Bobina

Harila, bobina edo induktorea energia eremu magnetiko moduan biltegiratzen duen zirkuitu elektriko baten osagai pasiboa da, autoindukzio-fenomenoa baliatzen duena.

Induktantzia (L) izeneko harilaren konstantea henry unitateetan neurtzen da. Hala ere, elektronikan, ez da ohikoa henry ordenako harilak izatea eta unitate txikiagoak erabiltzen dira.

harilak, bobina edo induktorea

Eraikuntza

Induktorea normalean eroale-bobina batez dago osatua, usuki burdin hariaz edo kobrezko hari esmalteztatuaz egina. Badira airezko nukleodun eta burdin materialez osatutako nukleodun induktoreak (adibidez, altzairu magnetikoa), beren magnetismo-ahalmena areagotzea dutenak helburu.

Induktoreak zirkuitu integratuetan ere eraiki daitezke, mikroprozesagailuak egiteko prozesu bera erabiliz. Kasu hauetan arrunki aluminioa erabiltzen da material eroale gisa. Hala ere, arraroa da induktoreak zirkuitu integratuen barnean eraikitzea; askoz ere praktikoagoa da “biralari” deitutako zirkuitua erabiltzea, anplifikadore operazional baten bidez kondentsadore batek induktore modura jokatzea ahalbidetzen duena.

Induktorea hurrengo zatiez dago osatua:

• Harilkatu induktorea: korronte elektrikoa zeharkatzerakoan fluxu magnetikoa sortzeko erabiltzen den espira multzoa da.

• Kulata: sustantzia ferromagnetikoko pieza da, harilkatuz inguratuta ez dagoena eta makinaren poloak elkartzeko dena.

• Pieza polarra: kulata eta burdinartearen artean kokaturako zirkuitu magnetikoaren zatia da, nukleoa eta espantsio polarra barne.

• Nukleoa: harilkatu induktoreaz inguratutako zirkuitu magnetikoaren zatia da.

• Espantsio polarra: induzituaren ondoan eta burdinarte ertzean dagoen pieza polarraren zatia da.

• Kommutazio-poloa edo polo lagungarria: polo magnetiko osagarria da, harilkatuz hornitua (ala ez) eta kommutazioa hobetzeko dena. Erdi-mailako eta potentzia handiko makinetan erabiltzen da.

Induktore txikiak ere fabrikatu daitezke, maiztasun oso altuetan erabiltzeko, pikortatu- edo ferrita-zilindro batetik igarotzen den eroale bat erabiliz.

Ekuazioak

• Tentsioa:

• Intentsitatea:

Testua: wikipedia

Kondentsadorea

Kondentsadorea: aireak edo isolatzaile batek (dielektrikoak) bereizten dituen bi metal-xafla paralelok osatutakoari deritzo horrela. Faradetan neurtzen da (azpimultiploak mikrofarad-a, pikofarad-a eta abar dira). Karga elektrikoa metatzea da haren zeregin nagusia.

Kondentsadorearen portaera honako ekuazio diferentzialarekin zehaz daiteke.

Non C kapazitatea, u(t) borneen arteko potentzial-diferentzia eta i(t) igarotzen den korronte elektrikoa den.

Korronte Alternoa (AC)

Korronte alternoan kondentsadoreak erreaktantzia kapazitibo (X_C) izeneko korronteari erresistentzia izaten du.

Korronte Zuzena (DC)

Korronte zuzenean bi kasu eman daitezke. Kondentsadorea erregimen iraunkorrean badago, hau zirkuitu irekia bezala portatzen da. Baina kondentsadorea erregimen iragankorrean badago, kondentsadorearen borneen arteko potentzial-diferentzia aldakorra izango da.

Potentzia elektrikoa

Potentzia elektrikoa edo ahalmen elektrikoa zirkuitu elektriko baten energia elektrikoaren transferentzia abiadura da, hau da, elementu batek denbora tarte baten sortu edo xahutzen duen energia elektriko kopurua. Potentziaren unitatea Nazioarteko Unitate Sisteman watta (W) da.

Potentzia elektrikoa orokorrean sorgailu elektrikoek sortzen dute, baina bateria elektriko eta beste iturri batzuk ere sortu dezakete. Energia elektrikoaren industriak sare elektrikoaren bitartez etxebizitza eta fabrikakpotentzia elektrikoz hornitzen ditu.

Zirkuitu elektriko batetik igarotzen den korronte elektriko batek energia transferentzia bat egin dezake, energia elektrikoa beste energia mota batzutan bihurtu daiteke. Gailu elektrikoek potentzia elektrikoa xurgatuz beroa, argia (bonbillak), higidura (motor elektrikoak), soinua (bozgorailua) eta elektrolisia sortu dezakete, adibidez.

Gailu elektriko batek xurgatzen duen potentzia elektrikoa watt-ordu (Wh) edo kilowatt-ordutan (kWh) neurtzen da —1Wh = 3600 joule—. Etxebizitza eta fabrikak energia elektrikoz hornitzen dituzten konpainia elektrikoek orokorrean kilowatt-ordutan fakturatzen dute.

Definizioa:

Potentzia elektrikoa, potentzia mekanikoa bezala, denbora unitatean egindako lana da. P letrarekin adierazten da, eta wattetan neurtzen da. Q coulombez osatzen den I korronte elektriko batek, V potentzial diferentzia bat t denbora batez zeharkatzerakoan, sortutako edo xahututako P potentzia elektrikoa hurrengoa da:

non

• Q karga elektrikoa den, coulombetan neurtua,
• t denbora den, segundutan neurtua,
• I korronte elektrikoaren intentsitatea den, anperetan neurtua,
• V potentzial diferentzia den, voltetan neurtua.

Azalpena:

Potentzia elektrikoa beste energia mota batzuetan bihurtzen da karga elektrikoek potentzial diferentzia bat zeharkatzen dutenean, zirkuitu elektrikoetako osagai elektronikoetan gertatzen den kasua. Potentzia elektrikoari dagokionez, zirkuitu elektrikoetako osagaiak kategoria bitan banandu daitezke:

• Gailu pasiboak edo kargak: karga elektrikoek potentzial diferentzia bat zeharkatzen dutenean tentsio haundiagoko puntutik tentsio txikiagokora, hau da, korrontearen norantza konbentzionala (karga positiboena) terminale positibotik (+) negatibora (-) doanean, karga elektrikoek lan bat egiten dute gailuan. Terminaleen arteko potentzial diferentziaren eraginez karga elektrikoek duten energia potentziala gailuan energia zinetiko bihurtzen da. Gailu hauek osagai pasiboak edo kargak deitzen dira; zirkuituko potentzia elektrikoa xahutu egiten dute eta beste energia mota batzuetan bihurtu, lan mekanikoan, beroan, argian, etabar. Korronte alternoaren kasuan tentsioaren norakoa periodikoki aldatzen da; korronteak potentzial haundiagoko puntutik potentzial txikiagoko puntura joaten jarrituko du.

• Gailu aktiboak edo energi iturriak: kanpoko indar batek karga elektrikoak potentzial elektriko txikiagoko puntutik potentzial haundiagoko puntura eramaten dituenean, karga positiboak terminal negatibotik (-) terminale positibora (+) joanez, lana kargetan egiten da, eta beste motatako energia bat, energia mekanikoa edo energia kimikoa adibidez, energia potentzial elektriko bihurtzen da. Gailu hauek gailu aktibo edo elektrizitate iturriak deitzen dira, eta hauen artean sorgailu elektrikoak eta bateria elektrikoak daude.

Gailu batzuk iturriak zein kargak izan daitezke, beraien tentsio eta korrontearen norantzaren arabera. Bateria kargagarriak adibidez, zirkuitu bati korrontea ematen diotenean iturri bezala jokatzen dute, baina bateria-kargagailu bati konektatuta daudenean eta birkargatzen daudenean karga bezala jokatzen dute.

Potentzia elektrikoa gailu baten sortu edo xahutu egin daitekeenez, potentzia positiboa zehaztuko duen konbentzio bat beharrezkoa da. Honela, zirkuitu batetik irten eta gailu baten sartzen den potentzia elektrikoari zeinu positiboa ematen zaio, eta gailu batetik irten eta zirkuitura doan potentzia elektrikoari zeinu negatiboa. Honela, gailu pasiboek potentzia positiboa xahutzen dute, eta iturriek potentzia negatiboa xahutzen dute.

Potentzia korronte zuzenean:

Korronte zuzenean, terminale bi dituen gailu batek garatzen duen potentzia, terminaleen harteko potentzial diferentziaren eta gailutik igarotzen den intentsitate elektrikoaren harteko biderketa da; potentzia tentsio eta korrontearekiko zuzenki proportzionala da. Hau da, potentzia kopuru baterako, zenbat eta tentsio haundiagoa orduan eta korronte txikiagoa, eta alderantziz.

non I aldiuneko korrontearen balioa anperetan den, eta V aldiuneko tentsioaren balioa voltetan. P potentzia wattetan neurtzen da. I, V eta Pren batazbesteko balioentzat formula berbera erabiltzen da.

Gailua R baliodun erresistentzia bat denean —ohmetan neurtua—, edo gailuaren erresistentzia baliokidea kalkulatu badaiteke, aurreko formula ohmen legearekin konbinatu daiteke, eta potentzia honela adierazi daiteke:

Potentzia korronte alternoan:

Korronte alternoko zirkuituetan, induktantzia edo kapazitantzia dauzkaten elementuek energia metatzen dute, eta honek potentziaren norantza periodikoki alderantzizkatzea eragin dezake. KAko uhin-formaren ziklo oso batean, potentziaren parte bat metatu egiten da eta beste bat lan bihurtzen da. Lan bihurtzen den potentzia erabilgarria potentzia aktiboa da, eta wattetan (W) neurtzen da. Kondentsadore eta solenoideetan metatzen den energia ez da erabilgarria.Potentzia erreaktiboa deritzo, eta bere unitatea volt-anpere erreaktiboa da (VAr). Zirkuituak sorgailu elektrikotik kontsumitu duen energia osoa, erabilgarria eta ez erabilgarria, itxurazko potentzia da, eta bere unitatea volt-anperea (VA) da.

Gailu batek xahautzen duen potentzia aktiboa (P), wattetan (W) hurrengoa da:

Potentzia erreaktiboa (Q), volt-anpere erreaktibotan (VAr) hurrengoa da:

Itxurazko potentzia (S), volt-anperetan (VA) hurrengoa da:

Testua eta irudiak: wikipedia