ALIMENTATOR 620V

CALIFICARE ELECTRONIST APARATE SI ECHIPAMENTE DE AUTOMATIZARE

2008

Cuprins

Cap. I. Introducere.pag. 3

Cap. II. Functionarea automatului de scara .....pag. 4

Cap. III. Elemente componente ale schemei.....

3.1 Doda Zener...............pag. 5

3.2 Rezistorulpag. 6

3.3 Tranzistorul..pag. 9

3.4 Potentiometrele............pag. 11

3.5 Sigurantele.............pag. 12

3.6 Condensatoarele electrolitice.pag. 13

Cap. IV. Norme de protectia muncii pentru instalatii electrice..pag. 14

Cap.V. Bibliografiepag.

CAP.I     

INTRODUCERE

Surse de tensiune stabilizata

Pentru obtinerea unor performante corespunzatoare si independente de fluctuatiile tensiunii retelei sau a bateriei de alimentare se utilizeaza sursele de tensiune stabilizata. Schema bloc generala a surselor de tensiune stabilizata este prezentata in figura alaturata. Daca sursa de energie electrica este o baterie sau accumulator ,schema bloc se reduce , fiind necesar stabilizatorul de tensiune .In acest capitol vom trata principalele aspecte legate de proiectarea surselor de tensiune stabilizata (fara transformatorul de retea).De asemenea , vom prezentra scheme practice de surse stabilizate .

Redresorul

Tensiunea alternativa ,cu frecventa retelei ,din secunadrul transformatorului de retea este redresata de catre diodele redresoare ,obtinandu-se la iesirea redresorului o tensiune continua pulsatorie.

Se poate redresa numai o alternanta-redresor monoalternanta;sau ambele alternante redresor-dublaalternanta.

Stabilizatoare de tensiune

Tensiunea de la iesirea redresorului depinde de doi factori: de variatiile tensiunii retelei de alimentare cu eneregie electrica ,care pot fi intre :

(10 .20)% si de modificarea valorii curentului de sarcina.Sunt cazuri cand curentul de sarcina poate varia de la 0 la valoarea sa nominala.Toate variatiile tensiunii de alimentare a circiutelor electronice conduc, intr-o masura mai mult sau mai putin semnificativa ,modificarea performantelor electrice .

In unele situatii ,la cresterea tensiunii chiar cu 10% se pot distruge unele componente active din circuite .De asemenea ,in stabilizator exista posibilitatea       de a se regla valoarea tensiunii de iesire ,fapt important in cazul surselor de laborator

CAP. II

ALIMENTATOR 6 20 V, 1A

La testarea circuitelor electronice, din mai multe motive , se recomanda utilizarea unui alimentator cu tensiune de iesire reglabila. Astfel avem , de exemplu, posibilitatea de a verifica influenta variatiilor tensiunii de alimentare asupra functionarii circuitului.

Alimentatorul fiind relativ simplu, functioneaza doar cu doua tranzistoare si o dioda Zener. Tensiunea de iesire, reglabila intre 6 si 20 V scade cu cca. 2 % la sarcina maxima (1 A).Prin comutarea rezistoarelor R1, R2, R3, tensiunea poate fi reglata fiind in trei domenii: pe pozitia 1 intre 6 si 9 V , pe pozitia 2 intre 9 si 13V, iar pe pozitia a 3 intre 13 si 20 V. Protectia la suprasarcina si scurtcircuit este asigurata de o siguranta fuzibila de 1 A .Capacitatea condensatorului electrolytic de incarcare este de 2500μF.

(Fig. 1.1)

CAP.III

3.1 DIODA ZENER

Este o dioda stabilizatoare de tensiune. Functionarea ei se bazeaza pe proprietatea jonctiunii p-n de a avea in regiunea de strapungere o tensiune la borne constanta intr-o gama larga de variatie a curentului invers.

Dioda functioneaza intr-un regim de strapungere controlat in care atat curentul cat si puterea disipata sunt mentinute la valori pe care dioda le poate suporta in regim permanent fara sa se distruga.

Dioda zener este construita din siliciu

-cand este polarizata direct (+ pe anod si - pe catod) functioneaza ca o dioda cu jonctiune.

-cand este polarizata invers (- pe anod si + pe catod) functioneaza in regim de strapungere.

Functionarea diodei zener este caracteristica urmatoarelor marimi:1 Tensiunea de stabilizare ( este tensiunea la care apare regimul de strapungere; poate avea valori intre 4-200 V)

2 Rezistenta dinamica (este rezistenta interna a diodei in regiunea de strapungere)

- cu cat rezistenta dinamica este mai mica cu atat tensiunea diodei este mai mica.

3 Curentul invers maxim (este valoare maxima a curentului pe care o poate suporta dioda fara sa se deterioreze)

4 Putere maxima disipata (este produsul dintre tensiunea de strapungere si curentul invers maxim; are valori cuprinse intre 0,2-50 W)

5 Coeficientul de temperatura a tensiunii de stabilizare care reprezinta variatia tensiunii de stabilizare pentru o variatie a temperaturii de 1grad C

- acest coeficient este negativ pentru tensiunea la bornele diodei adica Uz mai mic de 6V si pozitiv pentru tensiuni mai mari de 6V.

(Fig 1.2)

REZISTORUL

Rezistorul este componenta electrica de circuit, pasiva care are proprietatea in care tensiunea U aplicata bornelor sale si curentul care-l parcurge, sa existe relatia:

U=R*I

De aceea relatia de definitie a rezistentei este in care:

R- constanta reala numita rezistenta electrica ;

U- diferenta de potential (tensiune) constanta si continua aplicata la capetele rezistorului;

curentul continuu, constant, care strabate rezistenta;

Unitatea de masura in SI este ohmul [Ω] .

In practica se utilizeaza si multiplii:

kiloohmul [KΩ] 1K Ω =10³ Ω

megaohmul [MΩ] 1M Ω =10⁶ Ω

gigaohmul [GΩ] 1GΩ =10⁹ Ω

Reprezentarile conventionale utilizate pentru rezistenta in schemele electrice sunt urmatoarele:

a) b)

(Fig 1.3)

c) d)

     

Reprezentarile conventionale pentru rezistenta:

a)     rezistor cu rezistenta fixa;

b)    rezistor cu priza;

c)     rezistor cu rezistenta variabila;

d)    potentiometru

Clasificarea rezistoarelor se poate face in functie de diverse criterii.

Clasificarea in functie de caracteristica curent -tensiune

rezistoarele liniare-din aceasta categorie fac parte rezistoarele cu rezistenta fixa,cat si unele rezistoare cu o rezistenta variabila.

rezistoarele neliniare-din care fac parte rezistoarele cu caracteristica curent-tensiune neliniara.

Rezistoarele cu rezistenta fixa-au valoarea stabilita in procesul de fabricatie si ramane constanta.

Clasificarea in functie de modul de realizare a elementelor rezistive

rezistoare bobinate

rezistoare cu pelicula -au elementul rezistiv format dintr-o pelicula de material conductor (metal,oxizi etc) depusa pe un suport izolant

Clasificarea in functie de destinatie

rezistoare de uz general

rezistoare cu destinatie speciala

In functie de principalele caracteristici rezistoarele de diverse tipuri si construcii pot fii grupate conform desenului alaturat:

(Fig 1.4)

Parametri rezistoarelor

Principalale elemente care caracterizeaza din punct de vedere electric un rezistor sunt:

Puterea disipata Pn este puterea maxima, atat in curent continuu cat si in curent alternativ .Pn este stabilita la o temperatura ambianta de 20⁰ C;

Rezistenta nominala Rn este marimea rezistentei indicate pe corpul rezistorului;

Toleranta t exprima in procente abaterea pozitiva sau negativa a valorii reale R a rezistorului fata de valoarea Rn.

Marcarea rezistoarelor

In practica se utilizeaza doua metode de marcare a rezistoarelor :in clar si in codul culorilor.

Marcarea in clar

Pe corpul rezistorului se inscrie valoarea sa nominala si toleranta.

Marcarea in codul culorilor

Codul culorilor este utilizat pentru marcarea marimii rezistentei nominale si a tolerantei .Pe rezistoare sunt marcate patru benzi colorate.

(Fig 1.5)

3. TRANZISTORUL

Inventarea tranzistorului bipolar este considerat ca unul din marile evenimente care stau la baza revolutiei tehnico-stiintifice contemporane .Primele tranzistoare comerciale (deceniul 50)au fost realizate folosind germaniul ca material semiconductor .Introducerea tehnologiei planare (1960) specifica siliciul care a pus bazele dezvoltarii tranzistoarelor si circuitelor integrate actuale.

Tranzistorul este un dispozitiv semiconductor realizat in general din doua jonctiuni pn , avand 3 terminale de legatura .Exista mai multe tipuri de tranzistoare in functie de modul de realizare ,cum ar fi tranzistoarele bipolare,tranzistore cu efect de camp, tranzistoare unijonctiune.

Tranzistorul bipolar

Acest tip de tranzistor constituit din doua jonctiuni pn dispuse in succesiunea pnp sau npn. Cele trei terminale ale sale (catre unul corespunzator fiecarei teme) se numesc EMITOR,BAZA, SI COLECTOR ,si se alimenteaza cu energie electrica (sunt polarizate) in functie normala asa cum este aratata in desenele de mai jos.

(Fig 1.6)

Simblolul pentru in circuit a tranzistorului este aratat in figurile de mai jos.

(Fig 1.7)

In functie de terminalul comun intre intrare si iesire ,se pot distinge trei moduri de conectare a tranzistorului in circuit cu emitorul comun, cu baza comuna.

In aplicatii practice cel mai frecvent intalnit este montajul cu emitor comun.Pentru o caractersitica functionarea in circuit a unui tranzistor este necesar ca in fiecare moment sa fie cunoscute 6 marimi caracteristici ale sale, 3 curenti(de baza,de emitor si de colector) si trei tensiuni (tensiunea emitor-baza U_EB ,tensiunea colector-baza U_CB ,tensiunea colector-emitor U_CB .

(Fig 1.8)

POTENTIOMETRELE

Rezistoarele la care ,o data confectionate nu se mai poate schimba marimea rezistentei se numesc rezistoare fixe.

Rezistoarele reglabile sunt acele rezistoare la care se pot regla ocazional marimea rezistentei ,de exemplu un rezistor bobinat prevazut cu colier glisant, strans cu surub si piulita.Legaturile spre exterior se pot conecta la unul din colierele terminale( a sau c) si la colierl intermediar b.

(Fig 1.9)

Rezistoarele variabile au din constructie posibilitatea unei variatii continue si usoare valori lor.(Astfel reostatul este un rezistor bobinat cu sarma neizolata dintr-un aliaj rezistiv,pe care aluneca un cursor comandat printr-un maner).

Potentiometru cu reglaj continu poate fi bobinat sau chimic,ambele au ax comandat printr-un buton ce deplaseaza un cursor pe o traiectorie circulara.Potentiometru bobinat are un suport din ebonita sau portelan (pentru puteri mari) ce sectiunea dreptunghiulara si curbat circular pe circa 270⁰ .Pe suport sunt bobinate spire din aliaj rezistiv, neizolate dar usor distantata.

Potentiometrele chimice au un disc izolat pe care este depus un strat de carbon pe un unghi de 270⁰ .Un cursor metalic rotitor face contact cu orice punct al pistei de carbon

(Fig 2.0)

Sigurante

Sigurantele fuzibile sunt aparate cu intrrupere automata care proiecteaza circuitele de iluminat si de fata impotriva efectelor termice si dinamice produse de curentii de suprasarcina foarte mari si scurtcircuit. Sigurantele fuzibile au un fir sau o lamela conductoare ,montat in serie cu obiectul protejat. Pana la o anumita valoare a curentului ,elementul fuzibil este astfel calibrat incat nu produce intreruperea continuitatii circuitului .In cazul curentilor de scurtcircuit la suprasarcini mari ,materialul din care este confectionat fuzibilul se topeste si intrerupe curentul realizand protectia .Dupa fiecare actionare, elementul fuzibil topit trebuie inlocuit ,conectarea sigurantei facandu-se deci neautomat.

Tipuri de sugurante fuzibile

Dupa mediul in care se realizeaza intreruperea si dupa solutia constructiva, diferite tipuri cu sigurante fuzibile de joasa tensiune ,se grupeaza in :

Sigurante cu intrerupere in aer

Sigurante cu intrerupere in nisip

(Fig 2.1)

Forma unei sigurante fuzibile tubulare de mica putere.

Condensatoare electrolitice

Condensatoarele electrolitice folosesc ca dielectric o pelicula subtire de oxid (de aluminiu,de tantal,de molibden) ,care prezinta o rezistivitate si o rigiditate dielectrica foarte mare si stabila in tmp.

Condensatorul are una din amaturi construita din metal pe care se obtine stratul de oxid dielectric .

A doua armature este un electrolit ,care poate fi lichid ,impregnate intr-un dielectric poros sau poate fi solid .

Condensatoarele electrolitice uzuale se realizeaza din aluminiu sau tantal.

a) Condensatoare electrolitice cu aluminiu semiuscate:

─ au armatura anodica din folie de aluminiu cu puritate mare ,iar cealalta armatura a condensatorului este construita din 2 folii de hartie .

b) Condensatoare electrolitice cu tantal cu anozi sinterizati:

─ are o armatura anodica sub forma de bloc de obicei cilindric din pulberii de tantal presata sinterizata , iar cealalta armatura este un strat de bioxid de mangon .

Daca se aplica o tensiune inversa (minus pe anod), atunci condensatorul nu conduce pana la o valoare de 2-3 V, dupa care curentul creste brusc asemanator cu o dioda Zener, producandu-se deteriorarea printr-o incalzire exagerata. Fenomenul se explica prin faptul ca stratul de oxid depus pe folia de metal (aluminiu) se comporta ca o jonctiune semiconductoare metal - oxid (MO) de tip NP cu pragul de deschidere de 2 - 3 V.

Daca dorim obtinerea de condensatoare de mare capacitate nepolarizate, acestea se realizeaza prin legarea in serie dar in antifaza a doua condensatoare electrolitice (ambii anozi sau ambii catozi conectati impreuna).Datorita modului de realizare constructiv, condensatoarele electrolitice prezinta o inductanta pronuntata care este suparatoare in circuitele de decuplare. De aceea, cand este necesar, se monteaza in paralel, condensatoare de valori mici, neinductive, cum ar fi condensatoarele ceramice sau cele cu poliester metalizat.

Datorita modului de realizare constructiv, condensatoarele electrolitice prezinta o inductanta pronuntata care este suparatoare in circuitele de decuplare. De aceea, cand este necesar, se monteaza in paralel, condensatoare de valori mici, neinductive, cum ar fi condensatoarele ceramice sau cele cu poliester metalizat.

CAP. IV

Norme de protectia muncii

pentru instalatii electrice

●Normele de protectie a muncii pentru instalatii electrice precizeaza regurile ce trebuie respectate la desfasurarea oricarei activitati in instalatile electrice in functie, in scopul evitari accidentelor .

● Personalul de specialitate in care exploateaza , intretine sau executia lucrarii chiar temporar in instalatiile in functie va fi autorizat in acest sens de catre intreprinderile de care apartine .

● Prin instalatile electrice in exploatare in sensul prezentelor norme se inteleg instalatile electrice de producere , transport , distributie si utilizare a energiei electrice care se afla efectiv sub tensiune prin manevrare aparatului de comutare .

● Respectarea normelor este obligatoriu pentru personalul antrenat in activitatea de explatoare si intretinere a instalatilor electrice , atat in cazul instalatiilor proprii cat si in cazul instalatilor din alte unitati .

● Fiecare angajat este obligat sa comunice imediat sefului direct sau indirect superior toate abaterile constatate de la prevederile prezentelor norme , a instructiunilor tehnice interne a fiselor tehnologice etc; precum si defectelor constatate la dispozitiv si instalatilor de protectie , la echipament , instalatii de cablu , linie etc; care pot prezenta pericol pentru viata oamenilor .

● Din punct de vedere al normelor de protectie a muncii pentru instalati electrice se disting :

─ instalatii de joasa tensiune

─ instalatii de inalta tensiune

● Prin instalati de joasa tensiune se inteleg instalatile cu neutrul legat la pamant. , la care tensiunea intre fiecare faza si pamant nu depaseste 220v (volti) si instalatiile cu neutrul sigilat la care tensiunea intre faze nu depaseste ( 1000V exclusive ) .Instalatile de curent electric pana la 1000V intre poli se considera instalatii de joasa tensiune .

● Prin instalatiile de inalta tensiune se inteleg instalatiile cu neutrul legat la pamant , la care valoarea tensiunii intre fiecare faza si pamant depaseste 220w si instalatiile cu neutrul izolat la care valoarea tensiunii intre faze este de 1000w si peste 1000w .

● Instruirea personalului se va efectua in comformitate cu " instructiunile privind instruirea personalului " elaborata de forul tutelor , in urmatoarele faze distincte : ─ instructajul la angajare

─ instructajul periodic si verificarea periodica a cunostintelor

─ instructajul la schimbarea locului de munca

● Instructajul angajarii care contine doua etape , instructajul introductiv general si instructajul la locul de munca se aplica :

─ participantilor ( elevi , studenti , etc. )

─ personalului care viziteaza intreprinderea

● Se intocmeste fisa de instructaj numai pentru personalul nou angajat si practicantilor .

● Mijloacele de protectie izolante care au ca scop sa protejeze personalul contra electrocutari cauzate de existenta tensiunii prin izolarea fata de partile aflate sub tensiune si anume :

● prajini izolante

● cleste electroizolanti

● scule cu manere izolante

● manusi electroizolante

● cizme , sosoni si galosi electroizolanti

● platforme electroizolante

● covorase , presuri electroizolante

Actiunea curentului electric asupra corpului omenesc

Gravitatea electrocutarii.

Accidentele prin electrocutare pot fi grave sau mai putin grave , gravitatea lor depinde de urmatorii factori :

● Intensitatea curentului considerata nepericuloasa pentru organismul omenesc pana la 10mA in cazul curentului alternativ (c.a.) si 500mA in cazul curentului continuu (c.c.) .

● Factorii de care depinde rezistenta corpului omenesc in momentul unui soc electric :

─ tensiunea la care este supus corpul 40V

─ locul de pe corp cu care va atins corpul

─ suprafata de contact

─ temperatura mediului inconjurator

─ frecventa curentului electric ( 40 - 60Hz ) , frecvente mai ridicate ( 300 - 1000Hz ) din punct de vedere al electrocutarii .

Protectia prin legare la nul

Acest sistem se aplica numai la instalatiile sub 1000V daca punctul neutru al sursei de alimentare este direct legat la pamant .

Egalizarea potentialelor - daca intre 2 elemente s-ar ivi o diferenta de tensiune din cauza defectelor izolatiei si daca aceste elemente se leaga electric intre ele , atingerea lor simultana nu este periculoasa .

CAP. V

Bilbliografie

APARATE ,ECHIPAMENTE SI INSTALATII DE ELECTRONICA INDUSTRIALA . EDITURA DIDACTICA SI PEDAGOGICA, BUCURESTI-1994 ALEXANDRU IULIAN STAN

ELECTRONICA, AUTOMATIZARI, INFORMATICA TEHNOLOGICA INDUSTRIALA. EDITURA TEHNICA ADRIANA TRIFU

ELECTRONICA INDUSTRIALA SI AUTOMATIZARI, EDITURA DIDACTICA SI PEDAGOGICA BUCURESTI

S. FLOREA