Pro své studenty jsem v rámci on-line výuky připravil několik studijních textů. Napadlo mne, že by se tento možná hodil i některým modelářům – NEelektrotechnikům.

Pasivní součástky

Značení součástek a vybrané praktické informace

Co je pasivní součástka?

Pod pojmem „pasivní součástka“ rozumíme součástku, která pouze mění procházející signál a pro svou činnost nepotřebuje tedy žádný dodatečný zdroj energie (napájení). Pasivními součástkami signál tedy pouze prochází, zatímco aktivní součástky signál zpracovávají a potřebují také napájení.

Základní pasivní součástky v elektronice jsou rezistor (odpor), kapacitor (kondenzátor) a induktor (cívka, indukčnost).

Za pasivní součástky jsou také považované další obvodové komponenty: transformátory, filtry, relé, signální a ovládací prvky, mechanické spínače atd. Z fyzikálního hlediska však většina z nich může být nahrazena kombinací základních třech prvků.

Pozn. Z hlediska výše uvedené definice by bylo možné polovodičovou diodu také považovat za pasivní prvek. Řadíme ji však k aktivním součástkám, zejména proto, že první diody byly vakuové (elektronky), které vyžadovaly dodatečný zdroj energie (žhavení).

Parametry pasivních součástek

Pasivní součástky charakterizují a pro použití jsou rozhodující tyto parametry:

  1. Jmenovitá hodnota a tolerance
  2. Maximální zatížení
  3. Teplotní závislost
  4. Stabilita
  5. Parazitní vlastnosti

Jmenovitá hodnota charakterizuje nejdůležitější parametr součástky. Je vždy uvedená na součástce.

U rezistoru (odporu) je to odpor (základní hodnota ve fyzice i pro součástky je 1 Ohm – 1Ω).

U kondenzátoru je to kapacita (základní jednotka 1 Farad – 1F, pro součástky 1 pikofarad – 1pF).

U cívek je to indukčnost (základní jednotka 1 Henry – 1H, pro součástky 1 mikrohenry – 1µH, někdy milihenry 1 mH).

Tolerance udává, o kolik se skutečná součástka může lišit od uvedené jmenovité hodnoty. Udává se v procentech (±20 %, ±5 %, ±0.5 %), výjimečně v jednotkách příslušné veličiny (±0.5 pF).

Maximální zatížení charakterizuje součástku z hlediska možného přetížení, a tedy i jejího poškození. U rezistorů udává maximální výkonovou ztrátu – tedy maximální výkon, který se může v rezistoru proměnit na teplo. Udává se ve wattech (W). U kondenzátorů udáváme maximální zatížení jako maximální napětí (ve voltech, nejčastěji stejnosměrné), které je možné na kondenzátor připojit bez jeho poškození. Indukčnosti se obvykle poškodí příliš velkým proudem, proto maximální zatížení udáváme v ampérech (A).

Součástka/parametr Rezistor Kondenzátor Indukčnost
Jmenovitá hodnota ohm pikofarad mikrohenry, milihenry
Maximální zatížení watt volt, kilovolt ampér, miliampér

Jmenovité řady součástek

Výrobci pasivních součástek nemohou pochopitelně vyrábět součástky ve všech možných hodnotách, které by si uživatelé přáli. Pro běžné použití se proto součástky vyrábí v hodnotách, které odpovídají tzv. jmenovité řadě. Konstruktéři tak už předem vědí, jaké součástky mohou pro svou aplikaci zvolit. Jmenovité řady označujeme E6, E12, E24, E48, E96 a E192. Výjimečně i E3. Základní myšlenka spočívá v tom, že jedna dekáda hodnot (tedy např. od 1Ω do 10Ω) se rozdělí do x dílčích hodnot, ono x tedy určuje počet hodnot v této dekádě a současně se taková řada označuje Ex. Tedy např. E12 má v rámci jedné dekády 12 různých hodnot, a to:

1,0 – 1,2 – 1,5 – 1,8 – 2,2 – 2,7 – 3,3 – 3,9 – 4,7 – 5,6 – 6,8 – 8,2.

Pozn. Podrobnější popis i s matematickými závislostmi lze najít např. na Wikipedii https://cs.wikipedia.org/wiki/Vyvolen%C3%A9_%C4%8D%C3%ADslo

https://cs.wikipedia.org/wiki/Rezistor#Preferovan%C3%A9_hodnoty

Hodnoty v jednotlivých řadách jsou následující:

E6   (20%):

10    15    22    33    47    68

E12 (10%):

10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82

E24   (5%):

10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91

E48   (2%):

100 105 110 115 121 127 133 140 147 154 162 169 178 187 196 205 215 226 237 249 261 274 287 301 316 332 348 365 383 402 422 442 464 487 511 536 562 590 619 649 681 715 750 787 825 866 909 953

E96   (1%):

100 102 105 107 110 113 115 118 121 124 127 130 133 137 140 143 147 150 154 158 162 165 169 174 178 182 187 191 196 200 205 210 215 221 226 232 237 243 249 255 261 267 274 280 287 294 301 309 316 324 332 340 348 357 365 374 383 392 402 412 422 432 442 453 464 475 487 499 511 523 536 549  562 576 590 604 619 634 649 665 681 698 715 732 750 768 787 806 825 845 866 887 909 931 953 976

E192 (0.5%):

100 101 102 104 105 106 107 109 110 111 113 114 115 117 118 120 121 123 124 126 127 129 130 132 133 135 137 138 140 142 143 145 147 149 150 152 154 156 158 160 162 164 165 167 169 172 174 176 178 180 182 184 187 189 191 193 196 198 200 203 205 208 210 213 215 218 221 223 226 229 232 234 237 240 243 246 249 252 255 258 261 264 267 271 274 277 280 284 287 291 294 298 301 305 309 312 316 320 324 328 332 336 340 344 348 352 357 361 365 370 374 379 383 388 392 397 402 407 412 417 422 427 432 437 442 448 453 459 464 470 475 481 487 493 499 505 511 517 523 530 536 542 549 556  562 569 576 583 590 597 604 612 619 626 634 642 649 657 665 673 681 690 698 706 715 723 732 741 750 759 768 777 787 796 806 816 825 835 845 856 866 876 887 898 909 919 931 942 953 965 976 988

Tyto hodnoty bývají pak vždy v několika dekádách, tedy v násobcích deseti (např. s počátkem 1Ω, 10Ω, 100Ω, 1kΩ, 10kΩ, 100kΩ, 1MΩ).

V tabulce je též uvedená nejhorší tolerance hodnot pro danou řadu. To ovšem neznamená, že výrobce nemůže vyrábět řadu E24 s 1% tolerancí.

Rezistory jsou dnes nejčastěji dostupné v řadách E12 a E24. Miniaturní keramické kondenzátory pak E12. Elektrolytické kondenzátory, které mají velmi velké a navíc nesymetrické tolerance (např. -20/+50%), se často vyrábí pouze v řadě E3 (1,0 – 2,2 – 4,7), max. E6.

Sortiment indukčností nebývá (vzhledem k jejich méně častému použití) tak rozsáhlý.

Označování součástek

V minulosti byly elektronické součástky poměrně velké a nebyl problém na ně natisknout hodně informací, počínaje logem výrobce, přes hodnotu, toleranci, maximální zatížení až třeba i teplotní koeficient. Časem dochází k miniaturizaci a stává se problémem umístit na součástku potřebné informace. Jako první se tento problém projevil u miniaturních odporů.

Dalším problémem bylo používaní desetinné čárky (nebo tečky) v zápisu hodnoty. Tečka i čárka jsou snadno přehlédnutelné a také při používání součástky může dojít k jejím smazání. Proto se začalo používat odlišné značení. Desetinná čárka se nahrazuje písmenem, které normálně udává předponu jednotky.

Tak se rezistor 4,7kΩ označuje 4k7, rezistor 39kΩ je 39k, rezistor 1,2MΩ je 1M2. Co ale s hodnotami např. 6,8Ω ? Podle staré československé normy se použilo písmeno J („jednotka“), tedy 6J8. Dnes se celosvětové používá R (rezistor). Tedy 6R8.

Pokud je zápis příliš dlouhý (3 číslice + písmeno) je možné použít písmeno z vyšší předpony. Tedy např. 120kΩ = 0,12MΩ a místo 120k lze zapsat M12.

U kondenzátorů je to obdobné, ale vychází se z toho, že „základní“ jednotkou není farad, ale pikofarad.  Jako písmena pak dnes používáme p (piko), n (nano), µ (mikro) a m (mili).  Stará čs. norma používala stejné značení, jako pro odpory (dodnes se s tím můžeme poměrně často potkat v literatuře). Tam například písmeno k označovalo tisíc, ale pikofaradů. Tedy pikofarady J, nanofarady k, mikrofarady M a milifarady G.

Hodnota rezistoru Staré čs. značení Dnešní značení
2,7 Ω 2J7 2R7
39 Ω 39 (nebo 39J) 39R
470 Ω 470 470
1,2 kΩ 1k2 1K2
22 kΩ 22k 22K
680 kΩ 680k nebo M68 680K
3,3 MΩ 3M3 3M3
1,2 GΩ 1G2 1G2
Hodnota kondenzátoru Staré čs. značení Dnešní značení
2,7 pF 2J7 2p7
39 pF 39 (nebo 39J) 39p
470 pF 470 470p
1,2 nF 1k2 1n2
22 nF 22k 22n
680 nF 680k nebo M68 680n
3,3 µF 3M3 3µ3
22 µF 22M 22µ
680 µF 680M 680µ
2,2 mF 2G2 2m2
47 mF 47G 47m
680 mF 680G 680m
2,2F (superkapacitor) 2F2

Pozn. Symbol µ (řecké písmeno mí) se někdy (zejména ve schématech a u starších znakových tiskáren) nahrazuje symbolem u (malé u).

Problém s nedostatkem místa se začal řešit zaváděním různých kódů pro znázornění hodnoty. Jako první se začal používat barevný proužkový kód na miniaturních odporech v Japonsku cca v 60. letech minulého století. Na rezistor se natiskly barevné proužky po celém obvodu. Výhodou mimo jiné bylo i to, že kód byl čitelný při jakémkoliv pootočení součástky při osazování na desku. Každé číslici byla přidělena jedna barva. Rovněž byly určené barvy pro dekadické násobitele a toleranci. (Existuje i norma, ve které je poslední proužek vyhrazen i pro teplotní závislost, ale v praxi se to příliš nepoužívá.)  Nejčastěji byly dva proužky pro hodnotu, třetí pro násobitel a čtvrtý pro toleranci. Někdy je problém určit, z které strany se má kód „číst“. U čtyřech proužků bývá tolerance oddělená mezerou. Jinak je nutné zkusit obě možnosti a zjistit, která z nich dává smysluplnou hodnotu např. v řadě E24.

Barevné značení rezistorů – Bastler CZ – Michal Šika

Stejné nebo podobné kódy se používaly i pro kondenzátory, ale příliš se neujaly. Jeden z nich (pro starší kondenzátory TESLA) je na obrázku. Většinou se jednalo o interní normy výrobce.

Na určení barevných kódů rezistorů existuje množství různých pomůcek, od papírových skládaček přes webové služby až po aplikace pro mobilní telefony.

Dnes se opět přechází k alfanumerickému označování, protože zejména s miniaturizací a nástupem SMD součástek opět ubylo místo. Používá se tří nebo čtyřznakový kód. První dvě (nebo tři) číslice udávají hodnotu a poslední udává násobitel jako exponent v mocnine 10 (lidově řečeno, udává počet nul za platnými číslicemi). Jednotkou jsou ohmy nebo pikofarady.

Příklad kondenzátor 104:   10 * 104 pF  = 10* 10000pF = 100 000 pF = 100 nF

Poznámka k obrázku – stejné hodnoty mohou být znázorněny také jako

681  273
56R  824
182  395

Leave a reply

required