Járművillamosság-elektronika

Az előadások a következő témára: "Járművillamosság-elektronika"— Előadás másolata:

1 Járművillamosság-elektronika
Alapfogalmak Villamos és mágneses Átmeneti jelenségek Félvezetők Fajtáik

2 Tematika 1. hét Regisztráció, tantárgy kialakítás, követelmények Alapfogalmak (villamos, mágneses), Félvezető eszközök alkalmazása gépjárművekben 2. hét Gépjárművek villamos rendszere (villamos hálózat, 42 Voltos rendszer), Áramellátó rendszer (akkumulátorok, jellemzőik, vizsgálatuk) 3. hét Akadémiai nap (oktatási szünet) 4. hét Generátorok szerkezete, működése, Feszültségszabályozás 5-6.hét laborgyakorlat: Áramellátó rendszerek a gyakorlatban* - csoportosítás - tulajdonságaik - vizsgálatuk

3 Tematika F előadó, csütörtök, 1-2. óra (8.00-9.40)
7. hét Indító motorok, Villamos motorok 8. hét Munkaszüneti nap, nemzeti ünnep 9. hét Gyújtásrendszerek ismertetése, műszerek, szenzorok 10. hét Korszerű járművilágítások, Komfortelektronika hét laborgyakorlat: Indítómotorok és mérőműszerek a gyakorlatban* - csoportosítás - tulajdonságaik - vizsgálatuk 13. hét Zárthelyi 14. hét Összefoglalás, Zárthelyi dolgozat pótlása, javítása F előadó, csütörtök, óra ( )

4 Labor időpontok

5 Járművillamosságtan-elektronika I.
Definíciók Villamos áram: töltések rendezett irányú áramlása Iránya: pozitívból negatívba mutat (technikai áramirány) negatívból pozitívba (elektronok valós irányú mozgása - fizikai áramirány) Okozhatja: dörzs elektromosság, hő energia, galván- és indukciós elektromosság Járművillamosságtan-elektronika I.

6 Villamos áram hatásai:
Hőhatás (ablakfűtés) Elektromágneses (vezető körül mágn. tér) Vegyi (galván elemek) Ívhatás (gyújtógyertya) Élettani (áramütés!!!!!) Fény (izzólámpák) Járművillamosságtan-elektronika I.

7 Járművillamosságtan-elektronika I.
Áramerősség Áramerősség: I (A) I=Q/t (vezető keresztmetszetén egységnyi idő alatt átáramló töltésmennyiség) 1 A az áram erőssége, ha két párhuzamos, egyenes, végtelen hosszúságú, elhanyagolhatóan kicsiny kör keresztmetszetű és vákuumban, egymástól 1 m távolságban lévő vezető között méterenként 2x10− 7 N erőt hoz létre. Járművillamosságtan-elektronika I.

8 Járművillamosságtan-elektronika I.
Feszültség Feszültség: U (V) U=W/Q az elektromos töltésnek az A pontból a B pontba történő mozgatása során végzett munka (W) és az elektromosan töltött test töltésének (Q) a hányadosával definiált fizikai mennyiség. Egysége: J/C Elektromos potenciál: U(P) nevezzük A tér bármely pontjának (P), egy kitüntetett ponthoz (O) viszonyított feszültségét Járművillamosságtan-elektronika I.

9 Járművillamosságtan-elektronika I.
Ellenállás Ellenállás: R (Ohm) R=U/I Ohm-törvény: a vezetőn átfolyó áram erőssége egyenesen arányos a vezető két vége közti feszültséggel Fajlagos ellenállás: R=l/A Vezetőképesség: G (Siemens)=1/R Járművillamosságtan-elektronika I.

10 Járművillamosságtan-elektronika I.
Villamos munka: W=QU=ItU (J) Villamos teljesítmény: P (Watt)=W/t=UI Kapacitás: C(F) C=Q/U (töltés befogadó képesség) a kondenzátorra vitt töltés (Q) és a kondenzátor fegyverzetei közötti feszültség (U) hányadosa. Egysége: C/V, röviden Farad. Járművillamosságtan-elektronika I.

11 Járművillamosságtan-elektronika I.
Mágneses indukció: B (T) B=M/NIA Mágneses fluxus: (weber)=BA adott felületen áthaladó indukcióvonalak száma Mágneses térerő: H (A/m) Magnetometer Járművillamosságtan-elektronika I.

12 Járművillamosságtan-elektronika I.
B=μH=μoμrH, μo=4π10-7 Tm/A μ:permeabilitás μr<<1 diamágneses anyag (fa, ezüst) μr>1 paramágneses anyag (Al, Pt, Mg, Ti, Cr, Mn, Mo, W ) μr>>1 ferromágneses anyag (vas, nikkel, kobalt ) Járművillamosságtan-elektronika I.

13 Járművillamosságtan-elektronika I.
Mágneses Ohm törvény Φ=BA=μHA=μNiA/l=μAθ/l, θ Φ=θ/RM Θ: mágneses gerjesztés=Ni RM: mágneses ellenállás=l/μA Járművillamosságtan-elektronika I.

14 Járművillamosságtan-elektronika I.
Egyenes tekercsre Egyenes tekercs (szolenoid) mágneses tere: az indukcióvonalak a tekercs belsejében párhuzamos egyenesek - azaz itt homogén a mező. B=μiN/l Járművillamosságtan-elektronika I.

15 Járművillamosságtan-elektronika I.
A hiszterézisgörbe által bezárt terület arányos a vasanyag átmágnesezéséhez szükséges energiával. A váltakozó irányú gerjesztéssel elvesző energia, a hiszterézisveszteség, hővé alakul át. Járművillamosságtan-elektronika I.

16 Járművillamosságtan-elektronika I.
Áramjárta vezetőre ható erő: ha áram folyik egy mágneses mezőbe helyezett vezetőben, és az nem párhuzamos az indukcióvonalakkal, akkor a mágneses mező erőt fejt ki a vezetőre F=liB, másképpen F=QvB Jobbkéz szabály (i: hüvelyk- ujj, B: mutatóujj, F: középsőujj) Járművillamosságtan-elektronika I.

17 Időben változó mágneses mező
Mozgási indukció: ha egy vezető az indukcióvonalakat metszve mozog mágneses mezőben, akkor a végei közt feszültség (ha pedig a vezető egy zárt kör, akkor egyúttal elektromos áram) jön létre. Ezt a feszültséget illetve áramot indukált feszültségnek és áramnak nevezzük. Faraday törvény: Járművillamosságtan-elektronika I.

18 Járművillamosságtan-elektronika I.
Lenz-szabály: az indukált áram iránya mindig olyan, hogy annak mágneses mezeje akadályozza az indukáló folyamatot Önindukciós együttható: induktivitás (tekercsre) Járművillamosságtan-elektronika I.

19 Járművillamosságtan-elektronika I.
Hall effektus UH=RHBI/h Gyújtásvezérlés Indukció, áram és teljesítmény mérés, érintés-mentes Járművillamosságtan-elektronika I.

20 Járművillamosságtan-elektronika I.
Tranziens jelenségek Be és kikapcsoláskor T=L/R és WL=Li2/2 Imax=U/R Járművillamosságtan-elektronika I.

21 Tekercset kondenzátorral helyettesítve
WC=CU2/2 Üres kondi rövidzárnak tekinthető Áramot korlátozni kell T=RC Ki és bekapcsolásnál Nagy ugrások lehetnek Járművillamosságtan-elektronika I.

22 Járművillamosságtan-elektronika I.
Félvezetők 4 vegyértékű elemek (Si, Ge) Szén is az, egykristálya a gyémánt Dotálással „szennyezzük” Öt vegyértékűvel: As, Sb, P n típusú Három vegyértékűvel: In, Ga, p típusú Járművillamosságtan-elektronika I.

23 Járművillamosságtan-elektronika I.
1 1 H 2 He 2 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 3 11 Na 12 Mg 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 4 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 5 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 6 55 Cs 56 Ba 57 La * 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn Járművillamosságtan-elektronika I.

24 Járművillamosságtan-elektronika I.
Dióda Villamos visszacsapó szelep P-n átmenetben a szabad elektronok a p rétegbe diffundálnak, míg a lyukak az n réteget pozitív töltésűvé teszik Záró irányú feszültséget rákapcsolva a potenciálgát nő Nyitó irányban (p-re pozitív, n-re negatív) potenciálgát csökken Járművillamosságtan-elektronika I.

25 Járművillamosságtan-elektronika I.
Fajtáik Egyenirányító diódák (Graetz híd) Jel (kapcsoló) diódák Teljesítmény diódák Feszültség stabilizálás (Zéner) Járművillamosságtan-elektronika I.

26 Járművillamosságtan-elektronika I.
Graetz-kapcsolás Járművillamosságtan-elektronika I.

27 Járművillamosságtan-elektronika I.
Tranzisztorok Három réteg, két átmenet N-p-n ill. p-n-p Három kivezetés (bázis, emitter, kollektor) Bipoláris, térvezérelt Erősítése β=50-200=IE/IB Erősítés növelhető (Darlington kapcsolás) Járműben általában kapcsoló üzemben használjuk (gyors, nagy záró irányú és kicsi nyitó irányú ellenállás) Járművillamosságtan-elektronika I.

28 Járművillamosságtan-elektronika I.
Jelölése: Járművillamosságtan-elektronika I.

29 Járművillamosságtan-elektronika I.
Tirisztorok Négy réteg n-p-n-p Három kivezetés (p1, n2 és p2,mint gate) P2-re nyitó fesz. Tirisztor begyújt Kikapcsolni IA csökken- tésével lehet Vezérlő áram kicsi Járművillamosságtan-elektronika I.

30 Járművillamosságtan-elektronika I.
Karakterisztikája Járművillamosságtan-elektronika I.

31 Járművillamosságtan-elektronika I.
Triac Két tirisztor közös gate-tel Mindkét irányban szabályozható Járművillamosságtan-elektronika I.