Rafleiðarar og bygging straumrásar

1. Rafleiðarar og bygging straumrásar Kafli 3. Ívar Valbergsson

2. Flokkun efna Efni hafa mismunandi fjölda óbundinna eða frjálsra rafeinda. Það er forsenda að efni hafi frjálsar rafeindir til að geta leitt rafstraum. Út frá þessu eru efni flokkuð í fjóra flokka með tilliti til rafleiðni þeirra. Ívar Valbergsson

3. 1. Flokkur, málmar. Málmar eru þau frumefni sem hafa tiltölulega flestar óbundnar rafeindir og þar að auki er gott rými milli frumeinda sem frjálsar rafeindir geta ferðast í hindrunarlítið. Og það hreyfast eingöngu rafeindir. Bestu leiðararnir eru: • Silfur • Eir (algengastur) • Gull (sjaldgæfastur) • Ál Ívar Valbergsson

4. 2. Flokkur, vökvar og gas. Þegar rafstraumur fer eftir vökva eða gasi hreyfast rafeindir frá – skauti til + skauts eins og í málmum. Það á sér líka stað svokallaður jónastraumur, jákvætt hlaðnar jónir streyma frá + skauti til – skauts og neikvætt hlaðnar jónir dragsat að + skauti. Sem er í raun efnisflutningur og hægt er að nota til að húða málma. Vökvar sem notaðir eru til að leiða rafstraum kallast raflausnir. Gott dæmir er rafgeimar. Ívar Valbergsson

5. 3. Flokkur, hálfleiðarar. Hálfleiðarar eru föst efni sem hafa rafeindirnar tiltölulega fastbundnar. Það er því lítið um frjálsar rafeindir í þessum efnum. Hitni efnið geta rafeindir losnað og það fer að leiða á líkan hátt og málmar. Kísill eða svokallaðar kísilflögur er mest notaðar í hálfleiðaratækni við gerð smára, díóða o.fl. íhluta. Ívar Valbergsson

6. 4. Flokkur, einangrar Við venjulegar aðstæður leiða þessi efni ekki rafstraum, þó segja megi að öll efni leiði rafstraum ef spennan yfir það verður nógu há. Dæmi um einangrara: Þurtt loft, gljásteinn, hreint vatn, pappír, gler, bómull, postulín, ýmsar olíur, plast, lakk, gúmmí o.fl. Ívar Valbergsson

7. Straumur í leiðara af 1. flokki Rafeindir streyma frá þeim enda sem er ríkari, til hins sem er fátækari af þeim. Spennugjafi er nauðsynlegur til þess að viðhalda spennu yfir leiðarann og þar með rafeindastraumnum. Ívar Valbergsson

8. Bygging straumrásar Einfaldasta gerð straumrásar eru úr: • Bræðivarar • Spennugjafa • Leiðara • Notenda • Rofa Ívar Valbergsson

9. Sraumrás Ívar Valbergsson

10. Sraumrás með stöðluðum íhlutatáknum Ívar Valbergsson

11. Rofar Rofar þurfa að vera það stórir, að þeir þoli tiltekið yfirálag og hafi nægilega stórt bil á milli snertanna. Rofar fyrir ljósagreinar hafa ekki undir 10A straumþol þótt vinnustraumur sé í sumum tilvikum undir 1A. Rofar verða að rjúfa hratt til að lágmarka ljósbogamyndun. Það verða að vera sérstakir rofar fyrir DC vegna mun meiri ljósbogamyndunnar. Ívar Valbergsson

12. Vör Tvær gerðir vara eru notaðar til þess að verja straumrásir yfirálagi: • Bræðivör • Sjálfvör Ívar Valbergsson

13. Bræðivör Í bræðivörum er grannur málmþráður eða málmþynna sem bráðnar ef straumur fer yfir ákveðið gildi og rýfur þannig straumrásina. Fljót vör fyrir ljós. Treg vör fyrir mótora v/ræsistraums Ívar Valbergsson

14. Sjálfvör Hafa innbyggðan þrennskonar búnað • Skammhlaupsvörn • Yfirstraumsvörn • Yfirálagsvörn Sjálfvarið er endurskipanlegt. Sjálfvör má fá í fjórum gerðum eða: Z = fljótvirkust, B = fljót, C = treg D = tregust. Ívar Valbergsson

15. AVO- mælar eða fjölsviðsmælir A= amper V=volt O=ohm Ívar Valbergsson