1. znamenka

2. znamenka

broj nula

tolerancija

snaga

Boja 1 . prsten 2. prsten 3. prsten Tolerancija

Crna 0 0 -

Smeđ a 1 1 1

Crvena 2 2 2

Narančasta 3 3 3 Ako nije označena

Žuta 4 4 4 onda iznosi 20 %

Zelena 5 5 5

Plava 6 6 6

Ljubičasta 7 7 7

Siva 8 8 8

Bijela 9 9 9

Srebrna - - ×0.01 1 0 %

Zlatna - - ×0.11 5 %

13 Radio HRS - 4/2004

pove ć ava, možemo napisati: dvaju otporni

ka

obrazac:Sljede ć

zavojnice. G

uk= G1 + G2 + G3 ...

ISPITIVANJE OTPORNIKA

Kondenzatori se proizvode kao standardizirane komponente. Najvažniji parametri kondenzatora su:

električni kapacitet,radni napon,ispitni napon,frekvencija izmjenične struje.Vrijednosti parametara kondenzatora mogu biti

napisane na samom elementu ili označene bojama slično kao i kod otpornika. Ukoliko rabimo označavanje bojama tada je vrijednost dana u pikofaradima [pF], a peti prsten označava nazivni napon.

Boja Znamenka Broj nula Tolerancija Temp. koef.

Crna 0 - 20 % 0

Smeđ a 1 1 1 % 30

Crvena 2 2 2 % 80

Narančasta 3 3 1 50

Žuta 4 4 220

Zelena 5 5 5 % 330

Plava 6 6 1 70

Ljubičasta 7 7 1 50

Siva 8 8 30

Bijela 9 9 500

ISPITIVANJE KONDENZATORA

ISP

ITIV

AN

JE Z

AV

OJN

ICE

Nosač

Anoda

P-sloj

N-sloj

Katoda

P

N

0 A 81 AA 121

GRAETZ

100 Hz

ANODA KATODA

Izmjeni nastruja è

50 Hz

50 Hz

Istosmjernapulziraju astruja æ

a)

Slika 5.

1.3 Određivanje parametara diodaPoluvodičke diode se sastoje od PN strukture koja se, pri priključenom naponu, ponaša kao električni ventil, odnosno posjeduje ispravljačka svojstva.Parametri dioda navedeni su na samim komponentama prema sljedećim specifikacijama:

Prvo slovo A germanij

B silicij

Ostala slova

P foto dioda

Y ispravljač ka dioda

Z zener dioda

N-P-N

Kolektor

Emiter

Baza

N-tip

N-tip

E EBB

BCC C

C

Baza

B

C

E

Kolektor

Emiter

Baza

B

C

E

1.4 Određivanje parametara tranzistoraTranzistori spadaju među aktivne elektroničke elemente

građene od poluvodiča germanija i silicija. Osnovna podjela je na bipolarne i unipolarne tranzistore. Po tipu razlikuju se

PNP i NPN tipovi tranzistora.Svaki tranzistor ima tri elektrode: emiter (E), bazu (B) i

kolektor ( C ). Parametri tranzistora navedeni su na samim komponentama prema sljedećim specifikacijama:

Prvo slovo A germanij

B silicij

Ostala slova

C nisko-frekvencijski tranzistor za male snage

D nisko-frekvencijski tranzistor za velike snage

F visoko-frekvencijski tranzistor

S sklopni tranzistor

P foto tranzistor

U visoko-frekvencijski tranzistor

T unipolarni (FET) tranzistor

Tranzistor kao pojačivač

Tranzistor kao prekidač

Tranzistor je bipolarni ukoliko na nije navedeno da je unipolarni. Troznamenkasti broj iza slova označava tip i ovisi o proizvođaču. Položaj emitera, baze i kolektora se određuje prema sljedećim crtežima (pogled odozdo):

E

B

CE

B

C

B

E C

SPOJ TRANZISTORA KAO SKLOPKE

Spojiti strujni krug prema slici. Položaj emitera, baze i kolektora

tranzistora odrediti prema prikazanom crtežu tranzistora.

E

B

C

22 [kΩ]

+

9 [V] E

B

C

BC1 B07

č

relej

zujalica

zaključak izvesti se predstavlja li Da može da tranzistor

prekidač koji struju baterije, preko kolektora, propušta na emiter?

Slika 19. TRANZISTOR BC 182A (550 B) : a) raspored izvoda,

a) zatvoren prekidač, b) otvoren prekidač, c) uloga baze kod tranzistora kao prekidača, d) dopunska vježba.

b

c

d

TRANZISTOR KAO PREKIDAČ

• Poluprovodnik p-tipa• Kod poluprovdnika p-tipa dodaju se akceptorske primese. Akceptorska primesa ima

manjak eletrona tako da ona generiše šupljinu i na taj način se stvara višak šupljina to jest pozitivnih naelektrisanja u poluprovdniku. Kod počuprvodnika p-tipa šupljine predstavljaju većinske nosioce naelektrisanja a elektroni manjinske nosice.

• Poluprovodnik n-tipa• Kod poluprovdnika n-tipa dodaju se donorske primese. Donorska primesa ima

elektron viška koji ne učestvuje u vezama sa okolnim atomima poluprovodnika tako da se zahvaljujući njima stvara višak negativnih naelektrisanja u poluprovodniku. Kod poluprovodnika n-tipa elektroni predstavljaju takozvane većinske nosice naelektrisanja a šupljine manjinske nosioce.

• Ako se u kristal silicijuma unesu primese drugih materijala, provodnost silicijuma se može povećati. Taj postupak se naziva dopiranje silicijuma. Silicijum ima 4 valentna elektrona u najvišem energetskom opsegu. Ako se silicijumu doda mala količina primesa od materijala koji ima pet valentnih elektrona (fosfor, arsen ili drugi elementi 5. grupe), pojaviće se višak slobodnih elektrona koji znatno povećava provodnost silicijuma. Takve primese se nazivaju donorske primese jer daju elektrone, a tako dopirani silicijum se naziva n-tip silicijuma, jer ima više slobodnih nosilaca negativnog naelektrisanja ( elektrona) nego šupljina.

• Ako se silicijumu doda mala količina primesa od materijala koji ima tri valentna elektrona (bor, indijum, ili drugi elementi 3. grupe), pojaviće se višak šupljina, koji takođe povećava provodnost silicijuma. Takve primese se nazivaju akceptorske primese jer privlače (primaju) slobodne elektrone, a tako dopirani silicijum se naziva p-tip silicijuma, jer ima više slobodnih nosilaca pozitivnog naelektrisanja (šupljina) nego elektrona.

• Većina nas je za otpornike prvi puta čula na časovima fizike kada smo učili poznati Omov zakon:

• • U = R⋅I • • koji kaže da je pad napona na otporniku direktno proporcionalan otporu otpornika i struji

koja teče kroz otpornik. Drugim riječima rečeno napon na otporniku je veći što otpornik ima veći otpor i što je struja kroz otpornik jača. Njemački fizičar Georg Simon Om (Georg Simon Ohm) je navedeni zakon objavio još daleke 1827. godine (dakle prije nekih 180 godina) i time udario jedan od glavnih temelja elektrotehnike čija je jedna vrlo značajna oblast i elektronika. U prethodno navedenoj formuli za napon smo koristili oznaku U, za struju I, a za otpor R. Oznaka R za otpor ima korijen u engleskom jeziku na kome se za otpor koristi riječ resistance. Na našem jeziku se za otpornike često koristi vrlo sličan naziv rezistori. Glavni podaci o otporniku tj. rezistoru su njegov otpor R i njegova električna snaga P. Jedinica za otpor nosi ime OM upravo prema pomenutom njemačkom fizičaru, a za označavanje se koristi grčko slovo Ω (omega). Kod otpornika manjeg otpora se često umjesto oznake Ω koristi oznaka E sa istim značenjem. Osim oma vrlo često se koriste veće jedinice kiloom (kΩ) i megaom (MΩ):

• Jedinica za snagu je VAT, a dobila je ime po škotskom fizičaru Džemsu Vatu (James Watt). Oznaka za jednicu snage je W. Električna snaga disipirana na otporniku se računa prema formulama:

• U prethodnoj rečenici smo upotrijebili pojam disipacije kada smo rekli da se električna snaga disipira na otoprniku. Sam pojam dispacija znači rasipanje, a konkretno u ovom slučaju se misli na rasipanje električne snage koja se na otporniku pretvara u toplotnu snagu. Ako bismo u elektronski sklop umjesto predviñenog otpornika snage npr. 1 W ugradili otpornik snage npr. 0,5 W tada bi dolazilo do pregrijavanja otpornika, jer isti nebi bio u stanju da dovoljnu količinu električne energije pretvori u toplotnu energiju, u zadanom vremenu, što bi u konačnici dovelo do pregaranja otpornika. Otpornik koji je pregorio ima beskonačan otpor. Pored otpora vezano za otpornike se definiše i provodnost G kao recipročna vrijednost od otpora:

• Najčešće se koriste otpornici snage 0,25 W čiji prječnik je približno 1,5 mm i otpornici snage 0,5 W sa prječnikom približno 3 mm. Kao što vidimo veće dimenzije otpornika znače i veću snagu. Proizvode se otpornici sa konstantnim otporom (stalni otpornici), otpornici sa promjenljivim otporom i specijalni otpornici. Postoje dvije vrste otpornika sa promjenljivim otporom i to potenciometri i trimeri. Sa potencimetrima se svakodnevno susrećemo, jer npr. jačina reprodukcije zvuka se još uvijek vrlo često podešava pomoću potenciometra premda se sve više za te svrhe koriste digitalni regulatori. Sam naziv potenciometar ima korijen u primjeni potenciometara za regulaciju električnog potencijala. Za razliku od potenciometara čiju otpornost podešavamo pomoću ručice otpornost trimera se podešava pomoću izvijača. Sama riječ trimer na engleskom jeziku znači podešavač ili dotjerivač. Specijalni otpornici su termistor (NTC otpornik), pozistor (PTC otpornik), fotootpornik (LDR otpornik) i varistor (VDR otpornik). Termistor je otpornik čiji se otpor mijenja sa promjenom temperature i to tako što pri porastu temperature otpor termistora opada. Dakle termistor ima negativan temperaturni koeficijent – NTC. Naprotiv otpor pozistora raste sa porastom temperature odnosno pozistor ima pozitivan temperaturni koeficijent – PTC. Termistori i pozistori se koriste za mjerenje temperature. Npr. temperatura mikroprocesora računara se mjeri ugrañenim termistorom u svrhe zaštite istog. Takoñer savremeni elektronski termostati temperaturu prostorije mjere pomoću termistora. Fotootpornici su otpornici čija otpornost opada kada se osvijetle. Koriste se u ureñajima za regulaciju svjetlosti. Npr. paljenje ulične rasvjete se može vršiti pomoću automata sa ugrañenim fotootpornikom. Skraćenica LDR potiče od engleskog izraza Light Dependent Resistor – otpornik ovisan o svjetlosti. Varistori su otpornici čija otpornost opada nakon što se napon na njima poveća iznad zadane granice. Kada na varistor dovedemo nizak napon on ne provodi struju (ima jako veliki otpor), a kada povećamo napon do odreñene granice on provede struju (opadne mu otpor). Varistori se koriste za zaštitu od previskih napona. Npr. produžni kablovi sa ugrañenom prenaponskom zaštitom sadrže varistor. Uloga varistora je da u slučaju pojave previsokog napona uzrokovanog npr. udarom groma propusti struju te na taj način izazove pregaranje osigurača koji se takoñer nalazi unutar produžnog kabla. Osim pregaranja osigurača posljedica protoka struje kroz varistor jeste i "obaranje" napona čime se štiti oprema napojena preko predmetnog produžnog kabla. Skraćenica VDR potiče od engleskog izraza Voltage Dependent Resistor – otpornik ovisan o naponu. Na slici 3. su date oznake navedenih otpornika koje se koriste za crtanje shema elektronskih ureñaja.

• Reostat je otpornik promjenjivog otpora koji se obično koristi za eksperimentisanje. Postoji više tehnoloških postupaka izrade otpornika. Najstarija tehnologija je izrada otpornika namotavanjem žice na tijelo od izolatora. Danas se koristi niz tehnologija kao što su npr. tehnologija nanošenja otporne materije u vidu tankog filma na tijelo od izolatora. Otpor otpornika vezanih seriju se sabire, a ako ih vežemo u paralelu sabire se njihova provodnost kao što je ilustrovano na slici 4.

• Kondenzatori su elektronske komponente koje mogu da zadržavaju električne naboje. Drugim riječima rečeno kondenzatori predstavlju svojevrsne akumulatore električne energije. Za razliku od npr. olovnih akumulatora kakvi se koriste u automobilima kondenzatori akumulišu znatno manju količinu energije, a i sam proces akumulacije se bitno razlikuje. Pojam kondenzator je u naš jezik (kao i niz drugih tehničkih pojmova) došao iz njemačkog jezika u kome se za kondenzator koristi isti naziv - Kondensator. Pojam kondenzator više asocira na fenomen kondenzacije sa kojim nema nikakve povezanosti te engleski pojam

• capacitor djeluje mnogo prikladnije, ali bio dobar ili ne u našem jeziku se odomaćio spomenuti termin. Prvi kondenzator je konstruisan još daleke 1745. godine u Nizozemskoj na univerzitetu Lajden (Leyden). Taj prvi kondenzator je u stvari bio obična flaša napunjena vodom kroz čiji otvor za čep je provučen metalni lanac koji je ostvarivao kontakt sa vodom. Voda i pomenuti lanac su bili jedna elektroda, a ruka čovjeka koji je držao flašu duga elektroda. Ubrzo je spomenuti kondenzator unaprijeñen tako što je oko flaše omotana metalna folija koja je predstavljala elektrodu. Ovakav kondenzator je nazvan lajdenska flaša (lajdenska boca). Interesantno je napomenuti da se vezano za pronalazak lajdenske flaše desio jedan od prvih ozbiljnih slučajeva povrede električnom strujom. Naime jedan od eksperimentatora je jedva preživio električni udar strujom iz jedne od lajdenskih flaša. Savremeni kondenzatori se proizvode tako što se izmeñu dvije metalne folije postavi neki izolacioni materijal npr. keramika. Na slici 1. su prikazane razne izvedbe savremenih kondenzatora

• Dva glavna podatka o kondenzatoru su kapacitet C i probojni napon U. Ukoliko na kondenzator narinemo viši napon od probojnog doći će do proboja izolacije kondenzatora. Mehanički ekvivalent napona je sila. Dakle, kada izolaciju kondenzatora opteretimo naponom višim nego što ona može da izdrži to je isto kao da npr. most opteretimo većim teretom nego što je predviñeno. Kondenzator čija izolacija je probijena ima otpor nula tj. provodi struju. Odnos napona U, naboja Q i kapaciteta C kondenzatora je dat relacijom:

• Jedinica za napon je VOLT, a dobila je ima prema italijanskom naučniku Aleksandru Volti (Alessandro Volta) koji poznat izmeñu ostalog i po pronalasku prve baterije poznate pod nazivom voltin element. Oznaka za volt je V. Jedinica za kapacitet kondenzatora je FARAD, a oznaka F. Jedinica farad je imenovana prema engleskom naučniku Majklu Faradeju (Michael Faraday). Osim farada mnogo se koriste manje jedinice mikrofarad (µF), nanofarad (nF) i pikofarad (pF). Vrijede odnosi:

• • 1 F = 1000 000 µF = 1000 000 000 nF = 1000 000 000 000 pF . • Kapacitet promjenljivih i trimer kondenzatora se može podešavati u odreñenim granicama.

Podešavanje kapaciteta promjenljivog kondenzatora se vrši pomoću ručice, a podešavanje trimera pomoću izvijača. Promjenljivi kondenzatori se koriste npr. u radioaparatima za odabir radio stanica. Izolacija elektrolitskih kondenzatora sadrži elektrolit. Elektrolitski kondenzator ima pozitivni i negativni priključak. Pozitivni priključak elektrolitskog kondenzatora uvijek mora biti na višem potencijalu od negativnog, jer u suprotnom kondenzator ekspolodira. Naime usljed procesa elektrolize unutar kućišta kondenzatora se oslobañaju gasovi te pritisak unutar kućišta jako poraste. Zato elektrolitski kondenzatori imaju čep od gume ili sličnog materijala koji predstavlja jednu vrstu sigurnosnog ventila, jer navedeni čep pri porastu pritiska ispadne te pritisak pada. Ipak nikada ne treba elektrolitski kondenzator inverzno polarisati, jer pored prilično opasne eksplozije dolazi doisticanja elektrolita koji može dovesti do oštećenja drugih komponenti elektronskog sklopa. Ako se dva kondenzatora vežu paralelno tada se njihov kapacitet sabire, a ako se vežu u seriju tada im se sabire elasticitet kao što je ilustrovano na slici 4.

• Kondendenzatori zadržavaju električne naboje i nakon isključenja ureñaja što ponekada može biti opasno. Već je spomenut možda i prvi slučaj električnog udara koji se desio 1745. godine upravo tokom eksperimentisanja sa kondenzatorima. Da bi se izbjegla opasnost, kondenzatore spojene na visoke napone prije ispitivanja treba kratko spojiti da bi se ispraznili. Najbolje je pražnjenje provesti preko otpornika malog otpora, ali u praksi se za te svrhe obično koristi obični izvijač. Svaka mašina za pranje veša na kućištu elektromotora ima ugrañen kondezator. Iz navedenog razloga prilikom otvaranja kućišta mašine svaki majstor obično prvo izvijačem isprazni spomenuti kondenzator – za svaki slučaj. Vezano za kondenzatore u našem jeziku se zadržao jedan arhični glagol – narinuti. Naime kada kažemo da se na kondenzator priključuje izvor napajanja obično kažemo da je na kondenzator narinut napon. U svakodnevnom jeziku umjesto glagola narinuti danas obično koristimo glagol nagurati, ali kada su kondenzatori u pitanju nikada nećemo reći da je na kondenzator naguran napon.

Ukoliko spojimo bateriju napona 4,5 i odgovarajuću malu sijalicu kakva se koristi u baterijskim lampama prema shemi sa slike 5. dobivamo prosti strujni krug. Pritiskom na prekidač sijalica se istog momenta pali. Takoñer, ako isključimo istog momenta sijalica se gasi. Meñutim, ako spojimo kondenzator kapaciteta 10000 µF paralelno sa sijalicom primjetićemo da se sijalica opet momentalno pali pri uključenju, ali pri isključenju sijalica se neće momentalno ugasiti. Uzrok ovome je proces pražnjenja akumulisane električne energije u kondenzatoru. Još bolje je umjesto jednog kondenzatora kapaciteta 10000 µF spojiti 5-10 ovakvih kondenzatora u paralelu, jer je u tom slučaju akumulisana električna energija veća. Pri uključenju sijalica se opet momentalno pali zbog činjenice da baterija ima vrlo mali unutrašnji otpor te se preko njega kondenzator skoro pa trenutno napuni. Ova pojava je iskorištena za konstrukciju ureñaja kao što su npr. stubišni automati. Kao što znamo kada pritisnemo dugme stubišnog automata sijalice u stubištu svijetle izvjesno vrijeme i nakon što otpustimo taster automata

• Zavojnica je elektronski element kod koga pri promjeni jačine struje koja teče kroz zavojnicu dolazi do indukovanja napona. Zavojnica u kolu električne struje predstavlja inercioni element koji sprječava brze promjene toka struje poput nekog prigušivača. Zavojnice se izañuju tako što se na tijelo od izolatora koje najčešće ima valjkast oblik namota odreñeni broj zavojaka izolovane bakarne žice. Za zavojnicu se još koriste termini svitak, kalem, solenoid i induktor. Termin solenoid se više odnosi na zavojnice elektromagneta, a potiče od latinske riječi sol što znači sunce. Pojam induktor potiče iz engleskog jezika u kome se za zavojnicu koristi naziv inductor. Osim toga jedna specijalna vrsta zavojnice nosi naziv prigušnica. Na slici 1. su prikazane razne izvedbe zavojnica.

• Dva glavna podatka o zavojnici su induktivitet L i dozvoljena jačina struje I. Jedinica za induktivitet je HENRI, a dobila je ime po američkom fizičaru Džozefu Henriju (Joseph Henry). Oznaka za jednicu induktiviteta je H. Zavojnice se fabrički proizvode u standardnim izvedbama, ali često u praksi pri konstruisanju elektronskih ureñaja elektroničari ručno izrañuju zavojnice tako što ih namotavaju na valjkstom tijelu od izolacionog materijala. Potreban prječnik žice u milimetrima se odreñuje prema formuli:

• Induktivitet zavojnice se značajno poveća ako se ista namota na jezgru od izolovanih željeznih limova ili na jezgru od ferita. Ferit je vrsta željeza. Jezgro može biti u obliku štapa, može imati pravougaoni oblik ili prstenast (torusni) oblik

Transformatori su elektronske komponente koje izmjeničnu struju jednog napona pretvaraju u izmjeničnu struju drugog napona. Osim u elektronskim ureñajima transformatori se takoñer koriste u niz drugih primjena kao što je npr. distribucija električne energije. Elektrodistributivni transformatori su velikih dimenzija za razliku od tranformatora u elektronskim ureñajima koji mogu biti vrlo mali. Dva glavna podatka o transformatoru su naponi primarnog Up i sekundarnog namotaja Us i snaga transformatora P. Za razliku npr. otpornika ili zavojnica koji imaju dva priključka transformatori imaju četiri priključka. Zbog toga za transformatore kažemo da su četvoropoli, a za otpornike, zavojnice i druge komponente sa dva priključka kažemo da su dvopoli. Na slici 3. je prikazan najčešći spoj transformatora.

Dioda je elektronska komponenta koja električnu struju propušta samo u jednom smjeru, od anode A prema katodi K. Funkcija diode je ilustrovana na slici 1. Kao što vidimo sa slike 1. ako spojimo u seriju bateriju, diodu i sijalicu tako da + pol baterije bude spojen na anodu diode tada će sijalica svijetliti i struja će teći kroz formirano strujno kolo. Meñutim, ako + pol baterije spojimo na katodu diode tada struja neće teći i sijalica neće svijetliti. Diode se proizvode od poluprovodničkih materijala kao što su npr. germanijum (Ge), silicijum (Si), galijumarsenid (GaAs) i drugi. Poluprovodnički materijali po svojim karakteristikama se nalaze izmeñu provodnika i izolatora. Postoje dvije vrste poluprovodnika i to poluprovodnik tipa P i poluprovodnik tipa N. U poluprovodniku tipa P većinski nosioci naboja su pozitivne šupljine, a u poluprovodniku tipa N negativni elektroni Obično je katoda diode označena prstenom na kućištu, ali uvijek (ako nismo sigurni) pomoću ommetra možemo odrediti smjer toka struje kroz diodu tako što ako pozitivnu sondu ommetra spojimo na anodu ommetar će pokazati nulti otpor. Obrnuto, ako pozitivnu sondu spojimo na katodu ommetar će indicirati beskonačan otpor. Kao što je već rečeno ako je dioda neispravna imat će nulti otpor u oba smjera

Osim opisane ispravljačke diode postoji čitav niz specijalnih dioda kao što su npr. Zenerova dioda, dioda konstantne struje (CCD), Šotkijeva (Schottky) dioda, fotodioda, LED doda, varikap i tunel dioda. Zenerova dioda je nazvana po američkom naučniku Klarensu Zeneru (Clarence Zener) koji je objasnio fizikalni princip rada ove diode. Koristi se za ograničavanje i stabilizaciju napona Dioda konstantne struje se koristi za ograničavanje i stabilizaciju struje, a često se za nju koristi skraćeni naziv CCD dioda koji potiče od engleskog naziva Constant Current Diode što u prijevodu znači dioda konstantne struje. Šotkijeva dioda ima veoma nizak napon provoñenja. Koristi se za ispravljanje vrlo slabih signala kao i germanijumske diode. Fotodioda, kada nije osvijetljena, se ponaša kao obična ispravljačka dioda. Kada fotodiodu osvijetlimo, ona se ponaša kao izvor električne struje, pri čemu je anoda A pozitivni pol izvora, a katoda K negativni što je ilustrovano na slici 8. Fotodiode imaju široku primjenu u solarnim panelima koji energiju sunčeve svjetlosti pretvaraju u električnu. Osim toga koriste se i u instrumentima za mjerenje jačine svjetlosti i drugim primjenama. LED dioda je dioda koja svijetli kada kroz nju protiče struja. LED dida dakle obavlja suprotnu funkciju od fotodiode. LED je skraćenica od engleskog naziva Light Emitting Diode što u prijevodu znači svijetleća dioda. Pad napona na LED diodi je 1,5-2 V. Varikap dioda se ponaša kao kondenzator čiji kapacitet ovosi o naponu koji se dovede na diodu. Varikap je opet skaraćenica od engleskog naziva VariCap (Variable Capacitance – promjenljivi kapacitet). Osim naizva varikap često se koristi i naziv varaktor. Danas ima veoma široku primjenu i sve više zamjenjuje promjenljive kondenzatore u radioprijemnicima i drugim ureñajima. Tunel dioda za koju se još koristi naziv Esakijeva dioda se jako mnogo koristi u oscilatorima visokih frekvencija. Ovu diodu je pronašao japanski naučnik Leo Esaki 1958. godine.

• Bipolarni tranzistori su izumljeni 1947. godine u SAD. Na slici 2. su dati pojednostvaljeni prijesjeci PNP i NPN bipolarnog tranzistora te fotografija raznih izvedbi tranzistora. Glavni dijelovi bipolarnog tranzistora su emiter (E), baza (B) i kolektor (C) i svaki od ova tri dijela ima svoj priključak (izvod, nožicu).

• Kao što se vidi sa slike 2. bipolarni tranzistor za razliku od diode koja ima jedan PN prelaz ima dva PN prelaza. Princip rada tranzistora ćemo objasniti na primjeru NPN tranzistora. Spojimo li shemu prema slici 3. instrument koji mjeri struju kroz tranzistor će pokazivati da struja ne teče odnosno tranzistor je „zakočen“.

• Struja ne može da teče, jer imamo dvije nepropusne barijere. Meñutim ukoliko spojimo shemu prema slici 4. intrument će pokazivati da struja teče kroz tranzistor.

• Činjenica da struja teče kroz tranzistor je na prvi pogled nelogična, jer imamo barijeru izmeñu kolektora i baze koja bi trebala biti nepropusna zbog činjenice da struja može da teče od P ka N sloju. Ipak struja teče kroz barijeru zbog pojave da spomenuta barijera „usisava“ nosioce naboja iz baze. Baza tranzistora mora biti jako tanka kako bi se nosioci naboja što lakše injektovali iz emitera u bazu i zatim transportovali do kolektora. Konkretno u primjeru sa slike 4. je u pitanju

• NPN tranzistor kod koga se elektroni iz emitera preko baze transportuju do kolektora. Dakako, trebamo se podsjetiti činjenice da smjer elektrona i smjer struje nije isti (struja i elektroni imaju suprotan smjer kretanja). Dakle elektroni teku smjerom emiter-baza-kolektor, a struja teče smjerom kolektor-baza-emiter. Što jaču struju dovodimo u bazu preko otpornika RB to će jača struja teći kroz tranzistor. Kao što se vidi sa slike 4. struju koja teče u bazu smo označili oznakom IB, a struju koja teče u tranzistor oznakom Ic. Navedene struje (baznu i kolektorsku) mjerimo pomoću dva instrumenta. Kao što vidimo bazni otpornik RB je promjenljiv te promjenom njegovog otpora možemo mijenjati jačinu bazne struje IB (što je otpor baznog otpornika manji jača je struja baze). Mjereći baznu i kolektorsku struju i unoseći podatke o mjerenjima u dijagram doći ćemo do dijagrama prikazanog na slici 5. Jednako kao i diode tranzistori se proizvode od germanijuma, slicijuma i nešto manje od galijumarsenida. Osim toga proizvode se tranzistori za visoke frekvencije signala i tranzistori za niske frekvencije signala te tranzistori male snage i tranzistori velike snage. U tom smislu je usvojena konvencija za označavanje tranzistora sa dva slova i trocifrenim brojem pri čemu prvo slovo označava vrstu poluprovodnika (A-germanijum, B silicijum), a drugo slovo označava snagu i frekvenciju. prema tabeli 1.

• U momentu kada se preko prekidača elektromagnet releja napoji strujom sa izvora napona 12V DC, kotva elektromagneta biva privučena te se zatvori radni kontakt releja preko koga se sijalica napoji sa izvora napona 220V AC. Elektromagnet releja ima otpor 360Ω te iz izvora „vuče“ samo 12/360=0,033A=33mA. Dakle strujom od svega 33 mA upravljamo paljenjem i gašenjem sijalice. Slaba struja od 33mA se zove komandna (upravljačka) struja, a struja u drugom kolu kojom se napaja potrošač tj. sijalica se zove radna struja. Prema ovoj istoj shemi se može vršiti i upravljanje grijačem, elektromotorom i drugim potrošačema vodeći računa o maksimalnoj struji kontakta releja. Ograničenje u primjeni releja je njihova niska frekvencija rada od svega nekoliko herca. Osim toga releji koji se često uključuju i isključuju brzo otkažu, jer se kontakti istroše. Broj uključivanja i isključivanja svakog releja je ograničen, a ovisi o jačini struje kroz kontakte, jer prejaka struja skraćuje vijek trajanja kontakata. Vijek kontakata se može produžiti ugradnjom serijske veze otpornika i kondenzatora (RC član)

• Elektromagnet releja, ovisno o tipu releja, se napaja jednosmjernom ili izmjeničnom strujom. Razlika izmeñu releja napajanih jednosmjernom i izmjeničnom strujom se ogleda u tome što kod releja napajanih jednosmjernom strujom smijemo zaglaviti kontakte, a da ne doñe do pregorijevanja elektromagneta. Ukoliko zaglavimo kontakte releja napajanog izmjeničnom strujom može se desiti da pregori zavojnica elektromagneta, jer tada može imati manju impedansu pa će povlačiti jaču struju. Releji napajani jednosmjernom strujom se standardno proizvode za napone: 5V, 6V, 12V, 24V, 48V i 220 V. Važni podaci o releju su takoñer i maksimalni napon i maksimalna struja koju podnose kontakti releja. Na slici 4. je dat primjer primjene releja.

. Kontakt (lijevo) i vanjski izgled (desno) rid releja (palidrvce pored releja radi poreñenja veličine)

• Elektronske komponente se integrišu u cjelinu elektronskog ureñaja na tzv. štampanim pločama. Engleski naziv za štampane ploče je Printed Circuit Board pa se i u našoj literaturi često koristi skraćenica PCB. Štampana ploča je pasivna elektronska komponenta koja služi da ostvari veze izmeñu elektronskih komponenti koje su na njoj montirane. Izrañena je od fiberaglasa (za profesionalne potrebe) ili pertinaksa (za jeftinije elektronske ureñaje). Na ploču je nanijet bakar u tankom sloju. Bakar može biti nanijet i sa obje strane ploče. Takoñer ploče mogu biti zalijepljene jedna na drugu i time se otvaruje više slojeva bakra tj. višeslojna štampana ploča. Foto postupkom se definišu veze na štampanoj ploči.

• Elektroničari amateri često sami izrañuju štampane ploče što nije preporučljivo, jer se pri izradi koriste opasne materije, a ultravioletni zraci su takoñer štetni. Mnogo bolje rješenje je kupovati gotove kit komplete u kojima se ploča dobiva spremna za montažu komponenti

Pravilo je da se prvo leme otpornici, prekidači i induktiviteti, zatim kondenzatori i tek na kraju poluprovodničke komponente koje su najmanje otporne na visoke temperature. Nožice poluprovodničkih komponenti se pri lemljenju pridržavaju pincetama radi ovoñenja toplote. Pri lemljenju tranzistora je najoblje komadićem tanke žice omotati izvode tranzistora kako bi se iste kratkospojile. Naime, može se desiti da iz lemila „procuri“ izvjesna mala struja koja je ponekada opasna za tranzistore

• Na slici 2. su date dvije tipične sheme tranzistorskog pojačala u klasi A konstruisanih primjenom bipolarnih tranzistora. Kao što se vidi imamo jednostvaniju i složeniju shemu. U obje sheme se koristi tranzistor BC109. Dakako da je složenija shema skuplja za realizaciju, ali daje i bolje rezultate. Fakusirajmo se na jednostavniju shemu. Kao sto vidimo osim tranzistora imamo dva otpornika (bazni i kolektorski) i dva kondenzatora. Uloga kondenzatora je da tranzistorsko kolo električki odvoji za jednosmjernu struju od drugih kola na koje će se pojačalo eventualno spojiti. Predviñeni su kondenzatori od 1µF premda je bolje uzeti što veći kapacitet kondenzatora kako bi se smanjili gubici na kondenzatoru. Uloga baznog i kolektorskog otpornika je da tranzistor dovedu u tzv. radnu tačku. Radna tačka tranzistora se bira tako da se postigne optimalna funkcija sklopa. Kao što vidimo pojačanje je najveće u rasponu kolektorske struje izmeñu 5mA i 15mA. Tada je pojačanje hFE≈300 pri temperaturi od 25°C. Odaberimo struju mirovanja kolektora od IC=7mA (maksimalna kolektorska struja tranzistora BC109 je 50mA), Tako da je struja baze IB=IC/hFE=7/300=0,023mA=23µA. Takoñer odaberimo i kolektorski otpornik RC. Kolektorski otpornik treba imati vrijednost RC≥E/ICmax=12V/50mA=240Ω kako ne bi kroz kolektor tekla jača struja od dozvoljene. Ako odaberemo kolektorski otpornik od 1,2k kao što je na shemi tada je napon izmeñu kolektora i emitera u mirnom stanju: UCE=E-RCxIC=12V1,2kx7mA=3,6V. Znači potencijal kolektora je 3,6V. Pad napona na baznom otporniku RB je tada UCE-0,55V=3,6-0,55≈3V. Napon od 0,55V izmeñu baze i emitera smo očitali iz dijagrama sa slike 4. premda smo i bez očitavanja mogli očekivati napon 0,5V-0,7V. Kao što smo izračunali struja baze je 23µA te bazni otpornik treba imati vrijednost RB=3V/0,023mA=130k. Na shemi je ipak predviñen otpornik 120k kako bi bazna struja bila nešto jača. Kada se na ulaz pojačala dovede izmjenični signal tokom pozitivne poluperiode u bazu tranzistora poteče jača struja od struje mirovanja uzrokovano dotokom struje iz izvora signala. Usljed porasta bazne struje poraste i kolektorska struja, jer vrijedi relacija:

• • IC = hFE • IB • • Usljed porasta kolektorske struje opadne napon na izlazu (opadne potencijal kolektora). Tokom negativne poluperiode se dešava

obrnuto tj. potencijal kolektora poraste. Vidimo da ovo pojačalo vrši tzv. invertovanje signala u smislu da tokom pozitivne poluperiode na ulazu na izlazu imamo negativnu poluperiodu i obrnuto. Invertovanje signala je ilustrovano na slici 5. Da bismo sračunali pojačanje ovog pojačala moramo znati ulazni otpor tranzistora BC109. Unipolarni tranzistori imaju praktično beskonačan ulazni otpor, ali bipolarni tranzistori kao što je naš BC109 imaju relativno nizak ulazni otpor reda kilooma koji ovisi o struji kolektora. Ulazni otpor tranzistora je hIE parametar tranzistora i očitava se iz kataloga. Tranzistor BC109 pri struji kolektora od IC=7mA ima hIE=2,5kΩ. Ukoliko na ulaz dovedemo signal amplitude 1mV tada će jačina bazne struje porasti za 1mV/2,5k=0,001V/2,5k=0,0004mA. Zbog činjenice da je pojačanje tranzistora hFE≈300 kolektorska struja će porasti za 300x tj. za 300x0,0004mA=0,12mA. Potencijal kolektora će opasti za 1,2kx0,12mA=0,144V=144mV.

• Dakle pojačanje ovog pojačala je 144x. Kao što vidimo parametri tranzistora značajno ovise o izboru radne tačke. Ovo je iskorišteno za konstruisanje ureñaja za automatsku regulaciju pojačanja koji reguliše pojačanje pojačala pomjeranjem radne tačke tranzistora. Ručna regulacija pojačanja se vrši pomoću potenciometra koji se obično ugrañuje na ulazu u pojačalo. Boja zvuka se podešava takoñer pomoću potenciometara kojima se prigušuju odrñeni dijelovi tonskog spektra. Kvalitetnija pojačala imaju ugrañen ekvilajzer (engleski: equaliser) pomoću koga se može vršiti fino podešavanje boje zvuka. Obično se boja zvuka podešava prema vrsti zvuka (rock muzika, klasična muzika, film, govor

Shem

a direktnog radio prijemnika

• Antena i uzemljenje se spajaju na oscilatorno kolo čija uloga je da iz mnoštva signala koje

• „pokupi“ antena izdvoji signal željene radio stanice. Signal se zatim pojačava širokopojasnim VF pojačalom, demodulira se AM demodulatorom, zatim pojačava NF (niskofrekventnim) pojačalom i reprodukuje pomoću zvučnika. NF pojačalo je audio pojačalo, a AM je skraćenica od amplitudna modulacija. Amplitudna modulacija se realizuje tako što se amplituda signala oblikuje prema signalu koji se dovodi na modulator. Demodulator ima obrnutu funkciju od modulatora i uloga mu je da rekonstruiše signal doveden na modulator. Potpuna shema radio prijemnika za srednje talase tipa 1-T-1 je data na slici 2. Ovo je tranzistorski prijemnik te mu je oznaka T – tranzistor, a za isti prijemnik sa elektronskim cijevima bi oznaka bila 1-V-1 gdje je V skraćenica od Valve što engleski izraz za elektronsku cijev. Brojevi 1 sa početka i kraja znače da imamo jednostepena visokofrekventna i niskofrekventna pojačala. Ako bismo konstruisali prijemnik sa dvostepenim VF pojačalom i jednostepenim NF pojačalom imali bi prijemnik 2-T-1.

• Poslije otpornika kondenzator je najčešća komponenta u elektroničkim sklopovima. Jedno od osnovnih svojstava kondenzatora jest njegova sposobnost da u sebi “uskladišti” određenu količinu elektriciteta (i da je malo kasnije vrati nazad). To zovemo “električnim nabojem” i označavamo slovom Q.

• Jedinica za električni naboj je kulon (C), prema francuskom fizičaru Charlesu Coulombu (1736-1806.). Količina elektriciteta od 1 kulona dobije se tako da struja jakosti od 1 A puni neki kondenzator u trajanju od 1 sekunde. Dakle, 1 kulon = 1 amper-sekunda (As). To svojstvo kondenzatora da primi na sebe električni naboj zovemo kapacitet i označavamo slovom C.

• Električni kapacitet kondenzatora mjeri se jedinicom farad (F), prema engleskom znanstveniku Michaelu Faradu (1791-1867.). Farad je vrlo velika jedinica, pa cijela kugla zemaljska ima tek 0.000710 F. Zato se u praksi rabi milijun puta manja jedinica - µF (mikrofarad, 10-6 F), milijardu puta manja - nF (nanofarad, 10-9 F) i bilijun puta manja - pF (pikofarad, 10-12 F). U svom osnovnom obliku kondenzator se sastoji od dvije metalne ploče postavljene jedna nasuprot drugoj, između kojih se nalazi zrak (ili vakuum) kao izolator (pločasti kondenzator - slika 1.). Taj izolator

Slika 2.

• Magnetsko polje osobito će se pojačati ako vodič namotamo oko nekog kartonskog ili plastičnog valjčića: silnice pojedinih zavoja u unutrašnjosti će se zbrojiti, pa će njihov“snop”u valjku biti mnogo gušći (sl. 2.). Otvor na kojemu silnice izlaze iz zavojnice zovemo sjeverni pol (N), a u koji ulaze - južni pol (S). Ne postoji bitna razlika između trajnoga magneta, nači-njenog od čelika, i elektromagneta prikazanog na slici. Ukupan broj svih silnica koje izlaze iz elektromagneta zovemo magnetski tok ili fluks tog elektromagneta i označujemo grčkim slovom Φ (fi). Sposobnost vodiča ili zavojnice da oko sebe stvori magnetsko polje zovemo induktivnost, koju označujemo slovom L, a mjerimo je jedinicom henri (H), prema američkome znanstveniku Josephu Henryju (1797 - 1878.), koji je otkrio samoindukciju i objasnio zakone transformacije. Manje jedinice su mH (milihenri) i µH (mikrohenri). Induktivna zavojnica ponaša se, možemo reći, obratno od kondenzatora. I ona ima tri svojstva:Također može "uskladištiti" određenu energiju, ali uoblikumagnetskog polja.

• Osim omskoga, pruža i dodatni otpor izmjeničnoj struji, ali - suprotno kondenzatoru - taj otpor je to veći što je veća induktivnost zavojnice i što je frekvencija struje veća. To je tzv.

• induktivni otpor zavojnice XL.• Klasična jednoslojna zavojnica imat će veću induktivnost što joj je promjer valjka veći, što ima

više zavoja žice i što je namotani sloj kraći. (Dakako, u tome ne smijemo pretjerati, jer bi za to trebala što tanja žica, čiji otpor bi postao prevelik. Zato se smatra da je najkvalitetnija ona jednoslojna zavojnica, namotana zavoj do zavoja, čija je duljina približno jednaka njenom promjeru.)

Ohmov zakon