Elektronikk i praksis : Grunnleggende teori [PDF]

Zitiervorschau

Venås, Fosbæk, Vangsnes

Elektronikk i praksis Grunnleggende teori

ETORLACET

© 2000 Elforlaget, Norges Elektroentreprenørforbund 1. utgave, 1. opplag Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotogra­ filoven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, Interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning og kan straffes med

bøter eller fengsel. ISBN 82-7345-332-345-6

Fotos: Øyvind Nilsen Illustrasjoner: Gjengitt med tillatelse fra ELFA, Solna, Sverige Redaksjon: Øyvind Nilsen Sats og layout: Grafisk Verksted as, 1940 Bjørkelangen Trykkeri: Hegland Trykkeri A.s, FlekkeQord 2000

H^Forord

For opplæring i grunnleggende elektronikk er det laget en lærebokserie som omfatter grunnleggende teori, oppgaver og laboratorieøvinger. Lære­ bøkene egner seg også for alle andre som ønsker kunnskaper om elektro­ nikk, de er blant annet brukt i voksenopplæringen med godt resultat. Læremiddelet er utarbeidet for å dekke opplæringen i studieretningsfaget elektronikk i grunnkurs elektrofag. Det tar for seg alle fagemnene i analogelektronikk og digitalelektronikk som er beskrevet i læreplanen.

Målet med opplæringen i elektronikk i grunnkurs elektrofag er at elevene skal kunne koble og feilsøke på enkle elektroniske apparater som enkle stabiliserte strømforsyninger, lavfrekvensforsterkere, styrekretser for lys, varme og små motorer og enkle digitale styre- og tellekretser. Elevene skal kunne lage enkle elektroniske kretskoblinger for å løse prak­ tiske problemer og kunne anvende nødvendig dokumentasjon.

Elevene må vise at de har de nødvendige kunnskapene om elektroniske komponenter og kretsers virkemåte og beherske måleteknikk for å kunne feilsøke på enkle elektroniske kretser. For å nå målene i læreplanen er det viktig at elevene bruker teorien som et verktøy og lar teori og praksis gå hånd i hånd.

Det er utarbeidet løsningsforslag til alle oppgavene slik at læremiddelet også egner seg for selvstudium. Læremiddelet er basert på det pedagogiske prinsippet at «eleven lærer det eleven gjør».

Kongsberg, juli 2000

Forfatterne

Innhold 1 1.1 1.2

Elektronikk................................................................................ Hva er elektronikk? ................................................................... Elektronikkgrupper.....................................................................

11 11 13

2 2.1 2.2

Analog og digital elektronikk ................................................ Hva elektronikk dreier seg om................................................... Analog og digital visning..........................................................

15 15 16

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Symboler og skjemaer............................................................ Elektrotekniske skjemaer.......................................................... Blokkskjemaer........................................................................... Koblingsskjemaer....................................................................... Elektrotekniske skjemasymboler..............................................

17 17 17 18 20

4 4.1 4.2 4.3

Elektronikkomponenter.......................................................... Elektronikkomponenter ............................................................. Passive og aktive komponenter.................................................. Diskrete og integrerte komponenter.........................................

23 23 23 24

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16

Passive komponenter ............................................................... Ulike motstander ....................................................................... Faste motstander......................................................................... Variable motstander ................................................................... Ulineære motstander................................................................... Standardiserte verdier................................................................. Overflatemonterte komponenter................................................ DIL-motstander ......................................................................... Kondensatorer............................................................................. Upolariserte kondensatorer........................................................ Polariserte kondensatorer.......................................................... Overflatemonterte kondensatorer.............................................. Spoler.......................................................................................... Forskj ellige typer spoler............................................................ Transformatorer......................................................................... Spenningstransformering .......................................................... Skilletransformatorer.................................................................

25 25 27 28 29 33 36 36 38 39 40 41 41 42 42 44 45

6 6.1 6.2

Dioder og nettlikerettere ........................................................ Litt atomteori .............................................................................. Halvledere....................................................................................

47 48 50

6.3 N-materiale.................................................................................. 6.4 P-materiale.................................................................................. 6.5 Dioder.......................................................................................... 6.6 Diodesymbol og noen diodedata .............................................. 6.7 Diodekarakteristikker................................................................. 6.8 Feilsøking på dioder................................................................... 6.9 Merking av dioder ..................................................................... 6.10 Overflatemonterte dioder........................................................... 6.11 Nettlikeretter................................................................................ 6.12 Transformatorer......................................................................... 6.13 Forskjellige likeretterkoblinger.................................................. 6.14 Ladekondensator......................................................................... 6.15 Rippelspenning............................................................................ 6.16 RC-filter...................................................................................... 6.17 Zenerdioder.................................................................................. 6.18 Karakteristikkene til zenerdioder.............................................. 6.19 Spenningsstabilisering med zenerdiode................................... 6.20 Lysdioder .................................................................................... 6.21 Feilsøking på en likeretterkobling ............................................

50 51 52 55 56 58 58 59 59 60 62 64 65 66 67 67 68 68 72

7 Transistor som bryter............................................................... 7.1 Transistorer.................................................................................. 7.2 Navnet på strømmer og spenninger i en transistor.................. 7.3 Likestrømmene til en transistor................................................ 7.4 Enkel strømkilde......................................................................... 7.5 Transistorkaraktenstikker........................................................... 7.6 Dimensjonering av bryterkobling med transistor.................... 7.7 Transistoren som lysstyrt bryter................................................ 7.8 Transistoren styrer et relé........................................................... 7.9 Temperaturregulering................................................................. 7.10 Temperaturregulering med Schmitt-triggerkobling................ 7.11 Ulike typer transistorer................................................................ 7.12 Feilsøking på transistorer..........................................................

74 74 75 76 77 77 79 81 83 83 84 85 86

8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14

Transistoren som signalforsterker.......................................... Lavfrekvensforsterker ................................................................. Hvordan signalforsterkeren virker............................................ Felles emitterkoblet forsterkertrinn .......................................... Grafisk beregning av spenningsforsterkningen ...................... Fasedreining og kobling mellom trinnene ............................... Temperaturdrift........................................................................... Parallellmotkoblet forsterkertrinn.............................................. Seriemotkoblet forsterkertrinn.................................................. Merking av transistorer............................................................... Metningsområde og sperreområde............................................ Inngangsresistans....................................................................... Utgangsresistans......................................................................... Hvordan kjenner signalet kretsen?............................................ Økning av inngangsresistansen ved hjelp av emittermotstanden .....................................................................

88 88 90 92 94 96 98 99 102 106 108 109 110 111 112

8.15 8.16 8.17 8.18 8.19 8.20 8.21 8.22

Hvorfor ønsker vi stor inngangsresistans?............................... 114 Felles kollektorkoblet forsterkertrinn....................................... 115 Faseforholdet mellom utgangssignalet og inngangssignalet .. 117 Felles basiskoblet forsterkertrinn............................................. 118 Motkobling.................................................................................. 118 Ulike former for motkobling .................................................... 121 Motkobling over flere trinn........................................................ 122 Feilsøking på et forsterkertrinn.................................................. 124

Operasjonsforsterker.......................... 125 Hvordan en operasjonsforsterker virker................................... 126 En enkel modell av operasjonsforsterkeren ............................. 127 En ideell operasjonsforsterker og de virkelige dataene .......... 127 Eksempel på spenningsforsterkning med operasjonsforsterker................................................................... 128 9.5 Driftsspenning ........................................................................... 130 9.6 Nullpunktsforskyvning............................................................... 130 9.7 Praktiske regler for bruk av operasjonsforsterkere.................. 132 9.8 Ikke-inverterende forsterkerkobling......................................... 132 9.9 Inverterende forsterkerkobling.................................................. 134 9.10 Spenningsfølger......................................................................... 136 9.11 Summerende forsterker ............................................................. 136 9.12 Differensialforsterker................................................................. 138 9.13 Komparator.................................................................................. 140 9.14 Bruk av enkel driftsspenning .................................................... 141 9.15 Koblinger med enkel driftsspenning......................................... 143 9.16 Feilsøking på en krets med operasjonsforsterker................... 144

9 9.1 9.2 9.3 9.4

10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5

Utgangsforsterker..................................................................... Effektforsterker............................................................................ Klasse A-, B-og AB-forsterkere................................................ Innstilling av arbeidspunktet .................................................... Integrerte forsterkere ................................................................. Feilsøking på utgangsforsterkertrinn .......................................

146 146 150 154 155 157

11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8

Effektfelttransistor................................................................... Historikk...................................................................................... FET og MOS-FET ..................................................................... Effektfelttransistor (Power MOS-FET) ................................... Oppbygning og funksjon ........................................................... Kretser med effektfelttransistor................................................ Beskyttelse av effektfelttransistor.............................................. Ulemper og fordeler med effektfelttransistorer ...................... Lineære forsterkere med effektfelttransistorer........................

158 158 158 158 161 163 166 168 169

12 12.1 12.2 12.3

Spenningsstabilisering............................................................. Den indre resistansen i strømkildene....................................... Seriestabilisator ......................................................................... Spenningsstabilisator med operasjonsforsterker ....................

171 171 173 177

12.4 12.5

Integrert spenningsstabilisator.................................................. Feilsøking på spenningsstabilisatorkretser...............................

13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 13.10 13.11

Tyristor, dobbelbasisdiode, triac og diac ............................. 184 Fasestyring med tyristor............................................................. 184 Tyristor........................................................................................ 185 Oppbygning og virkemåte ......................................................... 185 Dobbelbasisdiode (UJT)............................................................. 187 Styrekrets med tyristor og dobbelbasisdiode........................... 189 Triac og diac................................................................................ 191 Styrekrets med triac og diac....................................................... 193 Fordeler med tyristor- og triacstyringer................................... 194 Demping av radiostøy................................................................. 195 Praktisk bruk av tyristor og triac .............................................. 195 Feilsøking på tyristorkretser...................................................... 000

14 14.1 14.2 14.3 14.4

200 200 200 202

14.5 14.6

Feilsøking på analogt elektronikkutstyr............................... Hvordan strømforsyninger er oppbygd..................................... Feilsøking på enkle, stabiliserte strømforsyninger.................. Feilsøking på enkle lavfrekvensforsterkere ............................. Feilsøking på enkle effektkretser for styring av lys, varme og små motorer ............................................................... Feilsøking på en effektkrets med tyristor................................. Feilsøking på en effektkrets med triac .....................................

15 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9 15.10

Digitalelektronikk..................................................................... Begrepet «digital» ..................................................................... Digitalteknikk.............................................................................. Bruk av digitalteknikk ............................................................... Begrepet «logikk»....................................................................... Logiske avgjørelser..................................................................... Logiske funksjoner..................................................................... Digitalelektronikk....................................................................... Digital informasjon..................................................................... Brytere ........................................................................................ Kretser for logiske avgjørelser..................................................

208 208 208 209 209 209 212 213 213 214 215

16 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9 16.10 16.11

Logiske funksjoner og portkoblinger................................... Logiske grunnelementer............................................................. Kort om boolsk algebra ............................................................. Innføring i det binære tallsystemet........................................... Funksjonstabeller....................................................................... Strømkrets.................................................................................... OG-funksjon................................................................................ ELLER-funksjon ....................................................................... INVERTERER-funksjon ........................................................... NOG-funksjon ........................................................................... NELLER-funksjon..................................................................... EKSKLUSIV-ELLER-funksjon................................................

216 216 217 218 219 219 220 222 225 226 228 230

179 182

204 205 206

17 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8

Boolsk algebra........................................................................... Bruk av boolsk algebra.............................................................. Boolske operatorer..................................................................... Regneregler.................................................................................. de Morgans teoremer................................................................. Bruk av de Morgans teoremer .................................................. Fra funksjonstabell til logisk krets............................................ Motorstyring med logiske kretser.............................................. Spenningssignaler og signaler fra kontaktpåvirkning ............

233 233 233 235 235 236 238 242 244

18 18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6 18.7 18.8 18.9 18.10 18.11 18.12 18.13

Vipper ........................................................................................ Sekvensiell logikk....................................................................... Sekvensielle kretser................................................................... Astabil vippe................................................................................ Monostabil vippe ....................................................................... Bistabile vipper........................................................................... SR-vippe...................................................................................... SR-vippe med NELLER-porter................................................ SR-vippe med NOG-porter ...................................................... Taktstyrt SR-vippe..................................................................... Dominansforhold for SR-vipper................................................ Datavippe.................................................................................... JK-vippe...................................................................................... Schmitt-trigger...........................................................................

247 247 247 248 250 252 252 252 254 256 257 258 260 261

19 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5

Tallsystemer .............................................................................. Desimalsystemet......................................................................... Binærsystemet ............................................................................ Omregning fra desimaltall til binærtall ................................... Omregning fra binærtall til desimaltall ................................... Binærkodet desimalsystem (BCD)............................................

263 263 264 264 267 267

20 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5

Tellere........................................................................................... Binærtellere ................................................................................ Firebiters binærteller ................................................................. Bruk av tellere ........................................................................... Desimal avlesning....................................................................... Integrerte tellere.........................................................................

269 269 270 273 274 277

21 21.1 21.2 21.3 21.4 21.5 21.6 21.7 21.8 21.9

Integrerte digitale kretser ...................................................... Integrasjonstetthet....................................................................... Kapsler........................................................................................ Egenskaper.................................................................................. Familier av logiske kretser........................................................ TTL-kretser.................................................................................. Hvordan TTL-kretser er oppbygd.............................................. CMOS-kretser............................................................................. CMOS 4000-familien................................................................. Sammenlikning av CMOS- og TTL-kretser............................

279 279 280 281 282 282 283 285 286 288

21.10 Utgangstrinn................................................................................ 288 21.11 Datablad for CMOS-kretser...................................................... 291 22 22.1 22.2 22.3 22.4 22.5

Digitale styringer ..................................................................... Kodelås 1 .................................................................................... Kodelås 2 .................................................................................... Motorstyring av veibom............................................................. Motorstyring av potensiometer.................................................. Alarm for pumpeanlegg.............................................................

295 295 296 298 299 300

23 23.1 23.2 23.3

CMOS-kretser i bruk............................................................... Behandling av CMOS-kretser .................................................. Lodding........................................................................................ Koblinger ....................................................................................

303 303 304 304

24 24.1 24.2 24.3 24.4 24.5 24.6 24.7

Feilsøking på digitale kretser.................................................. Digitale kretser............................................................................ Logisk feilsøker (logisk probe).................................................. Eksempel på bruk av feilsøker.................................................. Annet feilsøkingsutstyr for digitalekretser .............................. Feilsøking på en kombinatorisk krets....................................... Feilsøking på en sekvensiell kretsmed integrert teller............. Feilretting....................................................................................

307 307 307 308 310 311 312 313

25

Integrering av analog og digitalelektronikk ........................

315

Stikkordliste .............................................................................. 317

Elektronikk ■

I dette kapitlet skal vi se på hva elektronikk dreier seg om, og hvordan elektronikk kan deles inn i ulike grupper avhengig av hva den brukes til, og hvor den brukes. Læremål Når du har gjennomgått dette kapitlet, bør du kunne ✓ forklare hva ordet elektronikk kommer av, og hva elektronikk dreier seg om ✓ forklare hvordan elektronikk blir delt inn i grupper avhengig av hva den brukes til, og hvor den brukes

1.1 Hva er elektronikk? I vanlig språkbruk omfatter elektronikk all bruk av elektronrør, halvledere og andre elektronikkomponenter i ulike elektroniske apparater og forskjellig elektronisk utstyr. Det var oppfinnelsen av elektronrøret som skapte faget elektronikk. Ordet elektronikk er en forenkling av ordet elektronrørteknikk. Et elektronrør består av en lukket beholder av glass som er pumpet tom for luft. Inne i glassbeholderen er det plassert en glødekatode, en anode og en eller flere andre elektroder som kan brukes til å styre en elektronstrøm fra katoden til anoden. Elektronrørene egner seg til å forsterke og likerette elektriske signaler med både lave og høye frekvenser. En begynte derfor å bruke det i radioteknikken i radiosendere, radiomottakere og fjernsynsmottakere. Bilderøret i fjernsynsapparater er også et elektronrør.

Figur 1.1 Fjernsynsbilderør 11

I 1947 konstruerte amerikanerne Bardeen, Brattain og Shockly en halvlederkomponent som de kalte transistor.

Figur 1.2 Verdens første transistor Ordet transistor kommer fra engelsk og er en sammensetning av ordene «transfer» og «resistor». Transistoren ble utgangspunktet for en fantastisk utvikling i elektronikken og førte til en økende grad av miniatyrisering av elektroniske kretser. Til forsterking og behandling av elektriske signaler var elektronrøret enerådende fram til midten av 1950-årene. Da begynte transistorer og andre halvlederelementer å ta over.

Utviklingen av elektronikken innenfor telekommunikasjon, databehand­ ling, forsvar og undervisning har i stor grad bidratt til å forandre samfun­ net til et samfunn basert på informasjons- og kommunikasjonsteknologi, IKT.

For å kunne bruke den elektronikken som er utviklet og stadig blir utviklet i elektroniske apparater og elektronisk utstyr, må vi skaffe oss kunnskap om hvordan de elektroniske kretsene i apparatene virker. I elektronikkfaget kan du tilegne deg denne kunnskapen.

Figur 1.3 Transistorer 12

1.2 Hva er elektronikk? Avhengig av hva elektronikk og elektroniske apparater brukes til, og hvor de brukes, er det vanlig å dele elektronikken inn i disse gruppene: Hjemmeelektronikk Hjemmeelektronikk omfatter bruken av elektronikk i elektroniske og elek­ triske apparater som er laget for hjemmene våre. Her er det vanlig å skille mellom brunvarer og hvitvarer. Navnet brunvare stammer fra den gang de elektroniske apparatene som radio og fjernsyn var bygd inn i en brun trekasse, mens hvitvare stammer fra den gang komfyrer og vaskemaskiner bare var hvite.

Til gruppa brunvarer hører ✓ radioapparater fjernsynsapparater ✓ båndspillere CD-spillere osv.

Til gruppa hvitvarer hører: ✓ komfyrer vaskemaskiner ✓ tørketromler ✓ oppvaskmaskiner osv.

De fleste av disse apparatene var tidligere basert på bare elektriske styr­ inger, men utviklingen har ført til at elektroniske styringer også er tatt i bruk her. Kommunikasjonselektronikk Kommunikasjonselektronikk omfatter elektronikken i alle elektroniske apparater og utstyr for kommunikasjon mellom mennesker. Det kan for eksempel være telefon, telefonsentraler, mobiltelefonsendere og mobiltelefonapparater. Maritim elektronikk Maritim elektronikk dreier seg om elektronikken i elektroniske apparater og utstyr om bord i båter. Det kan for eksempel være radar, ekkolodd, radiotelefon og navigasjonsutstyr.

Bilelektronikk Bilelektronikk er all elektronikk som blir bruket i biler. Kravet om mindre forurensning fra biler har ført til økende bruk av elektronikk til regulering av forbrenningen i motoren. Krav til sikkerhet har blant annet gjort at vi har fått blokkeringsfrie bremser som også er styrt av elektronikk.

Flyelektronikk Flyelektronikk omfatter all elektronikk som blir brukt i fly. Det kan for eksempel være kommunikasjonsutstyr, autopilot, ulike måleinstrumenter, styre- og kontrollutstyr. Industriell elektronikk Industriell elektronikk er all elektronikk som blir brukt i industrien. Det kan for eksempel være elektronisk måleutstyr, styrings- og regulerings­ systemer og utstyr for automatiserte produksjonsanlegg.

13

Medisinsk elektronikk Medisinsk elektronikk er elektronikk som blir brukt av i apparater og utstyr til behandling av syke mennesker. Det kan for eksempel være apparater som brukes til å stille diagnose, til å overvåke under en operasjon og til å gjennomføre selve operasjonen. Datamaskinelektronikk Datamaskinelektronikk omfatter all bruk av elektronikk i datamaskiner og datautstyr for informasjons- og kommunikasjonsteknologi (IKT). Den om­ fatter også elektronikkutstyr som brukes for å koble sammen datamaskiner i datanett.

14

2

Analog og digital elektronikk Det er vanlig å dele elektronikken inn i analog og digital elektronikk, og i dette kapitlet skal vi se på hva som er forskjellen på analog og digital vis­ ning av måleverdier på måleinstrumenter. Læremål Når du har gjennomgått dette kapitlet, bør du kunne ✓ forklare forskjellen på analog og digital elektronikk ✓ forklare hva vi mener med analog og digital visning av måleverdier

2.1 Hva elektronikk dreier seg om Elektronikk dreier seg grovt sett om å motta, behandle og sende en eller an­ nen form for elektriske signaler. Signalene kan være elektrisk spenning eller strøm. Når signalbehandlingen ikke koder om signalet til nye verdier, det vil si tallverdier, kaller vi elektronikken analog elektronikk. Figur 2.1 viser prin­ sippet for omforming av menneskelig tale til lyd i en høyttaler. Når vi snakker inn i en mikrofon, blir lyden omformet til et elektrisk signal av mikrofonen. I forsterkeren i høyttaleranlegget er den videre behandlingen av signalet slik at signalet hele tiden samsvarer med talelyden. Vi sier at signalbehandlingen er analog. Elektronikken som utfører signalbehandlingen i forsterkeren, kaller vi analog elektronikk. Med et oscilloskop koblet til høyttaleranlegget ser vi at det elektriske signalet varierer i takt (proporsjonalt) med talen.

Figur 2.1 Prin­ sippet for et høyttaleranlegg 15

Den delen av elektronikken som behandler signaler som varierer trinnvis, kaller vi digital elektronikk. Digitale signaler har bare to verdier. For ek­ sempel er det enten strøm eller ikke strøm gjennom en lampe. Blinklyset på en bil varierer i trinn. Det er vanlig å kalle de to verdiene for null (0) og en (1). Når det ikke flyter strøm i en ledning, sier vi at signalet er null, og når det flyter strøm gjennom ledningen, sier vi at signalet er en. Datamas­ kiner og lommeregnere er eksempler på apparater som er basert på digital elektronikk.

Til automatisk styring av trafikk blir det brukt trafikklys med lamper som enten lyser eller ikke lyser. Det gir trafikantene digitale signaler som regu­ lerer trafikken, og signalene er styrt av digital elektronikk.

2.2 Analog og digital visning Figur 2.2 Trafikklys

Figur 2.3 Multimeter med digital visning av måleverdien

16

En klokke kan ha analog eller digital visning eller begge deler. Klokker som har visere, sier vi har analog visning av tida, mens klokker som viser tida med tall, sier vi har digital visning. På samme måte er det med målein­ strumenter. Et instrument som viser måleverdien med visere, sier vi er et analogt instrument, og et instrument som viser måleverdien med tall i en tegnrute (’display’), sier vi er et digitalt instrument. Se figurene 2.3 og 2.4.

Figur 2.4 Isolasjonsmåler med analog visning av måleverdien

Symbetø eg skjemaa» I dette kapitlet skal vi se på skjemaer og symboler som vi bruker for å for­ telle hvordan en krets eller et apparat er oppbygd, og hvordan de elektriske signalene flyter gjennom apparatene.

Læremål Når du har gjennomgått dette kapitlet, bør du kunne ✓ forklare hva vi mener med blokkskjemaer, og hva vi bruker dem til ✓ forklare hva vi mener med interne og eksterne koblingsskjemaer, og hva vi bruker dem til ✓ forklare betydningen av de elektrotekniske symbolene vi skal bruke

3.1 Elektrotekniske skjemaer Når vi skal bygge elektroniske apparater, har vi tegninger og skjemaer som viser oss hvordan de er bygd opp, og hvordan de forskjellige komponen­ tene er koblet sammen. Skjemaene forteller oss om strømmer og spen­ ninger i apparatet og hvor de elektriske signalene går. De symbolene vi bruker, er basert på norske normer for elektrotekniske skjemasymboler. Normene er utarbeidet av Norsk Elektroteknisk Komité (NEK) og bygger på internasjonale normer som er utarbeidet av Internatio­ nal Electrotechnical Commission (IEC). Vi skal se på de vanligste skjema­ ene som blir brukt i elektronikken.

3.2 Blokkskjemaer Vi bruker blokkskjemaer for å gi en oversikt over hovedfunksjonen eller hovedkomponentene i et apparat. Blokkskjemaer blir tegnet med rektangu­ lære blokker som inneholder tekst eller symboler. Hver blokk beskriver en hovedfunksjon eller en hovedkomponent som apparatet er oppbygd av. Blokkene blir plassert i rekkefølge fra venstre mot høyre. For å beskrive hvor de elektriske signalene går, tegner vi streker med piler mellom blokk­ ene. Figur 3.1 viser blokkskjemaet for en strømforsyning.

17

Figur 3.1 Blokkskjema for strømforsyning

3.3 Koblingsskjemaer Koblingsskjemaer viser den elektriske sammenkoblingen av komponen­ tene i apparater eller anlegg. Vi skiller mellom interne og eksterne ko­ blingsskjemaer. Interne koblingsskjemaer Vi bruker interne koblingsskjemaer for å vise hvordan innvendige elek­ triske koblinger i apparater og utstyr er utført. Figur 3.2 viser koblingsskjemaet for utgangsforsterkeren i en lommeradio.

Figur 3.2 Utgangsforsterker i en lommeradio 18

Eksterne koblingsskjemaer Vi bruker eksterne koblingsskjemaer for å vise hvordan de utvendige kob­ lingene i apparater eller utstyr skal utføres. Figur 3.3 viser et skjema for sammenkobling av antenne, forsterker, CD-spiller og høyttaler til et fjern­ synsapparat.

REAR

FRONT

Figur 3.3 Eksternt koblingsskjema for et fjernsynsapparat

19

3.4 Elektrotekniske skjemasymboler Skjemasymbolene er internasjonale, og vi bruker dem for å angi ulike typer av komponenter som de elektroniske kretsene består av. Vi skal se på noen av de vanligste skjemasymbolene.

Symboler for strømarter Symbol

Betydning

Likestrøm, hovedsymbol

— Likestrøm, alternativt symbol

— Vekselstrøm, hovedsymbol

Symboler for elektriske måleinstrumenter

Symboler for elektrotekniske størrelser og enheter Størrelse

Enhet

U

spenning

volt

V

I

strøm

ampere

A

R

resistans

ohm

n

Z

impedans

ohm

(i

L

induktans

henry

H

C

kapasitans

farad

F

P

effekt

watt

W

f

frekvens

hertz

Hz

X

bølgelengde

meter

m

t

tid

sekund

s

minutt

min

time

h

rotasjonsfrekvens

omdreininger per tidsenhet

r/s r/min

e

temperatur

celsiusgrader

°C

N

antall vindinger

n

20

Enhetssymbol

Størrelsessymbol

Symbol

Betydning

CD CD CD CD CD

Voltmeter

Viv

Amperemeter

Wattmeter

Ohmmeter Det er vanlig praksis å anvende enhetssymbolet Måleinstrument med digital avlesing. Eksempel: Digitalt voltmeter

Definisjoner og symboler for ledningsmateriell Symbol

—

Betydning Leder, hovedsymbol Kan angi en enkelt leder eller en gruppe av flere ledere

===== Tre ledere, flerlinjeframstilling •

Sammenkobling av ledere

Klemme, hovedsymbol Sirkelen blir vanligvis fylt

o

---------