ELEKTRIMEHAANILISED OSISED

JUHTMED JA KAABLID

Juhtmete ja kaablite ülesandeks on elektroonika seadistes elektrivoolu juhtimine, seetõttu valmista-takse nad tavaliselt vasest, harvemini alumiiniumist.

Soon - elektri- ja elektroonika seadiseid ühendav juht.

Kasutatakse:

massiiv-, mitmekiulisi ja peenekiulisi sooni.

Isoleerjuhe - üks või mitu elektrivoolu juhtivat massiiv- või kiudsoont, mis on kaetud

isoleerkattega.

Elektroonika seadistes kasutatakse plastmassisolatsiooniga juhtmeid.

Lamejuhe - juhtme sooned on paigutatud kõrvuti.

Kasutatakse:

kahesoonelist ja mitmesoonelisi (16 - 64 soonelisi) lamejuhtmeid.

Kaabel - üks või mitu elektrivoolu juhtivat massiiv- või kiudsoont, mis on kaetud hermeetilise kattega.

Koaksiaalkaabel - side- ja antennikaabel, mille üks soon ümbritseb torutaoliselt teist harilikult massiivsoont.

Optiline kiudjuhe - isoleeritud puhtast klaasist või kvartsist valmistatud eriti õhukene torukujuline juhe, mille ülesandeks on valgussignaalide edastamine.

Valguskaabel - üksteisest isoleeritud optiliste kiudjuhtmete kogumik.

ELEKTROONIKA ÜHENDUSED

Ühenduste ülesandeks on elektroonikaseadiste skeemielementide elektriliste ühenduste loomine.

​

Ühenduse üldtähis:

​

Elektroonikaseadiste elektrilised ühendused jagunevad:

• mittelahtivõetavateks - ühendus on püsiv, lahutamine küllalt aeganõudev tegevus
• ja toimub erivajadustel
• lahtivõetavad - ühendus on kergesti lahutatav ja kokkupandav

Mittelahtivõetavad ühendused:

• joodetud ühendus
• keerdliides
• pindliides
• külmühendus

​

Lahtivõetavad ühendused:

• kruviühendus
• klemmipaneel
• mõõteühendus
• eriotstarbelised ühendused

Lahtivõetavate kontaktidega klemmipaneel - paljude kontaktidega kruvi- või pistikühendus.

Pistikühendus - eriotstarbeline kiiresti lahtivõetav ja kokkupandav ühendus.

Lülitite ülesandeks on elektroonikaseadiste või nende skeemielementide sisse-, välja- ja ümberlülitamine.

ELEKTROONIKA LÜLITID

Lüliti üldtähis:

Kontakt - elektriahela osade voolujuhtiv kokkupuude või seadis,

mis tagab niisuguse kokkupuute.

Kontaktide liigitus:

• sulgekontakt- mittetöötavas olekus avatud kontakt
• katkekontakt- mittetöötavas olekus suletud kontakt

Lülitite kontaktid võivad sulguda ja avaneda viitega.

Kontaktide materjal - elektroonikaseadiste lülitite kontaktid valmis-

tatakse vasest, hõbedast, kullast, volframist või nende metallide sulamitest.

Lülitite liigitus:

• nupplüliti
• pöördlüliti
• mikrolüliti
• tumbler
• eriotstarbelised
• lülitid

SULAVKAITSMED

Sulavkaitsmete ülesandeks on elektroonikalülituste kaitsmine lühise ja ülekoormuse korral tekkiva liigvoolu eest.

​

Sulavkaitsme tähis:

Sulavpanus - kergsulavast metallist (harilikult tsingist või hõbedast) traat, varras või riba, mis elektrivoolu toimel kuumeneb ja sulab.

Elektroonikaseadistes kasutatakse peamiselt metallotsikutega klaaskestas 5x20 mm olevaid sulavkaitsmeid nimivooluga: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630

ja 800 mA

1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8 ja 10 A.

Jahutuselementide ülesandeks on võimsuselektroonika osiste kaitsmine ülekuumenemise eest.

Jahutuselementideks on soojust hästijuhtivast metallist (tavaliselt alu-miiniumist) valmistatud suure kokkupuute pinnaga erikujulised ribid või radiaatorid, mis kinnitatakse võimsuselektroonika osiste külge.

Sageli kasutatakse võimsuselektroonika koostisosade jahutamiseks ka väikese-mõõdulisi ventilaatoreid.

JAHUTUSELEMENDID

PASSIIVSED OSISED: TAKISTID

Takisti - elektroonika element, mille tähtsaim ülesanne on tekitada ahelas ettenähtud väärtusega takistus ja muuta sellega voolutugevust või pinget.

Takisti üldtähis:

Takistite liigitus:

TAKISTI VOOLUAHELAS

Takisti iseloomustus:

Takistit iseloomustab tema väärtus oomides ja pinge-voolu tunnusjoon, mis on pinge ja voolutugevuse vahelise sõltuvuse graafiline kujutis.

Takisti alalisvooluahelas:

takisti abil on võimalik reguleerida alalisvoolu- ahelat läbivat voolutuge- vust - mida suurem on ahelasse lülitatud takisti takistus, seda väiksem vool teda läbib.

Takisti vahelduvvooluahelas:

vahelduvvooluahelas takisti avaldab aktiivtakistust, mille tulemusena elektrienergia

muundub soojus- või me- haaniliseks energiaks.

Aktiivtakistust tähistatakse R ja mõõdetakse Ω.

TAKISTITE VÄÄRTUSED JA VÄRVIKOODID

Püsitakistite väärtuste standardarvud:

Püsitakistitele on määratud matemaatiliste sarjade (E-sarjad) standardväärtused:

10; 12; 15; 18; 22; 27; 33; 39; 47; 56; 68 ja 82

kokku 12 takistuse väärtust.

Kõik muud takistuste väärtu-sed saadakse standard-väärtuste koma koha

muutmisega.

​

TAKISTITE ÜHENDUSED

Segaühendus- ekvivalenttakistuse suurus sõltub ühenduse skeemist.

​

Ekvivalenttakistuse leidmine toimub järk-järgult, leides ainult jada- ja

rööpühendusega elektriahela osade takistused ning sellega lihtsusta-

des skeemi.

I = I₁= I₂= I₃

U = U₁+U₂+U₃

R = R₁+R₂+R₃

I = I₁+I₂+I₃

U = U₁=U₂=U₃

Jadaühendus

Rööpühendus

MUUTTAKISTID

Muuttakisti - takisti, mille väärtust saab etteantud piirides muuta.

Muuttakisti tähis:

Muuttakistid jagunevad otstarbe järgi:

• reguleertakistiteks - kasutatakse helitugevuse, tämbri,
• kujutise kontrastsuse jt. reguleerimiseks
• seadetakistiteks - kasutatakse lülitustes soovitud parameetrite
• esmareguleerimiseks

Reguleer- ja seadetakistid võivad olla ühesuguse ehituse ja kujuga;

erinevus seisneb ainult võllis: seadetakisteil on võll varustatud sälguga kruvikeeraja jaoks.

Ehituse järgi eristatakse üksik- ja kaksiktakisteid.

Reguleertakistid jagunevad liuguri trajektoori järgi:

• pöördtakistiteks - liugurit pööratakse võlli abil mööda ringikaart
• Pöördtakistit nimetatakse sageli potentsiomeetriks.

​

• lükandtakistiteks - liugurit saab nupu abil liigutada edasi-tagasi sirgjooneliselt.

Trimmer - väike seadetakisti, mida kasutatakse peamiselt elektroonika seadiste häälestamiseks.

MITTELINEAARTAKISTID

Mittelineaartakisti- takisti, mille pinge-voolu tunnusjoonel on lõik, kus voolutugevus ei ole võrdelises sõltuvuses pingest.

Mittelineaartakisti tähis:

Olenevalt toimest mittelineaartakistid

jagunevad:

• termistoriteks (termotakistid)
• varistoriteks
• fototakistiteks

​

Varistor- VDR (Voltage Dependent Resistor) takisti – rakendatud pinge

toimel varistori takistus väheneb mittelineaarselt ja selle tulemusena suureneb teda läbiv voolutugevus.

Termistor- soojuse toimel termistori takistus kas

väheneb või suureneb mittelineaarselt.

Vastavalt takistuse muutumisele eristatakse:

• NTC (Negative Temperature Coefficient) takisti -
• temperatuuri tõustes takisti takistus väheneb.
• PTC (Positive Temperature Coefficient) takisti -
• temperatuuri tõustes takisti takistus suureneb.

PASSIIVOSISED: INDUKTIIVPOOLID

Induktiivpool - elektroonika element, mille põhiline tunnussuurus on induktiivsus.

Induktiivpooli üldtähis:

Induktiivsus- pooli endainduktsioonitegur, millest sõltub temas mag- netvoo muutumisest tekita- tud endainduktsioonvool.

kus L [H] - induktiivpooli induktiivsus

Φ [Wb] - magnetvoo suurus

I [V] - endainduktsioonvoolu suurus

Induktiivsuse mõõtühikud:

1 Wb/A = 1 Vs/A = 1 H (henri)

1 H = 10³ mH = 10⁶ μH = 10¹² pH

Induktiivpooli ehitus:

Induktiivpool koosneb tavaliselt pooli-alusest ja sellele mähitud isoleerjuht-mest, mis moodustab mähise. Induktiivsuse suurendamiseks võib

pool olla varustatud ferromagnetilise südamikuga.

Pooli induktiivsus:

kus L [H] - kondensaatori mahtuvus

μ_o= 4π10^-7 H/m - vaakumi magne-

tiline läbitavus

w - keerdude arv poolis

S [m²]- pooli ristläbilõige

l [m]- pooli pikkus

INDUKTIIVPOOL VOOLUAHELAS

Induktiivpool alalisvooluahelas: kuna induktsioonpool kujutab endast alusele keritud isoleerjuhet, siis alalisvoolule on see suhteliselt väikeseks takistuseks, mis sõltub selle juhtme materjalist ja mõõtmetest.

Alalisvooluahelasse lülitatud induktsioonpool kasutab elektrienergiat magnetvälja tekitamiseks:

• kui ühendada pool vooluallikaga, siis tekib temas magnetväli ja
• vastavalt voolu suunale moodustuvad poolused
• tekkinud magnetväli poolis kaob kui tema otsad lühistada.

Induktiivpool vahelduvvooluahelas: avaldab näilist takistust, mille suurus oleneb tema induktiivsusest ja vahelduvvoolu sagedusest.

Induktsioonpool vahelduvvooluahelas tarvitab energiat vahelduva magnet-välja tekitamiseks. Kuna aga vahelduv magnetväli kutsub esile induktsioon-pool vastupidise voolu, siis niisugune takisti annab osa saadud energiast tagasi generaatorile.

X_L= ωL =2πfL

​

INDUKTIIVPOOLIDE ÜHENDUSED

Segaühendus: ekvivalentinduktiivsuse suurus sõltub ühenduse skeemist.

​

Ekvivalentinduktiivsuse leidmine toimub järk-järgult, leides ainult jada- ja

rööpühendusega elektriahela osade mahtuvused ning sellega

lihtsustades skeemi.

Jadaühendus:

Rööpühendus:

INDUKTSIOONPOOLIDE VALMISTAMINE JA LIIGITUS

Poolialus valmistatakse kõrgsageduspoolidel isoleermaterjalist, tavaliselt polüstüroolist.

Et vähendada pooli mõõtmeid ja võimaldada induktiivsuse reguleerimist, varustatakse pool suure magnetilise läbitavusega südamikuga (teras, ferriidid).

​

Ülikõrgsageduspoolides kasutatakse induktiivsust vähendavaid südamikke (vask, alumiinium)

Induktiivpoole liigitatakse:

• sageduse järgi- madal-, kõrg- ja ülikõrgsageduspoolid
• otstarbe järgi- võnkeringi-, filtri- ja paispoolid
• poolialuse järgi- aluseta, silinder-, ristkülik- ja torroidpoolid
• mähkimisviisi järgi-
• ühe- ja mitmekihilised poolid
• samm-, sektsioon- ja vabamähisega poolid
• südamiku järgi-
• südamikuta
• U-, E-, M-, varras-, silinderpoolid
• rõngassüdamikuga poolid
• südamiku materjali järgi
• raud- ja ferriitsüdamikuga pool
• magnetodielektrilise südamikuga pool
• pooli induktiivsuse järgi
• püsiinduktiivsusega pool
• seadepool

​

PASSIIVSED OSISED: KONDENSAATORID

Elektrimahtuvus - kehade ja elektriseadiste omadus koguda elektrilaenguid.

​

kus C [F] - elektriseadise mahtuvus

q [C] - laengu suurus

U[V] - pinge suurus

Elektrimahtuvuse mõõtühikud:

1 C/V = 1 F (farad)

1 F = 10⁶ μF = 10¹² pF

Kondensaator - elektroonika element, mille peamine omadus on mahtuvus - võime koguda elektrilaengut.

Plaatkondensaatori mahtuvus:

kus C[F] - kondensaatori mahtuvus

ε - dielektriku suhteline läbitavus

ε_o= 8,86x10^-12 F/m - vaakumi dielektriline läbitavus

S[m²] - plaatide pindala

d[m] - plaatide vaheline kaugus

Lihtsaim kondensaator: kaks teineteisest isoleeritud ja teineteise lähedale asetatud metallplaati

Kondensaatori üldtähis:

KONDENSAATOR VOOLUAHELAS

Kondensaator alalisvooluahelas: kuna kondensaatori plaatide vahel paikneb dielektrik, siis alalisvoolule on see suureks takistuseks ja alalisvooluahelasse lülitatud kondensaatorit vool ei läbi.

Alalisvooluahelasse lülitatud kondensaatori korral võib selgitada tema laadimise ja tühjendamise protsesse:

• kui ühendada kondensaatori klemmid vooluallikaga, siis toimub
• tema laadimine, mille tulemusena plaadid omandavad võrdvastu-
• pidised laengud
• laetud kondensaatorit saab tühjendada ühendades tema klemmid
• voolutarvitiga.

​

Kondensaator vahelduvvooluahelas: avaldab näilist takistust, mille suurus oleneb tema mahtuvusest ja vahelduvvoolu sage-dusest.

Kondensaator vahelduvvooluahelas tarvitab energiat vahelduva elektrivälja tekitamiseks. Kuna aga vahelduv elektriväli kutsub esile kondensaatorilt vastupidise voolu, siis niisugune takisti annab osa saadud energiast tagasi generaatorile.

KONDENSAATORITE ÜHENDUSED

Segaühendus: ekvivalentmahtuvuse suurus sõltub ühenduse skeemist.

​

Ekvivalentmahtuvuse leidmine toimub järk-järgult, leides ainult jada- ja

rööpühendusega elektriahela osade mahtuvused ning sellega

lihtsustades skeemi.

Jadaühendus:

Rööpühendus:

X_C= X_C1+X_C2+X_C3

Juhul kui kaks kondensaatorit on ühendatud jadamisi, siis:

MUUTKONDENSAATORID

Muutkondensaator - kondensaator, mille mahtuvust saab etteantud piirides muuta.

​

Muutkondensaatori tähis:

Muutkondensaatorid jagunevad otstarbe järgi:

• pöördkondensaatoriteks - kasutatakse võnkeringide häälestamiseks ja reguleerimiseks

• seadekondensaatoriteks - kasutatakse elektroonikalülituste seadistamiseks
• ja parameetrite esmareguleerimiseks

• varikond - mittelineaarne muutkondensaator

Trimmerkondensaator - väike seadekondensaator, mida kasutatakse peamiselt raadioaparatuuri võnkeringide häälestamiseks.

ELEKTRIMAGNETILISED OSISED: RELEED

Elektrimagnetrelee - elektrimagnetiline seadis, mille peamiseks ülesandeks on vooluahelate kommuteerimine.

Relee tähis:

Elektrimagnetrelee ehitus ja tööpõhimõte:

Relee kontaktid:

sulgekontakt

katkekontakt

ümberlülituskontakt

keskasendiga ümberlülituskontakt

ELEKTRIMAGNETILISED OSISED: TRANSFORMAATORiD

Transformaator - elektrimagnetiline seadis vahelduvvoolu pinge muutmiseks muutumatu sageduse korral.

Transformaatori üldtähis:

Transformaatori ehitus:

Transformaatori ülekandetegur:

Transformaatorsidestuse näide:

ELEKTRIMAGNETILISED OSISED: MIKROFONID

Mikrofon - elektriakustiline muundur helirõhu muundamiseks sellega võrdeliseks elektripingeks

Mikrofoni tähis:

Mikrofoni ehitus:

Mikrofoni tööpõhimõte:

Helivõnkumine paneb võnkuma membraani, milline teisendub elektrimagneti väljas võnkepooli abil elektripinge võnkumiseks. Pinge võnkumist võimendatakse võimendi abil.

Elektroonikaseadistes ja sidetehnikas kasutatakse:

• elektridünaamilisi lint- ja riba-
• elektrimagnetilisi
• elektreet-
• kondensaator-
• piesoelektrilisi mikrofone.

ELEKTRIMAGNETILISED OSISED: VALJUHÄÄLDID

Valjuhääldi - elektriakustiline muundur madalsagedusliku elektrilise väljundsignaali muundamiseks akustiliseks signaaliks.

Valjuhääldi tähis:

Telefoni tähis:

Valjuhääldi ehitus:

Võnkepooli läbiv helisagedusvool põhjustab magnetvälja, mis paneb võnkuma võnkepooli ja koos sellega koonilise helikiirguri. Võnkuv helikiirgur tekitab õhusamba helisagedusliku võnkumise.

Telefon- väikese helivõimsusega individuaalne valjuhääldi

​

Kõrvaklapid- väikesed elektridünaamilised valjuhääldid

Valjuhääldi tööpõhimõte:

ELEKTRIMAGNETILISED OSISED: ELEKTRIMOOTORID

Elektrimootor - elektrimasin, mis muundab elektrienergia mehaaniliseks energiaks (pöördliikumiseks).

Elektrimootori üldtähis:

Elektrimootori ehitus ja tööpõhimõte:

Elektrimootor koosneb:

• rootorist
• staatorist

Elektrimootori töö põhineb nähtusel, et magnetväljas asetsevale vooluga juht-mele mõjub jõud. Kui ühendada moo-tori harjad alalispingeallikaga, tekib ankrumähises vool, mille koosmõjul mootori magnetväljaga tekib pöörde-moment - elektrienergia muundub me-haaniliseks energiaks ja rootor hakkab pöörlema.

Elektroonikaseadistes kasutatakse elektrimootoreid magnetofo-nide ja videomagnetofonide lindiveo rullide, laserplaatide, arvuti-ketaste ja –diskettide pöörlema panemisel ning teiste seadiste tööle rakendamiseks.

Elektrimootorite

kasutamine:

Alalisvoolumootorid

Vahelduvvoolumootorid