Komponenter och kretsar

Navigeringshjälp

Den här navigeringshjälpen visar de första stegen för att använda presentationen. Du kan hoppa över den med ⟶ (högerpil).

Navigering

Du kan bläddra mellan bilder och avsnitt med piltangenterna på datorn.

Navigeringspilar för presentationen

Fler funktioner

Med några kortkommandon kommer du åt fler funktioner. De viktigaste är:

F1
Help / hjälp
o
Overview / översikt över alla bilder
s
Speaker View / talarvy
f
Full Screen / helskärmsläge
b
Break, Black, Pause / dölj presentationen
Alt-klick
Zooma in på eller ut från bilden

Översikt

Presentationen är tvådimensionell: kolumnerna är kapitlets avsnitt och raderna är bilderna i respektive avsnitt.

Skriver du ett ”o” får du en översikt över alla bilder i presentationen. Det hjälper dig att få en överblick eller hitta tillbaka om du känner att du ”gått vilse”. Navigera med piltangenterna.

Talarvy

Talarvy

Skriver du ett ”s” öppnas ett nytt fönster, talarvyn.

Under ”Layout” kan du välja mellan olika placeringar av elementen.

Praktiska tips för talarvyn

  • Om du använder en projektor ställer du in operativsystemet på två skärmar: talarvyn visas då till exempel på laptopen medan deltagarna ser presentationen.
  • Vid en onlinepresentation delar du webbläsarfliken och navigerar i fönstret ”Speaker View”.
  • Talarvyn gäller alltid ett kapitel. I slutet av kapitlet måste den stängas för att kunna öppna en ny talarvy i nästa kapitel.
  • För att markera något med muspekaren eller använda zoom måste du byta till det fönster där presentationen visas.

Helskärm

Skriver du ett ”f” visas den aktuella bilden i helskärm. Med ”Esc” lämnar du helskärmsläget.

Det är särskilt praktiskt för skärmen som visar presentationen för publiken.

Dölj

Skriver du ett ”b” döljs presentationen.

Du visar den igen på något av följande sätt:

  • Klicka i fönstret.
  • Tryck på ”b” igen.
  • Klicka på knappen ”Resume presentation”.
Knappen Resume Presentation

Zoom

Håller du ned Alt-tangenten och klickar i presentationen zoomas den delen in. Det är praktiskt för att lyfta fram detaljer i kopplingar. Ett nytt klick tillsammans med Alt zoomar ut igen.

Zoomen fungerar bara i det valda fönstret. Talarvyn är inte synkroniserad med presentationsvyn när det gäller zoom.

Regler för självbygge

  • Sändare och sändaranläggningar kräver normalt godkännande
  • Radioamatörer har särskilda undantag
  • Med HAREC får du bygga, bygga om och använda egna sändare på amatörradiofrekvenser
  • Instegscertifikat: bara fabriksbyggda, omodifierade och CE-märkta sändare

Komponenter

  • För egenbyggen behövs olika elektroniska komponenter
  • De har olika egenskaper
  • På instegsnivå finns bara få, enkla kopplingar $\rightarrow$ mer på HAREC-nivå
  • Det räcker att känna till symboler och beteckningar

Krav på radioutrustning

  • All seriebyggd radioutrustning på marknaden måste uppfylla de grundläggande kraven i EU:s radioutrustningsdirektiv (RED)
  • Tillverkaren upprättar EU-försäkran om överensstämmelse (CE-märkning) innan utrustningen släpps ut på marknaden
  • Först då får utrustning från marknaden tas i bruk

Egenbygge

  • Undantag: radioutrustning som radioamatörer byggt själva eller byggt om
  • Behöver inte uppfylla kraven i radioutrustningsdirektivet
  • Behöver inte vara CE-märkt

Ledare och icke-ledare

Material kan delas in i tre grupper:

  1. Ledare
  2. Icke-ledare
  3. Halvledare

Ledare

  • Leder elektrisk ström
  • Är oftast av metall
  • Vissa leder ström bättre än andra

Ledare, sorterade från särskilt bra till sämre ledande

Ordning Material
1 Silver
2 Koppar
3 Guld
4 Aluminium
5 Volfram
6 Zink
7 Tenn
Tabell INSTEGS-13.2.1: Några ledande material

Icke-ledare

  • Leder inte elektrisk ström
  • Kallas också isolatorer

Isolatorer

Namn Förkortning
Porslin
Polyeten PE
Polystyren PS
Kork
Polyvinylklorid PVC
Polytetrafluoreten PTFE
Tabell INSTEGS-13.2.2: Några icke-ledande material

Strömkretsen

Liknelse: vattenkretslopp

1) Kort beskrivning: Perspektivbild av ett slutet rörsystem med cylindrisk behållare till vänster, en öppen avstängningskran upptill och ett aggregat med skovelhjul till höger; blåfärgat vattenflöde som börjar ovanför skovelhjulet, löper över skovelhjulet och slutar nere i rörsystemet till vänster därom.

2) Utförlig beskrivning: Till vänster står en stor, cylindrisk behållare med välvt lock och påskruvad kåpa på en bottenplatta. På dess sida utgår flera röranslutningar, bland dem en flänsliknande anslutning på sidan nedtill och ett block med flera armaturhus och förskruvningar. Från behållaren leder ett rörsystem via en öppen avstängningskran upptill till ett andra aggregat. Detta aggregat består av ett skovelhjul med många radiellt placerade skovlar. Ett blåfärgat vattenflöde löper från ovanför skovelhjulet över skovelhjulet och slutar nere i rörsystemet.
Figur INSTEGS-13.3.1: Vattenkretslopp
  • Består av en spänningskälla och en förbrukare
  • Spänningen får strömmen att flyta
  • Som pumpen, som i stället för ett tryck skapar en spänning

Strömbrytare

  • Bryter eller sluter strömkretsen
  • Vid öppen strömbrytare är strömflödet brutet
1) Kort beskrivning: Enkel seriekrets med rektangulär ledningsdragning med spänningskälla till vänster, en öppen strömbrytare upptill och ett motstånd till höger.

2) Utförlig beskrivning: Kopplingsschemat innehåller en rektangulär krets av raka ledare. På den vänstra vertikala sidan är symbolen för en spänningskälla ”U” insatt i mitten: två parallella horisontella linjer tvärs över ledaren, den övre (+) längre än den nedre (–). På den övre horisontella ledaren visas en öppen strömbrytare. I den högra vertikala ledaren finns ett rektangulärt motstånd ”R”. Alla komponenter är seriekopplade utan några avgreningar; det finns inga andra märkningar.
Figur INSTEGS-13.3.3: Öppen strömkrets

Motstånd

  • Begränsar strömflödet
  • Omvandlar ström till värme
  • Använd alltid motstånd i strömkretsen!
    • Annars uppstår kortslutning
    • Stor ström kan flyta och spänningskälla eller kablar kan överhettas

Strömriktning

1) Kort beskrivning: Enkel seriekrets med rektangulär ledningsdragning med spänningskälla till vänster, en sluten strömbrytare upptill och ett motstånd till höger.

2) Utförlig beskrivning: Kopplingsschemat innehåller en rektangulär krets av raka ledare. På den vänstra vertikala sidan är symbolen för en spänningskälla ”U” insatt i mitten: två parallella horisontella linjer tvärs över ledaren, den övre (+) längre än den nedre (–). På den övre horisontella ledaren visas en sluten strömbrytare. I den högra vertikala ledaren finns ett rektangulärt motstånd ”R”. I den övre horisontella ledaren finns en åt höger pekande pil märkt ”I” och i den nedre horisontella ledaren en åt vänster pekande pil märkt ”I”. Alla komponenter är seriekopplade utan några avgreningar; det finns inga andra märkningar.
Figur INSTEGS-13.3.2: Sluten strömkrets

Från pluspol till minuspol: teknisk strömriktning

Spänningsmätning

  • Spänningar kan fastställas med ett mätinstrument
  • Kopplingssymbol ”V i en cirkel”
  • Ställ in instrumentet rätt
  • Mät på rätt ställen

Mäta rätt

  • Spänning mäts mellan två punkter
  • Parallellt med komponenten som ska mätas

Multimeter

1) Kort beskrivning: Digital handmultimeter i rött skyddshölje med display som visar ”0.00” och en vridomkopplare i mitten.

2) Utförlig beskrivning: Handmultimetern har överst en grå LCD-display som visar ”0.00”. Ovanför den är texten ”DIGITAL MULTIMETER” präglad. Under displayen till vänster sitter en liten rektangulär knapp märkt ”AUTO POWER OFF”, till höger en likadan knapp märkt ”HOLD”. I mitten dominerar en stor räfflad vridomkopplare, omgiven av en skala med ett rött segment och vita markeringar. Följande mätområden finns: resistans (Ω); likspänning (V⎓); växelspänning (V~); växelström (A~); likström (A⎓); batterispänning ”BATT”. Till höger under vridomkopplaren syns märkningarna ”CE”, ”TÜV Rheinland” och ”GS”. Längst ned finns fyra uttag med text från vänster till höger: ”10A”, ”mA/Ω/BATT”, ”COM” och ”V”, med varningssymboler och olika tryck emellan. Höljet är svart med en röd, gummiliknande kant.
Figur INSTEGS-13.4.3: Multimeter
  • Förväxling av ström-/spänningsmätning eller fel mätområde kan skada instrumentet
  • Obs: växelspänningar över $\qty{50}{\volt}$ och likspänningar över $\qty{120}{\volt}$ kan vara livsfarliga

Strömmätning

  • Amperemetrar mäter elektrisk ström
  • Kopplingssymbol ”A i en cirkel”

Mäta rätt

  • Ström mäts i serie med komponenterna
  • Därmed fås strömstyrkan genom komponenten

Multimeter

  • Svart mätsladd till ”COM”, röd till anslutningen märkt A
  • Beroende på mätområde märkt $\unit{\micro\ampere}$, $\unit{\milli\ampere}$ eller $\unit{\ampere}$
  • Välj ”A =” (likström) eller ”A ~” (växelström) för mätningen
  • Välj först största möjliga mätområde, minska sedan vid behov – flytta då vid behov även mätsladden

Ohms lag

Kort repetition:

  • Elektriska laddningar skiljs åt i spänningskällor, och då uppstår elektrisk spänning. Bokstav $U$, enhet volt ($\unit{\volt}$).
  • Elektrisk spänning ger elektrisk ström i en sluten krets. Bokstav $I$, enhet ampere ($\unit{\ampere}$).
  • Förbrukare i en krets ger ett motstånd som bromsar strömmen. Bokstav $R$, enhet ohm ($\unit{\ohm}$).

Sambandet

1) Kort beskrivning: Enkel seriekrets med rektangulär ledningsdragning med spänningskälla ”10 V” till vänster, ett motstånd till höger och en strömpil ”1 mA” åt höger i den övre horisontella ledaren.

2) Utförlig beskrivning: Kopplingsschemat innehåller en rektangulär krets av raka ledare. På den vänstra vertikala sidan är symbolen för en spänningskälla ”10 V” insatt i mitten: två parallella horisontella linjer tvärs över ledaren, den övre längre än den nedre. I den högra vertikala ledaren finns ett rektangulärt motstånd. I den övre horisontella ledaren finns en strömpil åt höger märkt ”1 mA”. Alla komponenter är seriekopplade utan några avgreningar; det finns inga andra märkningar.
Figur INSTEGS-13.6.1: Strömkrets med batteri
  • Vid $\qty{20}{\volt}$ ökar strömmen till $\qty{2}{\milli\ampere}$
  • Vid $\qty{5}{\volt}$ minskar strömmen till $\qty{0,5}{\milli\ampere}$
$$\dfrac{U}{I} = \dfrac{\qty{10}{\volt}}{\qty{0,001}{\ampere}} = \dfrac{\qty{20}{\volt}}{\qty{0,002}{\ampere}} = \dfrac{\qty{5}{\volt}}{\qty{0,0005}{\ampere}} = \qty{10000}{\volt\per\ampere}$$

Proportionalitet: $I$ är proportionell mot $U$ med proportionalitetskonstanten $\num{10000}$

Resistans

  • Proportionalitetskonstanten $\num{10000}$ i exemplet är resistansen $R$
  • Enhet: $\qty{1}{\ohm} = \qty{1}{\volt\per\ampere}$
  • Resistansen i exemplet är $\qty{10000}{\ohm}$ eller $\qty{10}{\kilo\ohm}$

Ohms lag

Resistansen är förhållandet mellan spänning och ström

$$ R = \dfrac{U}{I} $$

Skriva om formeln

  • Spänning och resistans kända
  • Ström okänd
$$ I = \dfrac{U}{R} $$

Motståndens färgkod

  • I stället för ett siffervärde trycks en kodning av färgringar på motstånd
  • Varje färg motsvarar ett siffervärde
    1. Färgring för 1:a siffran
    2. Färgring för 2:a siffran
    3. Färgring för multiplikator
Färg Värde Multiplikator Tolerans
Silver - $\num{0,01}$ $\qty{\pm 10}{\percent}$
Guld - $\num{0,1}$ $\qty{\pm 5}{\percent}$
Svart 0 $\num{1}$ -
Brun 1 $\num{10}$ $\qty{\pm 1}{\percent}$
Röd 2 $\num{100}$ $\qty{\pm 2}{\percent}$
Orange 3 $\num{1000}$ -
Gul 4 $\num{10000}$ -
Grön 5 $\num{100000}$ -
Blå 6 $\num{1000000}$ $\qty{\pm 0,25}{\percent}$
Violett 7 $\num{10000000}$ $\qty{\pm 0,1}{\percent}$
Grå 8 $\num{100000000}$ -
Vit 9 $\num{1000000000}$ -
Ingen - - $\qty{\pm 20}{\percent}$
Tabell INSTEGS-13.7.2: Tabell över motståndens färgkoder
  • I det här exemplet:
    1. Färgring 4
    2. Färgring 7
    3. Färgring $\cdot \num{1000}$
  • $$\begin{split}&47 \cdot \qty{1000}{\ohm}\\ &= \qty{47000}{\ohm}\\ &= \qty{47}{\kilo\ohm}\end{split}$$

Tolerans

  • Avvikelse från det verkliga värdet
  • Exempel: silver betyder $\qty{\pm 10}{\percent}$
  • $$\qty{10}{\percent} \cdot \qty{47}{\kilo\ohm} = \qty{4,7}{\kilo\ohm}$$
  • Motståndsvärde mellan $\qty{42,3}{\kilo\ohm}$ och $\qty{51,7}{\kilo\ohm}$

Halvledare

  • Material som bara leder under vissa förutsättningar
  • Har egenskaper hos både ledare och icke-ledare
  • Vanliga halvledarmaterial: kisel eller germanium

Diod

  • Enklaste halvledarkomponenten: dioden
  • Strömmen kan bara flyta genom den i en riktning

Diodens anslutningar

  • Anod och katod
  • Pluspol på anoden och minuspol på katoden: dioden leder
  • Pluspol på katoden och minuspol på anoden: dioden spärrar

LED

  • Lysdiod, ”light-emitting diode”
  • Lyser så snart ström flyter genom den
  • Kretssymbol: diod med två extra pilar utåt
  • Beter sig som en diod, men lyser

Elektrisk effekt

  • Elektriska apparater har en angiven effektförbrukning
  • Exempel: LED-lampa $\qty{7}{\watt}$, dammsugare $\qty{425}{\watt}$
  • I varje motstånd omsätts elektrisk effekt
  • Ström flyter genom ett motstånd $\rightarrow$ elektrisk energi omvandlas till termisk energi
  • Ju större ström, desto mer värme
  • Elektrisk effekt: Hur mycket elektrisk energi som omsätts under en viss tid
  • Enheten för effekt $P$ är watt ($\unit{\watt}$)

Beräkning av effekt

Beror på ström och spänning

$$ P = U \cdot I $$ $$ U = \dfrac{P}{I} $$ $$ I = \dfrac{P}{U} $$

Kondensator, spole och transistor (kretssymboler)

  • Tre ytterligare grundläggande komponenter
  • Funktionen kommer senare i utbildningen
  • Mål nu: känna igen kretssymbolerna

Kondensator

  • Lagrar en liten mängd energi
  • Består ofta av två parallella plattor

Spole

  • Lagrar också en liten mängd energi
  • Fungerar tekniskt helt annorlunda än kondensatorn
  • Består i enkla fall av en lindad tråd

Transistor

  • Beroende på koppling
    • Elektrisk strömbrytare
    • Förstärkare
  • Har tre anslutningar

Jord (chassi)

  • Referenspunkt för spänningar i en krets, t. ex. chassit
  • Ska inte förväxlas med jordning

Översikt

Alla hittills genomgångna kretssymboler i en överblick

1) Kort beskrivning: Rutnätsgrafik med tolv kretssymboler i tre rader (batteri, motstånd, kondensator, spole; diod, lysdiod, strömbrytare, transistor; antenn, jord och jordning, voltmeter, amperemeter), var och en med tysk märkning under.
2) Utförlig beskrivning: Grafiken är ordnad i tre rader med fyra kretssymboler vardera. Under varje symbol står en märkning. Övre raden från vänster till höger: ”Batterie” (batteri): två vertikala linjer, av vilka den vänstra är tunnare än den högra; ”Widerstand” (motstånd): vågrätt, rektangulärt block; ”Kondensator” (kondensator): två vertikala, lika långa linjer; ”Spule” (spole): fyra uppåtriktade halvbågar. Mittersta raden: ”Diode” (diod): åt höger pekande triangel på en baslinje; ”LED” (lysdiod): åt höger pekande triangel med två små pilar som pekar snett åt höger uppåt bort från triangeln; ”Schalter” (strömbrytare): två icke förbundna anslutningspunkter, från den vänstra en linje som pekar snett åt höger uppåt; ”Transistor” (transistor): cirkel med en vertikal linje till vänster i cirkeln, med horisontell linje från vänster och två linjer åt höger uppåt och höger nedåt, den senare med en triangelformad pil utåt. Nedre raden: ”Antenne” (antenn): vertikal linje med en V-formad symbol i övre änden; jord och jordning: den ena symbolen med en kort vertikal linje som stöter nedåt mot en horisontell linje, och den andra symbolen med en kort vertikal linje över tre horisontella, nedåt avsmalnande linjer; ”Spannungsmessgerät” (voltmeter): cirkel med bokstaven ”V” i mitten; ”Strommessgerät” (amperemeter): cirkel med bokstaven ”A” i mitten.
Figur INSTEGS-13.10.5: Elektriska komponenter, mätinstrument och deras kretssymboler

Frågor?


Länkar till den här presentationen