ΒΑΗΚΔ ΔΝΝΟΗΔ ΣΖΝ ΖΛΔΚΣΡΟΣΔΥΝΗΑ

Transcript

1 ΒΑΗΚΔ ΔΝΝΟΗΔ ΣΖΝ ΖΛΔΚΣΡΟΣΔΥΝΗΑ Έληαζε ξεύκαηνο - ηάζε Ζιεθηξηζκόο Πξώηνο ν Θαιήο ν Μηιήζηνο δηαπίζησζε πσο ην θερξηκπάξη όηαλ ηξίβεηαη ζε κάιιηλν ύθαζκα απνθηά ηελ ηδηόηεηα λα έιθεη ηξίρεο, κηθξά ηεκάρηα δέξκαηνο θ.η.ι. Σα θαηλόκελα απηά νλνκάζηεθαλ ειεθηξηθά θαηλόκελα από ηελ αξραία νλνκαζία ηνπ θερξηκπαξηνύ «ήιεθηξν». Γηα λα εξκελεπηνύλ ηα ειεθηξηθά θαηλόκελα, έγηλε απνδεθηή ε ύπαξμε ελόο θπζηθνύ κεγέζνπο πνπ νλνκάζηεθε ειεθηξηθό θνξηίν. Γηαπηζηώζεθε πσο ν εβνλίηεο, όηαλ ηξίβεηαη ζε κάιιηλν ύθαζκα, απνθηά ειεθηξηθό θνξηίν. Παξαηεξήζεθε, πσο όηαλ πιεζηάζνπλ δπν ξάβδνη εβνλίηε πνπ είλαη ειεθηξηζκέλεο απσζνύληαη. Οκνίσο ην γπαιί ειεθηξίδεηαη, όηαλ ηξίβεηαη ζε κεηαμέλην ύθαζκα. Όηαλ πιεζηάζνπλ κηα ειεθηξηζκέλε ξάβδνο από εβνλίηε θαη κηα ειεθηξηζκέλε ξάβδνο από γπαιί έιθνληαη. Από ηηο παξαπάλσ παξαηεξήζεηο βγήθε ην ζπκπέξαζκα πσο ππάξρνπλ δπν εηδώλ θνξηία, απηό ηνπ εβνλίηε όηαλ ηξίβεηαη ζε κάιιηλν ύθαζκα θαη απηό ηνπ γπαιηνύ όηαλ ηξίβεηαη ζε κεηαμέλην ύθαζκα. Σν πξώην νλνκάζηεθε αξλεηηθό θαη ην δεύηεξν ζεηηθό. Δπίζεο έγηλε θαλεξό πσο ηα νκώλπκα θνξηία απσζνύληαη, ελώ ηα εηεξώλπκα έιθνληαη. Ζ κνλάδα ηνπ ειεθηξηθνύ θνξηίνπ είλαη ην Coulomb. Γνκή ηεο ύιεο Σα πιηθά ζώκαηα ζηε γιώζζα ηεο ρεκείαο είλαη ζύλζεζε ρεκηθώλ ελώζεσλ. Υεκηθέο ελώζεηο νλνκάδνληαη νη ρεκηθέο νπζίεο πνπ κπνξνύλ λα δηαζπαζηνύλ ζε απινύζηεξεο ηα ιεγόκελα ρεκηθά ζηνηρεία πνπ κε ηελ ζεηξά ηνπο δελ κπνξνύλ λα δηαζπαζηνύλ.

2 Σα κηθξόηεξα ζσκαηίδηα από ηα νπνία απνηεινύληαη ηα ρεκηθά ζηνηρεία νλνκάδνληαη άηνκα. Σα άηνκα απνηεινύληαη από ηνλ ππξήλα, ν νπνίνο βξίζθεηαη ζην θέληξν ηνπ αηόκνπ θαη ηα ειεθηξόληα, ηα νπνία πεξηζηξέθνληαη γύξσ από ηνλ ππξήλα. Ο ππξήλαο απνηειείηαη από ηα πξσηόληα θαη ηα λεηξόληα. Σα πξσηόληα έρνπλ πεξίπνπ ηελ ίδηα κάδα κε ηα λεηξόληα, ελώ ηα ειεθηξόληα έρνπλ κάδα πεξίπνπ 2000 θνξέο κηθξόηεξε από ηε κάδα ηνπ πξσηνλίνπ. Έρεη δηαπηζησζεί πσο ηα πξσηόληα θέξνπλ ζεηηθό θνξηίν, ελώ ηα ειεθηξόληα αξλεηηθό, επνκέλσο κεηαμύ ηνπ ππξήλα θαη ησλ ειεθηξνλίσλ αζθνύληαη ειθηηθέο δπλάκεηο Coulomb. Σν θνξηίν πνπ θέξνπλ ηα πξσηόληα είλαη ίζν θαη' απόιπηε ηηκή κε ην θνξηίν πνπ θέξνπλ ηα ειεθηξόληα (1, Cb). Σα λεηξόληα δελ θέξνπλ ειεθηξηθό θνξηίν. ε θάζε άηνκν ν αξηζκόο ησλ πξσηνλίσλ είλαη ίζνο κε ηνλ αξηζκό ησλ ειεθηξνλίσλ θαη έηζη ηα άηνκα είλαη ειεθηξηθά νπδέηεξα. Σα ειεθηξόληα θηλνύληαη ζε δηαθνξεηηθέο πεξηνρέο γύξσ από ηνλ ππξήλα, πνπ νλνκάδνληαη ζηνηβάδεο. ε θάζε ζηνηβάδα ν κέγηζηνο αξηζκόο ειεθηξνλίσλ είλαη δηαθνξεηηθόο μεθηλώληαο από ηελ πξώηε κε 2 ειεθηξόληα, ηε δεύηεξε κε 8 ηελ ηξίηε κε 18 θ.η.ι. εθηόο από ηελ ηειεπηαία ζηνηβάδα πνπ δελ κπνξεί λα έρεη πεξηζζόηεξα από 8 ειεθηξόληα, ελώ ε πξνηειεπηαία από 18. Σα ειεθηξόληα πνπ βξίζθνληαη ζηελ ηειεπηαία (εμσηεξηθή) ζηνηβάδα νλνκάδνληαη ειεθηξόληα ζζέλνπο. Σα ειεθηξόληα ζζέλνπο είλαη απηά πνπ ζπκκεηέρνπλ ζην ζρεκαηηζκό ρεκηθώλ ελώζεσλ θαη ζηα νπνία νθείινληαη νη ρεκηθέο ελώζεηο ησλ ζηνηρείσλ. Όηαλ έλα ειεθηξόλην ζζέλνπο απνζπαζηεί από έλα άηνκν πξνθύπηεη έλα ζεηηθό ηόλ. Ζ ελέξγεηα πνπ πξέπεη λα δνζεί ζε έλα ειεθηξόλην ζζέλνπο γηα λα απνζπαζηεί από ην άηνκν νλνκάδεηαη ελέξγεηα ηνληζκνύ. Δθηόο από ηα ζεηηθά ηόληα ππάξρνπλ θαη ηα αξλεηηθά ηόληα, πνπ ζρεκαηίδνληαη όηαλ έλα άηνκν πξνζιάβεη έλα επηπιένλ ειεθηξόλην. Ζιεθηξηθό ξεύκα

3 Ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ γηα ηελ εξκελεία ησλ ειεθηξηθώλ θαηλνκέλσλ παξνπζηάδεη ε δνκή ησλ κεηάιισλ. Σα κέηαιια απνηεινύληαη από ζεηηθά ηόληα πνπ ηζαπέρνπλ, ζρεκαηίδνληαο έηζη ην κεηαιιηθό πιέγκα. ε έλα κεηαιιηθό αγσγό, νξηζκέλα ειεθηξόληα έρνπλ απνζπαζηεί από ηελ εμσηεξηθή ζηνηβάδα ησλ αηόκσλ ηνπ κεηάιινπ θαη έρνπλ ηελ ηδηόηεηα λα θηλνύληαη αηάθησο εληόο ηνπ κεηαιιηθνύ αγσγνύ. Απηά νλνκάδνληαη ειεύζεξα ειεθηξόληα θαη θέξνπλ αξλεηηθό θνξηίν. ε έλα κεηαιιηθό αγσγό ηα ειεύζεξα ειεθηξόληα ιέγνληαη ειεθηξηθνί θνξείο ή θνξείο δηόηη είλαη ην ειεθηξηθό θνξηίν πνπ κπνξεί θαη θηλείηαη κέζα ζ' απηόλ. Καηά ηελ ζύλδεζε ελόο αγσγνύ κε ειεθηξηθή πεγή, νη ειεθηξηθνί θνξείο βξίζθνληαη κέζα ζε ειεθηξηθό πεδίν ζηνλ αγσγό κε απνηέιεζκα λα θηλνύληαη πξνο κηα θαηεύζπλζε. Ζ θίλεζε ησλ ειεθηξηθώλ θνξέσλ πξνο κηα θαηεύζπλζε νλνκάδεηαη ειεθηξηθό ξεύκα. Έληαζε ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο Ζ ξνή ησλ ειεθηξηθώλ θνξέσλ ζε έλα αγσγό άιινηε είλαη έληνλε άιινηε ιηγόηεξν έληνλε ή αξγή. Σν θπζηθό κέγεζνο πνπ εθθξάδεη ην πόζν έληνλε είλαη ε ξνή ησλ ειεθηξηθώλ θνξέσλ ζ' έλα αγσγό είλαη ε έληαζε ηνπ ξεύκαηνο. Αλ από κηα δηαηνκή ελόο αγσγνύ, ζην ρξνληθό παξάζπξν t έσο t+γt πεξάζεη θνξηίν Γq ηόηε ην ξεύκα ηνπ αγσγνύ ηε ρξνληθή ζηηγκή t νξίδεηαη ζαλ ην πειίθν I=Δq/Δt παίξλνληαο ην ρξνληθό δηάζηεκα Γt πνιύ κηθξό. Η έληαζε ηοσ ρεύκαηος ηε τροληθή ζηηγκή t ορίδεηαη ως ηο πειίθο ηοσ θορηίοσ Δq ποσ περλά από κηα δηαηοκή ηοσ αγωγού γηα τροληθό δηάζηεκα Δt γύρω από ηε τροληθή ζηηγκή t προς ηο τροληθό δηάζηεκα Δt. I=Δq/Δt Ζ θνξά ηνπ ξεύκαηνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηα θπθιώκαηα ζπκπίπηεη κε ηε θνξά θίλεζεο ησλ ειεθηξηθώλ θνξέσλ όηαλ απηνί θέξνπλ ζεηηθό θνξηίν. Απηόο ν νξηζκόο ηεο θνξάο ηνπ ξεύκαηνο νλνκάδεηαη ζπκβαηηθή θνξά. Όηαλ νη ειεθηξηθνί θνξείο θέξνπλ αξλεηηθό θνξηίν ηόηε ε θνξά ηνπ ξεύκαηνο είλαη αληίζεηε από ηελ θίλεζε ησλ θνξέσλ.

4 ηνπο κεηαιιηθνύο αγσγνύο νη ειεθηξηθνί θνξείο είλαη ηα ειεύζεξα ειεθηξόληα πνπ θέξνπλ αξλεηηθό θνξηίν. Δπνκέλσο ε ζπκβαηηθή θνξά ηνπ ξεύκαηνο ζε έλα κεηαιιηθό αγσγό είλαη ε αληίζεηε ηεο θίλεζεο ησλ ειεύζεξσλ ειεθηξνλίσλ. Ζ κνλάδα έληαζεο ξεύκαηνο είλαη ην 1Α (Ampere). Γηαθνξά δπλακηθνύ ζηα άθξα ειεθηξηθνύ δηπόινπ Κάζε δηάηαμε, πνπ έρεη δύν αθξνδέθηεο νλνκάδεηαη ειεθηξηθό δίπνιν. Ζιεθηξηθά δίπνια είλαη ηα εμαξηήκαηα πνπ έρνπλ ζαλ αθξνδέθηεο κεηαιιηθνύο αγσγνύο θαη ηέηνηα είλαη νη αληηζηάζεηο, νη θηλεηήξεο, νη θξπζηαιινδίνδνη. Πεηξακαηηθά έρεη παξαηεξεζεί όηη γηα ηε δηέιεπζε ειεθηξηθνύ θνξηίνπ από έλα ειεθηξηθό δίπνιν θαηαλαιίζθεηαη ειεθηξηθή ελέξγεηα. Εάλ θαηά ηελ δηέιεσζε ειεθηρηθού θορηίοσ ίζοσ 1Cb (1Coulomb) από έλα ειεθηρηθό δίποιο θαηαλαιώλεηαη ειεθηρηθή ελέργεηα ίζε κε 1Joule ηόηε ε δηαθορά δσλακηθού (θαηά απόισηε ηηκή) ζηα άθρα ηοσ δηπόιοσ είλαη ίζε κε 1Volt (1V). Ζιεθηξηθά δίπνια πνπ θαηαλαιίζθνπλ ειεθηξηθή ελέξγεηα είλαη ηα εμαξηήκαηα π.ρ. αληηζηάζεηο, θξπζηαιινδίνδνη θ.α. πνπ ηελ κεηαηξέπνπλ ζε ζεξκηθή. Σελ ελέξγεηα απηή ηελ παίξλνπλ από ηηο ειεθηξηθέο πεγέο κε ηηο νπνίεο είλαη ζπλδεδεκέλεο. Καηά ηελ δηέιεπζε ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο από κηα ειεθηξηθή πεγή παξάγεηαη ζην ξεύκα ειεθηξηθή ελέξγεηα. ε έλα ειεθηξηθό δίπνιν κε αθξνδέθηεο Α θαη Β από ην νπνίν δηέξρνληαη (ζεηηθά) θνξηία από ηνλ αθξνδέθηε Α ζηνλ Β, αλ θαηαλαιίζθεηαη ειεθηξηθή ελέξγεηα (π.ρ. παξαγσγή ζεξκόηεηαο από κηα αληίζηαζε) ιέκε όηη ην δπλακηθό ζηνλ αθξνδέθηε Α είλαη ζεηηθόηεξν από ην δπλακηθό ζην Β, δειαδή V AB =V B -V A < 0, ελώ αλ πξνζθέξεηαη ελέξγεηα ζην ξεύκα (π.ρ. από κηα κπαηαξία κε θαηαλάισζε ρεκηθήο ελέξγεηαο) ιέκε όηη ην δπλακηθό ζηνλ αθξνδέθηε Α είλαη αξλεηηθόηεξν από ην δπλακηθό ζην Β, δειαδή V AB =V B -V A > 0.

5 ην ζρήκα θαίλεηαη κηα αληίζηαζε λα δηαξξέεηαη από ξεύκα κε ζπκβαηηθή θνξά (θίλεζε ζεηηθώλ θνξέσλ) πξνο ηνλ αθξνδέθηε Α ζηνλ Β. Δπεηδή ζηελ αληίζηαζε θαηαλαιίζθεηαη ειεθηξηθή ελέξγεηα ην δπλακηθό ζηνλ αθξνδέθηε Α είλαη ζεηηθόηεξν από εθείλν ηνπ αθξνδέθηε Β. Δπίζεο ζην ζρήκα θαίλεηαη κηα ειεθηξηθή πεγή λα δηαξξέεηαη από ξεύκα ζπκβαηηθήο θνξάο από ηνλ αθξνδέθηε Γ πξνο ηνλ αθξνδέθηε Γ. Δπεηδή ε ειεθηξηθή πεγή παξέρεη ειεθηξηθή ελέξγεηα ζην θύθισκα ν αθξνδέθηεο Γ είλαη αξλεηηθόηεξνο από ηνλ αθξνδέθηε Γ. Δλέξγεηα θαη ηζρύο ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο Ζ κεγάιε ρξεζηκόηεηα ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο νθείιεηαη ζην όηη κε απηό είλαη πνιύ εύθνιε ε κεηαθνξά ελέξγεηαο από ηνλ ηόπν παξαγσγήο ηεο ζηελ θαηαλάισζε. Ο ξπζκόο κε ηνλ νπνίν παξάγεηαη ή θαηαλαιίζθεηαη ε ελέξγεηα ζε έλα ειεθηξηθό δίπνιν εθθξάδεηαη από ηελ ηζρύ πνπ ζπκβνιίδεηαη κε ην γξάκκα P. Οξίδεηαη σο εμήο: Ζ ειεθηξηθή ελέξγεηα ΓΔ πνπ θαηαλαιίζθεηαη από έλα ει. δίπνιν ζην κηθξό ρξνληθό παξάζπξν Γt, δίλεηαη απν ηνλ ηύπν ΓΔ = P Γt πλεπώο ε ηζρύο ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο πνπ θαηαλαιίζθεηαη ζε ειεθηξηθό δίπνιν δίλεηαη από ηε ζρέζε: P = ΓΔ/Γt Απνδεηθλύεηαη όηη, εάλ ζε έλα ειεθηξηθό δίπνιν ην νπνίν δηαξξέεηαη από ξεύκα έληαζεο Η, έρνληαο δηαθνξά δπλακηθνύ V ζηα άθξα ηνπ, ε ηζρύο Ρ ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο πνπ θαηαλαιίζθεηαη από ην δίπνιν είλαη ίζε P=I V. ηελ πεξίπησζε πνπ ην ξεύκα (ζπκβαηηθή θνξά) εηζέξρεηαη ζην ζεηηθόηεξν αθξνδέθηε ηνπ δηπόινπ, ηόηε θαηαλαιίζθεηαη ειεθηξηθή ελέξγεηα από ην δίπνιν (π.ρ. αληίζηαζε) θαη ε ηζρύο είλαη ζεηηθή πνζόηεηα, ελώ ζηελ πεξίπησζε πνπ ην ξεύκα εηζέξρεηαη ζην αξλεηηθόηεξν αθξνδέθηε ηνπ δηπόινπ (π.ρ. ειεθηξηθή πεγή), ηόηε

6 παξάγεηαη ειεθηξηθή ελέξγεηα από ην δίπνιν θαη ε ηζρύο είλαη αξλεηηθή πνζόηεηα Σν εμάξηεκα: αληίζηαζε Αληίζηαζε Έλα βαζηθό ζηνηρείν θπθιώκαηνο είλαη ε "αληίζηαζε". Απηό είλαη ην ζηνηρείν θπθιώκαηνο γηα ην νπνίν ε ηάζε ζηα άθξα ηνπ V θαη ην ξεύκα I πνπ ην δηαξξέεη ζπλδένληαη κε γξακκηθή ζρέζε. πγθεθξηκέλα ζηηο "αληηζηάζεηο" ηζρύεη ε ζρέζε V = I R, όπνπ R ζηαζεξά. Γηαθνξεηηθά κπνξνύκε λα πνύκε όηη ν ιόγνο ηεο ηάζεο V ζηα άθξα ηεο αληίζηαζεο πξνο ην ξεύκα πνπ ηελ δηαξξέεη είλαη ζηαζεξόο θαη ίζνο κε ηελ ηηκή ηεο αληίζηαζεο. Γειαδή R=V/I. Σα θπζηθά εμαξηήκαηα πνπ ηθαλνπνηνύλ ηε γξακκηθή ζρέζε: V=I R ιέγεηαη όηη ηθαλνπνηνύλ ην λόκν ηνπ Ohm. Οη κεηαιιηθνί αγσγνί είλαη αληηζηάζεηο ζηηο νπνίεο ηζρύεη ν λόκνο ηνπ Ohm. πγθεθξηκέλα ε αληίζηαζε ελόο κεηαιιηθνύ αγσγνύ, δηαηνκήο S θαη κήθνπο L, δίλεηαη από ηνλ ηύπν: R = ξ L/S, όπνπ ξ κηα ζηαζεξά πνπ νλνκάδεηαη εηδηθή αληίζηαζε θαη εμαξηάηαη από ηελ θύζε ηνπ πιηθνύ ηνπ αγσγνύ. Καζώο ηα ειεύζεξα ειεθηξόληα θηλνύληαη κέζα ζηνλ αγσγό ζπγθξνύνληαη κε ηα θαηηόληα ηνπ πιέγκαηνο κε απνηέιεζκα ηελ εκθάληζε ζεξκόηεηαο ζηνλ αγσγό. Έηζη κέζα ζηελ αληίζηαζε ην ειεθηξηθό ξεύκα ζπλαληά δπζθνιία ζηελ θίλεζε ηνπ πνπ είλαη αλάινγε κε ηελ ηηκή ηεο αληίζηαζεο. Δπεηδή ε αληίζηαζε είλαη έλα παζεηηθό εμάξηεκα, πνπ θαηαλαιώλεη ειεθηξηθή ελέξγεηα κεηαηξέπνληαο ηελ ζε ζεξκηθή, ε θαηεύζελζε ηνπ ξεύκαηνο ζ' απηήλ είλαη από ην ζεηηθό άθξν ηεο πξνο ην αξλεηηθό.

7 Μνλάδα κέηξεζεο ηεο αληίζηαζεο είλαη ην 1Ω θαη είλαη ε αληίζηαζε ελόο αγσγνύ ζηνλ νπνίν όηαλ εθαξκόδεηαη ηάζε 1V ζηα άθξα ηνπ δηαξξέεηαη από ξεύκα 1Α. Δθηόο από ηε κνλάδα Ohm, ρξεζηκνπνηνύληαη ζπλήζσο θαη ηα πνιιαπιάζηα ηεο: 1 Kiloohm (KΩ) = 10 3 Ω θαη 1Megohm (ΜΩ) = 10 6 Ω Υαξαθηεξηζηηθά κεγέζε αληηζηάζεσλ Κάζε αληίζηαζε ραξαθηεξίδεηαη από κεγέζε όπσο παξνπζηάδνληαη παξαθάησ: Ολνκαζηηθή ηηκή αληίζηαζεο. Δίλαη ε ηηκή ηεο αληίζηαζεο, πνπ δίλεη ν θαηαζθεπαζηήο ζε Ωκ. ήκεξα νη ηηκέο ησλ αληηζηάζεσλ είλαη ηππνπνηεκέλεο κε ηηο ζεηξέο Δ. Γηαθξίλνπκε αλάινγα κε ηελ επηηξεπόκελε αλνρή ησλ αληηζηάζεσλ ηηο ζεηξέο Δ 12, Δ 24, Δ 48, Δ 96 νη νπνίεο έρνπλ αληίζηνηρεο αλνρέο 10%, 5%, 2%, 1%. Ολνκαζηηθή ηζρύο. Δίλαη ε ηζρύο πνπ κπνξεί λα αλαπηύμεη ε αληίζηαζε κε ηε κνξθή ζεξκόηεηαο, ζε θαλνληθή ζεξκνθξαζία πεξηβάιινληνο θαη θαλνληθή πίεζε. ' απηέο ηηο ζπλζήθεο ε ζεξκνθξαζία ιεηηνπξγίαο ηεο αληίζηαζεο δελ πξέπεη λα ππεξβεί εθείλε πνπ δίλεη ν θαηαζθεπαζηήο. Αλνρή. Δίλαη ε απόθιηζε ηεο ηηκήο ηεο αληίζηαζεο από ηελ νλνκαζηηθή ηεο ηηκή. Σνύην απνηειεί ζηνηρείν πνπ δίλεη ν θαηαζθεπαζηήο. Οη ηηκέο ησλ αλνρώλ έρνπλ ηππνπνηεζεί παγθόζκηα θαη είλαη +-10%, +-5%, +-2%, +-1% θαη +-0,5%. Μέγηζηε επηηξεπόκελε ηάζε. Δίλαη ε κέγηζηε ηάζε πνπ κπνξεί λα εθαξκνζηεί ζηα άθξα κηαο αληίζηαζεο ρσξίο απηή λα θαηαζηξαθεί.

8 Γξακκηθόηεηα. Οη αληηζηάζεηο πξέπεη λα αθνινπζνύλ ηνλ λόκν ηνπ Ohm κε αθξίβεηα γηα λα κελ παξαηεξνύληαη παξακνξθώζεηο ησλ ηάζεσλ ή ξεπκάησλ ζηηο νπνίεο ιεηηνπξγνύλ. Σάζε ζνξύβνπ. Καηά ηε δηέιεπζε ηνπ ξεύκαηνο κέζα από έλα αληηζηάηε ε εθιπόκελε ζεξκηθή ελέξγεηα πξνθαιεί θπκάλζεηο ηάζεσο πνπ ε κέζε ηηκή ηνπο είλαη κεδέλ. Σν πιάηνο ησλ θπκάλζεσλ απηώλ πξνο ηελ εθακνδόκελε ηάζε ζηα άθξα ηνπ αληηζηάηε καο δίλεη ηελ ηηκή ηνπ ζνξύβνπ ζε κv/v. ηαζεξόηεηα ηεο αληίζηαζεο. Σα πιηθά πνπ ρξεζηκνπνηνύληαη ζηε θαηαζθεπή ησλ αληηζηάζεσλ παξνπζηάδνπλ αιινηώζεηο θαηα ηε δηάξθεηα ηεο δσήο ηνπο. Οη αληηζηάζεηο πξέπεη λα παξνπζηάδνπλ θαιή ζηαζεξόηεηα ηηκήο κε ηελ πάξνδν ηνπ ρξόλνπ. Αληηζηάζεηο ζηαζεξήο ηηκήο Οη αληηζηάζεηο αλάινγα κε ηνλ ηξόπν θαηαζθεπήο δηαθξίλνληαη ζε: Αληηζηάζεηο Άλζξαθνο. Καηαζθεπάδνληαη από θόθθνπο άλζξαθα κε ζπλδεηηθό πιηθό, ζπγθεθξηκέλα κε ζπλζεηηθέο ξεηίλεο. Απηό ην πιηθό, ηνπ άλζξαθα θαη ηνπ ζπλδεηηθνύ πιηθνύ ζεξκέλεηαη θαη ζπκπηέδεηαη. Σαπηόρξνλα ηνπνζεηνύληαη νη αθξνδέθηεο ηνπ εμαξηήκαηνο. ηε ζπλέρεηα ηνπνζεηείηαη ην κνλσηηθό πιηθό γηα πξνζηαζία θαη αληνρή έηζη παίξλεη ηελ ηειηθή ηεο κνξθή. Απηέο νη αληηζηάζεηο έρνπλ ην ρακειόηεξν θόζηνο παξαγσγήο, αιιά έρνπλ ζνβαξά κεηνλεθηήκαηα όπσο ε κεγάιε αλνρή θαη ν κεγάινο ζόξπβνο. Αληηζηάζεηο ζε θίικ άλζξαθα. Πάλσ ζ' έλα θπιηλδξηθό ζώκα από κνλσηηθό πιηθό ηνπνζεηείηαη έλα ιεπηό ζηξώκα άλζξαθα. Αθνύ ηνπνζεηεζνύλ νη αθξνδέθηεο ηνπ εμαξηήκαηνο, ην ζηξώκα άλζξαθα ραξάδεηαη ειηθνεηδώο. Έηζη, απηόλ ηνλ ηξόπν θαηαζθεπάδεηαη ε αληίζηαζε κε ηελ επηζπκεηή ηηκή κε αθξίβεηα. ηε ζπλέρεηα ε αληίζηαζε θαιύπηεηαη από κνλσηηθό πιηθό πάλσ ζην νπνίν αλαγξάθεηαη ε ηηκή ηεο αληίζηαζεο. Κεξακηθέο αληηζηάζεηο. Οη αληηζηάζεηο απηέο είλαηαληηζηάζεηο πνπ κπνξνύλ λα αληέμνπλ πςειή ηζρύ από 2έσο

9 40Watt. Καηαζθεπάδνληαη παξόκνηα όπσο θαη νη αληηζηάζεηο θίικ. πγθεθξηκέλα, πάλσ ζε κηα θπιηλδξηθή βάζε από κνλσηηθό πιηθό ηνπνζεηείηαη έλα ζηξώκα κείγκαηνο θεξακηθνύ πιηθνύ θαη κεηάιινπ. ηε ζπλέρεηα ηνπνζεηνύληαη νη αθξνδέθηεο θαη ην ζηξώκα ραξάδεηαη κε αθξίβεηα ώζηε λα δίλεη ηελ επηζπκεηή ηηκή ηεο αληίζηαζεο. Αθνινπζεί ε ηνπνζέηεζε κνλσηηθνύ πιηθνύ εμσηεξηθά θαιύπηνληαο ηελ αληίζηαζε, πάλσ ζην νπνίν αλαγξάθεηαη ε ηηκή θαη ε αλνρή ηεο αληίζηαζεο θαζώο θαη ε ηζρύο ηεο κε γξάκκαηα θαη αξηζκνύο. Αληηζηάζεηο ζύξκαηνο. Οη αληηζηάζεηο απηέο θαηαζθεπάδνληαη από ζύξκα πνπ ηπιίγεηαη ζε θπιηλδξηθή βάζε από κνλσηηθό πιηθό, ζπλήζσο θεξακηθό ή γπαιί. Σν ζύξκα ηεο αληίζηαζεο είλαη θαηαζθεπαζκέλν από θξάκα ληθειίνπ-ραιθνύ ή θξάκα ληθειίνπρξσκίνπ ην νπνίν είλαη βακκέλν κε κνλσηηθό πιηθό γηα λα κελ βξαρπθπθιώλνπλ νη ζπείξεο κεηαμύ ηνπο. ηε ζπλέρεηα απηέ νη αληηζηάζεηο θαιύπηνληαη κε κνλσηηθέο νπζίεο, θπξίσο ζκάιην ή ηζηκέλην. Υξεζηκνπνηνύληαη ζε θπθιώκαηα πςειήο ηζρύνο, όηαλ έρνπκε ξεύκαηα κεγάιεο εληάζεσο. Αληηζηάζεηο κεηαιιηθνύ θίικ. Απηέο νη αληηζηάζεηο θαηαζθεπάδνληαη θαη νκνηάδνπλ όπσο θαη νη αληηζηάζεηο θίικ άλζξαθα. Γηαθέξνπλ ζην όηη, απηόο ν ηύπνο αληηζηάζεσλ ρξεζηκνπνηεί κεηαιιηθό θηικ, αληί ιεπηνύ ζηξώκαηνο άλζξαθα πάλσ ζε ππξήλα κνλσηηθνύ πιηθνύ. Σν κεηαιιηθό θίικ ραξάζεηαη ειηθνεηδώο ώζηε λα δεκηνπξγεζεί ε αληίζηαζε κε ηελ επηζπκεηή ηηκή. ήκεξα νη αληηζηάζεηο κεηαιιηθνύ θίικ ρξεζηκνπνηνύληαη επξέσο. Αληηζηάζεηο SMD Σα εμαξηήκαηα επηθαλεηαθήο ζηήξημεο SMD ( Surface Mountain Device) δεκηνπξγήζεθαλ κε ηελ

10 πξνζπάζεηα ηεο ηερλνινγίαο γηα ηελ ειάηησζε ηνπ ρώξνπ πνπ θαηαιακβάλεη έλα ειεθηξνληθό θύθισκα. Οη αληηζηάζεηο SMD δελ έρνπλ αθξνδέθηεο κε ηε κνξθή ζύξκαηνο αιιά θαηαιήγνπλ ζε δύν κεηαιιηθά άθξα θαη απαηηνύλ εηδηθέο κεζόδνπο θαη ηερληθέο ζπγθόιιεζεο θαη απνθόιιεζεο. Δπεηδή έρνπλ πνιύ κηθξέο δηαζηάζεηο (κεγέζε 0603 θαη 0805), δεκηνπξγείηαη πξόβιεκα αλαγλώξηζεο ησλ SMD αληηζηάζεσλ γηαηί ε κηθξή ηνπο επηθάλεηα δελ επηηξέπεη ηελ αλαγξαθή πιεξνθνξηώλ, κόλν ζηηο κεγαιύηεξεο από απηέο (κέγεζνο 1206) αλαγξάθεηαη έλαο ηξηςήθηνο αξηζκόο. Κώδηθαο ρξσκάησλ Ζ ηηκή ηεο αληίζηαζεο ζαλ πιεξνθνξία, θσδηθνπνηείηαη κε ηξεηο, ηέζζεξηο ή πέληε ρξσκαηηθνύο δαθηπιίνπο γύξσ απ' ην ζώκα ηεο αληίζηαζεο.

11 Σξεηο ρξσκαηηθνί δαθηύιηνη. Υξεζηκνπνηνύληαη ηξεηο ρξσκαηηθνί δαθηύιηνη γηα αληηζηάζεηο πνπ έρνπλ αλνρή +-20%. Οη δπν πξώηνη δαθηύιηνη δειώλνπλ αξηζκνύο θαη ν ηξίηνο δαθηύιηνο ηνλ πνιιαπιαζηαζηή ή ηνλ αξηζκό ησλ κεδεληθώλ πνπ αθνινπζνύλ ηνπο δπν πξώηνπο αξηζκνύο. Σέζζεξηο ρξσκαηηθνί δαθηύιηνη. Υξεζηκνπνηνύληαη ηέζζεξηο ρξσκαηηθνί δαθηύιηνη γηα αληηζηάζεηο πνπ έρνπλ αλνρή +-5% ή +- 10%. Οη ηξεηο πξώηνη δαθηύιηνη δειώλνπλ όηη αθξηβώο θαη ζηελ πξνεγνύκελε πεξίπησζε ελώ ν ηέηαξηνο δειώλεη ηελ αλνρή ηεο αληίζηαζεο. Ο ηέηαξηνο δαθηύιηνο έρεη ρξώκα ρξπζό ή αζεκί γηα αλνρή 5% θαη 10% αληίζηνηρα. Πέληε ρξσκαηηθνί δαθηύιηνη. Υξεζηκνπνηνύληαη πέληε ρξσκαηηθνύο δαθηπιίνπο γηα αληηζηάζεηο πνπ έρνπλ πνιύ κεγαιύηεξε αθξίβεηα ηηκήο από ηηο πξνεγνύκελεο. πγθεθξηκέλα νη ηξεηο πξώηνη δαθηύιηνη δειώλνπλ αξηζκνύο, ν ηέηαξηνο δαθηύιηνο δειώλεη ηνλ πνιιαπιαζηαζηή θαη ν πέκπηνο δαθηύιηνο ηελ αλνρή. Παξαδείγκαηα Αθνινπζνύλ παξαδείγκαηα αλαγλώξηζεο αληηζηάζεσλ κε θώδηθα ρξσκάησλ: Καθέ, πξάζηλν, καύξν, ρξπζό >> ηηκή 15Ω αλνρή 5% Πνξηνθαιί, πνξηνθαιί, ρξπζό, ρξπζό >> ηηκή 3,3Ω αλνρή 5% Κόθθηλν, θόθθηλν, πνξηνθαιί >> ηηκή 22ΚΩ αλνρή 20% Κόθθηλν, κσβ, θίηξηλν, ρξπζό >> ηηκή 270ΚΩ αλνρή 5% Καθέ, πξάζηλν, κπιέ, αζεκί >> ηηκή 15ΜΩ αλνρή 10% Καθέ, πξάζηλν, πξάζηλν, αζεκί >> ηηκή 1,5ΜΩ αλνρή 10% Κώδηθαο Γξακκάησλ θαη αξηζκώλ Μ απηό ηνλ ηξόπν, νη πιεξνθνξίεο ηεο αληίζηαζεο δίδνληαη κε έλα ζπλδπαζκό γξακκάησλ θαη αξηζκώλ. Ο θώδηθαο απηόο ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο ζηηο αληηζηάζεηο ζύξκαηνο κεγάιεο ηζρύνο, όπνπ ε κεγάιε επηθάλεηα επηηξέπεη ηελ γξαθή γξακκάησλ θαη αξηζκώλ. Ζ νλνκαζηηθή ηηκή ηεο αληίζηαζεο δίλεηαη κε ηε βνήζεηα αξηζκώλ θαη ησλ γξακκάησλ R, K, M. Σα γξάκκαηα πξνεγνύληαη ή

12 αθνινπζνύλ ηνπο αξηζκνύο ή βξίζθνληαη αλάκεζα ηνπο. Ζ αλνρή ηεο αληίζηαζεο γξάθεηαη κε αξηζκνύο ή κε γξάκκαηα, όπσο: F=1%, G=2%, J=5%, K=10%, M=20%. Ζ ηζρύο ησλ αληηζηάζεσλ απηώλ αλαγξάθνληαη κε έλα αξηζκό πνπ αθνινπζείηαη από ην γξάκκα W Παξαδείγκαηα 2,2ΚΩ F 5W >> ηηκή 2,2ΚΩ, αλνρή 1%, ηζρύο 5 Watt 33 5% 9W >> ηηκή 33Ω, αλνρή 5%, ηζρύο 9 Watt 68K 1% >> ηηκή 68ΚΩ, αλνρή 1% 5W 15KRJ >> ηηκή 15ΚΩ, αλνρή 5%, ηζρύο 5W 0,33 10% 7W >> ηηκή 0,33Ω, αλνρή 10%, ηζρύο 7W Αληηζηάζεηο κεηαβιεηήο ηηκήο ε νξηζκέλα θπθιώκαηα είλαη απαξαίηεηε κηα αληίζηαζε πνπ ε ηηκή ηεο λα κπνξεί λα κεηαβιεζεί κε κεηαβνιή άιισλ κεγεζώλ π.ρ. ηεο ηάζεο, ηεο ζεξκνθξαζίαο θιπ. είηε λα κεηαβάιιεηαη ρεηξνθίλεηα όπσο γηα παξάδεηγκα ζηα πνηελζηόκεηξα. Ρπζκηδόκελεο κεραληθά αληηζηάζεηο Γηα ηελ θαηαζθεπή ελόο ηέηνηνπ εμαξηήκαηνο ζε κηα θπιηλδξηθή ή θπθιηθή βάζε ηνπνζεηείηαη έλα ζηξώκα άλζξαθα ή κεηάιινπ είηε ηπιίγεηαη γύξσ από απηήλ ζύξκα πςειήο αληίζηαζεο πνπ απνηειεί ην πιηθό ηεο αληίζηαζεο. Καηά κήθνο ηνπ πιηθνύ ηεο αληίζηαζεο θαη κεηαμύ ησλ άθξσλ ηεο ζηα νπνία έρνπλ ηνπνζεηεζεί αθξνδέθηεο, νιηζζαίλεη έλαο αγώγηκνο δξνκέαο, πνπ απνηειεί ηνλ ηξίην αθξνδέθηε ηεο κεηαβιεηήο αληίζηαζεο. Ο δξνκέαο κπνξεί λα κεηαθηλείηαη παξάιιεια ζην

13 πιηθό ηεο αληίζηαζεο ή λα πεξηζηξέθεηαη κε ηελ βνήζεηα ελόο άμνλα πεξηζηξνθήο. Σν ζύζηεκα απηό ηεο κεηαβιεηήο αληίζηαζεο ηνπνζεηνύληαη κέζα ζε κεηαιιηθό ή πιαζηηθό πεξίβιεκα από ην νπνίν εμέξρνληαη νη αθξνδέθηεο θαη ν πεξηζηξεθόκελνο άμνλαο ηνπ δξνκέα ή κηα ιαβή κεηαηόπηζεο αλάινγα κε ηελ θαηαζθεπή. ηε ειεθηξνληθή ηερλνινγία απηέο νη αληηζηάζεηο απηέο είλαη γλσζηέο κε ηελ νλνκαζία πνηελζηόκεηξα. Σα πνηελζηόκεηξα ρσξίδνληαη ζε δπν θύξηεο θαηεγνξίεο α) ηα γξακκηθά β)ηα ινγαξηζκηθά ηα γξακκηθά πνηελζηόκεηξα ε ηηκή ηεο αληίζηαζεο κεηαβάιιεηαη αλάινγα κε ηε γσλία πεξηζηξνθήο ή ηε κεηαηόπηζε ηνπ δξνκέα. Σα γξακκηθά πνηελζηόκεηξα ζπκβνιίδνληαη κε ηα γξάκκαηα Α πνπ ρξεζηκνπνηνύλ Δπξσπαίνη θαηαζθεπαζηέο, Β πνπ ρξεζηκνπνηνύλ Ηάπσλεο θαηαζθεπαζηέο ή αθόκε πεξηγξαθηθά ζαλ LIN θαη ηέινο θαηά DIN κε ηνλ αξηζκό 1. ηελ αθνπζηηθή ην αλζξώπηλν απηί αληηιακβάλεηαη ηελ έληαζε ηνπ ήρνπ ή ηηο κεηαβνιέο ηνπ ήρνπ ζαλ ινγαξηζκηθέο θαη όρη ζαλ γξακκηθέο κεηαβνιέο. Έηζη γηα ηηο αλάγθεο ηεο ειεθηξναθνπζηηθήο γηα ινγαξηζκηθέο κεηαβνιέο νδήγεζε ζηελ θαηαζθεπή ινγαξηζκηθώλ πνηελζηόκεηξσλ. ηα ινγαξηζκηθά πνηελζηόκεηξα ην πιηθό ηεο αληίζηαζεο δελ ηνπνζεηείηαη νκνηόκνξθα πάλσ ζηελ αξρηθή βάζε αιιά κε ηέηνην ηξόπν ώζηε ηειηθά λα έρνπκε ινγαξηζκηθή κεηαβνιή ηεο ηηκήο ηεο αληίζηαζεο. Σα ινγαξηζκηθά πνηελζηόκεηξα ζπκβνιίδνληαη κε ην γξάκκα Β πνπ ρξεζηκνπνηνύλ Δπξσπαίνη θαηαζθεπαζηέο, D πνπ ρξεζηκνπνηνύλ Ηάπσλεο θαηαζθεπαζηέο ή αθόκα πεξηγξαθηθά ζαλ LOG θαη ηέινο θαηά DIN κε ηνλ αξηζκό 4.

14 Μηα εηδηθή θαηεγνξία πνηελζηνκέηξσλ είλαη ηα trimmer. Απηά είλαη πνηελζηόκεηξα κηθξά ζε κέγεζνο θαηαζθεπαζκέλα κε όκνην ηξόπν, αιιά ρσξίο άμνλα πεξηζηξνθήο, κε κηα ζρηζκή, πνπ κε ηελ βνήζεηα ελόο θαηζαβηδηνύ κπνξεί λα πεξηζηξέθεί ν δξνκέαο ηνπ. Με γξακκηθέο αληηζηάζεηο Οη αληηζηάζεηο πνπ κειεηήζακε κέρξη ηώξα ήηαλ γξακκηθέο ζηηο νπνίεο ηζρύεη ν λόκνο ηνπ Ohm γηα ζηαζεξή ηηκή ηνπ ιόγνπ V/I=R αλεπεξέαζην από εμσηεξηθέο επηδξάζεηο. ηηο γξακκηθέο αληηζηάζεηο, ε γξαθηθή παξάζηαζε ηεο ζρέζεο ηάζεο V θαη έληαζεο ηνπ ξεύκαηνο I είλαη επζεία πνπ δηέξρεηαη από ηελ αξρή ησλ αμόλσλ. Παξαθάησ ζα εμεηάζνπκε κηα άιιε θαηεγνξία αληηζηάζεσλ πνπ ε ηηκή ηνπο εμαξηάηαη από ηελ ζεξκνθξαζία, ηελ ηάζε, ηελ θσηεηλή αθηηλνβνιία θαη άιινπο εμσηεξηθνύο παξάγνληεο. Ζ γξαθηθή παξάζηαζε ηεο έληαζεο ηνπ ξεύκαηνο ζπλαξηήζεη ηεο εθαξκνδόκελεο ζηα άθξα ηνπο ηάζεο, δελ είλαη πηα επζεία αθνύ δελ ππαθνύνπλ ζην λόκν ηνπ Ohm. Θεξκίζηνξ Σα ζεξκίζηνξ (thermistor) είλαη αληηζηάζεηο πνιύ επαίζζεηεο ζηηο κεηαβνιέο ηεο ζεξκνθξαζίαο. Καηαζθεπάδνληαη από εκηαγώγηκα πιηθά θαη ππάξρνπλ ζε δηάθνξα κεγέζε θαη ζρήκαηα. Σα ζεξκίζηνξ ρσξίδνληαη ζε δπν θαηεγνξίεο: α) N.T.C. ζεξκίζηνξ: Έρνπλ αξλεηηθό ζεξκηθό ζπληειεζηή αληίζηαζεο (Negative Temperature Coefficient) δειαδή ε αληίζηαζε ηνπο κεηώλεηαη όηαλ απμάλεηαη ε ζεξκνθξαζία. ηελ θαηεγνξία απηή αλήθνπλ ηα πεξηζζόηεξα ζεξκίζηνξο. β) P.T.C. ζεξκίζηνξ: Έρνπλ ζεηηθό ζεξκηθό ζπληειεζηή αληίζηαζεο (Positive Temperature Coefficient) δειαδή ε αληίζηαζε ηνπο απμάλεηαη όηαλ απμάλεηαη ε ζεξκνθξαζία. Βαξίζηνξ (VDR) Σα βαξίζηνξ είλαη κε γξακκηθέο αληηζηάζεηο, πνπ ε ηηκή ηνπο εμαξηάηαη από ηελ ηάζε πνπ εθαξκόδεηαη ζηα άθξα ηνπο. Γελ αθνινπζνύλ ηνλ λόκν ηνπ Ohm θαη ε ραξαθηεξηζηηθή ηνπο I=f(V)

15 αθνινπζεί ηε ζρέζε: Η = ΚV a όπνπ Κ : ζπληειεζηήο πνπ εμαξηάηαη από ην πιηθό θαηαζθεπήο θαη ηηο πξνδηαγξαθέο ηνπ βαξίζηνξ, V: ε ηάζε πνπ εθαξκόδεηαη ζηα άθξα ηνπ βαξίζηνξ θαη α: κε γξακκηθόο ζπληειεζηήο κε ηηκέο κεγαιύηεξεο από 2 (α>2). Σα βαξίζηνξ ρξεζηκνπνηνύληαη ζε θπθιώκαηα γηα απνθπγή ή πεξηνξηζκό ππεξηάζεσλ είηε γηα ζηαζεξνπνίεζε πςειώλ ηηκώλ ηάζεσο. Φσηναληηζηάζεηο Οη θσηναληηζηάζεηο είλαη εηδηθή θαηεγνξία κε γξακκηθώλ αληηζηάζεσλ πνπ ε ηηκή ηνπο κεηαβάιιεηαη κε ηελ πξόζπησζε θσηεηλήο αθηηλνβνιίαο πάλσ ζηελ επηθάλεηα ηνπο. Ζ ιεηηνπξγία ηνπο ζηεξίδεηαη ζην θαηλόκελν ηεο κεηαβνιήο ηεο αγσγηκόηεηαο ελόο εκηαγσγνύ κε ηελ κεηαβνιή ηεο πξνζπίπηνπζαο θσηεηλήο αθηηλνβνιίαο. Σα θπξηόηεξα ραξαθηεξηζηηθά κηαο θσηναληίζηαζεο είλαη ηα εμήο: α)σηκήο ζθόηνπο πνπ είλαη ε ηηκή ηεο αληίζηαζεο απνπζία θσηηζκνύ δειαδή ζην ζθνηάδη. β)σε κέγηζηε Rmax θαη ειάρηζηε ηηκή Rmin κέζα ζηα νπνίεο κεηαβάιιεηαη ε αληίζηαζε κε ηελ επίδξαζε ηνπ θσηόο. γ)ο ρξόλνο πνπ απαηηείηαη γηα λα ζηαζεξνπνηεζεί ε αληίζηαζε από ηε ζηηγκή ηεο αιιαγήο ηνπ θσηηζκνύ. Οη θσηναληηζηάζεηο ρξεζηκνπνηνύληαη ιόγσ ηεο κεγάιεο κεηαβνιήο ηεο αληίζηαζεο ηνπο ζαλ θσηναηζζεηήξεο, γηα θσηηζκό ησλ νδώλ, ζε θπθιώκαηα ππξαζθαιεηαο, ζηηο θσηνγξαθηθέο κεραλέο γηα απηόκαηε ξύζκηζε ηνπ δηαθξάγκαηνο αλάινγα κε ηελ ππάξρνπζα έληαζε θσηεηλήο αθηηλνβνιίαο θαη ζε πάξα πνιιά άιια θπθιώκαηα απηνκαηηζκνύ. πκβνιηζκόο αληηζηάζεσλ

16 Σνπνινγηθνί νξηζκνί Οη λόκνη ηνπ Kirhhoff Οη ειεθηξηθέο πεγέο ηάζεο θαη ξεύκαηνο θαζώο θαη νη αληηζηάζεηο κπνξνύλ λα ζπλδεζνύλ καδί κε πνηθίινπο ηξόπνπο θαη λα ζρεκαηίζνπλ έλα ζύλζεην ειεθηξηθό θύθισκα. Γηα ηε κειέηε ησλ ειεθηξηθώλ θπθισκάησλ, δίδνληαη νη παξαθάησ νξηζκνί: Κιάδος: Είλαη οποηαδήποηε οκάδα ζσλδεδεκέλωλ ζηοητείωλ ποσ ζτεκαηίδοσλ έλα ζύλοιο δσο αθροδεθηώλ. Κόκβος: Είλαη ο θοηλός αθροδέθηες, δειαδή ηο ζεκείο ζηο οποίο θαηαιήγοσλ δσο ή περηζζόηεροη θιάδοη. Βρόγτος: Είλαη οποηαδήποηε θιεηζηή δηαδροκή θιάδωλ. Δηαθρίλεηαη ζε απιό θαη κε απιό βρόγτο.

17 ην θύθισκα ηνπ ζρήκαηνο ε αληίζηαζε R 1 όπσο θαη ε πεγή Δ απνηεινύλ θιάδνπο ηνπ θπθιώκαηνο. Σν ζεκείν έλσζεο ησλ αληηζηάζεσλ R 1 θαη R 2 θαζώο θαη ηεο πεγήο Δ απνηεινύλ θόκβν ηνπ θπθιώκαηνο. Ζ δηαδξνκή πνπ πεξηιακβάλεη ηηο αληηζηάζεηο: R 2, R 3 θαη ηελ πεγή Δ απνηεινύλ βξόγρν ηνπ θπθιώκαηνο. Ο λόκνο ησλ ξεπκάησλ ηνπ Kirchhoff Γηα ηελ εύξεζε ησλ ξεπκάησλ θαη ησλ πηώζεσλ ηάζεσλ ζηνπο θιάδνπο ελόο θπθιώκαηνο θάλνπκε ρξήζε ησλ λόκσλ ηνπ Kirchhoff. Νόκος ηωλ ρεσκάηωλ ηοσ Kirchhoff: Το αιγεβρηθό άζροηζκα ηωλ εληάζεωλ ηωλ ρεσκάηωλ ζε θάζε θόκβο ηοσ θσθιώκαηος είλαη ίζο κε κεδέλ. Γειαδή, αλ ζε έλα θόκβν αζξνίζνπκε ηα ξεύκαηα πνπ εηζέξρνληαη ζ' απηόλ κε ζεηηθό πξόζεκν θαη ηα ξεύκαηα πνπ εμέξρνληαη από απηόλ κε αξλεηηθό πξόζεκν, ην άζξνηζκα απηό ζα είλαη ίζν κε κεδέλ. Παξάδεηγκα ην θπθιώκα ηνπ ζρήκαηνο είλαη γλσζηά: Η=7Α, R 1 =10Ω θαη ε ηάζε ζηα άθξα ηεο R 1 είλαη V R1 =30V. Εεηείηαη ε ηηκή ηνπ ξεύκαηνο ζηελ αληίζηαζε R 2. Οξίδνπκε θαηεύζπλζε αλαθνξάο ξεύκαηνο ζηελ αληίζηαζε R 2 όπσο ζην ζρήκα. Γηα ην ξεύκα Η 1 ζηελ αληίζηαζε R 1 απηό ξέεη

18 από ην ζεηηθόηεξν πξνο ην αξλεηηθόηεξν άθξν δειαδή από πάλσ πξνο ηα θάησ, ελώ ε ηηκή ηνπ βξίζθεηαη από ην λόκν ηνπ Ωκ. πγθεθξηκέλα: R 1 = V R1 / I 1 => I 1 =V R1 / R 1 => I 1 = 30V / 10Ω = 3Α Σώξα, αζξνίδνπκε ηα ξεύκαηα ζην θόκβν. πγθεθξηκέλα αζξνίδνπκε κε ζεηηθό πξόζεκν ην ξεύκα ηεο πεγήο ξεύκαηνο Η δηόηη εηζέξρεηαη ζηνλ θόκβν θαη ηα ξεύκαηα I 1 θαη Η 2 κε αξλεηηθό πξνζεκν δηόηη εμέξρνληαη από ηνλ θόκβν θαη απηό ην άζξνηζκα καο θάλεη κεδέλ. Γειαδή: Η - Η 1 - Η 2 = 0 Με αληηθαηάζηαζε ησλ ηηκώλ: 7Α - 3Α - Η 2 = 0 => Η 2 = 4Α Δπνκέλσο ην ξεύκα ζηελ αληίζηαζε R 2 είλαη εμεξρόκελν θαη έρεη ηηκή ίζν κε 4Α Ο λόκνο ησλ ηάζεσλ ηνπ Kirchhoff Νόκος ηάζεωλ ηοσ Kirchhoff. Το αιγεβρηθό άζροηζκα όιωλ ηωλ ηάζεωλ ζε θάζε βρόγτο ελός θσθιώκαηος είλαη ίζο κε κεδέλ Γειαδή, ζε έλα βξόγρν ελόο θπθιώκαηνο ην αιγεβξηθό άζξνηζκα ησλ πηώζεσλ ηάζεσλ ζηνπο θιάδνπο ηνπ βξόγρνπ, είλαη ίζν κε κεδέλ. Παξάδεηγκα ην θύθισκα ηνπ ζρήκαηνο είλαη γλσζηά: Δ 1 = 10V, Δ 2 = 4V, R 1 = 30Ω, R 2 = 20Ω. Εεηείηαη ε ηηκή ηνπ ξεύκαηνο ζηηο αληηζηάζεηο. Όπσο κπνξνύκε λα θαηαιάβνπκε ε ηηκή ηνπ ξεύκαηνο είλαη ε ίδηα ζε όια ηα ζηνηρεία θπθιώκαηνο. Οξίδνπκε θαηεύζπλζε αλαθνξάο ξεύκαηνο ζηηο αληηζηάζεηο όπσο ζην ζρήκα. εκεηώλνπκε ην

19 ζεηηθό θαη αξλεηηθό άθξν γηα ηελ πηώζε ηάζεο ζε θάζε αληίζηαζε κε ηέηνην ηξόπν ώζηε ην ξεύκα ζηελ αληίζηαζε λα εηζέξρεηαη ζην ζεηηθό άθξν, όπσο ζην ζρήκα. Ξεθηλώληαο από ην θάησ αξηζηεξό θόκβν θαη θηλνύκελνη δεμηόζηξνθν αζξνίδνπκε ηηο πηώζεηο ηάζεο γηα ηνλ βξόγρν. Κηλνύκελνη κέζα από ηηο πεγέο Δ 1 θαη Δ 2 έρνπκε αύμεζε δπλακηθνύ θαηά 10V θαη κείσζε δπλακηθνύ θαηά 4V αληίζηνηρα. Καηά ηελ θίλεζε κέζα από ηηο αληηζηάζεηο έρνπκε κείσζε ηνπ δπλακηθνύ, π.ρ, ζηελ R 1 θαηά πνζόηεηα I R 1 όπσο πξνθύπηεη από ην λόκν ηνπ Ωκ. Γειαδή: +Δ 1 - I R 1 - Δ 2 - I R 2 = 0 => Δ 1 -Δ 2 - (R 1 + R 2 ) I =0 => I = (E 1 -E 2 ) / (R 1 + R 2 ) Με αληηθαηάζηαζε πξνθύπηεη Η = (10V- 4V) /(30Ω + 20Ω) = 0,12Α Δπνκέλσο ε ηηκή ηνπ ξεύκαηνο κέζα από ηηο αληηζηάζεηο είλαη 0,12Α κε θνξά ηελ θαηεύζπλζε αλαθνξάο. Δθαξκνγή 1 ην θύθισκα ηνπ ζρήκαηνο είλαη γλσζηά: Δ=50V, R 1 =30Ω, R 2 =10Ω θαη R 3 =5Ω. Εεηνύληαη νη ηηκέο ησλ ξεπκάησλ θαη ησλ πηώζεσλ ηάζεσλ ζηηο αληηζηάζεηο. εκεηώλνπκε θαηεπζύλζεηο αλαθνξάο ξεύκαηνο ζηηο αληηζηάζεηο όπσο ζην ζρήκα. ην ζρήκα, επίζεο, θαίλνληαη νη πνιηθόηεηεο ησλ πηώζεσλ ηάζεσλ ζηηο αληηζηάζεηο. ηνλ θόκβν Α εθαξκόδνπκε ηνλ λόκν ησλ ξεπκάησλ ηνπ Kirchhoff σο εμήο: Η 3 - Η 1 - Η 2 = 0 ηνλ αξηζηεξό βξόγρν εθαξκόδνπκε ηνλ λόκν ησλ ηάζεσλ ηνπ Kirchhoff σο εμήο: +Δ - I 3 R 3 - I 1 R 1 =0

20 ηνλ δεμηό βξόγρν εθαξκόδνπκε ηνλ λόκν ησλ ηάζεσλ ηνπ Kirchhoff σο εμήο: +I 1 R 1 - I 2 R 2 = 0 Με αληηθαηάζηαζε ησλ ηηκώλ ζηηο παξαπάλσ εμηζώζεηο πξνθύπηεη ην αιγεβξηθό ζύζηεκα: I 1 +I 2 -I 3 =0 30I 1 +5I 3 =50 30I 1-10I 2 = 0 Από ηελ ιύζε ηνπ νπνίνπ πξνθύπηνπλ νη ηηκέο ησλ ξεπκάησλ ζηηο αληηζηάζεηο: Η 1 = 1Α, Η 2 = 3Α θαη Η 3 = 4Α Ζ πηώζε ηάζε ζηελ αληίζηαζε R 3 είλαη I 3 R 3 = 4A 5Ω = 20V, ελώ ε πηώζε ηάζε ζηηο αληηζηάζεηο R 1 θαη R 2 είλαη ε ίδηα θαη είλαη I 1 R 1 = I2 R 2 = 1A 30Ω = 3Α 10Ω = 30V Δθαξκνγή 2 ην θύθισκα ηνπ ζρήκαηνο είλαη γλσζηά: Δ=100V, Η=2Α, R 1 =15Ω, R 2 =10Ω θαη R 3 =40Ω. Εεηνύληαη νη ηηκέο ησλ ξεπκάησλ θαη ησλ πηώζεσλ ηάζεσλ ζηηο αληηζηάζεηο. εκεηώλνπκε θαηεπζύλζεηο αλαθνξάο ξεύκαηνο ζηηο αληηζηάζεηο όπσο ζην ζρήκα. ην ζρήκα, επίζεο, θαίλνληαη νη πνιηθόηεηεο ησλ πηώζεσλ ηάζεσλ ζηηο αληηζηάζεηο. ηνλ πάλσ θόκβν εθαξκόδνπκε ηνλ λόκν ησλ ξεπκάησλ ηνπ Kirchhoff σο εμήο: +Η 1 - Η 2 + Η 3 = 0 ηνλ δεμηό βξόγρν εθαξκόδνπκε ηνλ λόκν ησλ ηάζεσλ ηνπ Kirchhoff σο εμήο: +I 2 R 2 + I 3 R 3 - Δ = 0 Με αληηθαηάζηαζε ησλ ηηκώλ, πξνθύπηεη ην ζύζηεκα: Η 2 -Η 3 =2 10Η Η 3 = 100

21 Από ηελ ιύζε ηνπ νπνίνπ πξνθύπηνπλ νη ηηκέο ησλ ξεπκάησλ ζηηο αληηζηάζεηο: Η 1 = 2Α, Η 2 = 3,6Α θαη Η 3 = 1,6Α Ζ πηώζε ηάζε ζηελ αληίζηαζε R 1 είλαη I 1 R 1 = 2A 15Ω = 30V ζηελ αληίζηαζε R 2 είλαη I 2 R 2 = 3,6A 10Ω = 36V θαη ζηελ αληίζηαζε R 3 είλαη I 3 R 3 = 1,6A 40Ω = 64V Σν εμάξηεκα: ππθλσηήο Οξηζκόο Ο ππθλσηήο είλαη έλα άιιν πνιύ ζπρλά ρξεζηκνπνηνύκελν είδνο ειεθηξνληθνύ εμαξηήκαηνο. Ο ππθλσηήο είλαη έλα παζεηηθό ειεθηξνληθό εμάξηεκα πνπ απνηειείηαη από έλα ζύζηεκα δπν αγώγηκσλ πιαθώλ πνπ βξίζθνληαη ζε κηθξή απόζηαζε κεηαμύ ηνπο θαη αλάκεζα ηνπο παξεκβάιιεηαη κνλσηηθό πιηθό. Οη δπν απηνί αγσγνί νλνκάδνληαη νπιηζκνί ηνπ ππθλσηή, ελώ ην κνλσηηθό πιηθό νλνκάδεηαη δηειεθηξηθό. Ζ εθαξκνγή κηαο ηάζεο V ζε έλα ππθλσηή έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ απνζήθεπζε ειεθηξηθώλ θνξηίσλ ζηνπο νπιηζκνύο ηνπ. Σν θνξηίν Q πνπ θέξεη θαη' απόιπηε ηηκή ν θάζε νπιηζκόο ηνπ ππθλσηή ιέγεηαη θνξηίν ηνπ ππθλσηή θαη δίλεηαη από ηε ζρέζε Q=CV όπνπ C ην ραξαθηεξηζηηθό κέγεζνο ησλ ππθλσηώλ, πνπ ιέγεηαη ρσξεηηθόηεηα. πγθεθξηκέλα ν ιόγνο Q/V θνξηίνπ πξνο ηάζε ηνπ ππθλσηή είλαη ζηαζεξόο θαη ίζνο κε ηε ρσξεηηθόηεηα ηνπ C. Μνλάδα ρσξεηηθόηεηαο είλαη ην Farad. Όηαλ έλαο ππθλσηήο θέξεη θνξηίν 1 Cb θαη είλαη ππν ηάζε 1V, ηόηε ε ρσξεηηθόηεηα ηνπ είλαη 1

22 Farad. Σν έλα Farad είλαη πνιύ κεγάιε κνλάδα κέηξεζεο ηεο ρσξεηηθόηεηαο, γη' απηό ζηελ πξάμε ζπλήζσο ρξεζηκνπνηoύκε ππνπνιιαπιάζηα ηνπ: 1κF, 1nF, 1pF ηα νπνία νξίδνληαη σο εμήο: 1κF=10-6 F, 1nF=10-9 F, 1pF=10-12 F. Ζ ρσξεηηθόηεηα ελόο ππθλσηή εμαξηάηαη από ηα γεσκεηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ, δειαδή ην κέγεζνο θαη ηελ απόζηαζε ησλ νπιηζκώλ ηνπ θαη από ηε θύζε ηνπ δηειεθηξηθνύ. Ηζνδύλακε ρσξεηηθόηεηα Όηαλ δύν ππθλσηέο C 1 θαη C 2 είλαη ζπλδεδεκέλεη παξάιιεια, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ απν ηζνδύλακε ρσξεηηθόηεηα (ππθλσηή) κε ηηκή ην άζξνηζκα ηνπο C 1 +C 2. Όκνηα όηαλ Ν ππθλσηέο C 1, C 2,..., C N είλαη ζπλδεκέλεi παξάιιεια, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ από ηζνδύλακε ρσξεηηθόηεηα (ππθλσηή) C κε ηηκή ην άζξνηζκα ηνπο C 1 +C C N Όηαλ δπν ππθλσηέο C 1 θαη C 2 είλαη ζπλδεκέλεη ζε ζεηξά, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ από ηζνδύλακε ρσξεηηθόηεηα (ππθλσηή)κε ηηκή C 1 C 2 /(C 1 +C 2 ) Όκνηα όηαλ Ν ππθλσηέο C 1, C 2,..., C N είλαη ζπλδεκέλεη ζε ζεηξά, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ από ηζνδύλακε ρσξεηηθόηεηα (ππθλσηή) κε ηηκή C γηα ηνλ νπνίν 1/C=1/C 1 + 1/C /C N Υαξαθηεξηζηηθά κεγέζε ππθλσηώλ Ζ επηινγή ελόο ππθλσηή γηα θάπνην ηκήκα ελόο θπθιώκαηνο γίλεηαη κε βάζε ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ γλώξίζκαηα, πνπ ηα θπξηόηεξα παξνπζηάδνληαη αθνινύζσο: Ολνκαζηηθή ηηκή ρσξεηηθόηεηα: Κάζε ππθλσηήο ζρεδηάδεηαη θαη θαηαζθεπάδεηαη κε ζπγθεθξηκέλε ρσξεηηθόηεηα C, ε νπνία

23 αλαγξάθεηαη ζηελ επηθάλεηα ηνπ ππθλσηή είηε κε θώδηθα ρξσκάησλ είηε κε θώδηθα γξακκάησλ θαη αξηζκώλ. Αλνρή: Καηά ηελ δηαδηθαζία θαηαζθεπήο, ε πξαγκαηηθή ρσξεηηθόηεηα ηνπ πξνθύπηνλ ππθλσηή απνθιίλεη από ηελ νλνκαζηηθή ηνπ ηηκή. Σα όξηα κέζα ζηα νπνία επηηξέπεηαη ε απόθιηζε θαζνξίδεηαη κε ηελ αλνρή πνπ αλαγξάθεηαη πάλσ ζηνπο ππθλσηέο ζαλ πνζνζηό κεηαβνιήο. πλήζσο ε αλνρή θπκαίλεηαη ζην 20%, 10% ή 5% αλάινγα ηνλ ηξόπν θαηαζθεπήο. Σάζε ιεηηνπξγίαο: Δίλαη ε κέγηζηε ζπλερήο ηάζε πνπ κπνξεί λα εθαξκνζηεί ζηνλ ππθλσηή ζπλερώο, ρσξίο λα επηθέξεη δηάηξεζε ηνπ δηειεθηξηθνύ πιηθνύ, δειαδή ηελ θαηαζηξνθή ηνπ ππθλσηή. Αληίζηαζε κόλσζεο: Δπεηδή ην δηειεθηξηθό ελόο ππθλσηή δελ παξνπζηάδεη άπεηξε αληίζηαζε, αιιά πνιύ κεγάιε ηεο ηάμεο ησλ ΜΩ, εκθαλίδεηαη έλα πνιύ κηθξό ξεύκα δηαξξνήο πνπ εθθνξηίδεη ηνλ ππθλσηή. Έηζη ηίζεηαη ε αληίζηαζε κόλσζεο, ε νπνία κεηξηέηαη ζε ΜΩ Υ κf. πληειεζηήο ζεξκνθξαζίαο: Ζ ρσξεηηθόηεηα ελόο ππθλσηή έρεη εμάξηεζε από ηελ ζεξκνθξαζία, θπξίσο ιόγσ ηεο κεηαβνιήο ηεο δηειεθηξηθήο ζηαζεξάο ηνπ πιηθνύ ηνπ ππθλσηή. Ο ζπληειεζηήο ζεξκνθξαζίαο δίλεηαη από ηελ ζρέζε α=γc/(cγσ) όπνπ ΓC είλαη ε κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθόηεηαο αλ κεηαβιεζεί ε ζεξκνθξαζία θαηά ΓΣ θαη C ε ρσξεηηθόηεηα ηνπ ππθλσηή. Σαμηλόκεζε ππθλσηώλ Οη ππθλσηέο δηαθξίλνληαη ζε α)ππθλσηέο ζηαζεξήο ρσξεηηθόηεηαο β)μεηαβιεηήο ή ξπζκηδόκελεο ρσξεηηθόηεηαο. Οη ππθλσηέο ζηαζεξήο ρσξεηηθόηεηαο ηαμηλνκνύληαη αλάινγα κε ην δηειεθηξηθό ηνπο ζε ππθλσηέο: Υάξηνπ, Μίθαο, Κεξακηθνύογπαιηνύ, Πιαζηηθνύ. Δπίζεο κηα άιιε θαηεγνξία ππθλσηώλ ζηαζεξήο ηηκήο είλαη νη ειεθηξνιπηηθνί πνπ δηαθξίλνληαη ζε Αινπκηλίνπ θαη Σαληαιίνπ. Ππθλσηέο ράξηνπ Οη ππθλσηέο ράξηνπ έρνπλ ζαλ δηειεθηξηθό πιηθό ραξηί, ην νπνίν εκπινπηίδεηαη κε δηάθνξεο κνλσηηθέο νπζίεο όπσο

24 παξαθίλε, βεξλίθηα, έηζη ώζηε λα ξπζκίδνληαη νη δηειεθηξηθέο ηνπ ηδηόηεηεο θαη ην πάρνο ηνπ. Οη νπιηζκνί ηνπ θαηαζθεπάδνληαη, ζηνπο θζελνύο από αινπκίλην θαη ζηνπο αθξηβνύο ππθλσηέο από ραιθό ή άξγπξν. Γηα ηελ θαηαζθεπή ελόο ππθλσηή ράξηνπ, ηαηλίεο από ραξηί θαη αινπκίλην ηνπνζεηνύληαη ελαιιάμ ε κηα πάλσ ζηελ άιιε θαη κεραληθά ηπιίγνληαη ζε θπιηλδξηθή ζπλήζσο κνξθή. ηε ζπλέρεηα αθνπ ηνπνζεηεζνύλ νη αθξνδέθηεο γίλεηαη εκπινπηηζκόο κε εηδηθέο ξεηίλεο θαη ηνπνζεηείηαη ε πιαζηηθή ζήθε πάλσ ζηελ νπνία αλαγξάθνληαη νη πιεξνθνξίεο γηα ηνλ ππθλσηή. Πιενλέθηεκα ησλ ππθλσηώλ ράξηνπ είλαη ε ζρεηηθά κεγάιε ρσξεηηθόηεηα ηνπο από 1nF εσο 22κF, ελώ κεηνλέθηεκα είλαη ε πνιύ κηθξή αληίζηαζε κόλσζεο, γηαπηό απηόο ν ηύπνο ππθλσηή δελ έρεη θαιή απόδνζε ζηηο πςειέο ζπρλόηεηεο, ελώ ζηηο ρακειέο ζπρλόηεηεο είλαη πνιύ θαιή επηινγή. Έλαο άιινο ηύπνο ππθλσηή ράξηνπ, είλαη κε επηκεηαιισκέλν ραξηί όπνπ ε κεηαιιηθή επίζηξσζε απνηειεί ηνλ νπιηζκό ηνπ ππθλσηή. Μεηνλέθηεκα είλαη ε ζρεηηθή κηθξή ηάζε ιεηηνπξγίαο ιόγσ ηνπ κηθξνύ πάρνπο ηνπ δηειεθηξηθνύ θαη ησλ νπιηζκώλ. Ππθλσηέο κίθαο Οη ππθλσηέο κίθαο δηαθξίλνληαη ζε: θύιισλ κίθαο θαη ηαηλίαο κίθαο. Ο πξώηνο ηύπνο θαηαζθεπάδεηαη από ισξίδεο κεηαιιηθώλ θύιισλ πνπ ρσξίδνληαη από ισξίδεο κίθαο, ζηνηβαγκέλα ην έλα πάλσ ζην άιιν, ζρεκαηίδνληαο νξζνγώλην παξαιιειεπίπεδν. Οη ισξίδεο κεηαιιηθώλ θύιισλ ζπλδένληαη έηζη ώζηε λα δεκηνπξγεζνύλ νη δπν νπιηζκνί ηνπ ππθλσηή. Σν ζύζηεκα ζπκπηέδεηαη θαη ηνπνζεηείηαη κέζα ζε κνλσηηθό πεξίβιεκα. Ο άιινο ηύπνο ππθλσηή κίθαο θαηαζθεπάδεηαη από ηαηλία κίθαο ε νπνία παξάγεηαη από ηε κίθα κε εηδηθή θαηεξγαζία. Ζ ηαηλία απηή

25 κνηάδεη κε ραξηί θαη έρεη θαιή ζπλνρή. Οη ππθλσηέο ηαηλίαο κίθαο πεξηειίζζνληαη όπσο θαη νη ππθλσηέο ραξηηνύ. Μεηά ηελ πεξηέιημε ηνπο γίλεηαη απαέξσζε θαη εκπινπηηζκόο κε νπζίεο θαη ηέινο ε ηνπνζέηεζε ηνπο ζε κνλσηηθό πεξίβιεκα. Έλαο άιινο ηύπνο είλαη νη ππθλσηέο επηκεηαιισκέλεο κίθαο. ηνπο ππθλσηέο απηνύο κε ρεκηθή θαηεξγαζία ηνπνζεηείηαη ζηηο επηθάλεηεο ηεο κίθαο ιεπηό ζηξώκα νμεηδίνπ ηνπ αξγύξνπ γηα ηνλ ζρεκαηηζκό ησλ νπιηζκώλ. Αθνινπζεί ε ηνπνζέηεζε ησλ αθξνδεθηώλ θαη ην ζύζηεκα απηό ηνπνζεηείηαη ζε πξνζηαηεπηηθό πεξίβιεκα. Οη ππθλσηέο κίθαο ρξεζηκνπνηνύληαη ζηα θπθιώκαηα πςειώλ ζπρλνηήησλ ησλ ηειεπηθνηλσληώλ θαη ζ' άιιεο πεξηπηώζεηο θπθισκάησλ όπνπ απαηηείηαη θαιή ζηαζεξόηεηα, κηθξέο απώιεηεο θαη κεγάιε αληίζηαζε κνλώζεσο. Κεξακηθνί ππθλσηέο Οη θεξακηθνί ππθλσηέο ρξεζηκνπνηνύλ ζαλ δηειεθηξηθό πιηθό θεξακηθό πιηθό, πνπ είλαη πνιύπινθα κίγκαηα ππξηηηνύρνπ καγλεζίνπ, αινπκίλαο, νμείδην ηνπ δηξθνλίνπ θ.η.ι. ζηα νπνία πξνζηίζεηαη ηηηάλην, βάξην, αζβέζηην θ.α. Σν θεξακηθό πιηθό δηακνξθώλεηαη κέζα ζε κήηξεο θαη παίξλεη ηελ ηειηθή ηνπ κνξθή. ηε ζπλέρεηα ςήλεηαη ζε θνύξλν ζε ζεξκνθξαζία 700 έσο 1000 o C, νπόηε ζηεξενπνηείηαη ην πιηθό. Αθνύ θαζαξηζηεί, ζηελ επηθάλεηα ηνπ ζρεκαηίδνληαη κε επηκεηάιισζε νη νπιηζκνί ηνπ. αλ κέηαιιν επηκεηάιισζεο ρξεζηκνπνηείηαη ν άξγπξνο. Οη αθξνδέθηεο θνιιηνύληαη ζηελ επηκεηαιισκέλε επηθάλεηα θαη ζηε ζπλέρεηα, γηα πξνζηαζία ηνπνζεηείηαη ζε πξνζηαηεπηηθό πεξίβιεκα από ζκάιην ή πιαζηηθό πιηθό.

26 Οη θεξακηθνί ππθλσηέο είλαη πνιύ κηθξώλ δηαζηάζεσλ θαη θαηαζθεπάδνληαη ζε πνιιέο κνξθέο, όπσο ζσιελσηνί, ζθαηξηθνί, πιάθεο, δίζθνη θ.α. Γεληθά νη θεξακηθνί ππθλσηέο ρξεζηκνπνηνύληαη πνιύ ζηηο πςειέο ζπρλόηεηεο (κέρξη 10GHz). Οη ρσξεηηθόηεηεο ηνπο θπκαίλνληαη από 1pF έσο 100nF. ηνπο θεξακηθνύο ππθλσηέο, ε ηηκή ηεο ρσξεηηθόηεηαο ηνπο αλαγξάθεηαη ζαλ θαζαξόο αξηζκόο. Αλ είλαη θαζαξόο αθέξαηνο ε κνλάδα κέηξεζεο είλαη ην pf π.ρ 47 -> 47pF, 22M -> 22pF. Αλ ν αξηζκόο είλαη δεθαδηθόο κνλάδα κέηξεζεο είλαη ην κf π.ρ > 0.05κF,.01 -> 0,01κF. ηελ πεξίπησζε πνπ είλαη γξακκέλε ε κνλάδα κέηξεζεο: n10 -> 0.10nF, 2n2 -> 2,2nF, 68n -> 68nF. ηνπο ππθλσηέο πνπ ε ρσξεηηθόηεηα ηνπ γξάθεηαη κε ηξεηο αξηζκνύο ηζρύεη: Σν ηξίην ςεθίν δείρλεη ηνλ αξηζκό ησλ κεδεληθώλ πνπ αθνινπζνύλ ηα δπν πξώηα ςεθία. π.ρ >100pF, 472 -> 4700pF, 223 -> 22000pF. Ππθλσηέο πιαζηηθνύ δηειεθηξηθνύ. Απηόο ν ηύπνο ππθλσηή ρξεζηκνπνηεί ζαλ δηειεθηξηθό πιαζηηθό πιηθό. Ο ππθλσηήο πιαζηηθνύ δηειεθηξηθνύ θαηαζθεπάδεηαη ζε δηάθνξνπο ηύπνπο θαη είλαη ζήκεξα είλαη νη πεξηζζόηεξν ρξεζηκνπνηνύκελνη ζηηο ειεθηξνληθέο θαηαζθεπέο αθνύ έρεη εθηνπίζεη ηνπο ππθλσηέο ράξηνπ θαη κίθαο. Ζ δηαδηθαζία ηεο θαηαζθεπήο ηνπο είλαη ε ίδηα κε απηήλ ησλ ππθλσηώλ ράξηνπ. Γηα ηελ θαηαζθεπή ελόο ππθλσηή πιαζηηθνύ δηειεθηξηθνύ, ηαηλίεο από πιαζηηθό θαη αινπκίλην ηνπνζεηνύληαη ελαιιάμ ε κηα πάλσ ζηελ άιιε θαη κεραληθά ηπιίγνληαη ζε θπιηλδξηθή κνξθή. ηε ζπλέρεηα αθνύ ηνπνζεηεζνύλ νη

27 αθξνδέθηεο, ηνπνζεηείηαη ε πιαζηηθή ζήθε πάλσ ζηελ νπνία αλαγξάθνληαη νη πιεξνθνξίεο γηα ηνλ ππθλσηή. Αλάινγα κε ην πιηθό πνπ είλαη θαηαζθεπαζκέλνη δηαθξίλνπκε ηηο παξαθάησ θαηεγνξίεο: Ππθλσηέο πνιπεζηέξα (polyester) Ππθλσηέο πνιππξνππιελίνπ (polypropylene) Ππθλσηέο πνιπθαξβνληθνύο (polycarbon) Ππθλσηέο πνιπζηεξίλεο (polystyrene) Ππθλσηέο ηεθιόλ (teflon) Οη ππθλσηέο πιαζηηθνύ δηειεθηξηθνύ έρνπλ ρακειό ζπληειεζηή ζεξκνθξαζίαο θαη πνιύ κηθξέο αλνρέο, ε ρσξεηηθόηεηα ηνπο θπκαίλεηαη από 1nF εσο 1κF ελώ ζπλεζηζκέλεο ηηκέο ηάζεο ιεηηνπξγίαο είλαη από 50 έσο 1000V Ζιεθηξνιπηηθνί ππθλσηέο ' απηή ηε θαηεγνξία ππθλσηώλ, ε θαηαζθεπή ηνπο θαη ε ιεηηνπξγία ηνπο ζηεξίδεηαη ζην θαηλόκελν ηεο ειεθηξόιπζεο. ηνπο ειεθηξνιπηηθνύο ππθλσηέο, ν έλαο νπιηζκόο είλαη κέηαιιν (αινπκίλην ή ηαληάιην) θαη ν άιινο ειεθηξνιύηεο πνηηζκέλνο ζε ραξηί. Σν κέηαιιν είλαη νμεηδσκέλν θαη ην νμείδην απηό ζαλ κνλσηηθό πιηθό απνηειεί ην δηειεθηξηθό ηνπ ππθλσηή. Υαξαθηεξηζηηθό ησλ ειεθηξνιπηηθώλ ππθλσηώλ είλαη ε πνιηθόηεηα. Δίλαη θαηάιιεινη κόλν γηα ζπλερείο ηάζεηο. ηελ ηνπνζέηεζε ηνπο πξέπεη λα δίλεηαη πξνζνρή γηα ηε ζσζηή ζύλδεζε ησλ αθξνδεθηώλ. Λάζνο ηνπνζέηεζε ηνπ ππθλσηή ζεκαίλεη εθαξκνγή αλάζηξνθεο ηάζεο ζηα άθξα ηνπ, ε νπνία ζα θαηαζηξέςεη ηνλ ππθλσηή. Αλάινγα ην πιηθό θαηαζθεπήο, νη ειεθηξνιπηηθνί ππθλσηέο δηαθξίλνληαη ζε α)αινπκηλίνπ θαη β)σαληαιίνπ. Καηαζθεπή ειεθηξνιπηηθώλ ππθλσηώλ αινπκηλίνπ: Έλα θύιιν αινπκηλίνπ αθνύ θαζαξηζηεί νμεηδώλεηαη κε ηε

28 βνήζεηα βνξηθνύ νμένο. Με ηνλ ηξόπν απηό ζρεκαηίδεηαη έλα ζηξώκα νμεηδίνπ ηνπ αινπκηλίνπ ζε όιε ηελ επηθάλεηα ηνπ ειάζκαηνο ην νπνίν είλαη πνιύ θαιό κνλσηηθό. Έηζη θαηαζθεπάδεηαη ν έλαο νπιηζκόο θαη ην δηειεθηξηθό ηνπ ππθλσηή. ηε ζπλέρεηα έλα θύιιν νμεηδσκέλνπ αινπκηλίνπ έλα θύιιν πνξώδνπο ραξηηνύ θαη έλα θύιιν κε νμεηδσκέλνπ αινπκηλίνπ ηνπνζεηνύληαη ην έλα πάλσ ζην άιιν, κε ην ραξηί ελδηάκεζα, ηπιίγεηαη θαη βπζίδεηαη ζε πγξό ειεθηξνιύηε γηα λα "πνηίζεη" ην ραξηί. Σέινο ηνπνζεηείηαη ν θύιηλδξνο πνπ έρεη ζρεκαηηζηεί ζε δνρείν αινπκηλίνπ, ην νπνίν ζηελ ζπλέρεηα θιείλεηαη εξκεηηθά κε πιαζηηθό γηα λα κελ ππάξρεη δηαξξνή ειεθηξνιύηε. Ο νμεηδσκέλνο νπιηζκόο ηνπ ππθλσηή νλνκάδεηαη άλνδνο θαη ζπλδέεηαη κε ην ζεηηθόηεξν ηκήκα ηνπ θπθιώκαηνο, ελώ ν ειεθηξνιύηεο απνηειεί ην δεύηεξν νπιηζκό ηνπ ππθλσηή θαη έρεη αγώγηκε επαθή κε ηελ επηθάλεηα ηνπ άιινπ ειάζκαηνο ηνπ αινπκηλίνπ ην νπνίν νλνκάδεηαη θάζνδνο θαη είλαη ν δεύηεξνο αθξνδέθηεο ηνπ εμαξηήκαηνο. Καηαζθεπή ειεθηξνιπηηθώλ ππθλσηώλ ηαληαιίνπ: θόλε ηαληαιίνπ ζπκπηέδεηαη ζε θαινύπηα ζε πςειή ζεξκνθξαζία

29 έηζη ώζηε λα απνθηήζεη θπιηλδξηθή κνξθή. Ο πνξώδεο θύιηλδξνο πνπ δεκηνπξγείηαη θόβεηαη ζην επηζπκεηό κέγεζνο θαη κε θαηάιιειε δηεξγαζία νμεηδώλεηαη επηθαλεηαθά. Με απηό ηνλ ηξόπν θαιύπηεηαη ε επηθάλεηα ηνπ θπιίλδξνπ κε ιεπηό ζηξώκα νμεηδίνπ ηαληαιίνπ Σα 2 Ο 5 ην νπνίν ζα είλαη ην δηειεθηξηθό ηνπ ππθλσηή. Σν εζσηεξηθό κε νμεηδσκέλν ηκήκα ηνπ θπιίλδξνπ ζα απνηειέζεη ηελ άλνδν ηνπ ππθλσηή. Σν νμεηδσκέλν θπιηλδξηθό θνκκάηη ηνπ ηαληαιίνπ καδί κε ηνλ πγξό ειεθηξνιύηε ηνπνζεηείηαη ζε κεηαιιηθό δνρείν-ζήθε πνπ είλαη εζσηεξηθά επαξγπξσκέλν. Με ην επαξγπξσκέλν δνρείν ζπλδέεηαη ν άιινο αθξνδέθηεο ηνπ ππθλσηή πνπ είλαη ε θάζνδνο. ηε ζπλέρεηα ην ζύζηεκα πεξηθιείεηαη ζε κνλσηηθό πεξίβιεκα. Σν πξόβιεκα ηεο δηαξξνήο ηνπ πγξνύ ειεθηξνιύηε νδήγεζε ζηελ θαηαζθεπή ππθλσηώλ κε ειεθηξνιύηε ζηεξεάο κνξθήο, ζπγθεθξηκέλα ηε ρξήζε ηνπ MnO 2. Δπίζεο θαηαζθεπάδνληαη ειεθηξνιπηηθνί ππθλσηέο αινπκηλίνπ κε ειεθηξνιύηε ζηεξεάο κνξθήο κε ρξήζε ζαλ ην MnO 2. Ππθλσηέο SMD Οη ππθλσηέο SMD έρνπλ παξόκνηα θαηαζθεπή θαη ζύλζεζε κε ηνπο θνηλνύο ππθλσηέο κε ηελ δηαθνξά όηη έρνπλ πνιύ κηθξό ζρήκα κνξθήο νξζνγσλίνπ παξαιιειεπηπέδνπ. Αληί αθξνδεθηώλ έρνπλ κεηαιιηθέο δπν από ηηο απέλαληη πιεπξέο. Όπσο όια ηα SMD εμαξηήκαηα ιόγσ ηνπ κεγέζνπο ηνπο θαη ησλ πξνδηαγξαθώλ ηνπο γηα επηθαλεηαθή ζηήξημε απαηηνύλ εηδηθέο ηερληθέο ζπγθόιιεζεο θαη απνθόιιεζεο. Μεηαβιεηνί ππθλσηέο

30 Οη κεηαβιεηνί ππθλσηέο ρξεζηκνπνηνύληαη γηα ηε κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθόηεηαο θαηά ηε δηάξθεηα ιεηηνπξγίαο ηεο ζπζθεπήο. πλήζσο ζπλαληηνύληαη ζηα θπθιώκαηα επηινγήο ξαδηνθσληθώλ δεθηώλ. Ο κεηαβιεηόο ππθλσηήο απνηειείηαη από έλα ζύλνιν αθίλεησλ παξάιιεισλ πιαθώλ πνπ απνηεινύλ ηνλ έλα νπιηζκό (ζηάηε) ηνπ ππθλσηή. Έλα άιιν ζύλνιν θηλνύκελσλ παξάιιεισλ πιαθώλ κε θνηλό άμνλα πεξηζηξνθήο πνπ απνηεινύλ ηνλ άιιν (ξόηνξα) νπιηζκό ηνπ ππθλσηή εηζέξρνληαη ζηηο αθίλεηεο πιάθεο ηνπ ππθλσηή. αλ δηειεθηξηθό ζπλήζσο ρξεζηκνπνηείηαη ν αέξαο θαη ζε άιιεο πεξηπηώζεηο θπιια πιαζηηθνύ πιηθνύ. Οη κεηαβιεηνί ππθλσηέο δηαθξίλνληαη ζε δπν θαηεγνξίεο: α) Γξακκηθνί σο πξνο ηε ρσξεηηθόηεηα θαη β)γξακκηθνί σο πξνο ηε ζπρλόηεηα. Γξακκηθνί σο πξνο ηε ρσξεηηθόηεηα: Όηαλ ην ζρήκα ησλ θηλεηώλ νπιηζκώλ ηνπ κεηαβιεηνύ ππθλσηή είλαη γεσκεηξηθά εκηθύθιηα πνπ ν άμνλαο πεξηζηξνθήο δηέξρεηαη από ην γεσκεηξηθό θέληξν ηνπο είλαη γξακκηθνί σο πξνο ηε ρσξεηηθόηεηα. ' απηή ηε πεξίπησζε ε κεηαβνιή ηεο ρσξεηηθόηεηαο είλαη αλάινγε ηεο γσλίαο πεξηζηξνθήο, ζπλεπώο ε ρσξεηηθόηεηα κεηαβάιιεηαη γξακκηθά κε ηελ ζηξέςε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο. Γξακκηθνί σο πξνο ηε ζπρλόηεηα: Όηαλ ην ζρήκα ησλ θηλεηώλ νπιηζκώλ ηνπ κεηαβιεηνύ ππθλσηή είλαη ειηθνεηδή εκηθύθιηα είλαη γξακκηθνί σο πξνο ηε ζπρλόηεηα. ' απηή ηε πεξίπησζε ε κεηαβνιή ηεο ζπρλόηεηαο ηνπ ηκήκαηνο ζπληνληζκνύ πνπ βξίζθεηαη ν ππθλσηήο είλαη αλάινγε ηεο γσλίαο πεξηζηξνθήο, ζπλεπώο ε ζπρλόηεηα κεηαβάιιεηαη γξακκηθά κε ηελ ζηξέςε ηνπ άμνλα πεξηζηξνθήο. Ρπζκηδόκελνη ππθλσηέο Οη ξπζκηδόκελνη ππθλσηέο είλαη ππθλσηέο κεηαβιεηήο ρσξεηηθόηεηαο πνπ ζπλδένληαη ζε ζεηξά ή παξάιιεια κε ηνπο

31 ζηαζεξνύο ππθλσηέο θαη ρξεζηκνπνηνύληαη ζηε κηθξνξύζκηζε ηεο ρσξεηηθόηεηαο ηνπ θπθιώκαηνο, ζηελ θάζε ηεο θαηαζθεπήο ηνπ. Απηνύ ηνπ είδνπο νη ππθλσηέο είλαη γλσζηνί ζαλ ππθλσηέο ηξίκκεξ ή πάληεξ. Ο ξπζκηδόκελνο ππθλσηήο απνηειείηαη από δπν δέζκεο πηεξπγίσλ, πνπ ε κηα είλαη θηλεηή θαη ε άιιε αθίλεηε. αλ δηειεθηξηθό ρξεζηκνπνηείηαη πνξζειάλε, κίθα ή πνιπεζηέξα. Ο θηλεηόο νπιηζκόο κεηαθηλείηαη πεξηζηξνθηθά ε θαηαθόξπθα, κε ηε βνήζεηα θαηζαβηδηνύ ζε ζρηζκή άμνλα, πνπ είλαη ζηεξεσκέλνο ζηνλ νπιηζκό ηνπ ππθλσηή. πκβνιηζκόο ππθλσηώλ Σν εμάξηεκα: πελίν Μαγλεηηθό πεδίν Όπσο γλσξίδνπκε από ηνλ ειεθηξνκαγλεηηζκό, γύξσ από έλα ξεπκαηνθόξν αγσγό δεκηνπξγείηαη καγλεηηθό πεδίν. Μαγλεηηθό

32 πεδίν είλαη ν ρώξνο ζηνλ νπνίν όηαλ έλα θηλνύκελν ειεθηξηθό θνξηίν εηζέξρεηαη ζ απηόλ, ηνπ αζθείηαη καγλεηηθή δύλακε. Σν καγλεηηθό πεδίν πεξηγξάθεηαη από ην δηάλπζκα ηεο έληαζεο ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ B θαη νξίδεηαη ζε θάζε ζεκείν κε ηξόπν ώζηε ε δύλακε πνπ δέρεηαη ην θηλνύκελν θνξηίν λα δίλεηαη από ηε ζρέζε: F=qvB θαη απηή ε καγλεηηθή δύλακε είλαη θάζεηε ζηελ ηαρύηεηα ηνπ θνξηίνπ θαη ζηελ έληαζε ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ. Σν καγλεηηθό πεδίν παξηζηάλεηαη από ηηο καγλεηηθέο δπλακηθέο γξακκέο, ζηηο νπνίεο ε έληαζε ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ B είλαη εθαπηόκελε ζ απηέο θαη αλάινγε ηεο ππθλόηεηαο ησλ καγλεηηθώλ γξακκώλ. Απνδεηθλύεηαη πεηξακαηηθά όηη έλαο ξεπκαηνθόξνο αγσγόο παξάγεη καγλεηηθό πεδίν γύξσ ηνπ, ηέηνην, πνπ νη δπλακηθέο ηνπ γξακκέο ηνπ λα ζρεκαηίδνπλ νκόθεληξνπο θύθινπο κε ηνλ αγσγό, πνπ αξαηώλνπλ θαζώο απνκαθξπλόκαζηε απ απηόλ. Αλ πάξνπκε έλα αγσγό θαη ηνλ ηπιίμνπκε ππό κνξθή πελίνπ, ε έληαζε ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ «αζξνίδεηαη» από θάζε ηκήκα ηνπ αγσγνύ πνπ απνηειεί ην πελίν. Έηζη ζε έλα ζσιελνεηδέο πελίν κεγάινπ κήθνπο, νη καγλεηηθέο δπλακηθέο γξακκέο είλαη παξάιιειεο γξακκέο ζην εζσηεξηθό ηνπ (νκνγελέο καγλεηηθό πεδίν) θαη ζρεδόλ κεδέλ έμσ απ' απηό. Μαγλεηηθή επαγσγή ε έλα πελίν ην νπνίν βξίζθεηαη κέζα ζε καγλεηηθό πεδίν, νξίδεηαη έλα κέγεζνο πνπ νλνκάδεηαη καγλεηηθή ξνή ε νπνία είλαη αλάινγε ησλ καγλεηηθώλ γξακκώλ πνπ δηαπεξλνύλ ην πελίν από ηελ επηθάλεηα ηνπ. Έηζη γηα έλα πελίν επηθάλεηαο S πνπ βξίζθεηαη

33 κέζα ζε νκνγελέο καγλεηηθό πεδίν έληαζεο Β, πνπ ν άμνλαο ηνπ ζρεκαηίδεη γσλία θ κε ην δηάλπζκα ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ, ε καγλεηηθή ξνή πνπ δηαπεξλά ην πελίν είλαη: Φ=ΒSζπλθ. ύκθσλα κε ηνλ λόκν ηνπ Faraday, όηαλ ε καγλεηηθή ξνή κέζα από έλα πελίν κεηαβάιιεηαη, αλαπηύζζεηαη ηάζε εμ επαγσγήο ζηα άθξα ηνπ. Έηζη όηαλ έλα πελίν βξίζθεηαη κέζα ζε καγλεηηθό πελίν, ηνπ νπνίνπ ε έληαζε κεηαβάιιεηαη θαηά κέηξν ή δηεύζπλζε ή θαη ηα δπν αλαπηύζζεηαη ηάζε ζηα άθξα ηνπ. ε απηή αθξηβώο ηελ ηδηόηεηα βαζίδνληαη νη ειεθηξνγελλήηξηεο. Έλα πελίν πεξηζηξέθεηαη κέζα ζε καγλεηηθό πεδίν πνπ παξάγεη έλαο καγλήηεο. Γηα ην ιόγν όηη ε καγλεηηθή ξνή πνπ δηέξρεηαη από ην πιαίζην κεηαβάιιεηαη, (αθνύ αιιάδεη ν πξνζαλαηνιηζκόο ηνπ πιαηζίνπ σο πξνο ην καγλεηηθό πεδίν) αλαπηύζζεηαη ζ' απηό ηάζε εμ' επαγσγήο. Απηεπαγσγή Γλσξίδνπκε όηη ζην εζσηεξηθό ελόο πελίνπ πνπ δηαξξέεηαη από ξεύκα, δεκηνπξγείηαη καγλεηηθό πεδίν. Όηαλ κεηαβάιιεηαη ην ξεύκα ζην πελίν έρεη σο απνηέιεζκα λα κεηαβάιιεηαη ε έληαζε ηνπ καγλεηηθνύ πεδίνπ, ζπλεπώο θαη ε καγλεηηθή ξνή πνπ δηέξρεηαη από ην εζσηεξηθό ηνπ πελίνπ. Έηζη ζύκθσλα κε ην λόκν ηνπ Faraday αλαπηύζζεηαη ζην πελίν ηάζε εμ επαγσγήο. Ο θαλόλαο ηνπ Lentz δειώλεη όηη ε επαγόκελε ηάζε ζην πελίν πνπ νθείιεηαη ζηε κεηαβνιή ηνπ ξεύκαηνο ηνπ ίδηνπ ηνπ πελίνπ, έρεη ηέηνηα πνιηθόηεηα ώζηε λα αληηζηέθεηαη ζηελ κεηαβνιή ηνπ ξεύκαηνο πνπ ην δηαξξέεη. ην ζρήκα έλα πελίν ζπλδέεηαη κε κηα κεηαβαιιόκελε πεγή ηάζεο δηα κέζνπ ελόο ξννζηάηε. Καζώο ην ξεύκα ζην πελίν απμάλεη ε ηάζε εμ επαγσγήο πνπ αλαπηύζζεηαη ζην πελίν έρεη ηέηνηα

34 πνιηθόηεηα πνπ αληηζηέθεηαη ζηελ αύμεζε ηνπ ξεύκαηνο. Καζώο ην ξεύκα ζην πελίν κεηώλεηαη ε ηάζε εμ επαγσγήο πνπ αλαπηύζζεηαη ζην πελίν είλαη ηέηνηα πνπ ηείλεη λα δηαηεξήζεη ην ξεύκα. Γειαδή ε ηάζε ζην πελίν είλαη V L =-L(ΓΗ/Γt) όπνπ L ν ζπληειεζηήο ηεο απηεπαγσγήο ηνπ πελίνπ θαη εθθξάδεη πόζν έληνλν είλαη απηό ην θαηλόκελν. Μνλάδα απηεπαγσγήο είλαη ην 1Henry. Δπεηδή είλαη κεγάιε κνλάδα απηεπαγσγήο ρξεζηκνπνηνύληαη ππνπνιιαπιάζηα ηνπ 1Ζ όπσο ην 1mF (10-3 F) ην 1κΖ (10-6 Ζ) θαη ηo 1nF (10-9 H). Ζ απηεπαγσγή ελόο πελίνπ εμαξηάηαη κόλν από ηα γεσκεηξηθά ραξαθηεηηζηεθά ηνπ θαη απμάλεηαη κε Σνλ αξηζκό ησλ ζπεηξώλ ηνπ πελίνπ. Σε δηάκεηξν ηνπ πελίνπ. Με ηελ ύπαξμε ζηδεξνκαγλεηηθνύ πιηθνύ ζην εζσηεξηθό ηνπ. Ηζνδύλακε απηεπαγσγή Όηαλ δύν πελία L 1 θαη L 2 είλαη ζπλδεδεκέλα ζε ζεηξά, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ απν ηζνδύλακε απηεπαγσγή (πελίν) κε ηηκή ην άζξνηζκα ηνπο L 1 +L 2. Όκνηα όηαλ Ν πελία L 1, L 2,..., L N είλαη ζπλδεκέλα ζε ζεηξά, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ από ηζνδύλακε απηεπαγσγή (πελίν) L κε ηηκή ην άζξνηζκα ηνπο L 1 +L L N Όηαλ δπν πελία L 1 θαη L 2 είλαη ζπλδεκέλα παξάιιεια, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ από ηζνδύλακε απηεπαγσγή (πελίν) κε ηηκή L 1 L 2 /(L 1 +L 2 ) Όκνηα όηαλ Ν πελία L 1, L 2,..., L N είλαη ζπλδεκέλα παξάιιεια, κπνξνύλ λα αληηθαηαζηαζνύλ από ηζνδύλακε απηεπαγσγή (πελίν) γηα ηελ νπνία 1/L=1/L 1 + 1/L /L N Δίδε πελίσλ

35 Σα πελία δηαθξίλνληαη αλάινγα κε ηε ρξήζε ηνπο ζε πελία ρακειώλ (LF) ή πελία πςειώλ ζπρλνηήησλ (RF) θαη αλάινγα κε ηελ θαηαζθεπή ηνπο ζε ζσιελνεηδή θαη ζε θπςεινεηδή πελία. Πελία πςειώλ ζπρλνηήησλ: Σα ζπλαληνύκε ζηηο ζπζθεπέο ηειεπηθνηλσλίαο, όπσο πνκπνύο θαη δέθηεο ξαδηνθώλνπ, αζπξκάηνπ θ.α. Σα βξίζθνπκε ζε κεγάιε πνηθηιία κνξθώλ κε ή ρσξίο ππξήλα, κε κηα ή πεξηζζόηεξεο ζηξώζεηο, κε απιή ή θπςεινεηδή πεξηέιημε θιπ. Σα πελία RF ηα βξίζθνπκε: 1)ηα θπθιώκαηα θεξαίαο ηπιηγκέλα γύξσ από κηα ξάβδν θεξξίηε πνπ απνηεινύλ ηελ θεξαία ηνπ δέθηε (ξαδηνθώλνπ ΑΜ) 2)ηα θπθιώκαηα ηαιαλησηώλ πνπ ζε ζπλδπαζκό ελόο κεηαβιεηνύ ππθλσηή θαζνξίδνπλ ηελ επηζπκεηή ζπρλόηεηα ηαιάλησζεο. 3) ηα θπθιώκαηα ελδηάκεζεο ζπρλόηεηαο, πνπ απνηεινύλ δηαηάμεηο δπν πελίσλ, γηα ρξήζε ζύδεπμεο κεηαμύ δπν εληζρπηηθώλ βαζκίδσλ ηεο ελδηάκεζεο ζπρλόηεηαο ζηνπο δέθηεο. Πελία ρακειώλ ζπρλνηήησλ: Απηά ηα πελία ραξαθηεξίδνληαη από ηηο κεγάιεο ηηκέο απηεπαγσγήο πνπ θπκαίλνληαη από 0,2Ζ έσο δεθάδεο Henry πνπ ζπλαληηόληαη ζε θπθιώκαηα ρακειώλ ζπρλνηήησλ, ελ ζρέζε κε ηα πελία πςειώλ ζπρλνηήησλ πνπ ε απηεπαγσγή ηνπο θπκαίλεηαη από κεξηθά κζ έσο κεξηθέο δεθάδεο mh. Σα πελία ρακειώλ ζπρλνηήησλ θαηαζθεπάδνληαη κε ζηδεξνππξήλα γηα λα πεηπραίλεηαη ε πςειή ηηκή ηεο απηεπαγσγήο. Σα πελία απηά ρξεζηκνπνηνύληαη ζηηο ηξνθνδνηηθέο δηαηάμεηο γηα εμνκάιπλζε ηεο αλνξζσκέλεο ηάζεο, ζαλ ζηξαγγαιηζηηθά πελία (είλαη πελία πνπ έρνπλ κεγάιν ζπληειεζηή απηεπαγσγήο θαη

36 ρξεζηκνπνηνύληαη γηα λα πεξηνξίζνπλ ή λα εκπνδίζνπλ ηελ δηέιεπζε δηαθόξσλ ζεκάησλ). θιπ. Μεηαζρεκαηηζηήο Έλα ζύζηεκα δπν πελίσλ πάλσ ζε θνηλό θιεηζηό ζηδεξνππξήλα είλαη έλαο κεηαζρεκαηηζηήο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη λα αλπςώζεη ή λα ππνβηβάζεη ηε ηάζε ηνπ ελαιιαζζόκελνπ ξεύκαηνο. Σν πελίν ζην νπνίν δίλεηαη ε ηάζε πξνο κεηαζρεκαηηζκό νλνκάδεηαη πξσηεύνλ ελώ ην πελίν από ην νπνίν παίξλνπκε ηελ κεηαζρεκαηηζκέλε ηάζε νλνκάδεηαη δεπηεξεύνλ. Όηαλ ζηα άθξα ηνπ πξσηεύνληνο πελίνπ ελόο κεηαζρεκαηηζηή εθαξκόζνπκε κηα ελαιιαζζόκελε ηάζε, ηόηε δεκηνπξγείηαη έλα κεηαβαιιόκελν καγλεηηθό πεδίν ζην εζσηεξηθό ηνπ, ην νπνίν δηεξρόκελν από ην δεπηεξεύνλ πελίνπ, κέζσ ηνπ θνηλνύ ππξήλα ηνπο, δεκηνπξγεί κεηαβαιιόκελε καγλεηηθή ξνή ζ' απηό κε απνηέιεζκα λα αλαπηύζζεηαη ηάζε εμ επαγσγήο ζην δεπηεξεύνλ πελίν ηνπ κεηαζρεκαηηζηή. Οη κεηαζρεκαηηζηέο ρξεζηκνπνηνύληαη ζήκεξα ζε πνιιέο ειεθηξνληθέο ζπζθεπέο γηα ηνλ κεηαζρεκαηηζκό ηεο ελαιιαζζόκελεο ηάζεο ηνπ δηθηύνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, ζε ρακειόηεξεο ηάζεηο πνπ ιεηηνπξγνύλ νη ζπζθεπέο απηέο, π.ρ. ην κεηαζρεκαηηζκό ηεο ηάζεο ηνπ δηθηύνπ ειεθηξηθήο ελέξγεηαο 220V ζε ηάζε 12V πνπ ιεηηνπξγεί έλα ξαδηόθσλν. Από ηνπο λόκνπο ηνπ ειεθηξνκαγλεηηζκνύ πξνθύπηεη όηη, αλ ζε έλα κεηαζρεκαηηζηή ζηνλ νπνίν ην πξσηεύνλ έρεη Ν π ζπείξεο θαη ην δεπηεξεύνλ Ν δ ζπείξεο, ηξνθνδνηήζνπκε ην πξσηεύνλ κε ηάζε (ελεξγόο ηηκή) V π θαη πάξνπκε ηάζε (ελεξγόο ηηκή) V δ ζην δεπηεξεύνλ, ηζρύεη ε ζρέζε: V π /V δ =N π /Ν δ. Έηζη αλ ν αξηζκόο ησλ ζπεηξώλ ηνπ δεπηεξεύνληνο είλαη κεγαιύηεξνο από ηνλ αξηζκό

37 ζπεηξώλ ηνπ πξσηεύνληνο Ν δ >Ν π ηόηε ν κεηαζρεκαηηζηήο αλπςώλεη ηελ ηάζε, ελώ ζηελ αληίζεηε πεξίπησζε όπνπ Ν δ <Ν π έρνπκε κεηαζρεκαηηζηή ππνβηβαζκνύ ηάζεο. ε έλα ηδαληθό κεηαζρεκαηηζηή ε ελέξγεηα πνπ απνξξνθά ην πξσηεύνλ απνδίδεηαη όιε ζην δεπηεξεύνλ. Γειαδή ηζρύνπλ νη ζρέζεηο: P π =Ρ δ ==> V π I π =V δ Η δ ==> V π /V δ =I δ /I π Βιέπνπκε όηη ε ηάζε θαη ε έληαζε ηνπ ξεύκαηνο κεηαζρεκαηίδνληαη αληίζηξνθα, δειαδή όηαλ ππνβηβάδεηαη ε ηάζε, απμάλεηαη ε έληαζε θαη όηαλ αλπςώλεηαη ε ηάζε κεηώλεηαη ε έληαζε ηνπ ξεύκαηνο. ε έλα πξαγκαηηθό κεηαζρεκαηηζηή ε ηζρύο ηνπ ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο πνπ παίξλνπκε από ην δεπηεξεύνλ είλαη πάληνηε κηθξόηεξε από ηελ ηζρύ πνπ απνξξνθά ην πξσηεύνλ. Απηό νθείιεηαη ζηηο απώιεηεο πνπ παξαηεξνύληαη θαηά ηελ ιεηηνπξγία ηνπ κεηαζρεκαηηζηή. Οη απώιεηεο ελόο κεηαζρεκαηηζηή εθθξάδνληαη κε ην βαζκό απόδνζεο ηνπ. Ο βαζκόο απόδνζεο α ελόο κεηαζρεκαηηζηή είλαη ν ιόγνο ηεο ηζρύνο Ρ δ πνπ παίξλνπκε από ην δεπηεξεύνλ πξνο ηελ ηζρύ Ρ π πνπ δίλνπκε ζην πξνηεύνλ, δειαδή α=ρ δ /Ρ π Ο ηδαληθόο κεηαζρεκαηηζηήο έρεη βαζκό απόδνζεο 1. Δίλαη όκσο αδύλαηνλ λα θαηαζθεπαζηεί έλαο ηέηνηνο κεηαζρεκαηηζηήο. Ο βαζκόο απόδνζεο ελόο κεηαζρεκαηηζηή θπκαίλεηαη ζπλήζσο από 0,9 έσο 0,95. Απώιεηεο ελόο κεηαζρεκαηηζηή Οη απώιεηεο ελόο κεηαζρεκαηηζηή κπνξεί λα νθείινληαη: Απώιεηεο ζηελ αληίζηαζε ηνπ ραιθνύ. Δπεηδή ην ζύξκα ραιθνύ κε ηα νπνία είλαη θαηαζθεπαζκέλα ηα ηπιίγκαηα ηνπ κεηαζρεκαηηζηή παξνπζηάδεη αληίζηαζε, έρνπκε απώιεηεο ππό κνξθή ζεξκόηεηαο ζηα ηπιίγκαηα.