Электрический элемент

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Электрическим элементом называют конструктивно-завершённое, изготовленное в промышленных условиях изделие, способное выполнять свои функции в составе электрических цепей.

Основные параметры электроэлементов[править | править вики-текст]

Номинальные значения величин[править | править вики-текст]

Класс точности[править | править вики-текст]

Допустимое отклонение (или класс точности) характеризует допустимое отклонение величины от номинальной и не является показателем качества электроэлемента. Ряды допустимых отклонений описаны в ГОСТ 9664-61: ±5, ±10 и ±20 являются наиболее часто используемыми.

Пределы допустимых отклонений указываются в процентах от номинальной величины.

Электрическая прочность[править | править вики-текст]

Способность элемента выдерживать электрические нагрузки без потери работоспособности характеризуется следующими параметрами:

  • Рабочее напряжение Uраб — это максимальное напряжение, при котором при нормальных условиях элемент может находиться в течение гарантированного срока службы.
  • Номинальное напряжение Uн.
  • Напряжение пробоя или пробивное напряжение Uпр — это минимальное напряжение, при котором происходит пробой изоляции.
  • Испытательное напряжение Uисп показывает максимальное напряжение, в котором элемент может находиться в течение от нескольких секунд до минуты. Используется при перенапряжении.

Мощность[править | править вики-текст]

Номинальная мощность Pн — это максимально допустимая мощность, которую элемент может рассеивать в течение гарантированного срока службы при нормальных условиях. Как правило, этот параметр указывается для резисторов, так как именно они предназначены для поглощения электрической энергии.

Потери[править | править вики-текст]

Потери существуют в любом электрическом элементе:

  • Потери на активном сопротивлении.
  • Диэлектрические потери на поляризацию из-за несовершенства диэлектрика.
  • Потери на сопротивление, носимое различными экранами, сердечниками деталей и т. п.
  • Потери, наносимые различными нагрузками.
  • Скин-эффект (поверхностный эффект) возникает при переменном токе в прямолинейном проводнике. Он уменьшает эффективную площадь проводимости проводника до кольцевой части поперечного сечения. Возникает вследствие расхождения линий магнитного поля.
  • Эффект близости проявляет себя в близкорасположенных проводниках. Вследствие взаимного электрического взаимодействия между носителями заряда в проводниках (например отталкивающая сила Кулона между электронами) возникает снижение эффективной площади сечения, и потери растут.

Эти потери зависят от частоты, характера проводника и от шероховатости поверхности (удлиняется путь тока и сопротивление растет). Параметры, характеризующие потери:

Термины добротности и тангенса угла потерь применяются для конденсаторов, индуктивностей и трансформаторов.

Стабильность[править | править вики-текст]

Стабильность параметров — есть способность электроэлемента сохранять свои свойства при воздействии внешних факторов, таких как температурные, механические воздействия (вибрация, удары), нестандартные климатические условия (повышенная температура, влажность или давление окружающей среды) и др.

Температурные воздействия[править | править вики-текст]

Температурные воздействия делятся на обратимые и необратимые. Непосредственно изменение характеристик элемента описывается температурными коэффициентами: ТКХ показывает изменение параметра Х при увеличении температуры T на один градус. \alpha_X = \frac {dX}{X {dT}}.

\alpha_R = \frac {dR}{R {dT}}

\alpha_C = \frac {dC}{C {dT}}

\alpha_L = \frac {dL}{L {dT}} В дополнение можно привести пример необратимого изменения параметра. Подобные изменения могут происходить по различным причинам, таким как старение или же нарушение условий эксплуатации.

  • ТКНЕ — необратимое изменение емкости TKHE = \frac {dL}{L}

где dT — приращение температуры, R — сопротивление, C — ёмкость, L — индуктивность.

Механические воздействия[править | править вики-текст]

Механические воздействия на электроэлемент приводят к катастрофическим отказам или вызывать нарушение герметичности. Отношение электроэлемента к механическим вибрациям характеризуется следующими свойствами:

  • Вибропрочность — свойство электроэлемента противостоять разрушающему воздействию вибрации и после длительного воздействия сохранять способность к выполнению своих функций.
  • Виброустойчивость — способность электроэлемента выполнять свои функции в условиях вибрации. Наиболее опасен резонанс.

Надёжность[править | править вики-текст]

Надёжность — это свойство элемента выполнять все заданные функции в течение требуемого времени при определенных условиях эксплуатации, и сохранение основных параметров в пределах заданных допусков. Надёжность характеризуется:

  • Гарантийным сроком службы.
  • Интенсивностью отказов λ(t), то есть отношением количества элементов n, отказавших в течение времени Δt, к произведению количества элементов n, работоспособных к началу промежутка, на длительность этого промежутка Δt. \lambda (t) = \frac {\Delta n} {N_{n-1} {\Delta t}} Для уменьшения интенсивности отказов можно использовать облегченный режим работы элементов.
  • Вероятностью безотказной работы.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • ГОСТ 9664-61. Ряды допустимых отклонений физических величин.
  • ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования.