Járművillamosság-elektronika

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

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

2 Tematika

3 Tematika

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.