LABORATOR  COMPONENTE

Obiective: Descriere, tipuri de amplificatoare operaționale

Cerințe: Modulul experimental DL 3155R52

Instrumente: Multimetru digital

Amplificatorul operațional

Page 34: LABORATOR  COMPONENTE
Page 35: LABORATOR  COMPONENTE

Amplificatorul operaţional (AO) este un circuit integrat analogic ce face parte din categoria

circuitelor liniare. Acest lucru înseamnă că prezintă relaţii liniare între mărimile de intrare şi cele de

ieşire în domeniul de funcţionare normală.

AO este un amplificator de curent continuu ce are amplificarea în buclă deschisă (notată în lucrare

cu a) foarte mare. AO sunt incluse în montaje ce asigură o reacţie negativă. Astfel, amplificarea

montajului (configuraţiei) va depinde de reţeaua de reacţie.

Simbolul grafic utilizat pentru AO este prezentat în Fig. 1.

Fig. 1. Simboluri utilizate pentru AO.

AO are două intrări, una neinversoare notată cu + şi una inversoare notată cu -.

În general AO are o ieşire (v. Fig. 1 a). Există şi AO cu două ieşiri, în care una dintre ele este ieşirea

normală şi cea de-a doua este ieşirea în antifază (ieşire reprezentată cu un cerculeţ – simbolul

inversorului – v. Fig. 1 b).

În general AO se alimentează de la o sursă diferenţială de tensiune (simetrică) şi nu au punct de

masă propriu. Punctul de masă (nul) se consideră punctul de înseriere a surselor de alimentare (ce

formează sursa diferenţială).

Unele AO au terminale suplimentare utilizate pentru reglajul componentei continue a ieşirii (offset)

şi/sau pentru compensare (v. Fig. 1).

În curent continuu şi în curent alternativ la frecvenţe joase este valabilă relaţia:

unde cu uid a fost notată tensiunea diferenţială de intrare.

AO ideal are următoarele proprietăţi:

- impedanţe de intrare infinite;

- impedanţă de ieşire nulă;

- curent de intrare (polarizare) nul;

- decalaje şi derive nule;

- amplificarea a în buclă deschisă este infinită;

- factor de rejecţie a semnalului de mod comun (CMRR) infinit;

- factor de rejecţie a variaţiei tensiunilor de alimentare (SVRR) infinit;

- bandă de frecvenţe foarte largă;

- caracteristică ideală de transfer în domeniul liniar de funcţionare.

Pe baza caracteristicilor AO ideal rezultă două consecinţe foarte importante folosite în calculele

circuitelor cu AO:

(c1) curenţii de intrare ai AO se consideră nuli;

(c2) diferenţa de potenţial dintre intrările AO se consideră nulă.

Considerații teoretice

Page 36: LABORATOR  COMPONENTE

AO se utilizează împreună cu o reacţie negativă (o parte din semnalul de la ieşire se aduce la

intrarea inversoare). Astfel, amplificarea montajului (configuraţiei) depinde de reacţia negativă:

unde: A – amplificarea montajului, a – amplificarea AO în buclă deschisă (fără reacţie negativă),

F – amplificarea reţelei (divizorului) de reacţie. F se numeşte factor de reacţie.

Deoarece a este foarte mare (de obicei în domeniul 105 - 106), avem aF >> 1. Astfel, rezultă că

amplificarea montajului este practic egală cu:

În Fig. 2 se prezintă schema de modelare a unui AO.

a – amplificarea în buclă deschisă,

rd – rezistenţa diferenţială de intrare,

r0 – rezistenţa de ieşire,

uid – tensiunea diferenţială de intrare.

Fig. 2. Schema de modelare a unui AO.

Page 37: LABORATOR  COMPONENTE

3.1. Amplificator neinversor cu AO Schema de conectare a unui AO în configuraţie de amplificator neinversor este prezentată în figura

de mai jos.

Fig. 3. AO în configuraţie de amplificator neinversor.

Rezistenţele R1 şi R2 realizează reacţia negativă. Rezistenţa Rc are scopul de compensare a efectului

curenţilor de polarizare a intrărilor AO. Ea trebuie să aibă valoarea Rc = R1 || R2. RS este rezistenţa de

sarcină.

Amplificarea în tensiune în buclă închisă este dată de raportul dintre tensiunile u0 şi ui:

În continuare vom stabili amplificarea A atât în cazul unui AO ideal, cât şi în cazul unui AO real.

• AO ideal

Conform consecinţei (c1) la intrarea + avem potenţialul ui. Conform consecinţei (c2) la intrarea -

avem tot potenţialul ui. Ca urmare, se obţine schema din Fig. 4.

Fig. 4. Divizor rezistiv format din rezistenţele R1 şi R2.

Conform schemei de mai sus rezultă:

Prin urmare, amplificarea în buclă închisă este:

unde RF= este factorul de reacţie.

• AO real

În acest caz, relaţia aproximativă a amplificării în buclă închisă este:

Observaţie: Din relaţia (6) se poate observa că nu putem avea amplificări subunitare (atenuare). La

limită, când sau , rezultă . În această situaţie AO se află în configuraţie de repetor neinversor.

Page 38: LABORATOR  COMPONENTE

3.2. Amplificator inversor cu AO Schema de conectare a unui AO în configuraţie de amplificator inversor este prezentată în figura

următoare.

Fig. 5. AO în configuraţie de amplificator inversor

Amplificarea în tensiune în buclă închisă este dată de raportul dintre uo şi ui

În continuare vom stabili amplificarea Ainv în cazul în care AO este ideal, precum şi în cazul în care

AO este real.

• AO ideal

Conform conscinţei (c1) la intrarea + avem potenţialul zero. Prin urmare, conform consecinţei (c2),

la intrarea - avem tot potenţialul zero. Se obţine, astfel, schema prezentată mai jos:

Fig. 6. Conectarea rezistenţelor R1 şi R2 şi tensiunile la borne.

Conform schemei prezentate anterior se obţine:

Prin urmare,

• AO real

În acest caz, relaţia amplificării poate fi aproximată prin:

în care factorul de reacţie F este egal cu F=R1/(R1+R2).

Page 39: LABORATOR  COMPONENTE

3.3. Circuit repetor neinversor cu AO Dacă în cazul amplificatorului neinversor realizat cu AO avem atunci obţinem configuraţia de

repetor neinversor prezentată în Fig. 7 (a). În Fig. 7 (b) este prezentată o altă variantă de AO în

configuraţie de repetor neinversor.

Fig. 7. AO în montaj repetor neinversor: a) Rc = R2; b) fără rezistenţe.

• AO ideal

Conform consecinţei (c1) tensiunea la intrarea neinversoare + este egală cu ui. Conform consecinţei

(c2) rezultă u0 = ui. Astfel, se obţine:

Arep =1

• AO real

În acest caz, conform relaţiei (7), relaţia amplificării poate fi aproximată prin:

3.4 Circuit repetor inversor cu AO Schema de conectare este cea prezentată în Fig. 5. Rezistenţele R1 şi R2 au valori egale (R1 = R2).

Conform relaţiei (9) rezultă Arep = -1.

4. Parametrii unui amplificator operaţional Unii dintre cei mai importanţi parametri dinamici ai unui AO, precizaţi şi în datele de catalog, sunt:

viteza de variaţie a ieşirii (“Slew-Rate” [V/μs]); acest parametru indică abilitatea AO de a urmări

prin semnalul de ieşire variaţiile rapide ale semnalului de intrare;

banda de frecvenţe, delimitată de frecveţele fj şi fî definite pentru o atenuare cu 3 dB a semnalului

de ieşire.

Page 40: LABORATOR  COMPONENTE
Page 41: LABORATOR  COMPONENTE

© 1996 - 2009 DE LORENZO SpA - Printed in Italy - All right reserved

DE LORENZO SpAV.le Romagna, 20 - 20089 Rozzano (MI) ItalyTel. ++39 02 8254551 - Telefax ++39 02 8255181E-mail: [email protected] site: www.delorenzogroup.com