TEHNOLOGII ÎN ELECTRONICĂ - eprofu.ro · din clasa a IX a care urmează cursurile unui liceu...

prof. RUSU CONSTANTIN

BISTRIȚA – 2019

978-973-0-28629-8ISBN -

TEHNOLOGII ÎN ELECTRONICĂ

- AUXILIAR CURRICULAR -

I

CUPRINS PREFAȚĂ .................................................................................................................................................. 1

CAPITOLUL 1. REPREZENTĂRI GRAFICE ELECTRICE ................................................................................. 2

1.1 SEMNE CONVENȚIONALE, SIMBOLURI, NOTAȚII. ......................................................................... 2

1.2 REALIZAREA SCHEMELOR ELECTRICE. ........................................................................................... 5

1.2.1 Clasificarea schemelor electrice. ............................................................................................ 5

1.2.2 Întocmirea și citirea schemelor electrice. .............................................................................. 8

1.3 DESENAREA SCHEMELOR ELECTRICE CU APLICAȚIA PROFICAD. ................................................. 15

1.3.1 NOȚIUNI ELEMENTARE DE UTILIZARE PROFICAD ................................................................. 15

1.3.2 REALIZAREA UNEI SCHEME MONOFILARE ÎN PROFICAD ...................................................... 21

1.3.3 REALIZAREA UNEI SCHEME DE CONEXIUNI ÎN PROFICAD .................................................... 24

1.3.4 REALIZAREA UNEI SCHEME ELECTRICE DESFĂȘURATE ÎN PROFICAD ................................... 26

1.4 DESENAREA SCHEMELOR ELECTRONICE CU APLICAȚIA MULTISIM. ........................................... 28

LUCRARE DE LABORATOR 1 ............................................................................................................... 35

REALIZAREA SCHEMELOR ELECTRICE ÎN PROFICAD .......................................................................... 35

EVALUAREA CUNOȘTINȚELOR ........................................................................................................... 37

CAPITOLUL 2. ELEMENTE PASIVE DE CIRCUIT ....................................................................................... 39

2.1 REZISTOARE ................................................................................................................................. 39

2.1.1. GENERALITĂŢI PRIVIND REZISTOARELE ............................................................................... 39

2.1.2 MARCAREA REZISTOARELOR ............................................................................................... 42

2.1.3 GRUPAREA REZISTOARELOR ................................................................................................ 47

2.2 REȚELE DE REZISTOARE .............................................................................................................. 50

2.2.1 REZOLVAREA TEORETICĂ A REȚELELOR DE REZISTOARE ..................................................... 50

2.2.2 REZOLVAREA PRACTICĂ A REȚELELOR DE REZISTOARE ....................................................... 55

2.3 CONDENSATOARE ....................................................................................................................... 65

2.3.1. GENERALITĂŢI PRIVIND CONDENSATOARELE ..................................................................... 65

2.3.2 MARCAREA CONDENSATOARELOR ...................................................................................... 68

2.3.3. GRUPAREA CONDENSATOARELOR ...................................................................................... 72

2.4. REŢELE DE CONDENSATOARE ..................................................................................................... 76

2.4.1 REZOLVAREA TEORETICĂ A REȚELELOR DE CONDENSATOARE. .......................................... 76

2.4.2 REZOLVAREA PRACTICĂ A REȚELELOR DE CONDENSATOARE ............................................. 79

2.5. BOBINE ȘI TRANSFORMATOARE ELECTRICE. .............................................................................. 85

2.5.1. GENERALITĂŢI PRIVIND BOBINELE ...................................................................................... 85

II

2.5.2. GENERALITĂŢI PRIVIND TRANSFORMATOARELE ELECTRICE MONOFAZATE. .................... 88

2.5.3. ALGORITMUL DE CALCUL AL UNUI TRANSFORMATOR MONOFAZAT. ................................ 91


Determinarea rezistenței echivalente a unei rețele de rezistoare. .................................................. 94


Determinarea capacității echivalente a unei rețele de condensatoare. ........................................... 96

EVALUAREA CUNOȘTINȚELOR ........................................................................................................... 98

CAPITOLUL 3. INSTALAȚII ELECTRICE DE CURENȚI SLABI .................................................................... 100

3.1 GENERALITĂȚI ............................................................................................................................ 100

3.2 INSTALAȚII DE SONERII .............................................................................................................. 100

3.3 SISTEME DE SUPRAVEGHERE AUDIO- VIDEO ............................................................................ 102

3.4 SISTEME ANTIEFRACȚIE ............................................................................................................ 110

3.5 INSTALAȚII DE INTERFOANE AUDIO ......................................................................................... 114

BIBLIOGRAFIE ...................................................................................................................................... 119

AUXILIAR CURRICULAR - TEHNOLOGII ÎN ELECTRONICĂ

1

PREFAȚĂ

Auxiliarul curricular TEHNOLOGII ÎN ELECTRONICĂ se adresează elevilor

din clasa a IX a care urmează cursurile unui liceu tehnologic, domeniul electronică și

automatizări.

Auxiliarul curricular este structurat în trei capitole.

În capitolul 1 sunt prezentate:

Noțiuni generale privind electrice și electronice;

Desenarea schemelor electrice cu ajutorul aplicației Proficad;

Desenarea schemelor electronice cu ajutorul aplicației Multisim;

În capitolul 2 sunt prezentate elementele pasive de circuit:

Rezistoare și rețele de rezistoare;

Condensatoare și rețele de condensatoare;

Bobine și transformatoare;

În capitolul 3 sunt prezentate o serie de instalații și sisteme de curenți slabi:

Instalații de sonerii electrice;

Sisteme de supraveghere audio-video;

Sisteme antiefracție;

Instalații de interfoane audio

Autorul urează mult succes celor care utilizează acest auxiliar curricular și le

dorește să îmbine cât mai plăcut și armonios cunoștințele teoretice cu abilitățile

tehnice pentru a-și dezvolta cât mai mult puterea de creație tehnică.

ÎN ELECTRONICĂ VIITORUL RĂMÂNE DESCHIS TUTUROR POSIBILITĂȚILOR.

Prof. RUSU CONSTANTIN

Colegiul Tehnic INFOEL - BISTRIȚA

CAPITOLUL 1. REPREZENTĂRI GRAFICE ELECTRICE

2


1.1 SEMNE CONVENȚIONALE, SIMBOLURI, NOTAȚII.

Instalații electrice și circuitele electronice sunt alcătuite din mai multe

elemente. Aceste elemente sunt reprezentate grafic prin semne convenționale și

simboluri grafice. Semnele convenționale și simbolurile grafice sunt notate cu o literă

sau un grup de litere și cifre corespunzătoare categoriei din care fac parte.

Schemele instalațiilor electrice și a circuitelor electronice sunt întocmite cu

ajutorul acestor semne convenționale și simboluri.

Cunoașterea semnelor convenționale și a simbolurilor este importantă atât

pentru întocmirea unei scheme electrice sau electronice, cât și pentru realizarea

practică a unei instalații electrice sau a unui montaj electronic.

Principalele semne convenționale utilizate în instalațiile electrice de iluminat și

prize monofilare sunt reprezentate în tabelul 1.1.

TABEL 1.1 Semne convenționale utilizate în instalațiile electrice de iluminat

SIMBOL DENUMIRE SIMBOL DENUMIRE

Cutie de distribuție

Întrerupător simplu (cu o

singură clapetă)

Contor energie

Întrerupător dublu (cu două

clapete)

Siguranță fuzibilă

Întrerupător tip sonerie (cu

revenire)

Siguranță automată

Comutator de capăt

Traseu cu mai multe conductoare (în acest caz 3)

Comutator de capăt dublu

Doză de ramificație

Comutator în cruce

Doză de aparat

Priză simplă

Lampă electrică cu

incandescență

Priză dublă

Lampă electrică fluorescentă

Priză simplă cu contact de

protecție

Sonerie


3

Principalele semne convenționale utilizate în instalațiile electrice acționări

electrice sunt reprezentate în tabelul 1.2.

TABEL 1.1 Semne convenționale utilizate în instalațiile electrice de acționări

SIMBOL NOTAȚIE DENUMIRE SIMBOL NOTAȚIE DENUMIRE

B

Contact normal închis – buton comandă cu revenire (BO)

C Bobină contactor electromagnetic

B

Contact normal deschis –buton comandă cu revenire (BP)

d Bobină releu comandă

B

Contact normal deschis – buton comandă cu reţinere

dt Bobină releu de timp

B

Contact normal deschis cu revenire –buton sonerie

e

Contact de comandă normal închis - releu termic

C-contactor

d-releu

Contact de comandă normal închis (contactor, releu)

a Întreruptor pârghie, separator

C-contactor

d-releu

Contact de comandă normal deschis (contactor, releu)

C Contacte de forţă ND (contactor)

C Contact de comandă - comutator

e Contacte de forţă releu termic

dt

Contact NÎ cu temporizare la acţionare (releu timp)

m Motor de curent

alternativ trifazat

dt

Contact NÎ cu temporizare la revenire (releu timp)

m Motor de curent

alternativ

monofazat

dt

Contact ND cu temporizare la acţionare (releu timp)

m Motor de curent

continuu

dt

Contact ND cu temporizare la revenire (releu timp)

H Lampă electrică de semnalizare

M

3

M

3


4

Principalele semne convenționale utilizate în circuite electronice sunt

reprezentate în tabelul 1.3.

TABEL 1.3 Semne convenționale utilizate în circuite electronice

SIMBOL NOTAȚIE DENUMIRE SIMBOL NOTAȚIE DENUMIRE

R Rezistor electric Th TIRISTOR

P Potențiometru T TRIAC

L Bobină E Sursă de tensiune continuă

C Condensator nepolarizat

+ Plusul sursei de alimentare

C Condensator polarizat

- Punct de masă (-)

D Diodă redresoare V Sursă de tensiune alternativă

Dz Diodă Zener (stabilizatoare)

Tr Transformator de tensiune

D Diodă luminiscentă (LED)

Tr Transformator de

tensiune cu priză

mediană

D Fotodiodă A Ampermetru

T Tranzistor bipolar NPN

V Voltmetru

T Tranzistor bipolar PNP

Ω Ohmmetru

Ω

VCC


5

1.2 REALIZAREA SCHEMELOR ELECTRICE.

Schema electrică este un desen care cuprinde elementele unei instalații

electrice și legăturile dintre aceste elemente reprezentate prin simboluri grafice.

1.2.1 Clasificarea schemelor electrice.

După elementele pe care le conțin:

o Scheme electrice de forță sau principale (fig.1.1 a) – conțin

simbolurile aparatelor și traseele pe care energia circulă de la sursă la

consumator;

o Scheme electrice de comandă sau auxiliare (fig.1.1 b) – conțin

simbolurile elementelor și dispozitivelor prin care se asigură buna

funcționarea a schemelor electrice de forță. Schema electrică de

comandă are funcțiile de: măsură, semnalizare, comandă, protecție,

automatizare.

a b

Figura 1.1 Scheme electrice de forță (a) și de comandă (b)


6

După modul de reprezentare:

o Scheme electrice monofilare (fig.1.2 a) – în care conexiunile dintre

aparate se reprezintă pe un singur traseu și care pun în evidență modul

principal de racordare a circuitelor;

o Scheme electrice desfășurate (fig.1.2 b) – conțin simbolurile

elementele aparatelor instalației electrice dispuse în circuit într-o

anumită ordine pentru a înțelege funcționarea schemei;

o Scheme electrice de conexiuni (fig.1.2 c) – în care sunt reprezentate

(prin doze de ramificație sau șiruri de cleme) modul de realizare a

conexiunilor dintre aparatele electrice ale instalației;

a b

c

Figura 1.2 Schemele electrice ale unei instalații de iluminat


7

o Schema bloc (fig.1.3, fig.1.4) – în care aparatele, sistemele sau

instalațiile sunt reprezentate prin blocuri funcționale (pătrate sau

dreptunghiuri), utilizată pentru studiul principiului de funcționare a unei

instalații.

Figura 1.3 Schema bloc a unei surse de tensiune stabilizată

Figura 1.4 Schema bloc a unui sistem de reglare automată


8

1.2.2 Întocmirea și citirea schemelor electrice.

O schemă electrică se întocmește pe planul construcției respective sau

separat cu ajutorul semnelor convenționale, respectând anumite reguli.

Citirea unei scheme electrice se face de la stânga la dreapta și de sus în jos

respectând o anumită ordine. Citirea schemelor electrice presupune în primul rând

cunoașterea legilor și principiilor de bază ale electrotehnicii.

A. ÎNTOCMIREA UNOR SCHEME ELECTRICE MONOFILARE.

1. Întocmirea schemei monofilare pentru instalația de iluminat și prize

de pe panoplia demonstrativă din figura 1.5

Figura 1.5 Panoplie demonstrativă cu instalație de iluminat și prize

ETAPE:

Reprezint dozele de ramificație după cum sunt plasate pe panoplie

Reprezint aparatele după locul de plasare pe panoplie;

Reprezint traseele dintre aparate și dozele de ramificație;

Pe fiecare traseu reprezint cu linii oblice numărul de conductoare care îl

parcurge.

Figura 1.6 Schema monofilară a unei instalații de iluminat și prize


9

2. Întocmirea schemei monofilare a unui apartament cu 3 camere

Instalaţia electrică de iluminat și prize este formată din:

2 circuite de prize: CP1, CP2;

un circuit de lumină CL.

Pe circuitul de prize CP1 sunt conectate prizele:

P1 și P2 - BUCĂTĂRIE

P3 și P4 - HOL

P5 și P6 - SUFRAGERIE

Pe circuitul de prize CP2 sunt conectare prizele:

P7 - HOL

P8 și P9 – CAMERĂ MICĂ

P10 și P11 - DORMITOR

Pe circuitul de lumină CL sunt conectate toate lămpile + întrerupătoarele şi soneria

astfel:

L1 + L2 + K1-2 (iluminat hol +bucătărie);

L3 + K3 (iluminat sufragerie);

L4 + K4 (iluminat camera mică);

L5 + K5 (iluminat dormitor);

L6 + K6 (iluminat baie);

S + KS (alimentare sonerie intrare).

Etapele întocmirii schemei electrice monofilare:

Se desenează planul de arhitectură al construcţiei.

Pe planul de arhitectură desenat se amplasează simbolurile tabloului de

alimentare, prizelor, întrerupătoarelor, lămpilor electrice.

Se precizează numărul de lămpi din fiecare încăpere şi puterea acestora.

Se stabilesc grupele de prize care vor fi alimentate pe acelaşi circuit

(circuitele de priză) şi grupele de lămpi electrice care vor fi montate pe

acelaşi circuit (circuitele de lumină).

Se reprezintă pe desen traseele de conductoare pentru fiecare circuit de priză

şi de lumină.


10

Figura 1.7 Schema monofilară a unei instalații de iluminat și prize pentru un apartament cu 3 camere

Bucătărie

Sufragerie Dormitor

Cameră mică

Baie

2

2

2

2

2

2

W

2X100W

3X100W

5X75W

1X100W

2X40W 2X40W

HOL CP1 CP2

CL P1

P2 P3

P5

P4

P6

P7

P10

P9

P11

P8

L5

K5

K4

K6

K3

K1-2

L4

L6

L3

L2 L1

S

KS


11

B. ÎNTOCMIREA UNEI SCHEME ELECTRICE DESFĂȘURATE.

Întocmirea schemei electrice desfășurate (figura 1.8 b) pentru instalația de

iluminat de pe panoplia demonstrativă din figura 1.8 a.

a b

Figura 1.8 Panoplia și schema unei instalații electrice de iluminat cu 3 lămpi

Înainte de întocmirea schemei electrice trebuie să cunoaștem principiul de

funcționare și rolul aparatelor din instalație.

O lampă electrică funcționează când este alimentată cu tensiune la bornele

dispozitivului în care este fixată.

Sursa de alimentare cu tensiune în circuitele de iluminat și prize are doi poli

care se notează cu F (fază) și N (nul). Această sursă este de tensiune

alternativă și are valoarea de 220 V.

Una sau mai multe lămpi electrice se conectează în serie cu contactul unui

întrerupător care are rolul de a alimenta și de a întrerupe alimentarea cu

tensiune a lămpii electrice. Când contactul este închis lampa este alimentată

cu tensiune și luminează iar când contactul este deschis alimentarea cu

tensiune se întrerupe și lampa nu mai luminează.

Într-o instalație electrică de iluminat, de regulă, conductorul de nul (N) se

conectează direct la lămpile electrice iar conductorul de fază (F) se

conectează la intrarea în contactele întrerupătorului. Ieșirile din contactele

întrerupătorului se conectează la lămpile electrice.

Protecția instalației electrice se face cu ajutorul a două dispozitive care se

numesc siguranțe fuzibile sau siguranțe automate. Aceste reprezintă intrările

în circuit și se conectează la sursa de alimentare (se notează cu F și N).


12

Pentru realizarea schemei din figura 1.8. b se procedează astfel:

Se desenează o linie orizontală sus și o linie orizontală jos care vor reprezenta

polii sursei de alimentare, faza F și nulul N;

Pe fiecare linie, în partea stângă, se desenează simbolul siguranței fuzibile

sau automate care vor asigura protecția instalației electrice;

Sub linia de sus se plasează pe orizontală simbolurile lămpilor electrice din

circuit și se notează conform panopliei (în cazul nostru sunt notate cu H1, H2,

H3);

Sub lămpile electrice se plasează simbolurile contactelor întrerupătorului;

După plasarea acestor simboluri se desenează legăturile dintre ele astfel:

o Contactele din partea de sus ale lămpilor se conectează direct la linia

orizontală de sus care reprezintă nulul N;

o Contactul de jos al lămpii H1 se conectează la borna de sus a

contactului din stânga întrerupătorului K ;

o Contactele de jos ale lămpilor H2 și H3 se conectează la borna de sus

a contactului din dreapta întrerupătorului K ;

o Bornele de jos ale contactelor întrerupătorului K se conectează între

ele apoi se conectează la linia orizontală de jos care reprezintă faza F.

Schema electrică din figura 1.8 funcționează astfel:

La închiderea contactului din stânga întrerupătorului K lampa H1 luminează

deoarece faza F ajunge la o bornă a lămpii H1 prin contactul întrerupătorului;

La deschiderea contactului lampa nu mai luminează deoarece circuitul pe care

faza F ajunge la borna lămpii H1 se întrerupe.

La închiderea contactului din dreapta întrerupătorului K lămpile H2 și H3

luminează deoarece faza F ajunge la o bornele lor prin contactul

întrerupătorului K.

La deschiderea contactului lămpile nu mai funcționează deoarece se întrerupe

circuitul de alimentare cu tensiune.


13

C. ÎNTOCMIREA UNEI SCHEME ELECTRICE DE CONEXIUNI.

Întocmirea schemei electrice de conexiuni (figura 1.9 b) pentru instalația de

iluminat de pe panoplia demonstrativă din figura 1.9 a.

a

b

Figura 1.9 Panoplia (a) și schema de conexiuni (b) a unei instalații electrice de

iluminat cu lampă și sonerie

Pentru întocmire acestei scheme parcurg două etape:

1. Desenez schema de conexiuni;

2. Desenez conexiunile în doza de ramificație.


14

Etapele desenării schemei de conexiuni :

Desenez un pătrat mai mare care reprezintă doza de ramificație în care

voi realiza conexiunile dintre aparatele instalației;

Deasupra pătratului reprezint simbolurile siguranțelor fuzibile F și N,

Reprezint conductoarele de legătură a siguranțelor prin două segmente

de la siguranțe la doza de ramificație;

În stânga pătratului reprezint simbolul sonerie;

Reprezint conductoarele de legătură a soneriei cu doza de ramificație;

În dreapta pătratului reprezint simbolul lămpii electrice și contactele

dispozitivului în care este fixată lampa care se numește dulie (CL-

contact lateral și CF-contact de fund);

Reprezint conductoarele de legătură a duliei cu doza de ramificație;

Sub pătrat reprezint simbolurile contactelor întrerupătorului bipolar;

Reprezint conductoarele de legătură a contactelor întrerupătorului cu

doza de ramificație (sunt 3 segmente, unul de la intrarea în cele 2

contacte și două de la ieșirea contactelor);

Etapele desenării conexiunilor în doză :

Conectez conductorul de nul N cu conductorul de la contactul lateral al

lămpii H (HCL) și cu conductorul 0 de la sonerie (S0);

Se formează mănunchiul 1 care are trei conductoare: N + HCL + S0;

Conectez conductorul de fază F cu contactul comun (0) al

întrerupătorului K;

Se formează mănunchiul 2 care are două conductoare: F + K0;

Conectez contactul 2 al întrerupătorului K cu contactul CF al lămpii H;

Se formează mănunchiul 3 care are două conductoare: K2 + HCF ;

Conectez contactul 1 al întrerupătorului K cu contactul 1 al sonerie S;

Se formează mănunchiul 4 care are două conductoare: K1 + S1 ;

Funcționare:

Soneria și lampa electrică funcționează când sunt alimentate cu tensiune (la

bornele lor ajung atât nulul N cât și faza F).

Contactele S0 și HCL sunt conectate direct la conductorul de nul N.

Contactele S1 și HCF sunt conectate la contactele K1 și K2 al întrerupătorului.

Contactul K0 al întrerupătorului este conectat direct la conductorul de fază F.

La închiderea contactului K1 soneria S sună deoarece faza F ajunge la

contactul S1 prin intermediul acestui contact.

La închiderea contactului K2 lampa H luminează deoarece faza F ajunge la

contactul HCF prin intermediul acestui contact.


15

1.3 DESENAREA SCHEMELOR ELECTRICE CU APLICAȚIA PROFICAD.

Proficad este un soft conceput pentru desenarea schemelor electrice și

electronice precum și a unor tipuri de diagrame tehnice (electrice, pneumatice,

hidraulice, etc.).

Acest soft este gratuit și se poate descărca (în limba română) de la adresa

https://ro.proficad.eu/ .

1.3.1 NOȚIUNI ELEMENTARE DE UTILIZARE PROFICAD

1. Setare pagină

Clic dreapta în interiorul paginii

Clic ”Setări pagină”

2. Setare linii ajutătoare pe foaia de desen

Clic pe meniul ” Afișare”

Dacă se bifează Grilă pe foaie apar pătrățele

cu dimensiunea de 1 cm.

Dacă se bifează și Snap în interiorul

pătrățelelor apar alte pătrățele de anumite

dimensiuni.

Dimensiunile acestor pătrățele se stabilesc

din caseta de ajustare

https://ro.proficad.eu/


16

3. Adăugare meniuri laterale

Clic pe meniul Afișare – Clic pe comanda Panel – Clic pe meniul dorit

4. Plasarea unui simbol pe foia de desen

Se deschide meniul Simboluri grafice;

Se deschide submeniul din care face parte simbolul respectiv;

Se selectează simbolul (se face clic pe simbol);

Se face clic în interiorul foii unde se plasează simbolul;

Se apasă tasta Esc.

Pentru deschiderea unui meniu lateral se

face clic pe meniul respectiv.

Pentru ascunderea unui meniu lateral

deschis se activează butonul din dreapta

sus a meniului (Auto Hide)

moment în care acesta își va schimba

poziția apoi se face clic în interiorul

foii de desen.

Cât timp simbolul Auto Hide este în poziție

orizontală meniul lateral se ascunde

automat iar cât timp este în poziție verticală

meniul lateral rămâne deschis.

Pentru ștergerea unui meniu lateral acesta

se închide din butonul din dreapta sus X.


17

5. Personalizarea unui simbol

Ștergerea simbolului – selectare simbol (clic pe simbol) – activare tastă Del

Mutare simbol – se face clic pe simbol, se ține apăsat butonul mouse și se

deplasează apoi se eliberează buton mouse.

Rotire simbol – selectare simbol – activarea unui buton de rotire din bara de

butoane

Plasare sau modificare etichetă simbol – se face dublu clic pe simbol și se

deschide fereastra Proprietăți

aici se completează numele simbolului eticheta este vizibilă dacă se bifează această casetă aici se completează tipul simbolului eticheta este vizibilă dacă se bifează această casetă aici se stabilește culoarea marginii simbolului dacă caseta este activată nu apare culoarea de umplere

aici se stabilește culoarea de umplere a simbolului

Marcarea terminalelor unui simbol – clic dreapta pe simbol apoi selectare

comandă Outlets și se va deschide fereastra Outlets. În această fereastră pe

coloana valoare se trec numerele sau literele care dorim să apară la

terminalele simbolului.


18

6. Executarea legăturilor dintre simboluri

După plasarea simbolurilor pentru a executa legăturile dintre ele se apasă tasta ”s”

sau se activează butonul Conductor

La activarea butonului Conductor la terminalele componentelor apar buline

galbene iar mouse se transformă într-un creion;

Se plasează mouse pe bulina terminalului unei componente până ce aceasta

își schimbă culoarea în roșu;

Se deplasează mouse la terminalul componentei cu care se face legătura

(când trebuie schimbat sensul de deplasare se face un clic stânga);

Când bulina de la terminalul componentei își schimbă culoare în roșu se face

clic stânga apoi se apasă tasta Esc;

Pentru ștergerea unei legături se selectează legătura respectivă apoi se

apasă tasta Del;

Pentru personalizarea traseului desenat se face dublu clic pe linia traseului

moment în care se deschide meniul lateral Proprietăți unde se fac setările

dorite.


19

7. CREAREA UNUI SIMBOL

Selectez dosarul unde salvez simbolul astfel:

Din bara de meniuri deschid Fisier și selectez Simbol nou

Cu ajutorul formelor din bara de instrumente desenez simbolul

deschid meniul Simboluri text;

deschid submeniul categoriei din

care face parte simbolul (în acest

caz casa-simboluri electrice);

selectez categoria din care face

parte simbolul (în acest caz casete

de legătură).


20

După ce desenez simbolul stabilesc punctele de conexiuni astfel:

o Din bara de instrumente selectez Priză

o Plasez cursorul mouse (care s-a transformat într-o bulină roșie) în

interiorul punctului de conexiune și fac clic stânga (Atenție! Cursorul

trebuie plasat la intersecția a două linii de grilă)

o După ce termin apăs tasta ESC

Salvez fișierul


21

1.3.2 REALIZAREA UNEI SCHEME MONOFILARE ÎN PROFICAD

Etapele întocmirii schemei electrice monofilare pentru panoplia din figura 1.10


1. Setez dimensiunea și orientarea paginii

Clic dreapta – Setări pagină – Orientare pagină – Peisaj - OK

2. Introduc simbolurile pentru aparatele de pe panoplie

trei doze de ramificație;

două prize duble;

două întrerupătoare bipolare;

un întrerupător monopolar;

cinci lămpi cu incandescență;

patru siguranțe automate.


22

Pentru introducerea simbolurilor procedez astfel:

deschid meniul lateral Simboluri grafice;

dezactivez comanda Auto Hide - clic pe ;

deschid submeniul casă-simboluri electrice;

selectez și plasez dozele de ramificație din casete de legătură

selectez și plasez întrerupătoarele din comutatoare

selectez și plasez prizele din prize

selectez și plasez lămpile electrice din corpuri de iluminat

deschid submeniul contacte – comutație - control și protecție;

selectez și plasez siguranța automată din întrerupătoare de circuit

după plasarea componentelor le etichetez conform aparatelor de pe panoplie

o dublu clic pe componentă și se deschide meniul Proprietăți;

o în Referință la Text scriu numele componentei;

o bifez caseta Afișare.


23

3. Aranjez simbolurile după cum sunt plasate aparatele pe panoplie

(fig.1.11)

Figura 1.11 Plasarea simbolurilor pe foaia de desen în Proficad

4. Realizez legăturile dintre simbolurile schemei conform traseelor de pe

panoplie astfel:

apăs tasta s și procedez cum am explicat la Executarea legăturilor

dintre simboluri

după efectuarea legăturilor plasez pe fiecare traseu linii oblice în funcție

de numărul conductoarelor care străbat traseul

pentru trasarea acestor linii activez Linie din bara instrumentelor

pentru desen

5. Obțin schema electrică de conexiuni în doze (fig. 1.12)

Figura 1.12 Schemă monofilară realizată în Proficad


24

1.3.3 REALIZAREA UNEI SCHEME DE CONEXIUNI ÎN PROFICAD

Etapele întocmirii schemei de conexiuni în doze pentru panoplia din figura 1.13.


1. Plasez pe foaia de desen simbolurile aparatelor de pe panoplie

Plasez dozele de ramificație din Simboluri grafice – casă simboluri

electrice – casete de legătură (înainte de a plasa dozele creez o doză

de ramificație cu 6 conexiuni ca la punctul 7 de la 1.3.1);

Plasez cele patru siguranțe în stânga dozelor din Simboluri grafice –

diverse – siguranțe (siguranță –semn general) ;

Plasez cele două prize din Simboluri grafice – casă simboluri

electrice - prize (înainte de a plasa prizele le creez ca simboluri cum

am prezentat la punctul (7) de la 1.3.1);

Plasez în partea de jos a dozelor contactele celor trei întrerupătoare din

Simboluri grafice – contacte comutație control și protecție –

contacte normal deschise (contact – semn general);

Plasez în partea de sus și în stânga dozelor cele cinci lămpi electrice

din Simboluri grafice – componente pasive – lămpi și dispozitive

de semnalizare (lampă);

2. Notez aparatele plasate după cum sunt notate pe panoplia demonstrativă

3. După plasarea și notarea aparatelor obțin schema din figura 1.14

Figura 1.14 Plasarea simbolurilor pe foia de desen în Proficad


25

4. Execut conexiunile în doze astfel:

a. Conectez siguranța de nul N în fiecare doză de ramificație;

b. Conectez siguranța de fază F3 în fiecare doză de ramificație;

c. Conectez câte o bornă de la prizele P1 și P2 la conductorul de nul N în

doza din stânga;

d. Conectez conductorul de fază F1 la borna liberă a prizei P1 în doza în

stânga;

e. Conectez conductorul de fază F2 la borna liberă a prizei P2 în doza în

stânga;

f. Conectez câte un contact de la lămpile H1 și H2 la conductorul de nul

N în doza din mijloc;

g. Conectez câte un contact de la lămpile H3, H4 și H5 la conductorul de

nul N în doza din dreapta;

h. Conectez contactul comun al întrerupătorului K1 la conductorul de fază

în doza din mijloc;

i. Conectez contactul comun al întrerupătorului K2 și un contact al

întrerupătorului K3 la conductorul de fază în doza din dreapta;

j. Conectez contactul din stânga al întrerupătorului K1 la contactul liber

al lămpii H1 în doza din mijloc;

k. Conectez contactul din dreapta al întrerupătorului K1 la contactul liber

al lămpii H2 în doza din mijloc;

l. Conectez contactul din stânga al întrerupătorului K2 la contactul liber

al lămpii H3 în doza din dreapta;

m. Conectez contactul din dreapta al întrerupătorului K2 la contactul liber

al lămpii H4 în doza din dreapta;

n. Conectez contactul întrerupătorului K3 la contactul liber al lămpii H5 în

doza din dreapta.

5. După executarea conexiunilor în doze schema arată ca în figura 1.15

Figura 1.15 Schemă de conexiuni realizată în Proficad


26

1.3.4 REALIZAREA UNEI SCHEME ELECTRICE DESFĂȘURATE ÎN PROFICAD

Înainte de întocmirea schemei electrice desfășurate trebuie să cunoaștem principiul

de funcționare și rolul aparatelor din instalație. Principiile generale au fost prezentate

la punctul B din subcapitolul 1.2.2


Instalația electrică de pe această panoplie trebuie să funcționeze astfel:

La activarea clapetei din stânga întrerupătorului K1 trebuie să lumineze lampa

H1;

La activarea clapetei din dreapta întrerupătorului K1 trebuie să lumineze

lampa H2;

La activarea clapetei din stânga întrerupătorului K2 trebuie să lumineze lampa

H3;

La activarea clapetei din dreapta întrerupătorului K2 trebuie să lumineze

lampa H4;

La activarea clapetei întrerupătorului K3 trebuie să lumineze lampa H5;

Prizele se conectează între fază și nul astfel:

o Priza P1 se conectează la siguranța F1;

o Priza P2 se conectează la siguranța F2.


27

Etapele întocmirii schemei electrice desfășurate pentru panoplia din fig. 1.16.

1. Plasez pe foia de desen simbolurile aparatelor de pe panoplie (nu se

plasează dozele de ramificație).

Toate aparatele se plasează din meniul simboluri grafice cum a fost

prezentat la subcapitolul 1.3.3 punctul 1.

2. După plasarea și notarea aparatelor obțin schema din figura 1.17

Figura 1.17 Plasarea simbolurilor pe foia de desen în Proficad

3. Execut conexiunile dintre simboluri ținând cont de principiile generale și

principiul de funcționare a schemei electrice;

4. După executarea conexiunilor schema arată ca în figura 1.18

Figura 1.18 Schemă electrică desfășurată realizată în Proficad


28

1.4 DESENAREA SCHEMELOR ELECTRONICE CU APLICAȚIA MULTISIM.

MULTISIM este un soft conceput pentru desenarea schemelor electronice

precum și pentru simularea funcționării acestor scheme.

Pentru desenarea și simularea funcționării unei scheme electronice în Multisim

se parcurg următoarele etape:

Se plasează simbolurile componentelor electronice pe suprafața de lucru;

Se personalizează simbolurile plasate;

Se plasează și se personalizează instrumentele virtuale de măsurare a

mărimilor electrice din circuit;

Se plasează și se personalizează sursele virtuale de tensiune sau de

semnal;

Se execută legăturile dintre simbolurile componentelor electronice,

instrumentele virtuale de măsurare și sursele virtuale de tensiune;

Se simulează funcționarea schemei electronice realizate și se verifică

funcționarea corectă a acesteia.

A. PLASAREA SIMBOLURILOR COMPONENTELOR ELECTRONICE

Pentru plasarea unei componente se deschide fereastra Select a Component

utilizând una din următoarele metode:

Se utilizează bara de butoane Components (clic pe unul din butoanele barei)

Din bara de meniuri se selectează Place apoi Component - se deschide

fereastra Select a component

Se utilizează combinaţia CTL + W şi se va deschide fereastra Select a

component

Sourc

e

Basic

Ele

ctr

om

ec.

Indic

ato

r

Bus

Dig

ita

l

CM

OS

TT

L

Ana

log

Dio

de

Tra

nsis

tor

Mix

ed

Pow

er

Mis

cella

ne

us

Peri

phera

ls

NI

MC

U

Blo

ck


29

Fereastra Select a Component este împărțită în trei sectoare:

Database – unde se selectează grupul din care face parte componenta;

Component – unde se selectează o anumită componentă din cadrul grupului

selectat;

Symbol – unde apare simbolul grafic a componentei selectate.

Pentru plasarea unei componente se procedează astfel:

Se selectează grupul din care face componenta;

Se selectează componenta dorită;

Se apasă butonul OK;

Se deplasează cursorul mouse în locul în care dorim să plasăm componenta

apoi se face clic stânga;

Pentru închiderea ferestrei Select a Component se apasă tasta Esc.


30

B. PERSONALIZAREA SIMBOLURILOR PLASATE

1. Mutarea unui simbol – se selectează simbolul (clic stânga pe simbol), se ține

apăsat butonul stâng al mouse, se deplasează în locul dorit apoi se eliberează

butonul mouse;

2. Rotirea unui simbol – clic dreapta pe simbol iar din lista care se deschide se

activează (cu clic stânga) una din opțiunile din imaginea de mai jos;

3. Ștergerea unui simbol – se selectează simbolul apoi se apăsă tasta Delete;

4. Înlocuirea unui simbol cu alt simbol – dublu clic pe simbol – activare buton

Replace – după ce se deschide fereastra Select a Component se procedează ca la

punctul A;

5. Modificarea unor parametrii:

Modificarea denumirii – dublu clic pe simbol și se deschide fereastra cu

proprietățile simbolului – se activează Label – în caseta RefDes se modifică

eticheta simbolului

Modificarea etichetei – dublu clic pe simbol și se deschide fereastra cu

proprietățile simbolului – în caseta Label se scrie numele etichetei noi – se

activează Display – se activează opțiunea Use component specific

visibility settings – se scot toate bifele înafară de bifa Show labels;


31

Modificarea valorii (acolo unde este posibil) - dublu clic pe simbol și se

deschide fereastra cu proprietățile simbolului – se activează Value – în caseta

cu denumirea componentei sau se modifică valoarea componentei

C. PLASAREA ȘI PERSONALIZAREA INSTRUMENTELOR VIRTUALE DE

MĂSURARE.

Din bara de instrumente se activează Place indicator

o În fereastra care se deschide din coloana Group se selectează tipul de

instrument iar din coloana Component se selectează modul de plasare

a tastelor instrumentului:

H – tastele sunt dispuse pe orizontal cu + în stânga;

HR - tastele sunt dispuse pe orizontal cu + în dreapta;

V – tastele sunt dispuse pe vertical cu + în sus;

VR - tastele sunt dispuse pe vertical cu + în jos;

o Se apasă butonul OK și se plasează instrumentul.

OBSERVAȚIE: implicit instrumentul este pentru circuite de curent continuu iar dacă

se dorește utilizarea lui în circuite de curent alternativ se face dublu clic pe

instrument – se activează Value – în caseta Mode se selectează AC.


32

Din bara de instrumente laterală (dreapta – sus) se selectează Multimeter

o Se plasează instrumentul XMM pe suprafața de lucru;

o Se face dublu clic pe instrument și se selectează funcția lui (A, V sau

Ω) și tipul (de curent continuu sau de curent alternativ ~).

D. PLASAREA ȘI PERSONALIZAREA SURSELOR DE TENSIUNE

Din bara de instrumente se activează Place Source

În fereastra care se deschide în coloana Database se selectează POWER

SOURCES;

În coloana Components se selectează tipul de sursă dorit;

Se apasă butonul OK și se plasează sursa.


33

o Pentru plasarea unei surse de tensiune alternativă din coloana

Components se selectează AC_POWER

o Pentru plasarea unei surse de tensiune alternativă bloc din coloana

Components se selectează DC_POWER

o Pentru plasarea separată a polilor sursei de alimentare din coloana

Components se selectează VCC, VDD, VEE, sau VSS pentru + (plus)

și DGN sau GROUND pentru – (minus).

(PLUS) (M (MINUS)

Pentru personalizarea unei surse de alimentare (modificarea unor parametrii)

se face dublu clic pe sursă și se deschide fereastra cu proprietățile sursei:

o Din meniul LABEL și DISPLAY se modifică eticheta;

o Din meniul Value se modifică valoarea.

E. EXECUTAREA CONEXIUNILOR DINTRE COMPONENTE

Se plasează cursorul mouse la capătul terminalului unei componente în

poziția în care cursorul se transformă într-o bulină neagră;

Se deplasează cursorul spre capătul terminalului componentei cu care se face

legătura în poziția în care cursorul se transformă într-o bulină roșie;

Se face clic stînga;

Pentru modificarea traseului de pe orizontală pe verticală și invers se face clic

la fiecare schimbare de direcție;

Pentru finalizarea conexiunii undeva pe suprafața de lucru se face dublu clic;

Pentru ștergerea unei conexiuni:

o Se selectează conexiunea;

o Se apasă tasta Delete.


34

F. SIMULAREA FUNCȚIONĂRII SCHEMEI ELECTRONICE REALIZATE

Înainte de pornirea simulării se verifică dacă circuitul este conectat la ”punctul

de masă” (GROUND)

Pentru pornirea simulării se apasă tasta F5 sau butonul Run din bara de

butoane;

Cât timp simularea funcționează în partea dreaptă a barei de jos luminează

intermitent șirul de pătrățele de acolo;

Pentru oprirea simulării se apasă butonul Stop din bara de butoane

În timpul simulării se verifică indicațiile aparatelor de măsurat din circuit

Figura 1.19 Măsurare rezistenței unei rețele de rezistoare realizate în Multisim


35

LUCRARE DE LABORATOR 1

REALIZAREA SCHEMELOR ELECTRICE ÎN PROFICAD

OBIECTIVE:

o Realizarea unei scheme electrice monofilare în Proficad ;

o Realizarea unei scheme electrice de conexiuni în Proficad ;

o Realizarea unei scheme electrice desfășurate în Proficad ;

RESURSE:

o Calculatoare;

o Rețea conectată la internet;

o Aplicația Proficad;

o Pachetul Microsoft Office;

o Proiector media;

DESFĂȘURAREA LUCRĂRII:

1. Se dă panoplia cu instalația electrică de iluminat și prize din figura 1.20;


OBSERVAȚII:

Pe circuitul F1 se conectează priza P1;

Pe circuitul F2 se conectează priza P2;

Pe circuitul F3 se conectează lămpile electrice H1 și H2;

La activarea clapetei din stânga a întrerupătorului K luminează lampa H1;

La activarea clapetei din dreapta a întrerupătorului K luminează lampa H2;


36

2. Realizează în Proficad schema electrică monofilară a instalației electrice de

pe panoplia din figura 1.20

3. Capturează din Proficad imaginea schemei realizate și salvez-o cu numele

schemă-monofilară.jpg

4. Realizează în Proficad schema electrică de conexiuni în doze a instalației

electrice de pe panoplia din figura 1.20


schemă-conexiuni.jpg

6. Realizează în Proficad schema electrică desfășurată a instalației electrice

de pe panoplia din figura 1.20


schemă-desfășurată.jpg

8. Realizează un document word cu titlul SCHEME ELECTRICE REALIZATE ÎN

PROFICAD în care inserează imaginile salvate și explică funcționarea

instalației electrice.

Denumește fiecare imagine inserată (exemplu: Fig.1 Schemă monofilară

realizată în Proficad) pentru imaginea cu numele schemă-monofilară.jpg).


37

EVALUAREA CUNOȘTINȚELOR

1. Stabilește asocierea corectă dintre simbolurile din coloana A și numele

lor din coloana B.

A – SIMBOL GRAFIC B – NUME SIMBOL GRAFIC

1

a Priză dublă

2 b Întrerupător dublu

3 c Doză de ramificație

4 d Contact de comandă normal

deschis

5 e Siguranță fuzibilă

6 f Doză de ramificație

7 g Priză cu contact de protecție

8 h Rezistență electrică

9 i Sursă de tensiune continuă

10 j Condensator nepolarizat

Răspuns: 1 – 6 -

2 – 7 -

3 – 8 -

4 – 9 -

5 – 10 –


38

2. Desenează schema electrică monofilară pentru instalația electrică de pe

panoplia din figura 1.21

Figura 1.21 Instalație electrică cu 3 lămpi

3. Completează spațiile libere cu expresiile de sub text:

Într-o instalație electrică conductorul de nul se conectează la …………………………

Iar conductorul de fază se conectează la ………………………………… .

Dispozitivele care protejează instalația electrică sunt ………………………………… .

Citirea unei scheme electrice se face de la ………………….... la …………………... .

O lampă electrică se conectează cu contactul unui întrerupător în ……………….… .

Expresii cu care se completează textul de mai sus:

SERIE, PARALEL, SIGURANȚELE FUZIBILE, LĂMPILE ELECTRICE,

ÎNTRERUPĂTOARE, JOS, SUS, STÂNGA, DREAPTA


39

CAPITOLUL 2. ELEMENTE PASIVE DE CIRCUIT

2.1 REZISTOARE

2.1.1. GENERALITĂŢI PRIVIND REZISTOARELE

A. DEFINIŢIE.

REZISTORUL – este o componentă electronică pasivă, prevăzută cu 2 terminale,

care are proprietatea fizică de a se opune trecerii curentului electric.

Mărimea fizică care caracterizează rezistorul se numeşte rezistenţă electrică ( R )

Rezistorul este un dispozitiv fizic iar rezistenţa electrică este o proprietatea fizică .

Rezistenţa electrică se poate exprima în 2 moduri:

în funcţie de proprietăţile materialului din care este construit rezistorul (la rece)

(1)l

RS

unde: (rho)= rezistivitatea electrică a materialului

l = lungimea conductorului din care este construit rezistorul

S = secţiunea transversală a conductorului

în funcţie de valorile mărimilor electrice dintr-un circuit electric (la cald)

(2)

UR

I

(Legea lui Ohm)

unde: U = tensiunea electrică la bornele rezistorului

I = curentul electric care circulă prin rezistor

B. UNITĂŢI DE MĂSURĂ

Rezistenţa electrică se măsoară în ohmi (Ω). 1ohm este rezistenţa unui rezistor

parcurs de un curent de 1 amper atunci când la bornele sale se aplică o tensiune de

1 volt.

Rezistenţa electrică U

RI

1

[ ] 11

VR

A

Deoarece 1 ohm are valoarea mică, în practică se utilizează multiplii acestuia:

1 k Ω (kiloohm) = 1000 Ω = 103 Ω

1 M Ω (megohm) = 1000 k Ω = 1.000.000 Ω = 106 Ω

Rezistivitatea electrică S

Rl

2

[ ]mm

mmmm


40

C. PARAMETRII ELECTRICI SPECIFICI REZISTOARELOR

a. REZISTENŢA NOMINALĂ (Rn)

Reprezintă valoarea, în ohmi, a rezistenţei pentru care a fost construit rezistorul,

măsurată la temperatura de 20º C.

b. COEFICIENTUL DE TOLERANŢĂ (%)

Reprezintă abaterea în procente, în plus sau în minus, (±%) a rezistenţei reale a

rezistorului faţă de rezistenţa nominală înscrisă pe acesta.

Coeficientul de toleranţă (%) poate fi marcat şi în cod de litere, conform tabelului:

±0,005 ±0,001 ±0,02 ±0,05 ±0,1 ±0,25 ±0,5 ±1 ±2 ±2,5 ±5 ±10 ±20

E L P W B C D F G H J K M

c. PUTEREA NOMINALĂ (Pn)

Reprezintă puterea maximă admisibilă (în curent continuu) ce poate fi disipată pe un

rezistor, pe o perioadă îndelungată, fără ca acesta să se supraîncălzească.

Puterea se exprimă în waţi [ ] ( )P W wat

Puterea nominală depinde de dimensiunile rezistorului, de materialul utilizat pentru

elementul rezistiv şi de tehnologia de construcţie.

Rezistoarele utilizate cel mai frecvent în echipamentele electronice au următoarele

puteri:

0,1W ; 0,125W ; 0,25W ; 0,5W ; 1W ; 2W ; 5W ; 10W.

Puterea nominală pe rezistor se calculează cu formulele

22 U

P U I R IR

Conform formulelor de mai sus, cunoscând puterea şi rezistenţa nominală a unui

rezistor se poate determina curentul maxim admis astfel: [ ]

[ ] 1000[ ]

P WI mA

R

Exemple: un rezistor cu R = 100Ω şi P= 1W suportă un curent de 100 mA

un rezistor cu R = 100Ω şi P= 5W suportă un curent de 225 mA

Rezistor cu caracteristicile: 5W ; 2,2 Ω ; ± 5%

Curentul admis de rezistor ≈ 1500 mA

d. TENSIUNEA NOMINALĂ (Un)

Reprezintă tensiunea maximă ce poate fi aplicată la bornele unui rezistor fără ca

acesta să se supraîncălzească. Tensiunea nominală se calculează cu formula:

[ ] [ ] [ ]U V P W R Pentru rezistorul de mai sus Un = 3,3 V.


41

D. SIMBOLURILE REZISTOARELOR

a. rezistor - semn general

b. rezistor - semn tolerat

c. rezistor - semn nestandardizat

d. rezistor cu rezistenţă variabilă

e. rezistor cu contact mobil

f. rezistor cu contact mobil cu poziţie de întrerupere

g. potenţiometru cu contact mobil

h. potenţiometru cu ajustare (semi-reglabil) - semn general

i. potenţiometru cu ajustare predeterminată

j. rezistor cu doua prize fixe

k. şunt

l. element de încălzire

m. rezistor cu rezistenţă neliniară dependentă de temperatură (termistor)

n. rezistor cu rezistenţă neliniară dependentă de temperatură - semn tolerat

o. rezistor cu rezistenţă neliniară dependentă de tensiune (varistor)

p. rezistor cu rezistenţă neliniară dependentă de tensiune - semn tolerat


42

2.1.2 MARCAREA REZISTOARELOR

A. MARCARE DIRECTĂ – PRIN COD ALFANUMERIC.

Acest cod este format din una sau mai multe cifre şi o literă. Litera poate fi plasată

după grupul de cifre (situaţie în care valoarea rezistenţei este un număr întreg), sau

între cifre (situaţie în care are rol de virgulă iar valoarea rezistenţei este un număr

zecimal).

Litera poate avea următoarea semnificaţie:

R sau J (facultativă) – valoarea rezistenţei este exprimată în Ω (ohmi)

K – valoarea rezistenţei este exprimată în kΩ (kiloohmi)

M - valoarea rezistenţei este exprimată în MΩ (megohmi)

Dacă după numărul de pe rezistor nu este nici o literă din cele prezentate mai

sus valoarea rezistenţei este exprimată în Ω (0hmi).

Exemple:

470 ↔ 470 Ω ; 330 R ↔ 330 Ω ; 1R8 ↔ 1,8 Ω

1K5 ↔ 1,5 kΩ = 1500 Ω ; 15K ↔ 15 kΩ = 15000 Ω

2M2 ↔ 2,2 MΩ = 2.200 kΩ ; 10M ↔ 10 MΩ = 10.000 kΩ

B. MARCARE INDIRECTĂ – PRIN COD NUMERIC.

Acest cod se utilizează pentru marcarea rezistoarelor de dimensiuni mici şi a

rezistoarelor SMD (de tip chip).

Pentru rezistoarele de dimensiuni mici codul este format din 2 sau 3 cifre

semnificative şi o cifră care reprezintă coeficientul de multiplicare.

Coeficientul de multiplicare este întotdeauna ultima cifră şi valoarea acestei cifre

reprezintă exponentul(puterea) lui 10.

0 ↔ 100 = 1 , 1 ↔ 101 = 10 , 2 ↔ 102 = 100 , 3 ↔ 103 = 1000 , 4 ↔ 104 =

10000…….etc.

Valoarea rezultată este exprimată în ohmi.

Exemple:

681 ↔ 68x101 = 680 Ω

153 ↔ 15x103 = 15x1000 = 15000 Ω = 15 kΩ

4252 ↔ 425x102 = 425X100 = 42500 Ω = 42,5 kΩ

1850 ↔ 185x100 = 185x1 = 185 Ω.


43

Pentru citirea valorii rezistenţei de pe rezistoarele SMD se utilizează tabele de mai

jos:

TABEL 2.1.

TABEL 2.2.

LITERA S R A B C D E F

Multiplicator 10-2 10-1 10 101 102 103 104 105

Rezistenţa este marcată cu un cod de cifre din tabelul 1, sau cu un cod de cifre din

tabelul 1 urmat de o literă din tabelul 2.

La fiecare cod de cifre din tabelul 1 îi corespunde o anumită valoare.

Dacă rezistenţa este marcată cu un cod de cifre urmat de o literă valoarea se

determină astfel: grupul de cifre care corespunde codului din tabelul 1 se înmulţeşte

cu multiplicatorul care corespunde literei din tabelul 2.

R = Valoare x multiplicator. Valoarea rezultată este exprimată în ohmi.

Exemple:

18 ↔ 150 Ω ; 30 ↔ 200 Ω

05R ↔ 110 x 10-1 = 110 : 10 = 11 Ω

44C ↔ 280 x 102 = 280 x 100 = 28000 Ω = 28 KΩ

88S ↔ 806 x 10-2 = 806 : 100 = 8,06 Ω


44

C. MARCARE INDIRECTĂ – PRIN CODUL CULORILOR.

Marcarea se face cu 3, 4 sau 5 benzi colorate. La fiecare culoare îi corespunde o

cifră , după cum este explicat în cele ce urmează.

CODUL CULORILOR

În electronică codul culorilor se utilizează pentru marcarea indirectă a rezistoarelor şi

condensatoarelor. Aceste componente se marchează cu 3 sau mai multe inele

colorate. La fiecare culoare corespunde o cifră. Cifrele corespunzătoare inelelor

colorate formează un număr care reprezintă valoarea componentei respective.

În desenul de mai jos am prezentat o metodă de reţinere mai uşoară a acestui cod.

INTERPRETAREA DESENULUI DE MAI SUS.

Se reprezintă un triunghi.

În vârfurile lui sunt marcate primele trei cifre pare 2, 4, 6 la care le corespund

culorile drapelului roşu, galben, albastru.

Pe laturile triunghiului se află cifrele impare corespunzătoare celor pare din

vârfuri - respectiv 3, 5, 7 la care le corespund culorile ce rezultă din

combinaţia culorilor din vârfuri astfel:

o roşu+galben → portocaliu

o galben+albastru → verde

o roşu+albastru → violet

La cifrele 0 şi 1 le corespund culorile cele mai închise, respectiv negru şi

maro

La cifrele 8 şi 9 le corespund culorile cele mai deschise, respectiv gri şi alb


45

Se consideră banda I inelul care este mai aproape de unul dintre terminalele

rezistorului.

Când benzile sunt poziţionate pe mijlocul rezistorului acestea sunt dispuse în două

grupe: o grupă de 3 benzi care reprezintă valoarea rezistorului (banda dinspre

terminal este banda I și o grupă de o bandă care reprezintă coeficientul de

toleranță). Această bandă nu poate avea culoarea: auriu sau argintiu.

În această situație se observă o distanță mai mare între cele două grupe.

Semnificaţia benzilor.

REZISTOARELE CU 3 BENZI:

Banda I reprezintă prima cifră a numărului

Banda II reprezintă a doua cifră a numărului

Banda III reprezintă coeficientul de multiplicare ( x 10cifră corespunzătoare culorii benzii)

La aceste rezistoare coeficientul de toleranţă este 20%





Banda IV reprezintă coeficientul de toleranţă




Banda III reprezintă a treia cifră a numărului

Banda IV reprezintă coeficientul de multiplicare ( x 10cifră corespunzătoare culorii benzii)

Banda V reprezintă coeficientul de toleranţă

Culori pentru coeficientul de multiplicare:

Culoare Argintiu Auriu Negru Maro Roşu Portocaliu Galben Verde Albastru Violet

Coef. M 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106 107

Culori pentru coeficientul de toleranţă:

Culoare Violet Albastru Verde Maro Roşu Portocaliu Galben Auriu Argintiu

Coef. T 0,1% 0,25% 0,5% 1% 2% 3% 4% 5% 10%

VALOAREA OBȚINUTĂ SE EXPRIMĂ ÎN OHMI.


46

EXEMPLE:

R = 10 X 10-1 = 10 : 10 = 1 Ω

Coef. toleranţă = 4 %

R = 33 X 104 = 33 X 10000 = 330000 Ω = 330 KΩ


R = 196 X 101 = 196 X 10 = 1960 Ω = 1,96 KΩ


R = 300 X 102 = 300 X 100 = 30000 Ω = 30 KΩ


MARO

NEGRU

AURIU

GALBEN

PORTOCALIU

PORTOCALIU

GALBEN

AURIU

MARO

ALB

MARO

ALBASTRU

MARO

PORTOCALIU

NEGRU

NEGRU

ROŞU

MARO


47

2.1.3 GRUPAREA REZISTOARELOR

A. GRUPAREA SERIE.

Două sau mai multe rezistoare sunt conectate în serie dacă sunt plasate pe aceeaşi

ramură de reţea, au un singur punct comun între ele care NU este nod de rețea..

Rezistoarele conectate în serie sunt parcurse de acelaşi curent electric.

a.

b.

Figura 2.1. a. Reţea de rezistoare conectate în serie b. Schema echivalentă

Tensiunea la bornele reţelei este egală cu suma tensiunilor de pe fiecare rezistor.

(1)

Conform Legii lui Ohm tensiunile electrice din reţeaua de mai sus se exprimă astfel:

(2)

Prin înlocuirea relaţiilor (2) în relaţia (1) se obţine relaţia:

(3)

Dacă relaţia (3) se împarte la I se obţine formula rezistenţei echivalente a reţelei:

(4)

În mod similar, pentru n rezistoare conectate în serie rezistenţa echivalentă este:

(5)

Dacă în reţea sunt n rezistoare cu aceeaşi valoare R, rezistenţa echivalentă este:

(6)

La gruparea în SERIE a rezistoarelor, rezistenţa echivalentă a reţelei CREŞTE,

va fi mai mare decât valoarea oricărui rezistor din reţea.

UR1 UR2 UR3 I

+

R1 R2 R3

U

I

+

Re

U

1 2 3R R RU U U U

ReU I 1 R1RU I 2 R 2RU I 3 R 3RU I

Re 1 2 3 ( 1 2 3)I R I R I R I R R R I

Re 1 2 3R R R

Re 1 2 3 4 ............R R R R Rn

Re n R


48

B. GRUPAREA PARALEL.

Două sau mai multe rezistoare sunt grupate în paralel dacă sunt conectate între

aceleaşi două noduri. Rezistoarele au între ele două puncte comune.

Rezistoarele conectate în paralel au aceeaşi tensiune electrică la borne.

a. b.

Figura 2.2. a. Reţea de rezistoare conectate în paralel b. Schema echivalentă

Conform Legii I a lui Kirchhoff, în schema de mai sus, curentul electric care intră în

nodul A este egal cu suma curenţilor care ies din nod.

(1) Conform Legii lui Ohm curenţii electrici din reţeaua de mai sus se exprimă astfel: (2)


(3)

Dacă în relaţia (3) se scoate U factor comun apoi se împarte la U se obţine formula rezistenţei echivalente a reţelei: (4)

În mod similar, pentru n rezistoare conectate în serie rezistenţa echivalentă este:

(5)

Dacă în reţea sunt n rezistoare cu aceeaşi valoare R, rezistenţa echivalentă este:

(6)

La gruparea în PARALE a rezistoarelor, rezistenţa echivalentă a reţelei SCADE,

va fi mai MICĂ decât valoarea oricărui rezistor din reţea.

În practică, rezistoarele conectate în paralel, se grupează câte două, iar rezistenţa

echivalentă (R12) a celor două rezistoare (R1 şi R2) se calculează cu formula:

(7)

1 2 3R R RI I I I

Re

UI 1

1R

UI

R

22

R

UI

R 3

3R

UI

R

Re 1 2 3

U U U U

R R R

1 1 1 1

Re 1 2 3R R R

1 1 1 1 1 1........

Re 1 2 3 4R R R R Rn

ReR

n

I

+

Re

U

IR1

IR2

IR3

I

R1

R2

R3

+

U

A

1 212

1 2

R RR

R R


49

C. TRANSFIGURAREA TRIUNGHI – STEA (STEA – TRIUNGHI).

Reţelele de rezistoare complexe, pot fi reduse la conexiuni accesibile calculului, prin

transformarea conexiunilor din triunghi în stea sau invers.

a. b.

Figura 2.3 a. Rezistoare grupate în stea b. Rezistoare grupate în triunghi

Pentru înţelegerea transfigurării din triunghi în stea (şi invers) realizez schema de

mai jos:

La transfigurarea din Δ în Y:

R12 şi R13 se transformă în R1



La transfigurarea din Y în Δ:




Relaţiile de transformare triunghi – stea Relaţiile de transformare stea - triunghi

1

2 3

R1

R2 R3

R12

1

2 3

R13

R23

R12

1

2 3

R13

R23

R1

R2 R3

12 131

12 13 23

R RR

R R R

12 232

12 13 23

R RR

R R R

13 233

12 13 23

R RR

R R R

1 212 1 2

3

R RR R R

R

1 313 1 3

2

R RR R R

R

2 323 2 3

1

R RR R R

R


50

2.2 REȚELE DE REZISTOARE

2.2.1 REZOLVAREA TEORETICĂ A REȚELELOR DE REZISTOARE

A. Determinarea rezistenţei echivalente a unei reţele de rezistoare simplă.

Figura 2.4. Rețea de rezistoare

OBSERVAŢIE: Calculez rezistenţa echivalentă a rezistoarelor care nu au ambele

capete în noduri de reţea (în cazul nostru punctele A, B, C sunt noduri de reţea

deoarece la ele sunt conectate mai mult de 2 conductoare).

Calculez rezistenţa echivalentă a rezistoarelor R1 şi R2 (conectate în serie) şi

rezistenţa echivalentă a rezistoarelor R4 şi R5 (conectate în serie).

În schema iniţială rezistoarele R1 şi R2 sunt înlocuite de rezistenţa echivalentă R12,

iar rezistoarele R4 şi R5 sunt înlocuite de rezistenţa echivalentă R45 şi schema arată

astfel:

Calculez rezistenţa echivalentă a rezistoarelor R12 şi R3 (conectate în paralel) şi

a rezistoarelor R45 şi R6 (conectate în paralel).

În schema precedentă rezistoarele R12 şi R3 sunt înlocuite de rezistenţa echivalentă

R123, iar rezistoarele R45 şi R6 sunt înlocuite de rezistenţa echivalentă R456 şi

schema arată astfel:

Calculez rezistenţa echivalentă a rezistoarelor R123 şi R456 (conectate în serie)

RAB

R1 R3

R2

R6 R4

R5

A B

C

(1) 12 1 2R R R (2) 45 4 5R R R

RAB

R12 R3 R6 R45

A B

C

12 3(3) 12 3

12 3

R RR

R R

45 6(4) 45 6

45 6

R RR

R R

RAB

R123

A B

R456

(5) 123 456ABR R R


51

B. Determinarea rezistenţei echivalente a unei reţele de rezistoare complexă.

În reţeaua din fig.2.5 trebuie calculată rezistenţa echivalentă între punctele A şi B.

Pentru a simplifica calculele consider ca toate rezistoarele din reţeaua de mai jos au

aceeaşi valoare R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=R.

În prima etapă transform triunghiul format din rezistoarele R1, R2, R3 în stea şi

triunghiul format din rezistoarele R4, R5, R6 în stea, apoi calculez rezistenţele

echivalente. În urma acestor transformări se obţine reţeaua din fig. 2.6.

(1

(2)

21 212

1 2 3 3 3

R R R R R RR

R R R R R R R

21 313

1 2 3 3 3

R R R R R RR

R R R R R R R

22 323

1 2 3 3 3

R R R R R RR

R R R R R R R

24 545

4 5 6 3 3

R R R R R RR

R R R R R R R

24 646

4 5 6 3 3

R R R R R RR

R R R R R R R

25 656

4 5 6 3 3

R R R R R RR

R R R R R R R

R1

R2 R3

R4 R5

R6

R7 R8

A

B

Figura 2.5

R13

R7 R8

R12

R23

R56

R45

R46

A

B

Figura 2.6


52

Prin aranjarea rezistoarelor în reţeaua din fig. 2.6 se obţine reţeaua din fig. 2.7.

În reţeaua din fig. 2.7 grupez şi calculez rezistenţa echivalentă a următoarelor

rezistoare(serie): R12 şi R8 ; R23 şi R45 ; R46 şi R7. Se obţine reţeaua din fig. 2.8.

(3)

Reţeaua din fig. 2.8 este echivalentă cu reţeaua din fig. 2.9.

B

A R13 R12

R23

R45

R46 R56

R7

R8

R13

R7 R8

R12

R23

R56

R45

R46

A

B Figura 2.6 Figura 2.7

412 8 12 8

3 3

R RR R R R

223 45 23 45

3 3 3

R R RR R R

446 7 46 7

3 3

R RR R R R

R13

A B

Figura 2.8

R56

R12-8

R46-7

R23-45

R13

A

B

Figura 2.9

R56

R12-8

R46-7

R23-45


53

Pentru a uşura calculul voi redenumii rezistoarele din fig. 2.9 (păstrând valorile lor)

astfel:

(4)

După redenumirea rezistoarelor reţeaua arată ca în fig. 2.10.

Transform triunghiul format de rezistenţele Ra, Rb, Rc în stea, apoi calculez

rezistenţele echivalente. În urma acestor transformări se obţine reţeaua din fig. 2.11.

(5)

412 8

3

RR Ra

223 45

3

RR Rc 56

3

RR Rb

446 7

3

RR Rd 13 Re

3

RR

2

4

4 3 43 34 2 9 7 21

3 3 3

R R

Ra Rb R RRab

R R RRa Rb Rc R

2

4 2

8 3 83 34 2 9 7 21

3 3 3

R R

Ra Rc R RRac

R R RRa Rb Rc R

2

2

2 3 23 34 2 9 7 21

3 3 3

R R

Rb Rc R RRbc

R R RRa Rb Rc R

Re

A B

Figura 2.11

Rac

Rab

Rd

Rbc

Re

A B

Figura 2.10

Rb

Ra

Rd

Rc


54

Reţeaua din fig. 2.11 este echivalentă cu reţeaua din fig. 2.12.

În reţeaua din fig. 2.12 grupez şi calculez rezistenţa echivalentă a următoarelor

rezistoare: Rac şi Re (serie), Rbc şi Rd (serie), obţinând reţeaua din fig. 2.13.

(6)

În reţeaua din fig.2.13 calculez rezistenţa echivalentă a rezistoarelor Re-ac şi Rd-bc

(paralel) şi obţin reţeaua din fig. 2.14, în care calculez rezistenţa echivalentă RAB.

(7)

(8)

Re

A B Figura 2.11

Rac

Rab

Rd

Rbc

Re

A Figura 2.12

Rac

Rab

Rd Rbc

B

8 15 5Re Re

3 21 21 7

R R R Rac Rac

4 2 30 10R R

3 21 21 7

R R R Rd bc d Rbc

2

5 10

Re 50 7 107 7Re5 10Re 49 15 21

7 7

R R

ac Rdbc R Rac dbc

R Rac Rdbc R

10 4 14 2Re

21 21 21 3AB

R R R RR ac dbc Rab

2

3AB

RR

Re-ac

A Figura 2.13

Rab

Rd-bc

B

Reac-dbc Rab

B A Figura 2.14


55

2.2.2 REZOLVAREA PRACTICĂ A REȚELELOR DE REZISTOARE

Prin rezolvarea practică a unei rețele de rezistoare se poate determina rezistența

echivalentă a rețelei utilizând patru metode suplimentare pe lângă metoda calculului

cu formule:

Se realizează rețeaua de rezistoare în Multisim și se măsoară cu un

ohmmetru virtual rezistența rețelei;

Se realizează rețeaua de rezistoare în Multisim, se conectează cu o sursă de

alimentare virtuală, un voltmetru virtual, un ampermetru virtual și se determină

rezistența echivalentă cu legea lui Ohm;

Se realizează rețeaua de rezistoare practic, pe o placă de probă, și se

măsoară rezistența rețelei cu un ohmmetru;

Se realizează rețeaua de rezistoare practic, pe o placă de probă, se

conectează cu o sursă de alimentare, un voltmetru, un ampermetru și se

determină rezistența echivalentă cu legea lui Ohm.

EXEMPLE DE REZOLVARE A UNOR REȚELE DE REZISTOARE.

1. Se determină rezistența rețelei din figura 2.15 prin trei metode.

Figura 2.15 Rețea de rezistoare desenată în Proficad

Se consideră R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = R6 = 1K

1. Determin rezistența echivalentă a rețelei prin calcul cu formule

Se observă că rezistoarele R1 și R2 sunt conectate în serie deoarece punctul

comun dintre ele nu este în nod de rețea .

𝑹𝟏𝟐 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 = 𝟏 + 𝟏 = 𝟐 𝑲 (𝟏)

Se observă că rezistoarele R4 și R5 sunt conectate în serie deoarece punctul

comun dintre ele nu este în nod de rețea .

𝑹𝟒𝟓 = 𝑹𝟒 + 𝑹𝟓 = 𝟏 + 𝟏 = 𝟐 𝑲 (𝟐)

După substituirea rezistoarelor R1 și R2 cu R12 , R4 și R5 cu R45 rețeaua din

figura 2.15 se transformă în rețeaua din figura 2.16.


56


Se observă că rezistoarele R12, R3, R45 sunt conectate în paralel

𝑹𝟏𝟐 − 𝟑 = 𝑹𝟏𝟐 ∙ 𝑹𝟑

𝑹𝟏𝟐 + 𝑹𝟑=

𝟐 ∙ 𝟏

𝟐 + 𝟏=

𝟐

𝟑 𝑲 (𝟑)

𝑹𝟏𝟐𝟑 − 𝟒𝟓 = 𝑹𝟏𝟐𝟑 ∙ 𝑹𝟒𝟓

𝑹𝟏𝟐𝟑 + 𝑹𝟒𝟓=

𝟐𝟑

∙ 𝟐

𝟐𝟑

+ 𝟐=

𝟒

𝟑∙

𝟑

𝟖=

𝟏

𝟐 𝑲 (𝟒)

Cele trei rezistoare R12, R3, R45 conectate în paralel au fost substituite cu un singur

rezistor R12345 care este conectat în serie cu rezistorul R6

𝑹𝒂𝒃 = 𝑹𝟏𝟐𝟑𝟒𝟓 + 𝑹𝟔 = 𝟏

𝟐 + 𝟏 =

𝟑

𝟐= 𝟏, 𝟓 𝑲 (𝟓)

Prin calcul se obține rezistența echivalentă a rețelei 𝑹𝒂𝒃 = 𝟏, 𝟓 𝑲

2 Determin rezistența echivalentă a rețelei prin măsurarea rezistenței cu un

ohmmetru virtual în Multisim.

Desenez în Multisim schema rețelei din figura 2.15, conectez la punctele A și

B un ohmmetru virtual și obțin schema din figura 2.17.

Figura 2.17 Rețea de rezistoare desenată în Multisim


57

OBSERVAȚIE. Deoarece în Multisim nu pot plasa rezistoarele la 45º, rezistoarele

R1și R5 din figura 2.15 le-am rotit cu 45º spre dreapta iar rezistorul R3 l-am rotit cu

45º sau spre stânga obținând astfel schema din figura 2.17;

După reprezentarea schemei rețelei de rezistoare în Multisim conectez între

punctele A și B un multimetru virtual XMM1 (instrumentul se află în bara

laterală din stânga pe prima poziție);

Selectez multimetru ca ohmmetru (Ω);

Conectez borna minus (-) a ohmmetrului la un punct de masă (Ground);

Pornesc simularea cu F5 și observ că ohmmetrul indică valoarea 1,5 KΩ.

𝑹𝒂𝒃 = 𝟏, 𝟓 𝑲

3. Determin rezistența echivalentă a rețelei cu legea lui Ohm în Multisim.

Conectez rețeaua de rezistoare din figura 2.17 în serie cu o sursă de

alimentare V1 și un ampermetru I;

La punctele A și B conectez un voltmetru U și obțin schema din figura 2.18


Pornesc simularea și notez valorile indicate de voltmetru și ampermetru

U = 10 V I= 6,67 mA

Calculez rezistența cu lege lui Ohm 𝑹 = 𝑼

𝑰

Deoarece curentul este exprimat în mA voi utiliza formula 𝑹 = 𝑼

𝑰∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎

Înlocuiesc în formulă și obțin: 𝑹𝒂𝒃 = 𝟏𝟎

𝟔,𝟔𝟕∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎 = 𝟏𝟒𝟗𝟗, 𝟐𝟓 𝛀

𝑹𝒂𝒃 ≅ 𝟏, 𝟓 𝑲


58





Se observă că rezistoarele R2 și R3 sunt conectate în paralel ( au două

puncte comune);

𝑹𝟐𝟑 =𝑹𝟐 ∙ 𝑹𝟑

𝑹𝟐 + 𝑹𝟑=

𝟏 ∙ 𝟏

𝟏 + 𝟏=

𝟏

𝟐 𝑲 (𝟏)


puncte comune);

𝑹𝟓𝟔 =𝑹𝟓 ∙ 𝑹𝟔

𝑹𝟓 + 𝑹𝟔=

𝟏 ∙ 𝟏

𝟏 + 𝟏=

𝟏

𝟐 𝑲 (𝟐)

După substituirea rezistoarelor R2, R3 cu R23 și R5, R6 cu R56 rețeaua din

figura 2.19 se transformă în rețeaua din figura 2.20;



59


puncte comune);

𝑹𝟐𝟑 − 𝟏 =𝑹𝟐𝟑 ∙ 𝑹𝟏

𝑹𝟐𝟑 + 𝑹𝟏=

𝟏𝟐

∙ 𝟏

𝟏𝟐

+ 𝟏=

𝟏

𝟐∙

𝟐

𝟑=

𝟏

𝟑 𝑲 (𝟑)


puncte comune);

𝑹𝟓𝟔 − 𝟒 =𝑹𝟓𝟔 ∙ 𝑹𝟒

𝑹𝟓𝟔 + 𝑹𝟒=

𝟏𝟐

∙ 𝟏

𝟏𝟐

+ 𝟏=

𝟏

𝟐∙

𝟐

𝟑=

𝟏

𝟑 𝑲 (𝟒)

Rezistoarele R23 și R1 se substituie cu rezistorul R123 iar rezistoarele R56 și

R4 se substituie cu rezistorul R456;

Rezistoarele R123 și R456 sunt conectate în serie

𝑹𝒂𝒃 = 𝑹𝟏𝟐𝟑 + 𝑹𝟒𝟓𝟔 = 𝟏

𝟑+

𝟏

𝟑=

𝟐

𝟑= 𝟎, 𝟔𝟔 𝑲 (𝟓)

Prin calcul se obține rezistența echivalentă a rețelei 𝑹𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟔𝟔 𝑲Ω







60






Pornesc simularea cu F5 și observ că ohmmetrul indică valoarea 666,667 Ω

𝑹𝒂𝒃 = 𝟔𝟔𝟔, 𝟔𝟔𝟕 𝛀 = 𝟎, 𝟔𝟔 𝑲𝛀



alimentare E și un ampermetru I;




U = 10 V I= 0,015A


𝑰


𝟎,𝟎𝟏𝟓= 𝟔𝟔𝟔, 𝟔𝟔 𝛀 = 𝟎, 𝟔𝟔 𝑲𝛀

𝑹𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟔𝟔 𝑲𝛀


61






puncte comune);

𝑹𝟐𝟓 =𝑹𝟐 ∙ 𝑹𝟓

𝑹𝟐 + 𝑹𝟓=

𝟏 ∙ 𝟏

𝟏 + 𝟏=

𝟏

𝟐 𝑲 (𝟏)


puncte comune);

𝑹𝟑𝟒 =𝑹𝟑 ∙ 𝑹𝟒

𝑹𝟑 + 𝑹𝟒=

𝟏 ∙ 𝟏

𝟏 + 𝟏=

𝟏

𝟐 𝑲 (𝟐)

După substituirea rezistoarelor R2, R5 cu R25 și R3, R4 cu R34 rețeaua din

figura 2.23 se transformă în rețeaua din figura 2.24;


Se observă că rezistoarele R25 și R34 sunt conectate în paralel (au două

puncte comune prin intermediul legăturii de deasupra lor și a legăturii dintre

ele)

𝑹𝟐𝟓 − 𝟑𝟒 = 𝑹𝟐𝟓 ∙ 𝑹𝟑𝟒

𝑹𝟐𝟓 + 𝑹𝟑𝟒=

𝟏𝟐

∙𝟏𝟐

𝟏𝟐

+𝟏𝟐

=𝟏

𝟒∙ 𝟏 =

𝟏

𝟒 𝑲 (𝟑)


62

După substituirea rezistoarelor R25, R34 cu R25-34 rețeaua din figura 2.24

se transformă în rețeaua din figura 2.25;


Se observă că rezistoarele R25-34 și R6 sunt conectate în serie deoarece

punctul comun dintre ele nu este conectat în nod de rețea

𝑹𝟐𝟓𝟑𝟒 − 𝟔 = 𝑹𝟐𝟓𝟑𝟒 + 𝑹𝟔 = 𝟏

𝟒+ 𝟏 =

𝟓

𝟒 𝑲 (𝟒)

După substituirea rezistoarelor R25-34, R6 cu R25346 rețeaua din figura 2.25

se transformă în rețeaua din figura 2.26;


Rezistoarele R1 și R25346 sunt conectate în paralel (au două puncte comune)

𝑹𝒂𝒃 = 𝑹𝟐𝟓𝟑𝟒𝟔 ∙ 𝑹𝟏

𝑹𝟐𝟓𝟑𝟒𝟔 + 𝑹𝟏=

𝟓𝟒

∙ 𝟏

𝟓𝟒

+ 𝟏=

𝟓

𝟒∙

𝟒

𝟗=

𝟓

𝟗= 𝟎, 𝟓𝟓𝟓𝟓 𝑲 (𝟓)

Prin calcul se obține rezistența echivalentă a rețelei 𝑹𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟓𝟓𝟓 𝑲𝛀


63











Pornesc simularea cu F5 și observ că ohmmetrul indică valoarea 555,556 Ω.

𝑹𝒂𝒃 = 𝟓𝟓𝟓, 𝟓𝟓𝟔 𝛀 = 𝟎, 𝟓𝟓𝟓 𝑲𝛀


64



alimentare E și un ampermetru I;




U = 10 V I= 0,18 A


𝑰


𝟎,𝟏𝟖= 𝟎, 𝟓𝟓𝟓 𝑲 𝛀

𝑹𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟓𝟓𝟓 𝑲𝛀


65

2.3 CONDENSATOARE 2.3.1. GENERALITĂŢI PRIVIND CONDENSATOARELE

A. DEFINIŢIE.

CONDENSATORUL – este un element de circuit prevăzut cu două conductoare

(armături) separate printr-un material izolator(dielectric).

Mărimea fizică care caracterizează condensatorul se numeşte capacitate

electrică ( C )

Capacitatea electrică – este proprietatea unui condensatorului de a înmagazina o

anumită cantitate de electricitate.

Când la bornele condensatorului se aplică o tensiune electrică, acesta acumulează o

anumită cantitate de electricitate(Q) proporţională cu tensiunea aplicată (U) şi

capacitatea condensatorului(C) conform relaţiei (1)

Din punct de vedere energetic, condensatorul înmagazinează energia câmpului

electric dintre armături conform relaţiei (2)

Capacitatea electrică se poate exprima în 2 moduri:

în funcţie de proprietăţile materialului din care este construit condensatorul (la

rece)

(3)

unde: (epsilon)= permitivitatea absolută a dielectricului

- permitivitatea vidului ; - permitivitatea relativă a dielectricului

S = suprafaţa armăturilor

d = distanţa dintre armături


(4)

unde: Q = cantitatea de electricitate acumulată pe armături

U = tensiunea electrică aplicată la bornele condensatorului

Q C U

SC

d

21

2W C U

0 r

0 r

QC

U


66


Capacitatea electrică se măsoară în farazi (F). 1 farad este capacitatea unui

condensator care acumulează o sarcină electrică egală cu 1 coulomb atunci când la

bornele sale se aplică o tensiune de 1 volt.

Capacitatea electrică

Deoarece 1 Farad are valoarea foarte mare, în practică se utilizează submultiplii

acestuia:

1 mF (milifarad) = 10-3 F

1 μF (microfarad) = 10-3 mF = 10-6 F

1 nF (nanofarad) = 10-3 μF = 10-6 mF = 10-9 F

1 pF (picofarad) = 10-3 nF = 10-6 μF = 10-9 mF = 10-12 F

C. PARAMETRII ELECTRICI SPECIFICI CONDENSATOARELOR

a. CAPACITATEA NOMINALĂ (Cn)

Reprezintă valoarea capacităţii condensatorului care trebuie realizată prin procesul

tehnologic şi care este înscrisă pe corpul acestuia.

b. COEFICIENTUL DE TOLERANŢĂ (%)

Reprezintă abaterea în procente, în plus sau în minus, (±%) a capacităţii reale a

condensatorului faţă de capacitatea nominală înscrisă pe acesta.

Coeficientul de toleranţă (%) poate fi marcat şi în cod de litere, conform tabelului:

±0,05 ±0,10 ±0,25 ±0,5 ±1 ±2 ±2,5 ±5 ±10 ±20 ±25

N B C D F G H J K M E

c. TENSIUNEA NOMINALĂ (Un) [Un] = V

Reprezintă tensiunea continuă sau alternativă maximă ce poate fi aplicată la bornele

unui condensator un timp îndelungat fără ca acesta să se străpungă. Tensiunea este

marcată pe corpul condensatorului în volţi sau printr-o literă, astfel:

Litera A B C D E F G

Un[V] 100 250 300 500 600 1000 1200

Litera H J K L M N P

Un[V] 1500 2000 2500 3000 4000 5000 6000

QC

U

1[ ] 1

1

CC F

V


67

d. REZISTENŢA DE IZOLAŢIE (Riz) [Riz] = Ω

Reprezintă valoarea raportului dintre tensiunea(continuă) aplicată la bornele unui

condensator şi curentul care îl străbate, la un minut după aplicarea tensiunii.

Riz > 100 MΩ.

e. TANGENTA UNGHIULUI DE PIERDERI ( )

Reprezintă raportul dintre puterea activă disipată de condensator şi puterea reactivă,

măsurate la aceeaşi frecvenţă la care a fost măsurată capacitatea nominală.

Cu cât tangenta unghiului de pierderi este mai mică cu atât condensatorul este mai

bun.

f. RIGIDITATEA DIELECTRICĂ.

Reprezintă tensiunea maximă continuă pe care trebuie să o suporte condensatorul

timp de 1 minut fără să apară străpungeri sau conturnări.

D. SIMBOLURILE CONDENSATOARELOR

a. condensator simbol general

b. condensator simbol general tolerat

c. condensator de trecere

d. condensator de trecere simbol tolerat

e. condensator de trecere simbol nestandardizat

f. condensator electrolitic

g. condensator electrolitic simbol tolerat

h. condensator electrolitic simbol nestandardizat

i. condensator variabil

j. condensator variabil simbol tolerat

k. condensator semi-reglabil

l. condensator semi-reglabil simbol tolerat

tg


68

2.3.2 MARCAREA CONDENSATOARELOR

A. MARCARE DIRECTĂ – PRIN COD ALFANUMERIC.

Acest cod este format din una sau mai multe cifre şi una sau litere. Litera poate fi

plasată după grupul de cifre (situaţie în care valoarea capacităţii este un număr

întreg), sau între cifre (situaţie în care are rol de virgulă iar valoarea capacităţii este

un număr zecimal).

Litera poate avea următoarea semnificaţie:

p – valoarea capacităţii este exprimată în pF (picofarazi)

n – valoarea capacităţii este exprimată în nF (nanofarazi)

μ – valoarea capacităţii este exprimată în μF (microfarazi)

m – valoarea capacităţii este exprimată în mF (milifarazi)

În unele ţări se utilizează următoarele litere:

U - valoarea capacităţii este exprimată în pF (picofarazi)

T - valoarea capacităţii este exprimată în nF (nanofarazi)

K - valoarea capacităţii este exprimată în nF (nanofarazi)

M - valoarea capacităţii este exprimată în μF (microfarazi)

Dacă după numărul de pe condensator nu este nici o literă din cele prezentate

mai sus valoarea capacităţii este exprimată în pF (picofarazi).

Exemple:

2p2 2,2 pF ; 100n 100 nF ; 470 470 pF

20U 20 pF ; 2K2 2,2 nF ; 25M 25 μF ; 10K 10 nF ; 3T3 3,3 nF

B. MARCARE INDIRECTĂ – PRIN COD NUMERIC.

Acest cod se utilizează pentru marcarea condensatoarelor de dimensiuni mici. Codul

este format din 2 cifre semnificative şi o cifră care reprezintă coeficientul de

multiplicare.

Coeficientul de multiplicare este întotdeauna ultima cifră şi valoarea acestei cifre

reprezintă exponentul(puterea) lui 10.

9 sau R 100 = 1 , 1 101 = 10 , 2 102 = 100 , 3 103 = 1000 , 4 104 =

10000

Valoarea rezultată este exprimată în picofarazi.

Exemple:

569 ↔ 56x100 = 56 pF

153 ↔ 15x103 = 15x1000 = 15000 pF = 15 nF

222 ↔ 22x102 = 22X100 = 2200 pF = 2,2 nF

334 ↔ 33x104 = 33x10000 = 330.000 pF = 330 nF = 0,33 μF


69

C. MARCARE INDIRECTĂ – PRIN CODUL CULORILOR.

Marcarea se face cu 3, 4 sau 5 benzi colorate. La fiecare culoare îi corespunde o

cifră , după cum este explicat în secţiunea Codul culorilor.

Se consideră banda I prima bandă de la terminale. Când se determină valoarea

capacităţii unui condensator marcat în codul culorilor, condensatorul se ţine cu

terminalele în sus.

Valoarea determinată se exprimă în picofarazi (pf)

SEMNIFICAŢIA BENZILOR.

CONDENSATOARE CU 3 BENZI:




La aceste condensatoare coeficientul de toleranţă este 20%





Banda IV reprezintă coeficientul de toleranţă


Banda I reprezintă coeficientul de variaţie al temperaturii

Banda II reprezintă prima cifră a numărului

Banda III reprezintă a doua cifră a numărului

Banda IV reprezintă coeficientul de multiplicare ( x 10cifră corespunzătoare culorii benzii)

Banda V reprezintă coeficientul de toleranţă

CONDENSATOARE CU 3 benzi pe o faţă şi 2 benzi pe faţa opusă:

pe faţa cu 3 benzi




pe faţa cu 2 benzi

Banda I reprezintă coeficientul de variaţie al temperaturii

Banda II reprezintă coeficientul de toleranţă


70

Culori pentru coeficientul de multiplicare:

Culoare Gri Alb Negru Maro Roşu Portocaliu Galben Verde

Coef. M 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105

Culori pentru coeficientul de toleranţă:

Culoare Negru Maro Roşu Portocaliu Verde Alb

C>10pF 20% 1% 2% 2,5% 5% 10%

C<10pF 2% 0,1% 0,25% 0,5% 1%

Marcarea condensatoarelor cu tantal.

Culoare Prima cifră A doua cifră Coef. Multiplic. Tensiune

NEGRU 0 0 x 1 10V

MARO 1 1 x 10 -

ROŞU 2 2 x 100 -

PORTOCALIU 3 3 - -

GALBEN 4 4 - 6.3V

VERDE 5 5 - 16V

ALBASTRU 6 6 - 20V

VIOLET 7 7 - -

GRI 8 8 x 0.01 25V

ALB 9 9 x 0.1 3V

VALOAREA DETERMINATĂ SE EXPRIMĂ ÎN microfarazi (μF)

prima cifră a doua cifră

coeficient de multiplicare tensiunea nominală


71

EXEMPLE :

70 X 103 = 70.000 pF = 70 nF 20%

43 X 102 = 4300 pF = 4,3 nF 5%

16 x 10-1 = 16 : 10 = 1,6 pF 0,25%

80 x 10-1 = 80 : 10 = 8 pF 0,1%

15 x 101 = 150 pF 10%

VIOLET

NEGRU

PORTOCALIU

GALBEN

ROŞU

VERDE

PORTOCALIU

MARO

ALBASTRU

ALB

ROŞU

NEGRU

GRI

MARO

ALB

ROŞU

ALBASTRU

MARO

VERDE

MARO

ALB


72

2.3.3. GRUPAREA CONDENSATOARELOR

A. GRUPAREA SERIE.

Două sau mai multe condensatoare sunt conectate în serie dacă sunt plasate pe

aceeaşi ramură de reţea iar între ele nu sunt noduri de reţea.

La conectarea în serie 2 condensatoare învecinate au comune numai câte un

terminal.

Condensatoarele conectate în serie sunt parcurse de acelaşi curent electric (I) şi au

aceeaşi sarcină electrică (q) datorită fenomenului de influenţă electrostatică.

a. b.

Figura 2.29. a. Reţea de condensatoare conectate în serie b. Schema echivalentă

Tensiunea la bornele reţelei este egală cu suma tensiunilor de pe fiecare

condensator.

(1)

Conform formulei capacităţii, tensiunile electrice din reţeaua de mai sus se exprimă

astfel:

(2)


(3)

Dacă relaţia (3) se împarte la q se obţine formula capacităţii echivalente a reţelei:

(4)

În mod similar, pentru n condensatoare conectate în serie capacitatea echivalentă

este:

(5)

Dacă în reţea sunt n condensatoare cu aceeaşi valoare C, capacitatea echivalentă

este:

(6)

1 2 3C C CU U U U

qU

Ce 1

1C

qU

C

22

C

qU

C 3

3C

qU

C

1 2 3

q q q q

Ce C C C

1 1 1 1

1 2 3Ce C C C

1 1 1 1 1 1........

1 2 3 4Ce C C C C Cn

eC

Cn

UC1 UC2 UC3 I

C1 C2 C3

U

I

Ce

U

q q q q


73

La gruparea în SERIE a condensatoarelor, capacitatea echivalentă a reţelei

SCADE, va fi mai MICĂ decât valoarea oricărui condensator din reţea.

În practică, condensatoarele conectate în serie, se grupează câte două, iar

capacitatea echivalentă (C12) a celor două condensatoare (C1 şi C2) se calculează

cu formula:

(7)

B. GRUPAREA PARALEL.

Două sau mai multe condensatoare sunt grupate în paralel dacă sunt conectate între

aceleaşi două noduri.

La conectarea în paralel, 2 condensatoare învecinate au comune terminalele două

câte două.

Condensatoarele conectate în paralel au aceeaşi tensiune electrică (U) la borne şi se

încarcă cu sarcini electrice (Q) diferite, în funcţie de capacitatea condensatorului.

a. b.

Figura 2.30. a. Reţea de condensatoare conectate în paralel b. Schema echivalentă

Deoarece la conectarea condensatoarelor în paralel sarcinile electrice acumulate pe

fiecare armătură se însumează, se poate scrie relaţia:

(1)

Conform formulei capacităţii, sarcinile electrice din reţeaua de mai sus se exprimă

astfel:

(2)

1 2 3Q Q Q Q

Q Ce U 1 1Q C U 2 2Q C U 3 3Q C U

I

+

Ce

U

IC2 I

C1

C2

C3

+

U

IC1

IC3

A

Q1

Q2

Q3

Q

1 212

1 2

C CC

C C


74


(3)

Dacă în relaţia (3) se scoate U factor comun apoi se împarte la U se obţine formula

capacităţii echivalente a reţelei:

(4)

În mod similar, pentru n condensatoare conectate în serie capacitatea echivalentă

este:

(5)

Dacă în reţea sunt n condensatoare cu aceeaşi valoare C, capacitatea echivalentă

este:

(6)

La gruparea în PARALE a condensatoarelor, capacitatea echivalentă a reţelei

CREŞTE, va fi mai MARE decât valoarea oricărui condensator din reţea.

C. TRANSFIGURAREA TRIUNGHI – STEA (STEA – TRIUNGHI).

Reţelele de condensatoare complexe, pot fi reduse la conexiuni accesibile calculului,

prin transformarea conexiunilor din triunghi în stea sau invers.

a. b.

Figura 2.31 a. Condensatoare grupate în stea b. Condensatoare grupate în triunghi

1 2 3Ce U C U C U C U

1 2 3Ce C C C

1 2 3 4 .....Ce C C C C Cn

Ce n C

1

2 3

C1

C2 C3

C12

1

2 3

C13

C23


75

Pentru înţelegerea transfigurării din triunghi în stea (şi invers) realizez schema de

mai jos:

La transfigurarea din Δ în Y:

C12 şi C13 se transformă în C1



La transfigurarea din Y în Δ:




Relaţiile de transformare triunghi – stea Relaţiile de transformare stea - triunghi

1

2 3

C1

C2 C3

C12 C13

C23

1 212

1 2 3

C CC

C C C

1 313

1 2 3

C CC

C C C

2 323

1 2 3

C CC

C C C

12 131 12 13

23

C CC C C

C

12 232 12 23

13

C CC C C

C

13 233 13 23

12

C CC C C

C


76

2.4. REŢELE DE CONDENSATOARE.

2.4.1 REZOLVAREA TEORETICĂ A REȚELELOR DE CONDENSATOARE.

A. Determinarea capacităţii echivalente a unei reţele de condensatoare simplă.

Figura 2.32

Punctele A, B, C sunt noduri de reţea deoarece la ele sunt conectate mai mult de 2

conductoare.

Calculez capacitatea echivalentă a condensatoarelor C1 şi C2 (conectate în serie)

În schema din fig.2.32 condensatoarele C1 şi C2 sunt înlocuite de capacitatea

echivalentă C12 şi schema arată ca în fig.2.33.

Fig.2.33 Fig.2.34 Fig.2.35

În schema din fig.2.33 calculez capacitatea echivalentă a condensatoarelor C12 şi

C3 (conectate în paralel).




C4 (conectate în serie).

1 2(1) 12

1 2

C CC

C C

(2) 12 3 12 3C C C

C12

A B

C

C3 C4

C5

CAB

A B

C123 C4

C5

CAB

A B

C1234

C5

CAB

123 4(3) 123 4

123 4

C CC

C C

C1

A B

C

C2 C3

C4

C5

CAB


77




C5 (conectate în paralel)

B. Determinarea capacităţii echivalente a unei reţele de condensatoare

complexă.

Pentru reţeaua din figura 2.36 trebuie calculată capacitatea echivalentă între

punctele A şi B.

Pentru a simplifica calculele consider ca toate condensatoarele din reţeaua de mai

jos au aceeaşi valoare C1=C2=C3=C4=C5=C6=C.

În prima etapă transform steaua formată de condensatoarele C1, C2, C3 în triunghi,

apoi calculez capacităţile echivalente C12, C13, C23. În urma acestei transformări se

obţine reţeaua din figura 2.37

(1)

(4) 1234 5ABC C C

21 212

1 2 3 3 3

C C C CC

C C C C

21 313

1 2 3 3 3

C C C CC

C C C C

22 3

231 2 3 3 3

C C C CC

C C C C

C4

A B

C1

C2 C3

C6

C5

Figura 2.36

C4

A B

C12 C13

C23

C5

C6

Figura 2.37


78

În reţeaua din figura 2.37, grupez şi calculez capacitatea echivalentă a următoarelor

condensatoare: C12 şi C4, C13 şi C5, C23 şi C6 (conectate în paralel).

Se obţine reţeaua din figura 3.

(2)

În reţeaua din figura 2.38 grupez şi calculez capacitatea echivalentă a

condensatoarelor C12-4 şi C13-5 (conexiune serie).

(3)

În reţeaua din figura 2.39 grupez şi calculez capacitatea echivalentă a

condensatoarelor C124-135 şi C23-6 (conexiune paralel).

(4)

412 4 12 4

3 3

C CC C C C

413 5 13 5

3 3

C CC C C C

423 6 23 6

3 3

C CC C C C

C12-4

A B

C13-5

C23-6

Figura 2.38

C124-135

A B

C23-6

Figura 2.39

2

4 4

124 135 16 3 23 3124 1354 4124 135 9 8 3

3 3

C C

C C C CC

C CC C C

2 4 6124 135 23 6 2

3 3 3AB

C C CC C C C

2ABC C


79

2.4.2 REZOLVAREA PRACTICĂ A REȚELELOR DE CONDENSATOARE

Prin rezolvarea practică a unei rețele de condensatoare se poate determina

capacitatea echivalentă a rețelei utilizând două metode suplimentare pe lângă

metoda calculului cu formule:

Se realizează rețeaua de condensatoare în Multisim și se măsoară

impedanța rețelei (Z) cu instrumentul numit Impedance meter apoi se

calculează capacitatea echivalentă a rețelei cu formula:

𝑪[𝝁𝑭] = 𝟏𝟎𝟔

𝟐 ∙ 𝝅 ∙ 𝒇 ∙ 𝒁=

𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎

𝟑𝟏𝟒 ∙ 𝒁

unde: f = frecvența = 50Hz → 2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑓 = 2 ∙ 50 ∙ 3,14 = 314

Se realizează rețeaua de condensatoare practic, pe o placă de probă, și se

măsoară capacitatea echivalentă a rețelei cu o punte RLC digitală;

EXEMPLE DE REZOLVARE A UNOR REȚELE DE CONDENSATOARE.

A. Se determină capacitatea echivalentă a rețelei din figura 2.40 prin două metode.

Figura 2.40 Rețea de condensatoare

Se consideră C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = 1μF

1. Determin capacitatea echivalentă a rețelei prin calcul cu formule

Condensatoarele C1 și C2 precum și condensatoarele C5 și C6 sunt

conectate în serie (punctul lor comun nu este în nod de rețea).

𝑪𝟏𝟐 =𝑪𝟏 ∙ 𝑪𝟐

𝑪𝟏 + 𝑪𝟐=

𝟏

𝟐 (𝟏)

𝑪𝟓𝟔 =𝑪𝟓 ∙ 𝑪𝟔

𝑪𝟓 + 𝑪𝟔=

𝟏

𝟐 (𝟐)


80

După substituirea condensatoarelor C1 și C2 cu condensatorul C12 și a

condensatoarelor C5 și C6 cu condensatorul C56 rețeaua din figura 2.40 se

transformă în rețeaua din figura 2.41.



conectate în paralel deoarece au câte două puncte comune.

𝑪𝟏𝟐𝑪𝟑 = 𝑪𝟏𝟐 + 𝑪𝟑 =𝟏

𝟐+ 𝟏 =

𝟑

𝟐 (𝟑)

𝑪𝟓𝟔𝑪𝟒 = 𝑪𝟓𝟔 + 𝑪𝟒 =𝟏

𝟐+ 𝟏 =

𝟑

𝟐 (𝟒)

Condensatoarele C123 și C456 sunt conectate în serie deoarece punctul lor

comun nu este în nod de rețea.

𝐂𝐚𝐛 = 𝐂𝟏𝟐𝟑 ∙ 𝐂𝟒𝟓𝟔

𝐂𝟏𝟐𝟑 + 𝐂𝟒𝟓𝟔=

𝟑𝟐

∙𝟑𝟐

𝟑𝟐

+𝟑𝟐

= 𝟗

𝟒∙

𝟐

𝟔=

𝟑

𝟒 (𝟓)

𝑪𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟕𝟓 𝝁𝑭


81

2 Determin capacitatea echivalentă a rețelei prin măsurarea impedanței Z în

Multisim.

Desenez în Multisim schema rețelei din figura 2.42 și conectez la terminalele

A și B instrumentul virtual Impedance meter;


Pentru conectarea Impedance meter se procedează astfel:

o Din meniul View se selectează Toolbars;

o În lista care se deschide se bifează LabVIEW instruments;

o În bara de instrumente care apare se selectează Impedance meter;

o Fac dublu clic pe instrument și setez frecvența la 50 Hz.

o Conectez bornele instrumentului la punctele A și B.

Pornesc simularea (apăs tasta F5) și citesc valoarea impedanței indicată de

instrumentul virtual. În acest caz Z = 4244,43 Ω;

Calculez capacitatea echivalentă cu formula:

𝑪 = 𝟏𝟎𝟔

𝟐 ∙ 𝝅 ∙ 𝒇 ∙ 𝒁=

𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎

𝟐 ∙ 𝟑. 𝟏𝟒 ∙ 𝟓𝟎 ∙ 𝟒𝟐𝟒𝟒, 𝟒𝟑= 𝟎, 𝟕𝟓 𝝁𝑭

𝑪𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟕𝟓 𝝁𝑭


82

B. Se determină capacitatea echivalentă a rețelei din figura 2.43 prin două metode.


Se consideră C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = 1nF

1. Determin capacitatea echivalentă a rețelei prin calcul cu formule.


conectate în paralel deoarece au câte două puncte comune.

𝑪𝟏𝟐 = 𝑪𝟏 + 𝑪𝟐 = 𝟏 + 𝟏 = 𝟐𝒏𝑭 (𝟏)

𝑪𝟓𝟔 = 𝑪𝟓 + 𝑪𝟔 = 𝟏 + 𝟏 = 𝟐𝒏𝑭 (𝟐)

După substituirea condensatoarelor C1 și C2 cu condensatorul C12 și a

condensatoarelor C5 și C6 cu condensatorul C56 rețeaua din figura 2.43 se

transformă în rețeaua din figura 2.44.


Condensatoarele C3 și C56 sunt conectate în serie deoarece punctul comun

dintre ele nu este în nod de rețea.

𝑪𝟑𝑪𝟓𝟔 =𝑪𝟑 ∙ 𝑪𝟓𝟔

𝑪𝟑 + 𝑪𝟓𝟔=

𝟏 ∙ 𝟐

𝟏 + 𝟐=

𝟐

𝟑 𝒏𝑭 (𝟑)


83

După substituirea condensatoarelor C3 și C56 cu condensatorul C356 rețeaua

din figura 2.44 se transformă în rețeaua din figura 2.45.


Condensatoarele C356 și C4 sunt conectate în paralel deoarece au două

puncte comune.

𝑪𝟑𝟓𝟔𝑪𝟒 = 𝑪𝟑𝟓𝟔 + 𝑪𝟒 =𝟐

𝟑+ 𝟏 =

𝟓

𝟑 𝒏𝑭 (𝟒)

Condensatoarele C356-4 și C12 sunt conectate în serie deoarece punctul

comun dintre ele nu este conectat într-un nod de rețea.

𝐂𝐚𝐛 =𝐂𝟑𝟓𝟔𝟒 ∙ 𝐂𝟏𝟐

𝐂𝟑𝟓𝟔𝟒 + 𝐂𝟏𝟐=

𝟓𝟑

∙ 𝟐

𝟓𝟑

+ 𝟐=

𝟏𝟎

𝟑∙

𝟑

𝟏𝟏=

𝟏𝟎

𝟏𝟏= 𝟎, 𝟗𝟎𝟗 𝐧𝐅 (𝟓)

𝑪𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟗𝟎𝟗 𝒏𝑭


84

2 Determin capacitatea echivalentă a rețelei prin măsurarea impedanței Z în

Multisim.

Desenez în Multisim schema rețelei din figura 2.46 și conectez la terminalele

A și B instrumentul virtual Impedance meter;


Pornesc simularea (apăs tasta F5) și citesc valoarea impedanței indicată de

instrumentul virtual. În acest caz Z = 3501410 Ω;

OBS. E+6 de la sfârșitul numărului zecimal indică faptul că numărul zecimal se

înmulțește cu 106 adică cu 1.000.000. (3,50141x1000000=3501410)

Calculez capacitatea echivalentă cu formula:

𝑪 = 𝟏𝟎𝟗

𝟐 ∙ 𝝅 ∙ 𝒇 ∙ 𝒁=

𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎

𝟐 ∙ 𝟑. 𝟏𝟒 ∙ 𝟓𝟎 ∙ 𝟑𝟓𝟎𝟏𝟒𝟏𝟎= 𝟎, 𝟗𝟎𝟗𝟓 𝒏𝑭

OBS. În formula lui C la numărător se scrie:

103 – dacă capacitatea este exprimată în milifarazi (mF);

106 – dacă capacitatea este exprimată în microfarazi (μF);

109 – dacă capacitatea este exprimată în nanofarazi (nF);

1012 – dacă capacitatea este exprimată în picofarazi (pF);

𝑪𝒂𝒃 = 𝟎, 𝟗𝟎𝟗 𝒏𝑭


85

2.5. BOBINE ȘI TRANSFORMATOARE ELECTRICE.

2.5.1. GENERALITĂŢI PRIVIND BOBINELE

A. DEFINIŢIE.

BOBINA – este o componentă de circuit cu două terminale şi mai multe spire

realizate dintr-un conductor electric izolat . Proprietatea cea mai importantă a

bobinei constă în faptul că ea poate acumula energie magnetică.

Mărimea fizică care caracterizează bobina se numeşte inductanţă electrică ( L ).

Inductanţa electrică – reprezintă măsura capacităţii unei bobine de a acumula

energie magnetică pentru o anumită valoare a curentului din circuit.

Când la bornele bobinei se aplică o tensiune electrică, spirele bobinei sunt parcurse

de un curent (I) care creează în jurul spirelor un câmp magnetic caracterizat de un

flux magnetic (Ф). Inductanţa L este raportul dintre fluxul magnetic Ф şi curentul I

care parcurge bobina conform relaţiei:

(1)

Din punct de vedere energetic, bobina acumulează în spaţiu dintre spire o energie

sub formă de câmp magnetic conform relaţiei:

(2)

Inductanţa electrică se poate exprima în 2 moduri:

în funcţie de proprietăţile materialului din care este construită bobina (la rece)

(3)

unde: μ= μr∙ μ0

μ= permeabilitatea absolută a materialului miezului bobinei

μ0 - permeabilitatea vidului ; μr - permeabilitatea relativă(1, pentru aer)

S = aria secţiunii transversale a bobinei

l = lungimea bobinei


(4)

unde: Ф= fluxul câmpului magnetic

I = curentul electric care străbate spirele bobinei

LI

20,5Wm L I

2N SL

l

LI


86


Inductanţa electrică se măsoară în Henry (H).

Deoarece 1 Henry are valoarea foarte mare, în practică se utilizează submultiplii

acestuia:

1 mH (milihenry) = 10-3 H

1 μH (microhenry) = 10-3 mH = 10-6 H

1 nH (nanohenry) = 10-3 μH = 10-6 mH = 10-9 H

C. PARAMETRII ELECTRICI SPECIFICI BOBINELOR

a. INDUCTANŢA BOBINEI (L) - indică capacitatea bobinei de a acumula energie

sub formă de câmp magnetic.

La construcţia bobinelor sunt 4 factori care influenţează valoarea inductanţei:

materialul miezului bobinei

numărul de spire din înfăşurare

aria înfăşurării

lungimea înfăşurării


87

b. REZISTENŢA BOBINEI (RL) - reprezintă rezistenţa echivalentă de pierderi a

bobinei, formată din rezistenţa conductorului din care este realizată bobina,

rezistenţa de pierderi în miezul bobinei şi dielectricul carcasei.

c. CAPACITATEA PROPRIE (CL) – reprezintă capacitatea echivalentă rezultată din

capacitatea dintre spirele bobinei.

d. FACTORUL DE CALITATE (QL) – reprezintă pierderile de energie în bobină.

Cantitativ, factorul de calitate al bobinei este raportul dintre puterea reactivă a

bobinei şi puterea activă disipată sub formă de căldură.

e. TENSIUNEA NOMINALĂ (UL) – reprezintă tensiunea maximă pentru care este

dimensionată bobina.

D. SIMBOLURILE BOBINELOR

Bobină, inductanţă

Bobină, inductanţă variabilă

Bobină, inductanţă variabilă

cu miez magnetic


cu miez magnetic


cu miez magnetic


cu prize

Simboluri tolerate


88

2.5.2. GENERALITĂŢI PRIVIND TRANSFORMATOARELE ELECTRICE MONOFAZATE.

A. DEFINIȚIE. ELEMENTE CONSTRUCTIVE.

Transformatorul electric - este un aparat static care modifica tensiunea și curentul

dintr-un circuit fără a modifica frecvența. Se utilizează in circuitele de curent

alternativ .

Transformatorul este construit din 2 sisteme principale :

1. sistemul electric

2. sistemul magnetic

1. Sistemul electric - este format din una sau mai multe înfășurări din conductor din

cupru sau aluminiu prin care circulă curent. Există 2 categorii de înfășurări :

- înfășurarea primară - care primește energie de la rețea prin intermediul

căreia se alimentează transformatorul;

- înfășurarea secundară - care cedează energie unui receptor sau altei rețele

electrice.

2. Sistemul magnetic - îl constituie miezul magnetic care este realizat din tole de

oțel electrotehnic care au depus pe ele un strat de lac electroizolant. Tolele au

grosimi de 0,3 mm și au un conținut de siliciu de 3,5%.

Tolele pot fi în formă de : E ; I ; U ; M ;L ; T .

Miezul magnetic poate fi realizat în două moduri :

cu coloane (este format din tole U+I iar înfășurările sunt separate)

în manta (este format din tole E+I iar înfășurările sunt suprapuse)


89

B. CLASIFICARE.

După parametrul care-l modifică în circuit:

o transformatoare de tensiune;

o transformatoare de curent;

o transformatoare de putere;

După felul tensiunii din secundar:

o transformatoare coborâtoare de tensiune;

o transformatoare ridicătoare de tensiune;

După forma miezului magnetic :

o cu coloane;

o în manta;

C. SEMNE CONVENȚIONALE.

Înfășurările transformatorului se notează în felul următor:

înfășurarea de înaltă tensiune cu litere mari.

înfășurarea de joasă tensiune cu litere mici;

D. DOMENII DE UTILIZARE.

Transformatoarele de putere sunt utilizate în rețelele de transport și

distribuție a energiei electrice ca transformatoare ridicătoare și coborâtoare de

tensiune;

Transformatoarele de tensiune se utilizează pentru alimentarea

receptoarelor , reglarea tensiunilor , alimentarea instalațiilor electrice de

redresare, acționări , automatizări;

Transformatoarele de curent se utilizează pentru conectarea ampermetrelor

în circuitele de curenți foarte mari.


90

E. PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE.

Transformatorul electric funcționează pe principiul inducției electromagnetice .

La alimentarea cu tensiune a înfășurării primare (A - X), prin înfășurare va circula un

curent (i1) care produce o tensiune magnetomotoare (t.m.m.1) deci și un câmp

magnetic alternativ.

Totalitatea liniilor câmpului magnetic formează un flux magnetic variabil în timp care

străbate miezul magnetic al transformatorului și induce în cele două înfășurări

tensiuni electromotoare e1 și (e2) opuse și aproximativ egale cu u1 și u2 (conform

principiului inducției electromagnetice) .

Valoarea tensiunii induse (u2) depinde de valoarea tensiunii de alimentare și

numărul de spire din secundar (N2) și din primar (N1).

Dacă în secundarul transformatorului se conectează un consumator atunci prin

această înfășurare va circula un curent (i2) care produce un câmp magnetic . Acest

câmp magnetic creează un flux magnetic care se opune fluxului creat de primar , dar

acesta are tendința să rămână constant , fapt care duce la creșterea curentului din

primar (i1) . Datorită acestui fenomen se explică de ce transformatorul la

funcționarea în sarcină absoarbe de la rețea un curent mai mare decât la

funcționarea în gol .

Un transformator funcționează în gol când nu are consumator în secundar , caz în

care impedanța din secundar este foarte mare și curentul este nul.

Un transformator funcționează în scurtcircuit când secundarul este scurtcircuitat , caz

în care impedanța și tensiunea din secundar sunt nule.


91

2.5.3. ALGORITMUL DE CALCUL AL UNUI TRANSFORMATOR MONOFAZAT.

1. Determin puterea totală furnizată de secundarul transformatorului [P2].

Reprezintă suma puterilor parțiale ale înfășurărilor secundare. Pentru fiecare

înfășurare din secundar puterea se calculează cu formula 𝑷 = 𝑼 ∙ 𝑰 (𝟏)

unde: U = tensiunea la bornele înfășurării, I= curentul care străbate înfășurarea.

𝑷𝟐 = 𝑼𝟐𝟏 ∙ 𝑰𝟐𝟏 + 𝑼𝟐𝟐 ∙ 𝑰𝟐𝟐 + ⋯ . . +𝑼𝟐𝒏 ∙ 𝑰𝟐𝒏 [𝑽𝑨] (𝟐)

2. Determin puterea absorbită de primarul transformatorului [P1]

𝑷𝟏 = 𝑷𝟐

𝜼= (𝟏, 𝟏 … . 𝟏, 𝟑) ∙ 𝑷𝟐 [𝑽𝑨] (𝟑)

unde η = randamentul transformatorului (se consideră între 75% și 90%)

3. Calculez aria secțiunii miezului magnetic [S].

𝑺 = (𝟏, 𝟏 … . . 𝟏, 𝟔) ∙ √𝑷𝟏 [𝒄𝒎𝟐] (𝟒)

Secțiunea miezului magnetic se obține înmulțind lățimea benzii centrale din tola E

(2a) cu grosimea pachetului de tole (2b). 𝑺 = 𝟐𝒂 ∙ 𝟐𝒃 [𝒄𝒎𝟐] (𝟓)

4. Calculez grosimea pachetului de tole [2b].

𝟐𝒃 = 𝑺

𝟐𝒂 [𝒄𝒎] (𝟔)

5. Calculez numărul de tole [nt].

𝒏𝒕 = 𝟐𝒃

𝒈𝒓𝒐𝒔𝒊𝒎𝒆 𝒕𝒐𝒍ă (𝟕)


92

6. Calculez numărul de spire pe volt pentru înfășurarea primară [n1].

𝒏𝟏 ≅𝟓𝟓

𝑺 [𝒔𝒑𝒊𝒓𝒆/𝒗𝒐𝒍𝒕] (𝟖)

unde: S = secțiunea miezului calculată cu formula (4);

55 = o constantă aproximativă care depinde de calitatea miezului. În cazul

tolelor din tablă de fier-siliciu această constantă are valoarea 50. Dacă tolele au

calitate inferioară (sunt din tablă obișnuită constanta se ia între 55 și 60.

OBSERVAȚIE: pentru calculul numărului de spire pe volt se poate utiliza și formula:

𝒏𝟏 =𝒇

𝑺=

𝟓𝟎

𝑺 𝒔𝒑𝒊𝒓𝒆/𝒗𝒐𝒍𝒕 (𝟗)

unde f este frecvența rețelei f = 50Hz.

7. Calculez numărul de spire pe volt pentru înfășurarea secundară [n2].

𝒏𝟐 = 𝟏, 𝟏 ∙ 𝒏𝟏 𝒔𝒑𝒊𝒓𝒆/𝒗𝒐𝒍𝒕 (𝟏𝟎)

8. Calculez numărul de spire pentru fiecare înfășurare [N].

Pentru înfășurarea din primar: 𝑵 = 𝒏𝟏 ∙ 𝑼 (𝟏𝟏);

Pentru înfășurările din secundar: 𝑵 = 𝒏𝟐 ∙ 𝑼 (𝟏𝟐)

unde U este tensiunea corespunzătoare înfășurării respective.

9. Determin diametrul conductoarelor de bobinaj [d].

Înainte de a determina diametrul conductorului de bobinaj pentru o înfășurare se

calculează curentul care parcurge înfășurarea respectivă cu formula:

𝑰 =𝑷

𝑼 [𝑨] (𝟏𝟑)

unde: P = puterea electrică a înfășurării calculată al punctele (1) și (2)

U = tensiunea electrică corespunzătoare înfășurării

Diametrul conductoarelor se calculează în funcție de densitatea de curent (exprimată

în amperi/mm2 ) pe baza unor relații complexe.

În practică pentru transformatoarele de putere mică și o valoare a densității de curent

j=2 A/mm2 se utilizează formula:

𝒅 ≅ 𝟎, 𝟖√𝑰[𝑨] [𝒎𝒎] (𝟏𝟒)


93

În practică pentru determinarea diametrului sau a secțiunii conductorului de bobinaj

pentru transformatoare de putere mică se utilizează tabelul de mai jos.

10. Verific umplerea ferestrei.

După ce cunosc diametrul conductoarelor de bobinaj și numărul de spire pentru

fiecare înfășurare trebuie să verific dacă bobinei transformatorului încap în fereastra

miezului magnetic.

Calculez pentru fiecare bobină secțiunea care o ocupă în fereastră cu formula:

𝑭𝒏 = 𝟎, 𝟖 ∙ 𝒅𝒏𝟐 ∙ 𝑵𝒏 [𝒎𝒎𝟐] (𝟏𝟓)

unde: d = diametrul conductorului cu izolație iar N=numărul de spire al înfășurării

Calculez aria totală a secțiunii ocupate de înfășurări cu formula:

𝑭 = 𝑭𝟏 + 𝑭𝟐 + ⋯ … . . +𝑭𝒏 [𝒎𝒎𝟐] (𝟏𝟔)

Determin coeficientul de umplere cu formula:

𝒄 =𝑭

𝑭𝟎 (𝟏𝟕)

unde F0 reprezintă secțiunea ferestrei (în cazul de față conform desenului de la

punctul (3) 𝑭𝟎 = 𝟑𝒂 ∙ 𝒂 = 𝟑𝒂𝟐 [𝒎𝒎𝟐] (𝟏𝟖)

Coeficientul de umplere c trebuie să fie mai mic de 0,8 (caz în care bobinele

transformatorului ocupă 80% din secțiunea ferestrei).


94


Determinarea rezistenței echivalente a unei rețele de rezistoare.

OBIECTIVE:

o Calcularea rezistenței echivalente, cu formule, a unei rețele de

rezistoare ;

o Măsurarea rezistenței echivalente a unei rețele de rezistoare cu un

ohmmetru virtual în Multisim;

o Determinarea rezistenței echivalente a unei rețele de rezistoare cu

metoda ampermetrului și voltmetrului virtual în Multisim;

RESURSE:

o Calculatoare;


o Aplicația Multisim;


o Proiector media;


1. Se dă schema rețelei de rezistoare din figura 2.47;

Figura 2.47 Rețea de rezistoare

2. Desenați în Multisim schema din figura 2.47 și salvați fișierul pe desktop cu

numele retea-rezistoare-laborator.

OBSERVAȚIE: rezistoarele R1 și R3 se desenează în plan vertical.


95

3. Calculați cu ajutorul formulelor rezistența echivalentă a rețelei în punctele A și

B (RAB).

……………………………………………………………………………………....................

........................................................................................................................................

…………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………..

RAB = ……………………………………..

4. În Multisim conectați între punctele A și B un ohmmetru virtual apoi porniți

simularea și notați valoarea rezistenței indicate de ohmmetru.

RAB = …………………………..

5. În fișierul Multisim înlocuiți ohmmetrul cu o sursă de alimentare, un voltmetru

și un ampermetru conectate ca în figura 2.48.

Figura 2.48 Conectare voltmetru, ampermetru, sursă de alimentare, rezistor

6. Pornește simularea și notează valorile indicate de voltmetru și ampermetru

U= …………[V] I = ………………..[A]

7. Calculează cu legea lui Ohm valoarea rezistenței echivalente a rețelei

𝑹𝒂𝒃 =𝑼

𝑰=

RAB = ……………………………………..


96


Determinarea capacității echivalente a unei rețele de condensatoare.

OBIECTIVE:

o Calcularea capacității echivalente, cu formule, a unei rețele de

condensatoare ;

o Determinarea capacității echivalente a unei rețele de condensatoare în

Multisim;

RESURSE:

o Calculatoare;


o Aplicația Multisim;


o Proiector media;


1. Se dă schema rețelei de condensatoare din figura 2.49;


C1 = C2 = C3 = C4 = C5 = C6 = 1μF


97

2. Calculați capacitatea echivalentă a rețelei cu formule

…………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………..

CAB = ..............................................

3. Desenați în Multisim schema rețelei din figura 2.49

4. Conectați între punctele A și B un Impedance meter apoi porniți simularea și

notați valoarea impedanței:

Z = …………………….. Ω

5. Calculați capacitatea echivalentă cu ajutorul formulei:

𝑪[𝝁𝑭] = 𝟏𝟎𝟔

𝟐 ∙ 𝝅 ∙ 𝒇 ∙ 𝒁=

CAB = ..............................................


98

EVALUAREA CUNOȘTINȚELOR

1. Completați spațiile libere cu cuvintele potrivite notate mai jos:

direct, foarte mică, scade,invers, ohm, crește, foarte mare, farad.

Rezistența electrică se măsoară în …………………………., care este o unitate de

măsură …………………………………………………….. .

Capacitatea electrică se măsoară în…………………………, care este o unitate de

măsură ……………………………………………………… .

Rezistența electrică este …………………….proporțională cu intensitatea curentului

care străbate rezistorul.

Capacitatea electrică este…………………proporțională cu distanța dintre armăturile

condensatorului.

La conectarea rezistoarelor în paralel, rezistența echivalentă a circuitului

…………………………… .

La conectarea condensatoarelor în paralel, capacitatea echivalentă a circuitului

……………………. .

2. Determinați valorile rezistenţelor de mai jos marcate în codul culorilor:

ARGINTIU ROŞU

VERDE MARO

R1=…………………………

ARGINTIU MARO NEGRU VERDE

R2=…………………………

ARGINTIU MARO PORTOCALIU PORTOCALIU

R3=…………………………

AURIU MARO VIOLET ALBASTRU

R4=…………………………

AURIU ROŞU NEGRU MARO

R5=…………………………

AURIU ROŞU NEGRU ROŞU

R6=…………………………


99

3. Determinați valorile condensatoarelor de mai jos marcate în codul

culorilor:

4. Valoarea unui rezistor alimentat cu o tensiune U= 12 V și parcurs de un curent

I = 20 mA este ……………..KΩ. Faceți calculul în spațiul de mai jos.

5. Capacitatea unui condensator care are impedanța Z= 500 Ω și care este

conectat într-un circuit cu frecvența f = 50 Hz este ………………. μF. Faceți

calculul în spațiul de mai jos.

C1 = …………………pF

MARO

NEGRU

ALBASTRU

C2 = …………………pF

MARO

NEGRU GALBEN

C3 = …………………pF

MARO

ALBASTRU

VIOLET

C4 = …………………pF

MARO

NEGRU

VIOLET

C5 = …………………pF

MARO

NEGRU

PORTOCALIU

C6 = …………………pF

MARO

ALB

VIOLET

CAPITOLUL 3. INSTALAȚII ELECTRICE DE CURENȚI SLABI

100


3.1 GENERALITĂȚI

Instalațiile de curenți slabi sunt instalaţii electrice parcurse de curenţi mici

deoarece puterea receptoarelor este mică şi tensiunile de alimentare sunt mici.

Există mai multe categorii de instalaţii de curenți slabi :

Instalaţii pentru semnalizări acustice şi optice:

o Instalaţii de sonerii;

o Instalaţii de avertizare incendii;

Instalaţii electrofonice:

o Instalații de monitorizare audio-video;

o Instalații de avertizare efracție;

o Instalaţii de telefonie;

o Instalaţii de interfoane;

o Instalaţii de radioamplificare;

Instalaţii de ceasuri electrice.

3.2 INSTALAȚII DE SONERII

Aceste instalații au rol de a produce un semnal acustic pe cale electrică la

acţionarea unor butoane de sonerie care se află în diferite puncte dintr-o anumită

incintă.

Cea mai simplă instalație de sonerie (fig. 3.1) este compusă din:

Transformatorul electric (Tr) – care are rolul de a reduce tensiunea rețelei

de la 220 V la o tensiune de valoare mică (3,5 – 12 V);

Soneria electrică (S) – care are rolul de a transforma energia electrică în

energie acustică;

Buton de acționare (B) – care are rolul de a închide circuitul de alimentare cu

tensiune al soneriei electrice;

Conductoare de legătură – care au rolul de a conecta elementele instalației

între ele.

Figura 3.1 Instalație de sonerie simplă


101

Instalația de sonerie din figura 3.1. se utilizează frecvent în apartamente de

locuințe sau case. Instalația este protejată la scurtcircuit de siguranțele F și N.

Această instalație se conectează pe un circuit de prize din apartament sau casă.

Siguranțele, transformatorul și soneria sunt montate în interior pe tabloul electric iar

butonul este montat în exterior la ușa sau la poarta de intrare.

În situația în care o sonerie trebuie acționată din două sau mai multe locuri se

utilizează două sau mai multe butoane care sunt conectate între ele în paralel

(figura. 3.2).

Figura 3.2 Instalație de sonerie acționată din trei puncte diferite

În situația în care mai multe sonerii trebuie acționate dintr-un singur loc

(instalații utilizate frecvent în școli) se utilizează mai multe sonerii și transformatoare

(figura 3.3). Dacă s-ar utiliza un singur transformator pentru toate soneriile,

transportul energiei s-ar face la tensiune redusă și pierderile în rețea ar fi mari.

Figura 3.3 Instalație cu trei sonerii acționate dintr-un singur punct


102

3.3 SISTEME DE SUPRAVEGHERE AUDIO- VIDEO

Aceste sisteme se utilizează pentru supravegherea video a unui perimetru

interior sau exterior.

A. Echipamente utilizate într-un sistem de supraveghere video:

o Camere de supraveghere (analogice sau digitale);

Figura 3.4 Camere video

o Sursă de alimentare pentru camere. Se poate utiliza o singură sursă

pentru toate camerele sau câte o sursă locală pentru fiecare cameră;

Figura 3.5 Surse de alimentare de 12 V c.c. locale (pentru o singură cameră)

Figura 3.6 Tablou de alimentare (pentru mai multe camere)


103

o Unitate de înregistrare cu hard disk și alimentator. Pentru camerele

analogice se utilizează unitate DVR (Digital Video Recorder) iar pentru

camerele digitale (cu IP) se utilizează unitate NVR (Network Video

Recorder);

Figura 3.7 Unitate de înregistrare DVR. Montare HDD în DVR

Figura 3.8 Unitate de înregistrare NVR

o ROUTER pentru conectarea sistemului de supraveghere la internet și

accesarea lui de la distanță cu ajutorul unui calculator sau telefon;

Figura 3.9 Router


104

o SWITCH pentru conectarea camerelor digitale și NVR-ului la router;

Figura 3.10 Switch

o TV sau monitor conectate la DVR sau NVR;

o Monitor, tastatură și mouse conectate la router pentru accesarea locală

a camerelor;

o Rețea de internet.

B. Materiale utilizate într-un sistem de supraveghere video:

o Conectori de alimentare și conectori de date (BNC- pentru cablu

coaxial și video-balun pentru cablu internet). Conectorii sunt tip tată și

tip mamă;

o Cabluri de alimentare. Se pot utiliza cabluri coaxiale pentru

transmiterea semnalului și cablu de alimentare cu două conductoare

pentru alimentare cu tensiune a camerei sau cablu internet UTP sau

FTP pentru semnal și alimentare cu tensiune;

o Doze aparente pentru conectarea cablurilor la camere;

o Jgheaburi pentru protecția cablurilor de date și de alimentare;

o Dibluri și holșuruburi pentru fixarea camerelor și a jgheaburilor;

o Scule de lucru.


105

a. Distribuitor alimentare b. Conectori alimentare

c. Conectori BNC d. Conectori video-balun

Figura 3.11 Conectori de alimentare

b. Cablu coaxial

a. Cablu alimentare

c. Cablu internet FTP c. Cablu internet UTP

Figura 3.12 Cabluri de date și de alimentare


106

C. Scheme de conectare a echipamentelor unui sistem de supraveghere video

Figura 3.13 Sistem de supraveghere video cu DVR

Figura 3.14 Schemă conectare DVR


107

Figura 3.15 Sistem de supraveghere video cu NVR

Figura 3.16 Schemă conectare sistem supraveghere video cu NVR


108

Figura 3.17 Scheme conectare sistem supraveghere video fără NVR


109

Figura 3.18 Schema de alimentare a camerelor

Figura 3.19 Schema de conectare la internet a camerelor


110

3.4 SISTEME ANTIEFRACȚIE

Sistemul antiefracție este un ansamblu de echipamente, interconectate între

ele, al cărei scop este detectarea și avertizarea prezenței persoanelor străine sau

evenimentelor nedorite

A. Echipamente utilizate într-un sistem antiefracție:

Centrala de alarmă – unitatea de comandă a sistemului;

Figura 3.20 Centrala sistemului de avertizare efracție

Acumulator centrală – sursă back-up în cazul întreruperii tensiunii de

alimentare;

Figura 3.21 Acumulator pentru centrala sistemului antiefracție


111

Tastatura – se montează pe perete la intrare și are rolul de a programa

centrala. Pe lângă taste, tastatura are și indicatori optici sau afișaj;

Figura 3.22 Tastatura pentru centrala sistemului antiefracție

Dispozitive de avertizare (sirene) – avertizează acustic și optic starea de

alarmă. Aceste dispozitive pot fi de interior și exterior și conțin acumulatori.

Figura 3.23Sirene de exterior și interior pentru sistemul antiefracție


112

Comunicator GSM / SMS – trimite rapid mesajele de alarmă de la centrală

direct spre telefonul utilizatorului final și/sau dispeceratul firmei de intervenție

rapidă;

Figura 3.24 Comunicator GSM pentru sistemul antiefracție

Senzori (detectoare) – sunt dispozitive care percep mișcarea, vibrațiile,

spargere geam, deschidere ușă, etc. Detectorii transmit semnalul către

centrală iar aceasta o transmite dispozitivelor de alarmă;

Figura 3.25 Detectoare mișcare și contacte magnetice


113

B. Schema unui sistem antiefracție

Figura 3.26 Schema de conectare a unui sistem antiefracție


114

3.5 INSTALAȚII DE INTERFOANE AUDIO

Instalația de interfon audio se montează la intrarea în diverse imobile (blocuri

locuințe, instituții, etc.) și este destinată controlului accesului persoanelor în imobil.

Accesul în imobil se face cu ajutorul unei cartele de proximitate sau prin cererea

permisiunii prin intermediul interfonului.

A. Echipamente utilizate într-o instalație de interfoane

Panou exterior

Figura 3.27 Panoul exterior - instalație de interfoane

Posturi interioare

Figura 3.28 Post interior - instalație de interfoane


115

Sursă de alimentare

Figura 3.29 Sursă alimentare - instalație de interfoane

Bloc acumulator

Figura 3.30 Bloc acumulator - instalație de interfoane

Doză de derivație audio

Figura 3.31 Doză de derivație audio - instalație de interfoane


116

Yală electromagnetică

Figura 3.32 Yală electromagnetică - instalație de interfoane

Tag proximitate

Figura 3.33 Tag proximitate - instalație de interfoane


117

C. Schema monofilară a unei instalații de interfoane.

Figura 3.34 Schema monofilară a instalație de interfoane audio cu 8 posturi


118

D. Schema de conexiuni a unei instalații de interfoane.

Figura 3.35 Alocarea culorilor cablului UTP

Figura 3.36 Schema de conexiuni a instalație de interfoane audio cu 8 posturi


119

BIBLIOGRAFIE

1. Bițoiu, A., Băluță, G. ș.a., Practica electronistului amator, Editura Albatros,

București, 1984

2. Găzdaru, C. ș.a., Îndrumar pentru electroniști, Editura Tehnică, București,

1986

3. Drăgulescu, N., Agenda radioelectronistului, Editura Tehnică, București, 1983

4. https://eprofu.ro/laborator/category/practica-electronica/clasa-a-ix-a-ea/

5. https://eprofu.ro/laborator/category/practica-electric/clasa-a-ix-a-el-p/

6. https://www.proficad.com/ProfiCAD.pdf

7. http://www.ni.com/tutorial/10710/en/

8. http://www.supraveghere24.ro/instalarea-unui-sistem-de-supraveghere-ghid-

complet

9. http://www.comod.ro/camera-supraveghere-ahd-1080p-full-hd-ir-30-m.html

10. https://www.electrainstal.ro/sites/default/files/sisteme/documentatie/carte_tehn

ica_pentru_instalatiile_audio_si_video_digitale.pdf

11. http://www.infinity-it.ro/documentatii/paradox/paradox-centrala-

magellan%28mg%29-spectra%28sp%29-manual-utilizare_ro.pdf

https://eprofu.ro/laborator/category/practica-electronica/clasa-a-ix-a-ea/

https://eprofu.ro/laborator/category/practica-electric/clasa-a-ix-a-el-p/

https://www.proficad.com/ProfiCAD.pdf

http://www.ni.com/tutorial/10710/en/

http://www.supraveghere24.ro/instalarea-unui-sistem-de-supraveghere-ghid-complet

http://www.supraveghere24.ro/instalarea-unui-sistem-de-supraveghere-ghid-complet

http://www.comod.ro/camera-supraveghere-ahd-1080p-full-hd-ir-30-m.html

https://www.electrainstal.ro/sites/default/files/sisteme/documentatie/carte_tehnica_pentru_instalatiile_audio_si_video_digitale.pdf

https://www.electrainstal.ro/sites/default/files/sisteme/documentatie/carte_tehnica_pentru_instalatiile_audio_si_video_digitale.pdf

http://www.infinity-it.ro/documentatii/paradox/paradox-centrala-magellan%28mg%29-spectra%28sp%29-manual-utilizare_ro.pdf

http://www.infinity-it.ro/documentatii/paradox/paradox-centrala-magellan%28mg%29-spectra%28sp%29-manual-utilizare_ro.pdf

TEHNOLOGII ÎN ELECTRONICĂ - eprofu.ro · din clasa a IX a care urmează cursurile unui liceu...

Documents

Transcript of TEHNOLOGII ÎN ELECTRONICĂ - eprofu.ro · din clasa a IX a care urmează cursurile unui liceu...