Tinee9: Otpornici u seriji: 5 koraka

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

Tutorial Level: Ulazni nivo.

Odricanje odgovornosti: Molimo vas da roditelj/staratelj pazi ako ste dijete jer možete izazvati požar ako niste oprezni.

Elektronički dizajn seže sve do telefona, žarulja, pogona na naizmjeničnu ili istosmjernu struju itd. U cijeloj elektronici nailazite na 3 osnovne komponente: otpornik, kondenzator, induktor.

Danas ćemo s Tinee9 učiti o otpornicima. Nećemo naučiti kodove boja za otpornike jer postoje dva stila pakovanja: Thruhole i SMD otpornik koji svaki ima svoje kodove ili ih nema.

Posjetite Tinee9.com za ostale lekcije i super tehnologiju.

Korak 1: Materijali

Materijali:

Nscope

Asortiman otpornika

Računar (koji se može povezati na Nscope)

LTSpice (softver

Dolje je veza do asortimana Nscope i otpornika:

Kit

Korak 2: Otpornici

Otpornici su poput cijevi koje propuštaju vodu. No, različite veličine cijevi dopuštaju da različita količina vode teče kroz nju. Na primjer, velika cijev od 10 inča omogućit će protok više vode od cijevi od 1 inča. Ista stvar sa otpornikom, ali unatrag. Ako imate otpornik velike vrijednosti, manje će elektrona moći protjecati. Ako imate malu vrijednost otpornika, možda ćete proći kroz više elektrona.

Ohm je jedinica za otpornik. Ako želite naučiti istoriju kako je ohm postao jedinica nazvana po njemačkom fizičaru Georgu Simonu Ohmu, idite na ovu wiki

Potrudit ću se da ovo bude jednostavno.

Ohmov zakon je univerzalni zakon kojeg se sve pridržava: V = I*R

V = Napon (Potencijalna energija. Jedinica je Volt)

I = Struja (Jednostavni pojmovi broj protoka elektrona. Jedinica je amper)

R = Otpor (Veličina cijevi, ali manja je veća, a veća je manja. Ako znate podjelu, veličina cijevi = 1/x gdje je x vrijednost otpora. Jedinica je Ohm)

Korak 3: Matematika: Primjer otpora serije

Dakle, na gornjoj slici je snimak ekrana modela LTspice. LTSpice je softver koji pomaže elektrotehničarima i ljudima iz hobija da dizajniraju sklop prije nego što ga naprave.

U svom modelu postavio sam izvor napona (npr. Baterija) s lijeve strane sa + i - u krug. Zatim sam povukao liniju na cik -cak stvar (ovo je otpornik) sa R1 iznad nje. Zatim sam povukao drugu liniju do drugog otpornika s R2 iznad njega. Povukao sam posljednju liniju s druge strane izvora napona. Na kraju, postavio sam naopako postavljeni trokut na donju liniju crteža koji predstavlja Gnd ili referentnu točku kruga.

V1 = 4,82 V (Nscope -ov napon +5V šine sa USB -a)

R1 = 2,7Kohms

R2 = 2,7Kohms

I =? Pojačala

Ova konfiguracija naziva se serijsko kolo. Dakle, ako želimo znati struju ili broj elektrona koji protiču u krugu, zbrajamo R1 i R2 koji su u našem primjeru = 5,4 Kohms

Primjer 1

Dakle V = I*R -> I = V/R -> I = V1/(R1+R2) -> I = 4,82/5400 = 0,000892 Ampera ili 892 uAmps (metrički sistem)

Primjer 2

Za udarce ćemo promijeniti R1 na 10 Kohms. Sada će odgovor biti 379 uAmp

Put do odgovora: I = 4,82/(10000+2700) = 4,82/12700 = 379 uAmps

Primjer 3

Posljednji primjer prakse R1 = 0,1 Kohms Sada će odgovor biti 1,721 mAmps ili 1721 uArmps

Put do odgovora: I = 4,82/(100+2700) = 4,82/2800 = 1721 uAmps -> 1,721 mAmps

Nadajmo se da ćete vidjeti da je R1 u posljednjem primjeru bio mali struja ili pojačala veća od prethodna dva primjera. Ovo povećanje struje znači da kroz krug protiče više elektrona. Sada želimo saznati koliki će napon biti u točki sonde na gornjoj slici. Sonda je postavljena između R1 i R2 …… Kako možemo odrediti tamošnji napon ?????

Pa, Ohmov zakon kaže da napon u zatvorenom kolu mora biti = 0 V. Sa tom izjavom šta se onda događa s naponom iz izvora baterije? Svaki otpornik oduzima napon za neki postotak. Kako koristimo vrijednosti primjera 1 u primjeru 4, možemo izračunati koliko je napona oduzeto u R1 i R2.

Primjer 4 V = I * R -> V1 = I * R1 -> V1 = 892 uAmps * 2700 Ohm = 2.4084 V V2 = I * R2-> V2 = 892 uA * 2.7 Kohms = 2.4084 V

Zaokružićemo 2,4084 na 2,41 volti

Sada znamo koliko volti oduzima svaki otpornik. Koristimo GND sistemski simbol (trougao naopako) da kažemo 0 volti. Ono što se sada događa, 4,82 V proizvedeno iz baterije putuje do R1, a R1 oduzima 2,41 V. Tačka sonde sada će imati 2,41 V koja zatim putuje do R2, a R2 oduzima 2,41 V. Gnd tada ima 0 volti koji putuju do baterije koja zatim proizvodi 4,82 volti i ponavlja ciklus.

Tačka sonde = 2,41 volti

Primjer 5 (koristit ćemo vrijednosti iz primjera 2)

V1 = I * R1 = 379 uA * 10000 Ohma = 3,79 Volti

V2 = I * R2 = 379 uA * 2700 Ohma = 1,03 V

Tačka sonde = V - V1 = 4,82 - 3,79 = 1,03 V

Ohmov zakon = V - V1 -V2 = 4,82 - 3,79 - 1,03 = 0 V

Primjer 6 (koristit ćemo vrijednosti iz primjera 3)

V1 = I * R1 = 1721 uA * 100 = 0,172 V

V2 = I * R2 = 1721 uA * 2700 = 4,65 V

Napon tačke sonde = 3,1 Volta

Put do tačke sonde odgovora = V - V1 = 4,82 - 0,17 = 4,65 V

Alternativni način izračunavanja napona u tački sonde: Vp = V * (R2)/(R1+R2) -> Vp = 4,82 * 2700/2800 = 4,65 V

Korak 4: Primjer iz stvarnog života

Ako prije niste koristili Nscope, pogledajte Nscope.org

S Nscope -om sam stavio jedan kraj otpornika od 2,7Kohm u utor za kanal 1, a drugi kraj u utor za šinu +5V. Zatim sam stavio drugi otpornik na drugi utor za kanal 1, a drugi kraj na utor GND šine. Budite oprezni da se krajevi otpornika ne spoje na +5V šinu i GND šinu ili biste mogli ozlijediti svoj Nscope ili zapaliti nešto.

Što se dogodi kada zajedno spojite "kratke" šine +5V na GND, otpor ide na 0 Ohma

I = V/R = 4.82/0 = beskonačnost (vrlo veliki broj)

Tradicionalno ne želimo da se struja približava beskonačnosti jer uređaji ne mogu podnijeti beskonačnu struju i imaju tendenciju da se zapale. Na sreću Nscope ima visoku strujnu zaštitu koja će, nadamo se, spriječiti požar ili oštećenje nscope uređaja.

Korak 5: Test stvarnog života iz primjera 1

Kada se sve postavi, vaš Nscope bi trebao pokazati vrijednost od 2,41 Volta kao prva slika gore. (svaka glavna linija iznad kartice 1 kanala ima 1 volti, a svaka sporedna linija 0,2 volta) Ako uklonite R2, otpornik koji povezuje kanal 1 s GND šinom, crvena linija će ići do 4,82 volta kao na prvoj slici gore.

Na drugoj gornjoj slici možete vidjeti da predviđanje LTSpice -a ispunjava naše proračunato predviđanje koje zadovoljava naše rezultate testova iz stvarnog života.

Čestitamo, osmislili ste svoj prvi krug. Priključci serije otpornika.

Isprobajte druge vrijednosti otpora, kao u primjerima 2 i 3, kako biste provjerili odgovaraju li vaši proračuni stvarnim rezultatima. Također vježbajte i druge vrijednosti, ali pazite da vaša struja ne pređe 0,1 Amper = 100 mAmps = 100 000 uAmps

Pratite me ovdje na uputstvima i na tinee9.com