BUDITE OPSESNI osnovnom elektronikom !!!!!: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Kada govorimo o elektronici, naš bi se razgovor mogao proširiti na široko područje. Počevši od najprimitivnijih vakuumskih cijevi (tranzistorskih cijevi) ili čak do provođenja ili kretanja elektrona i mogao bi se završiti najsofisticiranijim krugovima koji su sada ugrađeni u jedan čip ili hrpa njih ponovo ugrađenih u drugi. Ali uvijek će biti od pomoći da se držimo osnovnih koncepata, što nam je pomoglo da izgradimo one najzahtjevnije kakve danas vidimo. Iz mojih zapažanja shvatio sam da će toliko ljudi koji počnu razmišljati o elektronici nekako započeti svoje hobi projekte s integriranim sklopovima ili češće u današnje vrijeme, sa sastavljenim modulima poput arduino ploče, Bluetooth modula, RF modula itd …

Zbog te tendencije nedostaje im prava ZABAVA i UZBUHNOST elektronike. Stoga ću ovdje pokušati prenijeti svoje ideje koje bi pomogle čitateljima da se potaknu da gledaju na elektroniku u široj perspektivi.

Govorili bismo o dvije LEGENDARNE i REVOLUCIONARNE osnovne komponente elektronike:

OTPORNICI i TRANZISTORI. Ovi opisi se ne temelje isključivo na formulama ili teorijama koje obično radimo na časovima na papiru, već ćemo pokušati povezati ih sa nekim škakljivim činjenicama u praktičnom pristupu, za koji vjerujem da će zasigurno zadiviti naše prijatelje.

Počnimo istraživati zabavnu suštinu elektronike ……

Korak 1: OTPORNICI

Otpornik je jedna od poznatih komponenti među hobi momcima. Svi bi bili upoznati sa otpornicima. Kao što je jasno iz samog naziva, otpornici su one komponente koje će odolijevati struji koja protiče kroz njih. Kao što se opire strujnom toku, tako i njegovom ako je vrijednost otpora konstantna, napon na volji bit će osiguran jednadžbom V = IR koja je naš čudesni ohmov zakon. Sve su to jasni koncepti.

Sada je vrijeme za lukavu analizu ….samo za zabavu

Imamo radijsku bateriju od 9 volti i otpornik od 3 ohma. Kada spojimo ovaj otpornik preko baterije kao što je prikazano na slici, sigurno ćemo dobiti protok struje kako je prikazano. Kolika će količina struje teći?

Da, nema sumnje, iz vlastitog ohmovog zakona odgovor će biti I = V/R = 9/3 = 3 ampera.

Koja struja od 3 ampera iz radio baterije na 9 volti ???? Ne, to nije moguće.

U stvarnosti, baterija može dati samo malu količinu struje na 9 volti. Recimo da će dati struju od 100 mililpera struje na 9 volti. Prema zakonu oma otpornik mora biti najmanje 90 ohma kako bi uravnotežio protok. Svaki otpor ispod njega smanjio bi napon na bateriji i povećao struju kako bi se uravnotežio zakon oma. Dakle, kada spojimo otpornik od 3 ohma, napon na bateriji pao bi na V = 0,1*3 = 0,3 volta (gdje je 0,1 amper od 100 mililitara, tj. maksimalna struja baterije). Dakle, doslovno kratki spoj akumulatora koji će ga uskoro potpuno isprazniti i učiniti beskorisnim.

Dakle, moramo razmišljati dalje od pukih jednadžbi. ZAJEDNIČKI RAZUMI RADI !!!

Korak 2: Otpornici za mjerenje šanta

Otpornici se mogu koristiti za mjerenje količine struje koja teče kroz opterećenje, ako nemamo ampermetar.

razmotrite krug kao što je prikazano gore. Opterećenje je spojeno na bateriju od 9 volti. Ako je opterećenje uređaj male snage, pretpostavimo da je struja koja protiče kroz njega 100 mililpera (ili 0,1 ampera). Sada treba znati tačnu količinu struje koja protiče kroz njega mogli bismo upotrijebiti otpornik. Kao što je prikazano na slici, kada je otpornik od 1 ohma serijski spojen na opterećenje, mjerenjem pada napona na otporniku od 1 ohma mogli bismo dobiti točnu vrijednost struje iz omskog zakona. To je struja koja će biti I = V/R, ovdje R = 1 ohm. Dakle, I = V. Tako će napon na otporniku osigurati struju koja prolazi kroz kolo. Treba zapamtiti da, kada spojimo otpornik u seriju, dolazi do pada napona na otporniku. Vrijednost otpornika je toliko određena da pad nije toliko velik da utiče na normalan rad opterećenja. Zato moramo imati nejasnu ideju o rasponu struje koji bi se izvukao opterećenjem, a koje možemo steći vježbom i zdravim razumom.

Ovaj serijski otpornik mogli bismo koristiti i kao osigurač. To jest, ako je otpornik od 1 ohma snage 1 vat, to znači da će maksimalna količina struje koja bi mogla protjecati kroz njega biti 1 amper (iz jednadžbe snage (W) W = I*I*R). Dakle, ako je opterećenje od 1 ampera maksimalnog strujnog kapaciteta, ovaj otpornik će djelovati kao osigurač, a ako bilo koja struja veća od 1 ampera uđe u krug, otpornik će eksplodirati i postati otvoren strujni krug, štiteći tako opterećenje od prekostrujnih oštećenja.

Korak 3: TRANZISTORI

Tranzistori su super heroji u elektronici. Jako volim tranzistore. Oni su glavna revolucionarna komponenta koja je izvršila revoluciju u cijelom polju elektronike. Svaki ljubitelj elektronike mora postići jako prijateljstvo s tranzistorima. Sposobni su napraviti vrlo dugačku listu raznolikih elektronika funkcije.

Za početak, svatko bi bio upoznat s definicijom da '' Tranzistor znači prijenosni otpor ''. Ovo je nevjerojatna sposobnost tranzistora. Oni mogu prenijeti otpor u izlaznom dijelu (obično kolektorsko-emiterska linija) kada promijenimo struju u ulaznom odjeljku (obično linija emiter baze).

U osnovi postoje dvije vrste tranzistora: npn tranzistori i pnp tranzistori kako je prikazano na slici.

Ovi tranzistori povezani s različitim vrijednim otpornicima tvorit će brojna logička kola, koja čak čine i čvrstu kost našeg modernog dizajna procesorskog čipa.

Korak 4: Npn tranzistori

Općenito se uči da se npn tranzistor UKLJUČUJE davanjem pozitivnog potencijala (napona) na bazi. Da, istina je. Ali u široj perspektivi to bismo mogli opisati na sljedeći način.

Kada bazu tranzistora napravimo na 0,7 volti većem potencijalu (naponu) u odnosu na odašiljač tranzistora, tada će tranzistor biti u ON stanju i struja će teći kroz putanju kolektor-emiter do zemlje.

Gornja tačka mi puno pomaže u rješavanju gotovo svih uobičajenih tranzistorskih logičkih krugova. Ovo je prikazano na gornjoj slici. Polaritet i trenutna putanja toka osigurat će mnogo više prijaznosti prema našem tranzistoru.

Kada osiguramo visokih 0,7 volti na bazi, to dovodi do protoka struje od baze do emitera i naziva se osnovna struja (Ib). Ova struja pomnožena s pojačanjem struje osigurat će protok kolektora.

Rad je sledeći:

Kada prvi put postavimo 0,7 na bazu, tada je tranzistor UKLJUČEN i struja počinje teći kroz opterećenje. Ako se na neki način poveća napon na bazi i emiteru kako bi se kompenziralo da će tranzistor smanjiti protok bazne struje, zadržavajući tako napon na samom 0,7, ali za razliku od toga struja kolektora se također smanjuje i struja koja teče kroz opterećenje se smanjuje, u stvari se smanjuje i napon na opterećenju. To pokazuje da bi se pri povećanju napona na bazi napon na opterećenju smanjio i na taj način se otkriva invertirajuća priroda prebacivanja tranzistora.

Slično, ako se napon smanji (ali iznad 0,7), tada bi se struja povećala u podnožju, pa bi se zatim povećala na kolektoru i kroz opterećenje, čime bi se povećao napon na opterećenju. Tako će smanjenje baze dovesti do povećanja napona na izlaz, koji također otkriva invertirajuću prirodu pri tranzistorskom prebacivanju.

Ukratko, nastojanje baze da zadrži razliku napona od 0,7 koristimo pod imenom Pojačanje.

Korak 5: Pnp tranzistor

Kao i npn tranzistor, i pnp tranzistor se obično kaže da će davanjem negativa na bazu tranzistor biti UKLJUČEN.

Na drugi način, kada bazni napon učinimo 0,7 volta nižim ili manjim od napona emitera, tada struja teče kroz liniju kolektora emitera i opterećenje se napaja strujom. Ovo je prikazano na slici.

Pnp tranzistor se koristi za prebacivanje pozitivnog napona na opterećenje, a npn tranzistori se koriste za prebacivanje mase na opterećenje.

Kao i u slučaju npn, kad povećamo razliku između emitera i baze, bazni spoj će nastojati zadržati razliku od 0,7 volta promjenom količine struje kroz njega.

Tako bi podešavanjem količine struje kroz njega u skladu s promjenama napona tranzistor mogao regulirati ravnotežu između ulaza i izlaza, što ih čini vrlo posebnim u aplikacijama.

Korak 6: Zaključak

Sve gore navedene ideje su vrlo osnovne i poznate su mnogim mojim prijateljima. Ali vjerujem da bi to bilo korisno za barem jednu osobu u području elektronike. Uvijek me privlače takve osnovne ideje koje pomažu da riješim i obrnem inženjering brojnih krugova, kroz koje vjerujem da bismo mogli steći puno iskustva i zabave.

Svim prijateljima želim dobre želje. Hvala.