Componențe și circuite pasive - simularea structurilor rezistive și a condensatoarelor

Scopul lucrării: EvidenŃierea prin metode matematice (simulare) a comportării reale a rezistoarelor

si condensatoarelor

Lucrarea cuprinde patru părŃi:

- solicitarea electrică a rezistoarelor,

- comportarea în frecvenŃă a rezistoarelor,

- comportarea în frecvenŃă a condensatoarelor,

- solicitarea electrică condensatoarelor în funcŃie de frecvenŃă.

Desfăsurarea lucrării:

I. SOLICITAREA ELECTRICĂ A REZISTOARELOR- SOLREZ.XMCD -

Se apelează programul SOLREZ.XMCD.

1. Analiza solicitării unui rezistor pentru diverse valori ale rezistenŃei.

În prima parte a programului se studiază diagrama de disipaŃie a puterii în funcŃie de

temperatura ambiantă, pentru un rezistor cu peliculă de carbon de tipul celor studiate la lucrarea

“Rezistoare liniare fixe”.

Se introduc datele:

- Rn = 24 K
rezistenŃa nominală,

- Pn = 0.5 W puterea nominală,

- Umax = 350 V tensiunea maximă,

- θn = 70°C temperatura nominală,

- θmax = 155°C temperatura maximă.

Temperatura ambiantă variază între 1 si 200°C.

După introducerea parametrilor de mai sus programul va reprezenta grafic puterea disipată

(Pd) în funcŃie de temperatura ambiantă θ.

, pentru

, pentru

( )

max

max [1]

Fig. 1 Caracteristica de disipaŃie a unui rezistor

Se studiază domeniul maxim de definiŃie al tensiunii aplicate la bornele unui rezistor [Ua(θ)].

Acest domeniu este Ua(θ) = min ( Umax, d n P (θ ) ⋅ R ) [2]

În reprezentarea grafică:

Fig.2 Graficul tensiunii admisibile

au fost afisate:

- Umax(θ)= 350 V constantă ( linie dreaptă ),

- d n U1(θ ) = P (θ ) ⋅ R

- Ua(θ) = min (Umax,U1(θ)) ( zona hasurată ).

Se afisează tensiunea maximă aplicabilă la bornele rezistorului pentru diferite temperaturi

ambiante:

Ua(1) Ua la temperatura de 1 °C,

Ua(θn) Ua la temperatura nominală,

Ua(θ1) Ua la o temperatură cuprinsă între cea nominală si cea maximă,

Ua(θmax) Ua la temperatura maximă.

Obs.: Ua(θmax) = 0 (întotdeauna)

Domeniul tensiunilor aplicabile pentru un rezistor depinde de rezistenŃa critică a acestuia:

Rcrt = Umax2/Pn

Rezultă Rcrt = 245 k
pentru parametrii introdusi la punctul 1

• În continuare se vor alege trei valori pentru rezistenŃa nominală Rn, astfel încât:

Rn ≈ Rcrt /10, Rn = Rcrt , Rn ≈ Rcrt ×10. Pentru cele trei valori alese, stabiliŃi în

concordanŃă cu cele studiate la punctul anterior, domeniul tensiunilor aplicabile fiecărui

rezistor în parte. SchiŃaŃi graficele precizând pe axe valorile corespunzătoare ale

temperaturilor si tensiunilor si comentaŃi (în referat) rezultatele.

• Se vor preciza pentru cele trei cazuri ale rezistenŃei nominale valorile tensiunii Ua(θ) la

temperatura de 20 grade, la cea nominală si la θ1.

2. Analiza solicitării unei grupări de rezistoare.

2.1 Rezolvarea grafică a problemei solicitării unei grupări paralel de rezistoare

După ce a fost parcurs punctul 1. vă rugăm sa rezolvaŃi următoarea problemă: Se cere să se

determine tensiunea maximă ce poate fi aplicată la bornele unei grupări de trei rezistoare conectate

in paralel. Circuitul funcŃionează într-un mediu instabil din punct de vedere al temperaturii.

Intervalul de temperatură este θ a ( 10..155 ) grade C. Tipul si parametrii fiecărui rezistor sunt

următorii:

a) Rezistor cu peliculă de carbon TA670, producător Multicomp

- Rn1 = 47 k
rezistenŃa nominală,

- Pn1 = 0.25 W puterea nominală,

- Umax1 = 250 V tensiunea maximă,

- θn1 = 70 °C temperatura nominală,

- θmax1 = 155 °C temperatura maximă.

b) Rezistor de volum CBT50, producător Tyco Electronics

- Rn2 = 500000
rezistenŃa nominală,

- Pn2 = 0.5 W puterea nominală,

- Umax2 = 350 V tensiunea maximă,

- θn2 = 70 °C temperatura nominală,

- θmax2 = 125 °C temperatura maximă.

c) Rezistor cu peliculă de carbon TA670, producător Multicomp

- Rn3 = 100000
rezistenŃa nominală,

- Pn3 = 1 W puterea nominală,

- Umax3 = 500 V tensiunea maximă,

- θn3 = 70 °C temperatura nominală,

- θmax3 = 155 °C temperatura maximă.