udbenik s CD-om radna biljenica s radnim materijalom za vjebe i praktine radove prirunik za uitelje s CD-om i prozirnice s planom ploe razredni plakati

UDBENIK

3.1Razmislite i pokuajte odgovoriti:

PASIVNI I AKTIVNI ELEKTRONIKI ELEMENTIKako se dijele materijali prema vodljivosti elektrine struje. Koji su elektroniki elementi ugraeni u radioaparat? Nabrojite elektronike ureaje koje koristite.

Za bolje razumijevanje teme:Strujni krugovi u elektronikim sklopovima i ureajima sastavljeni su od elektronikih elementa. Oni omoguavaju promjenu jakosti i napona elektrine struje, pruaju razliiti otpor protoku struje, stvaraju promjenljivo magnetsko polje, vre razna pojaanja itd. U prvim elektronikim ureajima prevladavale su elektronske cijevi. Njihov se rad temeljio na protoku slobodnih elektrona u zrakopraznom prostoru izmeu dvije ili vie elektroda. Elektronske cijevi zamijenjene su manjim i puno jeftinijim poluvodikim diodama i tranzistorima, ime se veliina ureaja i potronja energije znatno smanjila.

ENIAC prvo elektroniko raunalo ope namjene

Elektroniki elementiPC (Osobno raunalo) Prijenosno raunalo

Elektroniki elementi podijeljeni su u dvije skupine i to na pasivne i aktivne. Pasivni elektroniki elementi Pasivni elektroniki elementi u strujnim krugovima ne djeluju ispravljaki ni pojaivaki. Tu spadaju otpornici, zavojnice i kondenzatori. Otpornici imaju zadau da se u strujnim krugovima vie ili manje opiru prolasku elektrine struje. To svojstvo naziva se elektrini otpor. Osnovna mjerna jedinica za elektrini otpor je ohm (W). stalni otpornici, uz stalnu temperaturu imaju nepromjenjivi otpor polupromjenljivi (trimeri), otpornici za finu regulaciju elektrinog otpora

Otpornici

Simboli otpornika

promjenljivi za regulaciju jakosti elektrine struje (reostati), za regulaciju elektrinog napona (potenciometri). Vrijednost otpornika oznauje se pomou broja i slova ili nizom raznobojnih prstena.

46

22

3. Energetika 3.1. Pasivni i aktivni elektroniki elementi

Otpornik s prstenima

Primjer oitavanja vrijednosti otpornika (24MW 10% tolerancija)

Otpornici oznaeni slovom, brojkom i prstenima

Zavojnice su vodii savijeni u spiralu. Protokom elektrine struje kroz zavojnicu, oko nje se stvara magnetsko polje. Promjenom jakosti struje dolazi do promjene ukupnih magnetskih svojstava zavojnice induktiviteta. Osnovna jedinica za induktivitet je henri (H). Zavojnice se koriste u titrajnim krugovima odailjaa i prijemnika. Djeluju kao prigunice u filtrima odreenih frekvencija, za transformiranje izmjeninih napona podizanjem na vii ili sputanjem na nii napon. Zavojnice se upotrebljavaju i za gradnju raznih vrsta elektromagneta (na primjer kod releja).

Oznaka na otporniku R47 4R7 100 100E 1K 2,4M

Vrijednost otpora u W 0,47 4,7 100 100 1000 2 400 000

Simboli zavojnice

Razne vrste zavojnica

Razne vrste kondenzatora

Kondenzatori primaju (akumuliraju, kondenziraju) odreene koliine elektrinih naboja. To svojstvo nazivamo elektrini kapacitet. Osnovna mjerna jedinica za kapacitet kondenzatora je farad (F). U praksi se koriste kondenzatori s mnogo manjim kapacitetom izraenim u milifaradima (mF), mikrofaradima (F), nanofaradima (nF) i pikofaradima (pF). Izrauju se od razliitih materijala, a ine ih dvije ploice (obloge) nekog vodia (staniol, aluminijska ploica ili folija) izmeu kojih se nalazi izolator (zrak, votani papir, plastina folija).

Simboli kondenzatora

3. Energetika 3.1. Pasivni i aktivni elektroniki elementi

23

47

Aktivni elektroniki elementiRazne vrste dioda

U strujnim krugovima istosmjerne i izmjenine struje djeluju aktivno kao ispravljai ili pojaivai. Tu spadaju diode, tranzistori i integrirani krugovi. Diode proputaju struju samo u jednom smjeru, dok joj u drugom smjeru pruaju veliki otpor. Zbog tog svojstva nazivaju se poluvodiki elektroniki elementi. Poluvodika dioda je sastavljena od dvije elektrode. Prva elektroda (anoda) je od P (pozitivno), a druga (katoda) od N (negativno) vodljivog poluvodikog materijala. Ovakav se spoj naziva PN- spoj. Za protok istosmjerne struje je bitno da se anoda spoji na (+), a katoda na (-) pol izvora, jer u suprotnom struja nee prolaziti. Posebna vrsta dioda su LED diode ili svjetlee diode, koje pri prolasku struje svijetle. Koriste se za razne pokazivae, indikatore ili za postizanje vizualnih efekata.

Simboli dioda

Strujni krug s diodom

Razne vrste tranzistora

Tranzistori se u strujnim krugovima koriste za pojaavanje slabih elektrinih signala, te kao elektronike sklopke. Napravljeni su od tri poluvodika sloja, koji se ponaaju isto kao elektrode diode. S obzirom na meusobni raspored P i N slojeva postoje dva tipa tranzistora PNP i NPN. Dijelovi tranzistora su baza (B), emiter (E) i kolektor (C). Tiristor je poluvodiki sklop sastavljen od 4 sloja silicija. Trijak se sastoji od 5 slojeva poluvodia s posebno oblikovanim metalnim kontaktima. Dijak se koristi za generiranje pobudnog impulsa za rad tiristora i trijaka. Integrirani krugovi ili ipovi graeni su od velikog broja aktivnih i pasivnih elektronikih elemenata. Sloeni integrirani krugovi sadre sve funkcije elektronikog raunala i nazivaju se mikroprocesori. Zahvaljujui mikroprocesorima mnogi elektroniki ureaji sve su manji, troe manje energije, pa tako i kod raunala gdje su hardverski dijelovi sve manji, a softverske mogunosti sve vee.

Simboli tranzistora

Razne vrste integriranih krugova

Simbol integriranog kruga

48

24

3. Energetika 3.1. Pasivni i aktivni elektroniki elementi

3.3

IZRADA JEDNOSTAVNOG ELEKTRONIKOG SKLOPA

3. Energetika 3.3. Izrada jednostavnog elektronikog sklopa

29

49

3.3Razmislite i pokuajte odgovoriti:

IZRADA JEDNOSTAVNOG ELEKTRONIKOG SKLOPANabrojite kuanske aparate koji za svoj rad koriste elektrinu energiju! U koju se skupinu ureaja ubrajaju raunalo, televizor, mobitel i radioprijemnik? Od kojih se elemenata sastoji televizor?

Za bolje razumijevanje temeOkrueni smo brojnim ureajima koji koriste elektrinu energiju. Dio takvih ureaja pretvara elektrinu u toplinsku energiju, neki u mehaniku, dio njih u svjetlosnu, a neki u zvuk i sliku. Svaki ureaj sastoji se pored ostalog od elektrinih vodia i izolatora, od elektronikih elemenata i sklopova. O pojedinim dijelovima elektrinih i elektronikih ureaja ve ste uili u prethodnim temama. U sklopu ove teme i sami ete izraditi najmanje jedan elektroniki sklop.

Elektroniki sklopoviDva i vie elektronikih elemenata spojenih u funkcionalnu cjelinu nazivamo elektroniki sklop. On ima odreenu ulogu u elektronikom ureaju. Postoji mnotvo razliitih elektronikih sklopova, a najee se koriste ispravljaki sklopovi (upoznali ste ih u proloj temi), elektroniki prekidai, razna pojaala, oscilatori i digitalni sklopovi. Sada ete ukratko upoznati titrajni krug kao dio oscilatora, utjecaj otpornika i kondenzatora na vrijeme titranja (R-C vremenska konstanta) te punjenje i pranjenje kondenzatora u elektronikim sklopovima.Razni elektroniki sklopovi

50

30

3. Energetika 3.3. Izrada jednostavnog elektronikog sklopa

Titranje je ponavljanje jednakog gibanja. Broj titraja u jedinici vremena (sekundi) naziva se frekvencija. Veu frekvenciju imaju tijela ije se estice bre gibaju. Jedinica za izraavanje frekvencije je herc (Hz). U brojnim elektronikim ureajima takoer se javlja titranje u titrajnom krugu. Titrajni krug je osnovni dio svakog oscilatora, a sastoji se od otpornika, zavojnice ili kondenzatora (stalni ili promjenjivi). Punjenjem i pranjenjem kondenzatora elektrinim naponom stvara se elektrino i magnetsko polje odreene frekvencije. Koristi se, izmeu ostalog, u radioodailjaima i televizijskim odailjaima te prijemnicima za odailjanje i prijem elektromagnetskih valova.Titrajni krug a) punjenje, b) pranjenje

Tranzistorsko treptalo ili multivibrator je oscilator koji slui za stvaranje elektrinih impulsa. Promjena brzine treptanja ili promjena frekvencije rada oscilatora odreena je radom titrajnog kruga koji ine otpornik R2 i kondenzator C2 te otpornik R3 i kondenzator C1. Rad titrajnog kruga ovisi o vremenu punjenja i pranjenja kondenzatora. To vrijeme ovisi o kapacitetu kondenzatora i otporu otpornika kojim se on puni pa ga nazivamo i R-C vremenska konstanta. Trajanje te konstante moe se izraunati po formuli: T = 0,7 x R x C

Treptalo

Elektrina shema tranzistorskog treptala

Za sve frekvencije vee od 16 Hz vrijedi da ljudsko oko zbog svoje tromosti ne moe primijetiti tako brze promjene pa izgleda da diode svijetle cijelo vrijeme. U tom sluaju umjesto diode mogu se spojiti zujalica ili mali zvunik i sluati razlike u visini tona ovisno o promjeni frekvencije. Za3. Energetika 3.3. Izrada jednostavnog elektronikog sklopa

31

51

praktinu izradu elektronikog sklopa potrebno je osigurati ili izraditi tiskanu ploicu i prikupiti sve potrebne elektronike elemente. Na pripremljenu ploicu treba razmjestiti elektronike elemente prema shemi, a zatim ih spojiti lemljenjem. Za izradu tiskanih ploica koriste se pertinaks koji moe biti jednostrano ili dvostrano kairan, tj. da imaju bakar nanesen sa jedne ili obje strane. Za izradu tiskanih ploica danas se najvie koristi fotopostupak.Tiskana ploica

SAETAKKljuni pojmovi:Titrajni krug dio oscilatora koji se sastoji od otpornika, zavojnice ili kondenzatora. Multivibrator elektroniki sklop koji proizvodi oscilacije odreene frekvencije. R-C vremenska konstanta vrijeme punjenja i pranjenja kondenzatora ovisno o vrijednosti otpora i kapaciteta. Punjenje i pranjenje kondenzatora omoguava stvaranje elektromagnetskih titraja.

PROVJERITE TO STE NAUILI

1. Nabrojite nekoliko elektronikih sklopova. 2. Navedite dijelove titrajnog kruga. 3. Opiite funkcioniranje titrajnog kruga. 4. Navedite od kojih se elektronikih elemenata sastoji multivibrator. 5. Navedite koji se postupak koristi za izradu tiskane ploice.

Za one koji ele znati vieEksperimentalna ploica Za sastavljanje razliitih elektronikih sklopova mogue je koristiti eksperimentalnu (probnu) montanu ploicu. Na toj ploici potrebno je samo utaknuti izvode elektronikih elemenata u za to predviene rupice. Ploica je izraena od neprozirne plastine mase s pravilno rasporeenim rupicama u redove i stupce. Elektrini kontakti ostvareni su ispod rupica. Koristei ugraene unutarnje spojeve i povezivanje dijela elemenata tankim vodia izvan ploice, mogue je sastaviti i ispitati svojstva brojnih elektronikih sklopova. Ukoliko u koli posjedujete takve eksperimentalne ploice naite vremena za dopunu znanja o elektronikim sklopovima.

52

32

3. Energetika 3.3. Izrada jednostavnog elektronikog sklopa

VJEBA

IZRADA KUTIJICE

RADNA BILJENICA

Zadatak: Prema slijedeim uputama izradite plastinu kutiju za odlaganje sitnih predmeta (elektronikih elemenata, avlia). Pazite na postupak savijanja i lijepljenja.

Radni postupak

Prikaz radnog postupka

Upute za rad

Mjerenje i ocrtavanje.

Na plou nacrtajte pravokutnik dimenzija 140x80 i dva manja pravokutnika dimenzija 80x30.

Izrezivanje.

Paljivo izreite sva tri pravokutnika. Na veem pravokutniku oznaite mjesta savijanja (30 mm od rubova).

Zagrijavanje mjesta savijanja.

Zagrijte mjesta savijanja na ureaju koji posjeduje kola ili nekim drugim izvorom topline.

Savijanje.

Uz pravi kut (drvo, metal, krip) paljivo presavijte plou uz pomo komada drva ili metala.

Lijepljenje.

Manje ploice zalijepite na bone strane. Brusnim papirom zavrno obradite rubove i mjesta spajanja.

Izgled gotovog predmeta

14

2. Materijali 2.2. Savijanje, lijepljenje i zavarivanje plastike

53

VJEBA

ODREIVANJE VRIJED. OTPORNIKA OITAVANJEM OZNAKA

Zadatak: Odredite vrijednost otpornika oitavanjem oznaka. Materijal: : pet otpornika razliitih vrijednosti pet komadia istog papira Uputa: svaki otpornik privrstite na pripadajui mu komadi papira i napiite redne brojeve od 1 do 5 pomou tablice za odreivanje vrijednosti otpornika oitajte vrijednost svih otpornika u donju tablicu upiite rezultate oitavanja

Redni broj 1 2 3 4 5

Boje prstena redom od ruba prema sredini otpornika

Oitana vrijednost otpornika

54

22

3. Energetika 3.1. Pasivni i aktivni elektroniki elementi

VJEBA

STRUJNI KRUG S DIODOM I ARULJICOM

Za izvoenje vjebi iz elektronike koristite eksperimentalnu - montanu ploicu. Ploica je izraena od plastine mase (izolatora) u koju su izbuene rupice poredane u stupce i redove. Elektrini kontakti nalaze se ispod rupica u nekoliko stupaca, te u velikom broju redova. Postavljanjem elektronikih elemenata u predviene rupice i povezivanjem pomou vodia, ostvarit e se potrebne veze i spojevi. Prema vrsti ispitivanja za napajanje postavljenih elektronikih elemenata moe se koristiti napon iz baterije ili stabiliziranog ispravljaa istosmjerne struje, te transformatora izmjenine struje sa snienim naponom.

Zadatak: Prema donjim shemama nainite tehniki pokus te utvrdite: strujni krug u kojem aruljica svijetli Pribor: eksperimentalna ploica, izvor istosmjerne struje, aruljica, dioda, nekoliko vodia

Zakljuak: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________243. Energetika 3.2. Ispravlja izmjenine struje

55

TEHNIKI CRTE TLOCRTA TREPTALO UIONICE

VJEBA

Od priloenih elektronikih elemenata i tiskane ploice sastavite prema radnoj listi treptalo ili multivibrator. Radni postupak Prikaz radnog postupka Upute za rad Odaberite i po vrstama rasporedite sve dijelove za treptalo na radnu povrinu.

Odabir i provjera ispravnosti dijelova

Priprema dijelova za montau

Paljivo savinite kontaktne ice elektronikih elemenata.

Razmjetaj i lemljenje otpornika na tiskanu ploicu

Utaknite pripremljene otpornike na tiskanu ploicu, skratite kontakte i zalemite.

Razmjetaj i lemljenje kondenzatora na tiskanu ploicu

Utaknite pripremljene kondenzatore na tiskanu ploicu, skratite kontakte i zalemite.

Razmjetaj i lemljenje tranzistora na tiskanu ploicu Razmjetaj i lemljenje led dioda na tiskanu ploicu Ispitivanje ispravnosti elektronikog sklopa

Utaknite pripremljene tranzistora na tiskanu ploicu, skratite kontakte i zalemite. Utaknite pripremljene led diode na tiskanu ploicu, skratite kontakte i zalemite. Prikljuite elektroniki sklop na izvor elektrine struje (baterija 4,5 V) i provjerite ispravnost.

56

3. Energetika 3.3. Izrada jednostavnog elektronikog sklopa

27